【正文】 梯起停次數(shù)就越多，這樣，乘客的平均乘梯時間就越長。當(dāng)新的呼梯信號發(fā)生時，根據(jù)呼叫發(fā)生的樓層Fc及方向Dc與電梯當(dāng)前所在樓層F0和方向D0，可計算電梯到達(dá)新的呼梯信號所需的時間，即候梯時間[17]。4 基于粒子群算法的電梯群控系統(tǒng)實現(xiàn) 提高對乘客的服務(wù)質(zhì)量和降低系統(tǒng)運(yùn)行的總損耗是電梯群控系統(tǒng)的主要目的。只是對于基本 PSO 來說，一旦陷入了局部極值，如果不采用有效措施，迭代次數(shù)再增多優(yōu)化效果也得不到明顯改善，反而浪費(fèi)計算資源，實際意義不大。一般來說，粒子數(shù)目越多，搜索到全局最優(yōu)解的可能性也越大，優(yōu)化性能相對也越好，但是消耗的計算量也越大，計算性能相對下降；群體規(guī)模越小，搜索到全局最優(yōu)解的可能性就越小，但消耗的計算量也越小。 當(dāng) c1=0 時粒子沒有認(rèn)知能力，不能從自己的飛行經(jīng)驗吸取有效信息，只有社會部分，所以 c2 又稱為社會參數(shù)；此時收斂速度比基本 PSO 快，但由于不能有效利用自身飛行信息，對復(fù)雜問題優(yōu)化時則比基本 PSO 容易陷入局部極值，優(yōu)化性能也變差。w 值大些有利于全局搜索，收斂速度快，但不利于局部搜索，不易得到精確解；w 值小些有利于局部搜索和得到更為精確的解，但收斂速度慢且有時會陷入局部極值而得不到全局最優(yōu)解[14]。 開始 隨機(jī)初始化粒子位置和粒子速度 計算每個粒子的適應(yīng)度 根據(jù)粒子適應(yīng)度更新粒子的速度與位置 根據(jù)公式（）和（）更新粒子群的速度與位置 NO 是否達(dá)到最大迭代次數(shù) 或滿足最小錯誤標(biāo)準(zhǔn)？ YES 結(jié)束 下面給出其實現(xiàn)的具體步驟： 初始化群體參數(shù)； 以目標(biāo)函數(shù)來評價各粒子的初始適應(yīng)值； 根據(jù)式（）、（）來更新粒子的位置和速度； 再根據(jù)目標(biāo)函數(shù)重新評價各粒子的適應(yīng)值； 比較每個粒的當(dāng)前適應(yīng)值和個體歷史最好適應(yīng)值，把最優(yōu)的的位置做為其個體歷史最好位置； 比較群體中全部粒子的當(dāng)前適應(yīng)值和全局歷史最好適應(yīng)值，把最優(yōu)的的位置做為群體全局歷史最好位置； 若迭代終止條件滿足，則程序終止，輸出搜索結(jié)果。 搜索時，粒子的位置被最大位置和最小位置限制，如果某粒子在某維的位置超出該維的最大位置或最小位置，則該粒子的位置被限制為該維的最大位置或最小位置。 基本PSO算法原理粒子群優(yōu)化算法PSO主要是通過每個粒子當(dāng)前的狀和在飛行過程中所經(jīng)歷過的最好位置，以及整個群體所經(jīng)歷過的最好位置來計算粒子下一步運(yùn)動的方向和速度[11]和位置的更新公式如下： （） （） 式（）、()中：d=1,2,…,D,D代表第d維搜索空間；i=1,2,…,m,m是該群體中粒子總數(shù)；Vid為迭代粒子i飛行速度矢量的第d維分量；Pid為粒子i個體最好位置plest的第d維分量；Pgd為群體最好位置gbest的第d維分量；CC2為權(quán)重因子；rr2為隨機(jī)數(shù)，產(chǎn)生[0,1]的隨機(jī)數(shù)；W為慣性權(quán)重函數(shù)。從 P 中可以獲得群體最優(yōu)位置全局極值 P 和各個粒子自身經(jīng)驗最優(yōu)位置個體極值 P 的信息。另外，到目前為止整個群體中所有粒子發(fā)現(xiàn)的最好位置（gbest）也能被每個粒子所知道（gbest 是在 pbest 中的最優(yōu)值），可看作是單個粒子的同伴經(jīng)驗。在該算法中，搜索空間中的每一只鳥被看作是優(yōu)化問題中的每一個解，稱之為“粒子”（particle）或“主體”（agent），該粒子能通過超維搜索空間“流動”。設(shè)想有這樣一個場景一群鳥在隨機(jī)搜索食物不知道食物放在何處，在整個搜索區(qū)域中只有一塊食物。