《电气自动化｝２００３年第２５卷第３期

控制理论及其应用一

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ

Ｎｅｔｗｏｒｋ＆Ｃｏｍ—ｍｕｎｔｃａｔｔｏｆｌｓ

电梯群控系统的动态最优问题

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华南理工大学（广州５１０６４０）游林儒付文斌毕淑娥

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哈尔滨工业＝Ｉ：学电气工程及自动化系（哈尔滨ＩＳ０００Ｉ）羹喜瑞

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摘要：电梯群控系统作为当今世界电梯业更新换代的重要手段之一，已经越来越受到业界人士的高度重视。本文从最优控制理论的角

度出发，以时间、能量最优和动态规划三个方面综合考虑．对电梯群控系统的算法问题进行分析和回答。

关键词：电梯群控系统综合最优动态规划

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【中图分类号】ＴＰｌ８［文献标识码］Ａ【文章编号】１０００—３８８６（２００３）０３－０００６－０４

１

引

言

随着城市中高层建筑物的增加，电梯得到了越来越广泛的应

用。对于中、大规模的建筑物来说，需要多台电梯才能满足楼内交

通的需求。电梯群控系统（ＥＧＣＳ）是指采用优化的控制策略来协调

多台电梯的运行，以提高电梯的运输效率和服务质量。现代电梯

群控系统是指将多台电梯分组，根据楼内交通量的变化，由计算机

控制．采用最优输送的运行方式。

电梯群控系统中最为关键的核心部分是它的调度策略，调度

策略是一种算法，它根据所采集到的电梯群的状况，进行分析综合

后按一定的规则向各个电梯发出控制信号，指挥这些电梯协凋运

行“Ｉ。当今世界各大电梯厂商都相继推出了具有本公司特色的群

控系统算法，有的侧重于乘客待梯时闻的优化，如Ｅｌ本日立电梯公

司（ＨｉｔａｃｈｉＥｌｅｖａｔｏｒ）的“时间最小／最大”群控方法、美国奥的斯电

梯公司（Ｏｔｉｓ）的“相对时间因子”群控方法；有的侧重于能量消耗

最优化，如瑞士迅迭电梯公司（Ｓｈｉｎｄｌｅｒ）的“综合服务成本”群控方

法等等。文献［３］和【４Ｊ中将人工智能技术、神经网络和模糊逻辑

控制方法引入到电梯的群控问题中，目的是使电梯的运行更能反

映人的智慧。但不管采用那一种方法，快捷、舒适、节能是电梯群

控阃题的关键。

本文从最优控制理论的角度出发，以时间、能量和动态规划三

个方面综台考虑，对电梯群控系统的算法问题进行分析。

２综合最优的理论依据…’［ｚｌ

电梯群控的算法问题实质上就是求动态最优解的过程，最优化

的结果，即平均等候时间（Ａｗ＂和能量消耗（ＲＮＣ）的综合最优问

题，再把这一过程推广罩连续（或近似连续）时间的动态规划推算问

题，以达到动态连续（或近似连续）的系列解，直至问题的解决。

６

Ｅｌｅｃｔｒｉｃ“Ａｕｔｏｍ酿ｉｏｎ

当今世界电梯界提出的“绿色”电梯概念，即从时间和能量的

综合性能角度出发，来设计电梯的群控系统，以达到提高效率、节

省能源的目的。

２．１时间最优

众所周知．电梯是垂直的交通运输工具，它在时间上的最优问

题就是一维方向的路程最优问题。首先，计算各部电梯运行当前

层与呼梯层之间的行程时间，其中行程的内容包括：在呼梯方向上

电梯所要行进的路程；行程中梯内、外呼叫需要停下的站数等等。

之后，比较各电梯行程，从中选出时间评价函数中最小者。

可以看出，在时间最优问题求解中．其核心问题即行程时间的

求解。在呼梯方向上电梯所要行进的路程要与行程中闻梯内、外

呼叫需要停下的站数综合考虑。当某个厅外召唤发生时，首先根

据最优化指标计算将该召唤分配给各梯相应的评价函数．即调度

预测过程，以求得指标为最小的梯。这里的评价函数指标是指电

梯从当前位置行驶到召唤目标层的时间预测，它分为三个部分：电

梯不停靠直接全速驶向目标层的时间，电梯停靠时的开关门及电

梯由于停靠所需的加减速花费的时间，还有电梯停靠时人员进出

电梯的时间。

行程时间评价函数的计算如下［１ｉｔ川州川ｓＩ：

Ｔ（・）＝Ｍｉｎ（ｒ（１），ｒ（２）…Ｔ（ｎ））

（１）

Ｔ（ｉｌ＝≈ｎ（ｉ）＋已（ｉ）＋＾Ｌ（｛）（ｉＥｎ，ｎ】）

（２）

乃＝心（１＋ｍ。ＰＩＲ（ｉ））＋Ｔｒ

（３）

其中ｒ（・）表示各梯的行程时间评价指标，Ｔｄ（ｉ）表示电梯因

停站所需上下乘客时间的预测，ｒ（。）表示电梯从当前位置全速驶

向本次召唤目标所需时间，Ｅ（ｉ）表示电梯完成一次停站所需额外

的减速和加速时闻，ｋ表示电梯驶向召唤层期间因轿内召唤和此

前的层站召唤而停靠的次数；“为开关门一次所需时间，ＰＩＲ（ｉ）

万方数据