基于鲁棒优化的电梯群控调度策略的研究

摘要

论文主要研究了基于鲁棒优化的电梯群控调度。 鲁棒优化作为研究不确定优化问题的一种新方法，受到了众多学者的青睐。论文在对不确定优化问题分析的基础上，对鲁棒优化研究的代表人物Ben-Tal和Bertsimas的研究成果进行了总结，重点对鲁棒线性规划和鲁棒离散优化进行了阐述。研究了不确定优化问题鲁棒优化模型的建立，充分体现了其事先分析的建模策略，即在问题的优化模型中充分考虑了参数的不确定性，使参数在所给不确定集合内的所有实现均能满足问题的约束条件，而对其服从何概率分布没有要求。此后，论文重点阐述了鲁棒优化研究的核心问题，即如何将所建立的鲁棒优化模型转化为鲁棒对等式，使初始的不确定优化问题转化为计算易处理的确定性优化问题，从而采用优化软件对问题进行求解。 随着社会的发展，人们对大楼内垂直交通的要求使得电梯群控调度成为一个很重要的研究课题。对于该课题经历了从传统方法到智能方法的转变，本文在对已有方法分析的基础上，重点对电梯群控调度中存在的难点，即交通流不确定性，进行了讨论。从优化的角度对电梯群控调度问题进行分析，结合Bertsimas鲁棒优化研究框架，把交通流当作不确定参数，把乘客候梯成本的最小化当作目标，建立了该问题的鲁棒优化模型，即鲁棒0-1离散优化。同时，还在问题的分析中采用了按层派梯的思想和重派梯策略，在候梯成本的计算中考虑了电梯的门状态，增加了调度的合理性。经过推导得到的优化模型的鲁棒对等式最终等价于一个混合整数规划。 编写群控算法，在其内完成上述混合整数规划的求解。通过交通流发生器模拟产生上高峰、下高峰和随机层间三种模式交通流，在电梯群控虚拟仿真环境中进行仿真实验。通过与其它调度算法的实验结果进行比较，显示了本文算法在不同交通流条件下的优异性能，验证了所建电梯群控调度鲁棒优化模型的可行性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题的选择依据

1.1.1不确定优化命题的提出

1.1.2不确定优化问题的基本分析

1.1.3鲁棒优化概念的提出

1.2鲁棒优化的国内外研究现状

1.2.1基于Mulvey的鲁棒优化

1.2.2基于Ben-Tal的鲁棒优化

1.2.3基于Bertsimas的鲁棒优化

1.2.4鲁棒优化存在的问题

1.3论文的主要研究内容

第二章鲁棒优化方法

2.1鲁棒优化的基本原理

2.1.1理论适用范围及研究思路

2.1.2鲁棒优化模型的建立

2.2 Ben-Tal鲁棒优化方法

2.2.1不确定凸优化问题

2.2.2 Ben-Tal鲁棒凸优化方法

2.2.3 Ben-Tal鲁棒线性规划方法

2.3 Bertsimas鲁棒线性规划方法

2.3.1 Soyster和Ben-Tal方法

2.3.2 Bertsimas方法

2.4 Bertsimas鲁棒离散优化方法

2.5鲁棒对等式的求解途径

2.6小结

第三章电梯群控调度的鲁棒优化模型

3.1电梯群控调度问题

3.1.1电梯群控调度系统

3.1.2电梯群控调度方法的研究现状

3.1.3电梯群控调度中存在的问题

3.2电梯群控调度的鲁棒优化模型

3.2.1相关假定

3.2.2鲁棒优化模型的建立

3.2.3鲁棒优化模型的鲁棒对等式

3.2.4鲁棒对等式的求解

3.3小结

第四章基于鲁棒优化的电梯群控调度算法实现和仿真验证

4.1电梯群控虚拟仿真环境

4.1.1虚拟仿真环境

4.1.2调度算法运行流程

4.2基于鲁棒优化的电梯群控调度算法实现

4.2.1群控调度算法整体方案

4.2.2乘客候梯成本的计算

4.2.3 VC调用Matlab编程

4.3仿真实验与结果分析

4.3.1仿真环境设定

4.3.2结果分析

4.4小结

第五章总结与展望

5.1论文的总结

5.2进一步的工作

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