由于 PSO 算法概念簡單，容易實現(xiàn)，在被提出的短短幾年時間內(nèi)，得到了人們的很大關(guān)注，同時也獲得了很大的發(fā)展，并在它的基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了很多被改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，在多個學(xué)科和工程領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。綜上所述，電梯群控系統(tǒng)的派梯策略要將各種因素融合起來，既要從整體上提高系統(tǒng)性能，又要滿足單個乘梯要求，提高乘客的滿意度。 梯內(nèi)空閑量特征值在多數(shù)電梯群控系統(tǒng)中，電梯內(nèi)的空閑量沒有被作為派梯時的考慮因素，會經(jīng)常會出現(xiàn)指派滿載電梯響應(yīng)呼梯的情況，這在很大程度上增加了乘客的候梯時間，同時也降低了系統(tǒng)效率。（1） 響應(yīng)過程停站次數(shù)：電梯在響應(yīng)某廳層召喚過程中需要停站的次數(shù)；（2） 額外停站次數(shù)：電梯在執(zhí)行某一派梯任務(wù)過程中，要響應(yīng)新加入的廳層召喚所需要的額外停站次數(shù)。（1）響應(yīng)能耗：電梯從接到派梯任務(wù)起到響應(yīng)該呼梯的過程中需要消耗的能源：（2）額外能耗：電梯在執(zhí)行某一派梯任務(wù)過程中，要響應(yīng)新加入的廳層召喚需要額外消耗的能源。 時間特征值時間特征值包括：（1）乘客候梯時間的估計值；（2）乘客乘梯時間的估計值；（3）有新呼梯信號產(chǎn)生時，電梯群控系統(tǒng)平均候梯時間的估計值；（4）有新呼梯信號產(chǎn)生時，電梯群控系統(tǒng)平均乘梯時間的估計值。 距離特征值距離特征值包括響應(yīng)距離和乘梯距離。 平均到達(dá)延遲時間τaa (） 電梯群控系統(tǒng)的特征值 在電梯群控系統(tǒng)的控制中，需要綜合考慮影響派梯的多種因素。因此，服務(wù)時間的不確定性是存在于系統(tǒng)中的，并且其出現(xiàn)概率非常高。 基于能耗的運(yùn)載率 （）式中，ηe為單位能耗下5分鐘內(nèi)的載客率。 總能耗AE ()式中，E(i)為第i臺電梯的總能耗。 能耗評價指標(biāo)電梯群控系統(tǒng)的能耗越少，其服務(wù)成本就越低。時間評價指標(biāo)有以下幾種： 平均候梯時間AWT （）試中，Tw(i)為第i個乘客的實際候梯時間，Np為電梯系統(tǒng)總乘客數(shù)。因此，選擇一個較客觀合理的系統(tǒng)性能指標(biāo)用以估計控制器所產(chǎn)生的效果就顯得尤為重要。(3)乘客進(jìn)入轎廂前，其目的層是不可知的。(3)乘客可能錯誤地造成轎廂門不能正常開啟關(guān)閉，而干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行等。(3)轎廂容量是有限的，當(dāng)轎廂容量達(dá)到飽和點(diǎn)時，轎廂會不停而過。(4)建筑物內(nèi)存在的與環(huán)境因素有關(guān)的變化的交通路況是不確定的；例如建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)模和使用情況等。所以各個指標(biāo)之間的相互平衡成為電梯群控系統(tǒng)的控制難點(diǎn)。(7)預(yù)測轎廂到達(dá)時間準(zhǔn)確率高很多電梯系統(tǒng)配有電梯到達(dá)時間顯示系統(tǒng)，如果預(yù)測時間不準(zhǔn)確，則會造成乘客的不安和煩躁，也會降低系統(tǒng)的整體性能。輸送能力的不足往往會造成乘客的擁擠，平均候梯時間長等不良性能。(4)平均乘梯時間短乘客的乘梯時間指從乘客進(jìn)入電梯到乘客到達(dá)目的層乘客離開的這段時間。電梯能耗的消耗特征是：電梯全速運(yùn)行時所消耗的電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于減速和加速時的電能消耗。長候梯率是指長候梯時間發(fā)生的百分率。因此，群控的控制目標(biāo)為多目標(biāo)，主要表現(xiàn)在以下凡方面：(1)平均候梯時間短候梯時間指當(dāng)乘客按下層站呼叫按鈕，直到所派電梯到達(dá)此層乘客進(jìn)入轎廂所經(jīng)過的時間。一般來說，電梯運(yùn)行的交通模式可以分為上行高峰交通模式、下行高峰交通模式、隨機(jī)層間交通模式和空閑交通模式。 