毕业设计正文部分

目录

第一章引言 (3)

§1.1 研究背景 (3)

§1.1.1 电梯群控的研究背景 (3)

§1.1.2 基于模糊逻辑的电梯群控的研究背景 (4)

§1.2 选用语言和开发环境介绍 (4)

§1.2.1 Visual Studio 2008 介绍 (4)

§1.2.2 .NET Framework 3.5与C#的winform开发介绍 (6)

§1.3 主要工作 (6)

§1.4 内容安排 (8)

第二章模糊控制群控算法相关内容介绍。 (9)

§2.1交通模式 (9)

2.1.1 电梯交通模式的有关概念 (9)

2.1.2 交通模式的确定 (9)

§2.2 综合评价函数 (10)

§2.3 关于评价值的确定和模糊化 (11)

2.3.1 确定电梯的相关值 (11)

2.3.2 评价标准的模糊推理值的模糊化 (13)

§2.4基于模糊控制多目标群控系统调度算法原理的说明 (15)

2.4.1 电梯的调度过程 (16)

2.4.2 算法流程 (16)

第三章系统设计与实现 (17)

§3.1平台设计方案 (17)

§3.2概要设计 (18)

3.2.1系统功能介绍 (18)

3.2.2功能模块 (19)

§3.3系统数据结构的详细设计 (21)

3.3.1 total类的详细设计 (22)

3.3.2 lift类的详细设计 (22)

3.3.3 user类的详细设计 (23)

§3.4调度视图的实现 (25)

3.4.1 电梯行动 (25)

3.4.2 电梯初始化 (27)

§3.5请求生成的实现 (27)

3.5.1随机生成请求的实现 (27)

3.5.1手动生成请求的实现 (29)

§3.6模糊控制算法的实现 (29)

3.6.1 最优服务电梯的计算 (30)

3.6.2 派梯过程 (30)

§3.7显示内容的相关说明 (31)

第四章系统演示 (31)

§4.1输入过程与电梯初始化演示 (31)

§4.2算法与结果的显示 (33)

§4.1结果分析 (33)

4.1.1 相关参数设置与四个模式下的结果 (33)

4.1.2 算法之间的比较与分析 (34)

第五章总结与展望 (35)

§5.1系统总结 (35)

§5.2遇到的问题和解决方法 (36)

§5.3未来的研究工作 (37)

致谢 (38)

参考文献 (39)

第一章引言

§1.1 研究背景

§1.1.1 电梯群控的研究背景

电梯是现代社会不可或缺的交通工具，特别是对于现代的高层建筑。随着高层建筑的蓬勃发展，一台电梯往往不能满足全部需求，从而也就需要多台电梯构成的梯群，这样问题就出现了，大厦中如何架设电梯，电梯如何响应用户请求，所以需要设计一个电梯群控系统来模拟实际电梯,通过评估，找出一种相对经济，并且使得乘客舒适度较高的方法。

电梯群控系统是指电梯群中的电梯共用一个信号系统,通过电梯群控器协调互相连接

的电梯运行,以提高系统的服务性能。电梯群控系统由于电梯自身的运行特点,使得群控系统在保证电梯安全行驶的前提下,还必须满足各种要求:

(1) 平均侯梯时间要求尽可能短。它是评价电梯控制系统的性能的重要指标,尽量减少顾客的平均侯梯时间是群控系统优良的重要标志之一。

(2) 平均乘梯时间要求尽可能短。乘客的乘梯时间应保持在一定的时间限制之内,频繁地起停电梯会延长电梯运行时间,增长乘客的心理烦躁度。

(3) 系统能耗要求尽可能低。群控系统由于多台电梯的共同使用,减少能耗成为评价系统优良程度的重要指标。尤其当客流交通模式处于空闲状态时,要尽量降低系统能耗,从而延长梯群的整体寿命。

(4) 电梯的平均拥挤度尽可能小。由于电梯承载人数有限，要是少数的电梯承载了大多数的用户，造成的一个情况就是大部分乘客对电梯的舒适度感到不满意，所以我们需要一个标准，评价乘客的舒适度，并相应得调整电梯，使得总体上电梯的拥挤度较小

由于，电梯群控系统的控制是一个非线性多目标问题，直交通的客流的时变性、不确定性以及信息的不完整性等给电梯群控系统的实施带来了一定的困难，人们在不断地应用不同的智能技术，探索不同的调度方法，从而获得最优的电梯调度策略，为高层建筑垂直交通提供更为舒适便捷的服务，对随机发生的乘梯呼叫请求，提供最佳的电梯调度，但这存在很大的问题，如交通流的不确定性、突发性等都会对这一目标的实现造成很大的影响，同时，电梯群控问题是一个很复杂的问题，问题的复杂度是按指数增长的，而且要处理信息的不完整性和自适应型的要求。

电梯群控系统从早期的简单并联系统，到召唤分配系统，再到目前的模糊控制、神经网络、专家系统等的应用，取得了长足的进步。但就我国来说虽也有部分国内的企业已经开发出了基于微机控制的电梯控制系统，但在群控功能上仍不够成熟。因此，加强对电梯梯群控制系统群控算法的研究，具有理论和现实的双重意义。

§1.1.2 基于模糊逻辑的电梯群控的研究背景

1965年（二十世纪中叶），美国人第一次提出了模糊集合概念，引入了“隶属函数”来描述中介过度，开始为研究模糊性规律提供了数学基础。以后人们把模糊集合论的思想应用于控制工程领域，形成了这种智能控制方法。

