电梯运行方案的动态规划模型及电梯交通流概率仿真

1、.电梯运行方案动态规划模型及电梯交通流概率仿真摘要：这篇论文主要研究电梯在繁忙时间和闲暇时间运行的方案。利用概率运算，建立了动态分区模型，并通过动态编程算法求解。空闲时，根据马尔科夫原理，建立了交通流概率模拟模型，并将空闲电梯对接策略1的模型与本仿真模型进行了对比，确认了模型的正确性。对于第一个问题中提出的问题，模型的基本体系结构如下：繁忙的时候(上下班高峰期)，用电梯运送所有乘客所需的总时间是最低目标函数。比较了随机对接、分割二层和分割区的不同方案，证明了在繁忙时分割的工作方式是最佳的。在确定分割方法时，如果确定了当前分割点，则后续分割点的最佳位置将仅由当前分割点位置确定，而不考虑当前分割点

2、之前分割点的位置，因此该功能准确地符合动态规划方法的优化原理，因此可以使用动态规划算法解决分割方法。最后，最佳分区方式是电梯运行方案，即电梯运送所有乘客所需的总时间s=0.87h(每层设置260名员工)。空闲的时候，员工不多使用电梯的时候，要考虑最大限度地满足乘客的服务要求，同时减少电梯的能耗。为此，首先将电梯的平均待机时间和能耗规范化，使加权总和成为单个目的函数。然后通过马尔可夫原理预测了下一个可能的调用阶梯层，结合当前和下一个调用阶梯导出了智能调度系统，并对该调度系统进行了计算机仿真。为了验证该模型的正确性，对本文的模型与空闲电梯对接策略1模型进行了比较分析，以本模型为例，稍微延长了乘客平

3、均等待时间和平均乘车时间，有效地防止了“公营现象”，大大减少了能源消耗。尤其是在电梯数量多、能耗高的商业建筑中，最好使用模型。然后第二个问题是，在第一层引入低于第二层的车库，等于将地板高度提高到第二层，因此对空闲时间运行方案没有影响，但对繁忙时间运行方案有很大影响，需要在繁忙时间模型的基础上进行改进。地下车库原是从一楼乘坐电梯的乘客分为一楼、地下车库一楼、地下车库二楼三楼，有三种情况。电梯依次停靠在一楼、地下车库一楼、地下车库二楼。根据一楼、地下车库一楼、地下车库二楼乘客的比例，停在这三楼的电梯数；特别留出一两台电梯，将地下车库一层、地下车库二层统一地送到一层，再用另一台电梯配送到更高的层。将

4、这三种情况分别导入动态区域模型，显示解决电梯运行所需的总时间。最小时间为s=1.04h(每层设置260名员工)。关键字：马尔可夫原理泊松过程的动态编程计算机仿真严丝合缝一.重新说明问题1.1问题背景随着社会的发展，现代化建筑的规模越来越大，单电梯已经不太满足建筑物内的交通需求。因此，现代高层商业大厦一般配有多台电梯，但对电梯的服务质量追求保持不变。因此如何整顿各电梯的运行方式不仅可以保证建筑物内公司职员的正常工作和运行，还可以减少能源消耗和费用，是建筑物业管理的重要内容之一。在普通高层商业建筑中，通常使用分层或单、单、双或电梯移动到特定高层以上的方式，从节能和满足客户要求两个角度具体评估这些计

5、划的优缺点。1.2实际问题讨论现有商务大厦，25层，每层员工数220-260，员工工作时间上午9点至下午17336030。楼内有6台客用电梯和1台消防电梯。电梯运行速度约为1.7米/秒，建筑物的楼层高度为3.2米(改造后，翻修前为4.1米)。问题1 .建立适当的电梯操作程序(包括空闲时间和使用中时间)，以最大限度地减少能耗，同时减少用户的不便。问题2 .建筑物还有两个地下车库，怎么调整？二.模型假设2.1电梯在运行过程中不会发生故障，也不会超载。在2.2上行链路峰，乘客以足够密集的时间在一楼大厅等电梯。也就是说，每当电梯到达一楼，就会满载。2.3上行链路峰值仅考虑上行链路乘客，下行乘客被忽略。