自學(xué)習(xí)功能電梯群控的問題僅僅依靠數(shù)學(xué)模型的描述來實現(xiàn)是不夠的，還需要采用學(xué)習(xí)、使用和獲取經(jīng)驗知識的方法，即系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)。因此，電梯群控系統(tǒng)有控制功能，可對電梯控制器進(jìn)行控制，決定響應(yīng)該信號的電梯。 數(shù)據(jù)通信功能電梯群控系統(tǒng)要實現(xiàn)對電梯群的合理分配和優(yōu)化調(diào)度，就要在上層控制軟件和底層電梯的控制器之間建立通道，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)和控制命令的傳輸，實現(xiàn)雙向通信。因此深入研究電梯群控技術(shù)，對提高國內(nèi)的整體電梯控制技術(shù)水平具有重要的實際應(yīng)用價值。近年來，大量先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng)，使電梯群控系統(tǒng)的控制特性得到很大的改善，但仍有不少問題需要進(jìn)一步研究。二十世紀(jì)新興的人工智能技術(shù)，與傳統(tǒng)的控制方法相比，它對解決復(fù)雜控制系統(tǒng)的問題有著無法比擬的優(yōu)點(diǎn)[5]，并在各個領(lǐng)域都取得了顯著的成就。準(zhǔn)確預(yù)報度的提高，使電梯響應(yīng)呼梯信號派梯后，能實時顯示所派電梯這一功能。除此之外，計算機(jī)控制方式還能遠(yuǎn)距離查詢這些故障數(shù)據(jù)，從而實時監(jiān)測任何故障的發(fā)生，并依據(jù)這些數(shù)據(jù)隨時改進(jìn)電梯群的控制算法參數(shù)，實時滿足乘客需求。此時的控制算法參數(shù)在計算機(jī)控制下能直接在線修改，并能將新程序?qū)崟r輸入到計算機(jī)當(dāng)中，不需要重新布線，就能實時控制算法參數(shù)的完全改變。若順向運(yùn)行的前方不再有呼梯信號，轎廂就自動反向運(yùn)行，并按順序依次響應(yīng)反向的呼梯信號，直至返回基站。但由于這種控制方式里的動態(tài)分區(qū)算法比較復(fù)雜，因此主要以靜態(tài)分區(qū)法為主。該控制方式能實現(xiàn)電梯的無司機(jī)控制，從而節(jié)省了人力才力，但整個系統(tǒng)運(yùn)行效率不高，并且維護(hù)起來也相對比較復(fù)雜。這種方式的控制系統(tǒng)能根據(jù)不同的交通模式選擇與之相對應(yīng)的運(yùn)行方式。電梯群組的合理控制不但要對電梯當(dāng)前運(yùn)行狀況做出分析評價，還要對電梯將來運(yùn)行需求做出推理預(yù)測，更要對電梯如何調(diào)度、如何控制做出決策。如果運(yùn)行前方不再有呼梯，轎廂就自動反向運(yùn)行，依次回答反向呼梯，最后回到基站。轎廂由層站呼叫按鈕和轎廂內(nèi)的選層按鈕來啟動運(yùn)行，最后?？吭陔娞輧?nèi)選層或電梯外呼梯的那一層。 電梯群控系統(tǒng)的概述 電梯群控系統(tǒng)的起源歷史上第一臺真正的電梯出現(xiàn)在1889年12月，由美國Otis電梯公司研制，它是由電力驅(qū)動，齒輪直接傳動的。所謂電梯群控系統(tǒng)EGCS(Elevator Group Control System)是指：綜合考慮大樓的交通模式、各時刻的交通流量、各樓層的乘客轎外呼梯信號等各種因素，對一棟樓宇里布置在一起的多臺電梯進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，每個樓層的召喚信號集中由群控主機(jī)來控制，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的優(yōu)化目標(biāo)和建筑物中的實際交通狀況，產(chǎn)生最優(yōu)派梯決策的控制系統(tǒng)[1]。為提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，電梯的控制技術(shù)由單臺電梯的獨(dú)立控制發(fā)展到多臺電梯的協(xié)調(diào)控制，進(jìn)行合理的調(diào)度和管理，即電梯群控。因此，很有必要在電梯群控方面展開研究。每層的呼叫按鈕只有一個，上行與下行通用。