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基于改进遗传算法的电梯群控系统设计及其MATLAB仿真 （南京航空航天大学自动化学院班，江苏，南京，） 摘要 在倡导节能减排，建设节约型社会的中国，随着高层建筑的不断发展，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物内的交通需要。为了缩短人们的候梯时间，减少能量损耗，需要合理安装多台电梯并进行集中统一的控制，这种多台电梯的优化调度系统就是电梯群控系统(EGCS)。 本文以电梯群控系统作为研究对象，以减少候梯时间、减少乘梯时间、节约能耗为目的，对电梯群控系统的派梯策略进行了深入的研究，提出了一种基于改进遗传算法的电梯群控调度方法。 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MATLAB语言进行仿真，建立模拟仿真系统。仿真结果证明改进遗传算法的有效性。 关键词：电梯群控，多目标优化，遗传算法，MATLAB仿真 目录 基于改进遗传算法的电梯群控系统设计及其MATLAB仿真 1 沈东东，白泽华，李宇 1 （南京航空航天大学自动化学院班，江苏，南京，） 1 摘要 1 关键词：电梯群控，多目标优化，遗传算法，MATLAB仿真 1 目录 2 第一章 绪论 4 1.1 电梯群控系统概述 4 1.2 电梯群控的起源与发展 4 1.3 国内外研究现状 5 1.4 课题的目的和意义 5 1.5 本课题研究的主要内容 6 1.6 本章小结 7 第二章 电梯群控系统 8 2.1 电梯群控系统的相关概念 8 2.2 电梯群控系统的系统特性 9 2.2.1 电梯群控系统的多目标性 9 2.2.2 电梯群控系统的不确定性 12 2.2.3 电梯群控系统的非线性 12 2.2.4 电梯群控系统的扰动性 12 2.2.5 电梯群控系统的不完备性 13 2.3 电梯群控系统的交通模式 13 2.2.1 上行高峰交通模式 13 2.2.2 下行高峰交通模式 13 2.2.3 层间交通模式 13 2.2.4 空闲交通模式 14 2.4 电梯群控系统的常用调度原则 14 2.5 本章小结 14 第三章 基于改进遗传算法的电梯群控调度策略 15 3.1 遗传算法简介 15 3.1.1基本遗传算法概念描述 15 3.1.2 基本遗传算法流程 16 3.1.3 遗传算法的基本操作 18 3.2 电梯群控功能指标评价函数 18 3.2.1 候梯时间评价函数 20 3.2.2 乘梯时间评价函数 22 3.2.3 轿厢内乘客人数评价函数 23 3.2.4 系统能耗评价函数 23 3.3 基于改进遗传算法的电梯群控系统的设计 24 3.3.1 编码 25 3.3.2 生成初始种群 26 3.3.3 适应度函数设计 27 3.3.4 选择操作 28 3.3.5 交叉操作 29 3.3.6 变异操作 31 3.3.7 控制参数的选择 32 3.3.8 算法终止准则 33 3.4 遗传算法优化调度程序设计 34 3.5 本章小结 35 第四章 电梯群控系统的整体设计与仿真 36 4.1 仿真假设 36 4.2 客流模型产生模块 37 4.2.1 乘客到达时间 37 4.2.2 乘客的起始密度向量和起始目标矩阵 38 4.2.3 确定乘客的起始楼层 42 4.2.4 确定乘客的目标楼层 43 4.2.5 客流仿真流程图 44 4.3电梯模型 45 4.4 仿真结果 46 4.4.1 奇偶层控制 46 4.4.2 高低层控制 46 4.4.3 遗传算法控制 46 第五章 各种调度算法的比较分析 47 第六章 总结与展望 47 6.1 论文总结 47 6.2 论文展望 48 致谢 49 参考文献 50  绪论 电梯群控系统概述 在倡导节能减排，建设节约型社会的中国，随着高层建筑的不断发展，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物内的交通需要。为了提高电梯的运载能力和改善电梯的服务效率，通常将多台电梯安装在一起，构成电梯群。对电梯群实施优化调度的算法和程序，被称之为电梯群控策略。电梯群和电梯群控策略一起组成电梯群控系统(Elevator Group Control System，简称EGCS)。 电梯群控的起源与发展 电梯群控系统从二十世纪四十年代在美国出现，至今已经发展了几代。从最初使用继电器，接着集成电路，集成电路使系统具有较复杂的功能，直到今日发展成为应用计算机的现代电梯群控阶段。其发展情况见表1-1。 表1-1 电梯群控的发展 国内外研究现状 我国对于电梯控制技术的研究同国外相比处于比较落后的状态，直到1986年，国内才开始对电梯配置理论和电梯系统特性进行研究，90年代以后才对电梯系统的态特性进行研究规划，发表的关于电梯群控系统的论文多属概括性原理性内容。 总的来说，国外的电梯行业起步较早，因此对电梯的各种技术的研究也较早。