6、2.4问题是，每层的员工数在220-260之间，所以每层的员工数相同，所有乘客都可以以相同的可能性移动到层的每一层。三.符号说明符号意义RTT表示电梯运行周期(r)指示从开始开始停止执行r级距离，所需的时间(中间不停止)c表示每个周期的平均乘客数Ts指示每个停靠所需的平均时间(开放、闭合时间)Tp表示每位乘客进出电梯的平均时间n指示该建筑的总楼层数(0层表示建筑入口)n指示电梯服务区域中包含的级别数b指示电梯服务区域的最低层l指示建筑物中安装的电梯数量h指示标高的高度m指示建筑每一层的员工数其中电梯从建筑物入口开始的那一刻起，到相邻的下一次回到建筑物入口重新启动为止的平均时间称为电梯运行周期四

7、。问题分析电梯系统必须能适应乘客的使用要求，适应不同的客流交通模式。遵循严格时间体系的现代高层商务大厦有一定的上班、午饭和下班时间。也就是说，商务大厦内的客运具有一定的规律性，可以进行交通分析。根据建筑物内的客流交通要求，电梯交通流可以分为以下三种模式：1.上行链路峰值交通模式在电梯系统中，主要(或整体)客流向上时，即全体或大部分乘客从建筑物大厅进入电梯并上升，这被定义为自下而上峰值交通状况。2.下行峰值交通模式在电梯系统中，主要(或全部)客流向下方向，即全体或大部分乘客乘电梯下大厅离开建筑物时，将其定义为下行峰值交通条件。3.闲置交通模式在电梯服务系统中，当上下乘客大体相同时，各层之间的交通

8、需求基本上是平衡的，这种交通模式定义为随机闲置交通模式。层间交通它存在于一天中的大部分时间里，因为建筑里人们的正常活动而产生。问题1的分析：模式1 :在自下而上高峰交通模式下，电梯的任务是尽快把乘客送到目的大厦。公司的职员很多，所以比起节约能源，确保公司职员的正常运行更重要，所以我们以测量电梯服务质量为标准，拿走了“把电梯送完所有乘客所需的总时间”。但是，不是每个电梯都为每个楼层提供服务。因为各车辆运行中停车站的数量大幅增加，电梯运行周期延长，运行频率减少，电梯能耗增大，系统性能下降。引入分区概念以优化控制。这意味着电梯只为集中在一个区域的部分层提供服务，从而获得最佳解决方案。模式2:在下行高

9、峰期，在一定程度上，下班时间发生的下行峰值是早晨上行峰值的逆转，所以只需讨论其中一个。在这里，我们以高峰交通模型为例。模式3:由于空闲交通模式下的乘客较少，满足用户服务要求的同时减少能源损失成为重要的性能指标。空闲交通模式调度方法主要有两种：空闲电梯停靠策略1和最小平均等待时间调度方法2。但是，两种方法都不能根据交通流的强度增减所需电梯的数量，每个电梯的启动停止次数不均匀，导致能源损失和设备折旧严重。对此，可以利用电梯交通流概率模拟模型的闲置交通模式电梯调度方法解决这个问题。问题2的分析：完成问题1的模型构建后，在后面的讨论中，对问题2的以下两种方案进行了比较，以寻求最佳调度方案：一个是分两部

10、电梯，将地下车库的人接到0楼后，利用其馀5部电梯安排这种日程的战略。另一个方案是所有电梯都按照二楼地下车库和零楼，上面的电梯日程策略服务的楼层。V.模型构建和解决方案5.1事前问题分析5.1.1电梯能耗的影响因素电梯运行过程的能耗有两个因素，一是电梯停止启动的次数，二是与汽车内乘客的总重量有关。电梯运行时，启动的加速阶段和对接的减速阶段的能耗更大。因此，必须尽可能少的电梯运行次数输送很多乘客。相反，乘坐电梯的乘客越多，负荷就越大，制造一次停车层需要更多的能量。减少能源消耗必须从减少这两个因素的影响开始。在乘客高峰期间，如果将预定到达的乘客假想为已经到达的乘客，则上班高峰时间的电梯最佳调度与所有

11、乘客已经到达的情况下的最佳调度相同，电梯在运行中每次都处于满载状态。因此，要在乘客的高峰降低电梯的能耗，应该从减少电梯启动停止次数开始。1.电梯运行时间与运输距离的关系图1电梯运行曲线让我们看一下电梯运行距离和所需时间之间的关系，即的表达式。要求运行时间必须知道电梯的运行速度曲线，但是电梯的运行速度曲线是由电梯本身的硬件系统决定的，在电梯使用中很难改变。一般电梯的工作加速度曲线可以根据加速度大小分为三角形、梯形、正弦波三种。现在假设电梯组使用梯形工作加速度曲线、加速度的速度曲线和加速度变化曲线，如下图1所示。根据图1，可以得到电梯加速度和运行时间的关系，结果可以得到电梯的加速度和运行时间的关系