轎廂應(yīng)答啟動運(yùn)行，在順向運(yùn)動中，依次應(yīng)答順向的呼梯，在呼梯層站停靠。隨著計算機(jī)、通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能大廈得到了迅猛的發(fā)展，而作為垂直交通工具的電梯不僅僅是人們代步的工具，同時也是人類物質(zhì)文明的標(biāo)志， 電梯技術(shù)的發(fā)展水平體現(xiàn)了社會科學(xué)進(jìn)步的程度，因此有效地改善電梯的客流調(diào)度及運(yùn)輸效果一直是國際電梯業(yè)所重視的課題之一。 電梯群控系統(tǒng)的發(fā)展電梯群控系統(tǒng)自二十世紀(jì)四十年代起，從最初使用繼電器，到集成電路的應(yīng)用，乃至今日人工智能的應(yīng)用，電梯群控系統(tǒng)大致經(jīng)歷了三個階段[3]： 第一階段：繼電接觸控制方式[4]19411971 年，電梯群控系統(tǒng)利用繼電器來實現(xiàn)系統(tǒng)的順序運(yùn)行,稱之為自動方式選擇控制系統(tǒng)。為了有效地控制每部電梯，給乘客提供合理的服務(wù)，控制系統(tǒng)把建筑物內(nèi)的電梯分開，并要求在指定的?？繉又辽僖？恳徊侩娞?。分區(qū)控制法雖然縮短了單部電梯的運(yùn)行周期，與方向預(yù)選控制相比運(yùn)行效率也得到了一定的提高。所派轎廂在順向運(yùn)行過程中，依次響應(yīng)順向的呼梯信號，并在相應(yīng)的呼梯層站?？俊ｋ娞萑嚎叵到y(tǒng)中采用計算機(jī)人工智能技術(shù)控制之后，電梯群控系統(tǒng)的特性開始用人工智能技術(shù)來描述，使電梯群控系統(tǒng)的整體服務(wù)性能得到了一定的提高，電梯交通整體配置也就基本完成了 。數(shù)據(jù)記錄功能是計算機(jī)控制的另一個優(yōu)點(diǎn)，交通狀況和目的地數(shù)據(jù)能被計算機(jī)實時記錄下來，并實時分析，以提高電梯群控系統(tǒng)的整體使用性能，還可以把被檢測部位的故障數(shù)據(jù)記錄并保存下來。一是把交通需求的學(xué)習(xí)功能加入到了電梯群控系統(tǒng)中，這樣不但使電梯群運(yùn)行狀態(tài)預(yù)報的準(zhǔn)確度提高了，而且乘客的長候梯率的發(fā)生也減少了。 隨著社會的發(fā)展和人們對電梯越來越高的需求，1988 年至今，電梯群控系統(tǒng)中開始采用人工智能技術(shù)，稱之為現(xiàn)代電梯群控系統(tǒng)的第三代。由于電梯群控系統(tǒng)本身具有多目標(biāo)性、不確定性、非線性、擾動性和信息的不完備性等特點(diǎn)，導(dǎo)致電梯控制系統(tǒng)變得十分龐大，調(diào)度算法日趨復(fù)雜，僅僅通過傳統(tǒng)的控制方法很難提高電梯群控系統(tǒng)的性能。同時，現(xiàn)有的電梯控制技術(shù)仍存在缺點(diǎn)和不足，如何把更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于電梯群控之中，以進(jìn)一步提高現(xiàn)有電梯系統(tǒng)的運(yùn)行效率，滿足乘客的需求，仍需要進(jìn)一步探索和研究。電梯群控系統(tǒng)的主要功能如下：l、 數(shù)據(jù)采集功能電梯群控系統(tǒng)實時檢測電梯系統(tǒng)中每一臺電梯的運(yùn)行狀態(tài)，如每臺電梯的當(dāng)前位置、運(yùn)行方向、載重、速度、轎內(nèi)呼叫信號等，并將這些信息傳到相應(yīng)的上層控制軟件，由上層軟件對這些信號進(jìn)行相應(yīng)的處理。經(jīng)電梯群控控制模塊根據(jù)電梯的狀態(tài)和當(dāng)前位置，采用一定的派梯策略，算出由哪臺電梯響應(yīng)此呼梯信號，再將此信號分配給電梯控制模塊。 監(jiān)測顯示功能電梯群控系統(tǒng)可以對每臺梯的當(dāng)前位置、運(yùn)行方向、載重、速度、梯內(nèi)呼叫信號、響應(yīng)情況等信號以及每個乘客轎外呼叫信號的派梯結(jié)果進(jìn)行實時監(jiān)測，且在界面上顯示。例如統(tǒng)計一天內(nèi)各時間段內(nèi)的客流量，可以通過分析各樓層何時處于高峰請求期，將電梯優(yōu)先調(diào)度到該樓層，以減少侯梯時間、