一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置

本发明涉及调度决策，尤其涉及一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置。

背景技术：

1、电梯已经成为城市不可缺少的重要交通运输工具。越来越多的楼房选择安装多部电梯以缓解客流量增加的问题，同时如何实现多部电梯在多层楼宇中的协同工作成了备受关注的问题。“薛旭璐,张莉,高晴,谭海燕,韩仪洒.基于最短距离的电梯群控改进算法研究[j].测控技术,2018,37(11).”中提出的基于最小候梯时间的电梯群控系统是目前工程上普遍采取的方法，但是该论文中所采用的时间预测算法对电梯所能到达最高层和最底层的定义采用的是静态值方法，这不符合动态的电梯运行情况，会造成系统对候梯时间的预测偏差增大，造成调度过程能耗的浪费。针对面临的新问题，有必要研究一种基于动态时间预测调度算法的优化协同多层楼宇多部电梯运行的智能调度装置来解决该问题。

技术实现思路

1、为了解决如何实现多部电梯在多层楼宇中的协同工作这一问题，本发明的目的是提供一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，用于实现多部电梯的协同工作；

2、本发明所采用的技术方案如下：一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，包括硬件设备之间的联接和动态时间预测调度算法；硬件设备之间的联接实现数据的传输，包括各部电梯当前运行数据的获取以及控制指令的发送；动态时间预测调度算法通过对各部电梯当前运行数据的计算，得出各部电梯最优运行状态，产生待发送的控制指令；动态时间预测调度算法2包括动态时间预测算法和动态任务分配算法；动态时间预测算法用于对每个电梯到达时间的动态预测；动态任务分配算法用于将呼梯楼层请求分配给具体的某部电梯；控制器1利用网线4获取各部电梯的当前运行数据，然后通过动态时间预测调度算法的计算得出各部电梯最优运行状态并产生控制指令，最后控制器1通过网线4将控制指令发送给各部电梯和人机界面2，实现多部电梯在多层楼宇中的协同工作。

3、所述动态时间预测算法根据电梯轿厢和呼梯楼层方向和位置的不同，分为5种情况实现；各种情况下的动态时间预测计算公式如下；

4、1)电梯轿厢运行方向与呼梯方向相同且呼梯楼层在电梯轿厢运行方向的前方时，计算公式为：

5、

6、式中，表示在第k个计算周期中第i部电梯轿厢到达第j个呼梯楼层的预测时间；表示在第k个计算周期中第i部电梯轿厢当前所在楼层数；表示在第k个计算周期中第j个呼梯楼层的所在楼层数；tw为电梯轿厢匀速不停止地通过楼房一个楼层所需花费的时间；表示在第k个计算周期中第i部电梯轿厢到达第j个呼梯楼层中途经历的停靠次数；ts为电梯轿厢到达一个呼梯楼层平均停靠的时间；i表示电梯群中按照一定顺序编号的第i部电梯；j表示所有呼梯楼层中按照一定顺序编号的第j个呼梯楼层，其包含上行和下行两种含义；k表示动态时间预测调度算法的第k个计算周期；

7、2)电梯轿厢运行方向与呼梯方向相同且呼梯楼层在电梯轿厢运行方向的后方时，根据电梯轿厢上下行方向不同将计算分为两种计算方法，分别如下；

8、轿厢上行：

9、

10、

11、轿厢下行：

12、

13、

14、式中，表示在第k-1个计算周期中第i部电梯轿厢到达的最高楼层，即该部电梯在所分得的所有任务和响应乘客的所有目标楼层中到达的处于最高楼层的楼层数；表示在第k-1个计算周期中第i部电梯轿厢到达的最低楼层，即该部电梯在所分得的所有任务和响应乘客的所有目标楼层中到达的处于最低楼层的楼层数；

15、3)当呼梯方向与电梯轿厢运行方向相反时，根据电梯轿厢上下行方向不同将计算分为两种计算法，分别如下；

16、轿厢上行：

17、

18、轿厢下行：

19、

20、公式(1)(2)(3)(4)(5)实现电梯轿厢到达呼梯楼层时间的预测。

21、所述动态任务分配算法的动态任务分配计算公式如下：

22、

23、式中，i表示电梯群中按照一定顺序编号的第i部电梯；j表示所有呼梯楼层中按照一定顺序编号的第j个呼梯楼层，其包含上行和下行两种含义；k表示动态时间预测调度算法的第k个计算周期；表示在第k个计算周期中第i部电梯轿厢到达第j个呼梯楼层的预测时间；表示在第k个计算周期中所有呼梯楼层构成的一个集合；表示在第k个计算周期中响应第j个呼梯楼层的电梯编号。

