基于人工免疫优化算法的电梯群控系统的调度研究

论文摘要

近年来，伴随着城市建设的飞速发展，高层建筑数量大幅增长，人们对电梯的服务质量提出了更高的要求。很多先进的群控算法大量应用于各种电梯群控系统中，使得电梯群控系统性能得到了进一步的发展，但仍然有很多问题急需解决。厅层只有上下键的传统电梯，分离了呼梯信号和目的层信号，在厅层等待过程中，电梯群控系统只能获取乘客上下行信息，具体目的层信息要等到乘客进入轿厢后才能得到，这导致乘客侯梯时间和乘梯时间难以预测；目的层预约的电梯群控系统把选层盘放到侯梯厅内，可以提前解决信号分离问题，但是无法统计出相同起始-目的楼层人数，依然容易造成乘客挤不上电梯，影响乘客乘梯时间的预计和造成电梯资源不必要的浪费。针对传统的电梯群控系统对乘客信息采集的不完备性以及造成的梯群能耗大、服务质量难以保障等问题，本文在目的层预约的电梯群控系统基础上提出新型目的层预约的电梯群控系统。将触控型智能LCD替换传统的厅层召唤板，像“银行排队系统”一样，电梯群控系统通过智能LCD为每名乘客分配号码，通过系统计算后返回每个乘客编号推荐的乘梯方案，通过采集每名乘客信息，新型目的层预约的电梯群控系统可以更为准确的计算乘客的侯、乘梯时间和电梯拥挤度，减少乘客长侯梯率，得出更为合理的派梯方案。综合考虑乘客的乘、侯梯时间，长侯梯率，电梯能耗，以及电梯拥挤度，根据优缺点互补特性，提出加入梯度下降算子的人工免疫算法。由于采集了所有乘客流信息，所以电梯可以根据被服务乘客信息直观地判断出不同交通模式，实现不同交通模式下电梯群的优化控制。最后，基于Matlab编写了电梯群控系统的仿真程序。在不同交通流模式下分别对加入梯度下降算子的人工免疫算法和标准人工免疫算法进行比对仿真，验证了加入梯度下降算子的人工免疫算法的有效性和优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 电梯群控系统概述
• 1.1.1 电梯群控系统基本概念
• 1.1.2 电梯群控系统性能评价
• 1.2 课题研究现状
• 1.2.1 电梯群控系统的发展
• 1.2.2 电梯群控系统国内外研究现状
• 1.2.3 电梯群控策略
• 1.2.4 电梯群控调度技术
• 1.3 电梯群控系统研究背景及意义
• 1.4 课题主要研究的内容
• 第2章 电梯群控系统的结构及其特性
• 2.1 电梯群控系统的结构
• 2.1.1 一般电梯群控系统构架
• 2.1.2 目的层预约的电梯群控系统构架
• 2.2 电梯群控系统的功能
• 2.3 电梯群控系统特征
• 2.3.1 多目标性
• 2.3.2 非线性
• 2.3.3 不确定性
• 2.3.4 不完备性
• 2.3.5 扰动性
• 2.4 基于目的层预约的新型电梯群控系统的设计
• 2.4.1 目的层预约电梯群控系统厅层结构
• 2.4.2 目的层预约群控系统的不足
• 2.4.3 新型目的层预约的电梯群控系统结构设计
• 2.5 小结
• 第3章 电梯群控系统的客流交通模式
• 3.1 电梯客流交通模式
• 3.1.1 电梯客流交通分析
• 3.1.2 不同交通模式下的调度策略
• 3.2 电梯交通模式识别
• 3.2.1 乘客交通流特征数据获取
• 3.2.2 电梯交通模式识别方法
• 3.3 小结
• 第4章 人工免疫系统的理论基础
• 4.1 生物免疫研究的发展概况
• 4.1.1 经验免疫学时期
• 4.1.2 经典免疫学时期
• 4.1.3 现代免疫学时期
• 4.2 生物免疫系统的功能与特点
• 4.2.1 免疫系统的分类及主要功能
• 4.2.2 生物免疫系统的特点
• 4.3 人工免疫系统理论
• 4.3.1 人工免疫系统的定义与研究概况
• 4.3.2 人工免疫系统的基本原理
• 4.3.3 人工免疫算法原理
• 4.4 基于人工免疫原理的克隆选择算法及其改进
• 4.4.1 克隆选择算法
• 4.4.2 加入梯度下降算子的克隆选择算法
• 4.5 小结
• 第5章 基于人工免疫优化算法的电梯群控系统设计
• 5.1 多目标优化问题
• 5.1.1 多目标优化问题的基本概念
• 5.1.2 搜索与决策
• 5.2 电梯群控系统多目标设计
• 5.2.1 电梯群控系统多目标简介
• 5.2.2 电梯群控系统的数学模型
• 5.3 新型目的层预约的电梯群控系统中克隆选择优化算法设计
• 5.3.1 编码
• 5.3.2 亲和度设计
• 5.3.3 算法终止条件
• 5.3.4 算法描述
• 5.4 Pareto 解集在求取多目标权重值中的应用
• 5.5 小结
• 第6章 基于 Matlab 的目的层预约的电梯群控系统仿真
• 6.1 电梯乘客流仿真
• 6.1.1 乘客流仿真建模
• 6.1.2 三种交通模式下的乘客流仿真
• 6.2 群控系统多目标权重值的选取
• 6.2.1 高峰交通流下权重值的选取
• 6.2.2 均衡交通流下权重值的选取
• 6.3 三种交通流下的仿真
• 6.3.1 上行高峰交通模式下的仿真
• 6.3.2 下行高峰交通模式下的仿真
• 6.3.3 层间均衡交通模式下的仿真
• 6.3.4 仿真结果分析
• 6.4 新型目的层预约的电梯群控系统的自适应权重设计
• 6.4.1 新型目的层预约的电梯群控系统在模式识别中的优越性
• 6.4.2 新型目的层预约的电梯群控系统的权重自适应设计
• 6.5 小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果