12、，可以知道电梯的速度和运行时间的关系，因此，我们可以得到电梯从启动到停止，运行时间为层时的运行时间：(1)其中表示电梯的增长速度(即电梯加速度的变化率)，表示电梯运行时的最大速度，表示电梯运行时的最大加速度，表示楼板高度。逮捕令(2)从上面可以看出，电梯从开始到停止的运行时间与运行的楼层数有线性关系，该表达式包含非零常数。这个常数表明，在上升电梯的过程中，每个对接都需要额外的时间，因为电梯的加速和加速。也就是说，在上行链路过程中，如果电梯能少停靠一次，即使不考虑电梯关门时间、乘客出入时间等其他可以节约的时间，也只在电梯运行时间至少能节约。在这里，也可以得出结论，如果很多乘客到达时采用电梯区，可

13、以减少电梯上的停靠次数，从而节省运行时间和电梯能耗，同时提高电梯运输能力，缩短乘客等待时间，满足乘客需求。5.1.2证明分层采用每套电梯的服务层是最佳方案临时简单的假设是，等待电梯的乘客数m保持不变，服务层的人数分布一样，一个电梯乘客容量为c人，组k一个电梯合计，服务层1个，最大服务层1个，组k预计柴油数。这组电梯的往返时间RTT为：(3)k组电梯的总服务时间如下：(4)然后根据“最大最小原则”，要求最慢服务的电梯组的总服务时间最短。也就是说(5)可以将获得此最短时间值的方案视为最佳方案。根据这个标准，可以得出各电梯停止的车站是连接在一起的结论。下面证明这个结论。(4)表达式中唯一的变量是组k

14、的最高服务水平。先讨论两套电梯，然后用图2说明。如果不集中每组电梯的服务层，则至少有一组楼层位于图2的“移动前”，两组电梯都同时存在组内集合的未满足服务层，将它们与“组内集合”相匹配称为“一次移动”。图2电梯连续分层最佳图在图2中，如果移动前后电梯2的最高服务水平没有变化，则电梯2移动后的总服务时间没有变化，但移动后电梯1的最高服务水平明显降低，显示电梯1移动后的总服务时间减少。您可以看到“集中在组内”的每个移动，至少电梯组的函数减少，从而使整个系统更好。为了减少通过电梯的数量，与单个或不连续分层执行方案和连续分层相比，可以大幅减少通过电梯的数量，但两种情况下，每次到达电梯电梯电梯的时候，与顶

15、层有明显的差异，因此总服务时间连续分层效果更好。因此，最佳方案是集中各电梯组的服务楼层。如果扩展到多个电梯集，则此“集中在组内”移动还可以将它们分布到最佳方案。5.1.3电梯平均往返运行时间与电梯乘员数的关系在这里，利用概率论的知识，解决电梯平均往返运行时间RTT和电梯乘员数之间的关系。如图3所示，电梯的平均往返运行时间是电梯从门厅到第一次停靠的平均运行时间(包括柴油时间)，第一次停靠后电梯与后续向上对接的平均时间，电梯下降对接的平均时间，所有乘客进出电梯的平均时间。设定时间，时间，时间以及所有乘客进出电梯的平均时间大小分别为x，y，z，s。图3电梯分层操作坞站示意图电梯的平均往返工作时间RT

16、T为：(6)以下各取表达式：通过以上分析，电梯从开始到r楼建筑物的上升时间为：在时间I中，运行距离为r层(此处)时，电梯从b层停靠到r-1层，而在r层时，电梯停靠。如果电梯未停靠在b层和r-1层之间，电梯未停靠在r层，那么在时间I，电梯运行距离为r层的概率为：(7)可以使用以下表达式：(8)在时间中，如果电梯的此上行链路工作距离为r层(此处)，则电梯将停靠在k-r层和k层之间，而不是停靠在k-r层和k层之间，并且如果k满足，则在时间中，电梯上行距离为r层的可能性为：(9)可以使用以下表达式：(10)因为考虑运行商高峰电梯，所以没有考虑下行乘客，乘客们在等待。因此，当电梯下降时，运行距离是r层(其中)，这意味着电梯停靠在r层上，而不是停靠在r层上，所以其概率