24、动态时间预测调度算法工作流程如下；

25、步骤1：控制器1运行动态时间预测调度算法进入初始化状态；赋值变量k＝0；赋值常量tw，ts；

26、步骤2：动态时间预测调度算法初始化完成，进入动态计算状态；动态时间预测调度算法首先执行k加1；然后使控制器1通过网线4获取远端各部电梯状态信息，得到数据；

27、步骤3：控制器1获取到数据后，根据动态时间预测算法的动态时间预测计算公式计算

28、步骤4：控制器1利用计算得到的数据，根据动态任务分配算法的动态任务分配计算公式得出控制器1基于得到的数据通过网线4向人机界面4和远端各部电梯发送控制指令，使各部电梯做出对应动作调整；

29、步骤5：在进入下一次控制周期前，控制器1根据的定义更新值，用于后续动态调整；

30、步骤6：跳转至步骤2进入下一个控制周期。

31、所述硬件设备之间的联接主要由控制器1、人机界面2、交换机3和网线4联接构成；控制器1和人机界面2分别通过网线4与交换机3相连，交换机3通过网线4与远端的各部电梯控制器连接；控制器1内部运行动态时间预测调度算法。

32、本发明的有益效果是：一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置可以动态预测电梯到达呼梯楼层所需的时间，实时性强，具有强大的调度能力。本发明的装置能够实现多层楼宇和多部电梯的智能调度，可用于大型商场、大型交通枢纽地区、办公楼、住宅楼等楼房中电梯的最优化使用调度决策。

技术特征：

1.一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，其特征在于，该智能调度装置包括硬件设备之间的联接和动态时间预测调度算法；硬件设备之间的联接实现数据的传输，包括各部电梯当前运行数据的获取以及控制指令的发送；动态时间预测调度算法通过对各部电梯当前运行数据的计算，得出各部电梯最优运行状态，产生待发送的控制指令；动态时间预测调度算法(2)包括动态时间预测算法和动态任务分配算法；动态时间预测算法用于对每个电梯到达时间的动态预测；动态任务分配算法用于将呼梯楼层请求分配给具体的某部电梯；控制器(1)利用网线(4)获取各部电梯的当前运行数据，然后通过动态时间预测调度算法的计算得出各部电梯最优运行状态并产生控制指令，最后控制器(1)通过网线(4)将控制指令发送给各部电梯和人机界面(2)。

2.根据权利要求1所述的基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，其特征在于，所述动态时间预测算法根据电梯轿厢和呼梯楼层方向和位置的不同，分为5种情况实现；各种情况下的动态时间预测计算公式如下；

3.根据权利要求1或2所述的基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，其特征在于，所述动态任务分配算法的动态任务分配计算公式如下：

4.根据权利要求3所述的基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，其特征在于，动态时间预测调度算法工作流程如下；

5.根据权利要求3或4所述的基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，其特征在于，所述硬件设备之间的联接主要由控制器(1)、人机界面(2)、交换机(3)和网线(4)联接构成；控制器(1)和人机界面(2)分别通过网线(4)与交换机(3)相连，交换机(3)通过网线(4)与远端的各部电梯控制器连接；控制器(1)内部运行动态时间预测调度算法。

技术总结
本发明属于调度决策技术领域，提出一种基于动态时间预测调度算法协同多楼宇电梯的调度装置，包括硬件和软件两部分内容。硬件部分包括控制器、人机界面、交换机和网线。软件为动态时间预测调度算法。控制器和人机界面通过网线与交换机与远端的各部电梯连接；控制器内部运行动态时间预测调度算法；一个工作周期内，控制器首先利用网线获取各部电梯的当前运行数据，然后通过动态时间预测调度算法的计算得出各部电梯最合适的运行状态并产生控制指令，最后控制器通过网线将控制指令发送给各部电梯和人机界面；本发明能够实现多层楼宇和多部电梯的智能调度，可用于大型商场、大型交通枢纽地区、办公楼、住宅楼等楼房中电梯的最优化使用调度决策。

技术研发人员：徐昌一,霍钰鸣,李禹增,桂学成,王芸,李文娅
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12