改进型遗传算法在群控电梯中的应用

摘要

随着社会的发展,高层建筑和智能化建筑的不断出现,作为垂直运输工具的电梯得到了越来越广泛的应用,人们对电梯服务质量提出越来越高的要求,单台电梯往往不能满足建筑内的交通需求,为缩短人们的候梯时间、减少能量的损耗,需要合理安装多台电梯,引入电梯群控系统,采用优化的控制策略来协调多台电梯运转,以提高电梯的运行效率和服务质量。论文回顾了电梯群控系统国内外发展现状,介绍了现有的各种电梯群控系统调度方法的优势与不足,分析了电梯交通客流的随机性和电梯群控系统的多目标性、不确定性、非线性、扰动性及信息的不完备性,论述了将遗传算法应用到电梯群控调度算法中的必要性和可行性。对乘客候梯时间、乘梯时间、拥挤度和电梯系统运行能耗等多个控制目标进行优化,采用组合优化方法将群控系统的多个目标函数进行加权组合,构造群控系统的评价函数,利用遗传算法对该评价函数进行搜索求解,得出最优派梯方案,实现电梯的多目标优化调度。为提高遗传算法的效率,在遗传操作过程中采用最优个体保存策略,同时采用了一种交叉率和变异率能够随适应度自动改变的自适应算法,提高达到最优解的收敛速度。通过对电梯群控系统交通过程的分析,建立电梯群控客流模型,采用面向对象的C++编程语言进行仿真,建立模拟仿真系统。通过模拟各个交通客流数据,仿真结果证明各指标达到要求。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 电梯群控概述

1.1.1 电梯群控的起源

1.1.2 电梯群控的发展

1.2 电梯群控控制策略及算法评价

1.2.1 电梯群控调度方法

1.2.2 算法评价

1.2.3 国内外群控电梯调度策略研究状况

1.3 课题的背景、目的和意义

1.3.1 课题背景

1.3.2 课题的目的和意义

1.4 本课题研究的主要内容

第二章 电梯群控系统分析

2.1 电梯交通客流分析

2.1.1 上行高峰交通模式

2.1.2 下行高峰交通模式

2.1.3 两路交通模式

2.1.4 四路交通模式

2.1.5 层间交通模式

2.2 电梯群控特性分析

2.2.1 电梯群控系统的非线性

2.2.2 电梯群控系统的不确定性

2.2.3 电梯群控系统的扰动性

2.2.4 电梯群控系统的不完备性

2.2.5 电梯群控系统的多目标性

2.3 本章小结

第三章 基于遗传算法的群控多目标优化调度策略

3.1 遗传算法描述

3.1.1 遗传算法的产生和发展

3.1.2 遗传算法基本思想

3.1.3 遗传算法的特点

3.1.4 遗传算法函数优化

3.2 遗传算法调度的可行性和必要性

3.2.1 遗传算法作为调度方法的必要性

3.2.2 遗传算法作为调度方法的可行性

3.3 遗传算法电梯群控的结构

3.4 电梯群控功能指标评价函数

3.4.1 候梯时间评价函数

3.4.2 乘梯时间评价函数

3.4.3 轿厢内乘客人数评价函数

3.4.4 系统能耗评价函数

3.5 电梯群控系统改进型遗传算法设计

3.5.1 编码

3.5.2 生成初始种群

3.5.3 适应度函数设计

3.5.4 选择操作

3.5.5 交叉操作

3.5.6 变异操作

3.5.7 控制参数选择

3.5.8 算法终止准则

3.6 遗传算法优化调度程序设计

3.7 本章小结

第四章 电梯群控系统整体设计与仿真

4.1 仿真假设

4.2 仿真系统总体设计

4.2.1 程序设计

4.2.2 界面设计

4.2.3 客流产生

4.3 仿真结果与分析

第五章 总结与展望

5.1 论文总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

个人简历