基于模糊逻辑的群控算法是使用模糊逻辑对交通模式进行分类，从而决定控制策略。这种方法能够将有关群控管理专家的知识和经验，以某种规则作为表现形态，变成知识数据加以记忆，再和交通状态数据共同推出控制指令行使对梯群进行控制和管理的功能。

这种模糊控制技术在电梯控制系统中的应用显示了高度的优越性。电梯系统中含有许多模糊、不完整的信息，这些模糊信息需要用模糊集来描述。计算机不能接受含糊的回答，但却能用模糊逻辑来推理，它能模仿人脑的推理能力，简化许多复杂问题。模糊控制方法主要有以下优点：

(1) 模糊控制完全是在操作人员控制经验基础上实现对系统的控制，无需建立数学模型，是解决不确定性系统的一种有效途径。

(2) 模糊控制具有较强的鲁棒性，被控对象参数的变化对模糊控制的影响不明显，可用于非线性、时变、时滞系统的控制。

(3) 由离线计算得到控制查询表，提高了控制系统的实时性。

(4) 控制的机理符合人们对过程控制作用的直观描述和思维逻辑。

本文通过利用模糊控制方法提出了一种电梯群调度的策略。模糊控制技术利用专家知识获得各种控制规则,可以很好地处理电梯系统的多目标性、随机性和非线性，综合考虑不同的评价参数，从而达到全局最优化。

§1.2 选用语言和开发环境介绍

本设计是在Visual Studio 2008 开发环境中，基于.net framework 3.5 框架，利用C#进行winform的程序设计。

§1.2.1 Visual Studio 2008 介绍

Visual Studio 是微软公司推出的开发环境。是目前最流行的 Windows 平台应用程序开发环境。目前已经开发到 9.0 版本，也就是 Visual Studio 2008。

Visual Studio 可以用来创建 Windows 平台下的 Windows 应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和 Office 插件。

1998 年，微软公司发布了 Visual Studio 6.0。所有开发语言的开发环境版本均升至 6.0。这也是 Visual Basic 最后一次发布，从下一个版本 (7.0) 开始，Microsoft Basic 进化成了一种新的面向对象的语言：Microsoft https://www.360docs.net/doc/b52870681.html,。由于微软公司对于 Sun 公司 Java 语言扩充导致与 Java 虚拟机不兼容而 Sun 被告上法庭，微软在后续的 Visual Studio 中不再包括面向 Java 虚拟机的开发环境。

2002 年，随着 .NET 口号的提出与 Windows XP / Office XP 的发布，微软发布了 Visual Studio .NET（内部版本号为 7.0）。在这个版本的 Visual Studio 中，微软剥离了 Visual FoxPro 作为一个单独的开发环境以 Visual FoxPro 7.0 单独销售，同时取消了 Visual InterDev。与此同时，微软引入了建立在 .NET 框架上（版本 1.0）的托管代码机制以及一门新的语言 C# （读作 C Sharp，意为 C++++）。C# 是一门建立在 C++ 和 Java 基础上的现代语言，是编写 .NET 框架的语言。

.NET 的通用语言框架机制（Common Language Runtime, CLR），其目的是在同一个项目中支持不同的语言所开发的组件。所有 CLR 支持的代码都会被解释成为 CLR 可执行的机器代码然后运行。

2003 年，微软对 Visual Studio 2002 进行了部分修订，以 Visual Studio 2003 的名义发布（内部版本号为 7.1）。Visio 作为使用统一建模语言（UML）架构应用程序框架的程序被引入，同时被引入的还包括移动设备支持和企业模版。.NET 框架也升级到了 1.1。

2005 年，微软发布了 Visual Studio 2005。.NET 字眼从各种语言的名字中被抹去，但是这个版本的 Visual Studio 仍然还是面向 .NET 框架的（版本2.0）。它同时也能开发跨平台的应用程序，如开发使用微软操作系统的手机的程序等。总体来说是一个非常庞大的软件，甚至包含代码测试功能。

这个版本的 Visual Studio 包含有众多版本，分别面向不同的开发角色。同时还永久提供免费的 Visual Studio Express 版本。

随着即将发布的 Windows Vista （内部名称：Longhorn) 和 Office 2007，Visual Studio 9 也渐渐浮出水面。Visual Studio 9 目前可以确定的是支持建立于 DHTML 基础上的 AJax 技术，这种微软在 Visual InterDev 时代提出的基于异步的客户端动态网页技术在当年并没有像微软预期中的那么流行起来，反而随着 GMail 等应用而东山再起，渐渐成为主流网络应用之一。同时 Visual Studio 9 会强化对于数据库的支持以及微软新的基于工作流（Workflow）的编程模型。预计为了保持与 Office 系列的统一，Visual Studio 9 的名称为 Visual Studio 2008。 2008年，Visual Studio9也就是Visual Studio 2008将和Windows Server 2008同时发布

创建满足关键性要求的多层次的智能客户端、Web、移动或基于Microsoft Office的应用程序。

§1.2.2 .NET Framework 3.5与C#的winform开发介绍

Microsoft .NET Framework是一种全新的平台，它简化了在Internet分布式环境下的应用程序开发，它包含了两个主要组件--公共语言运行时环境(CLR)和.NET Framework

类库(FCL)。

.NET Framework提供了一个将软件部署工作量和版本冲突控制到最小化的代码执行环境，如图1-1所示。

Visual Studio 2008使用的.NET Framework版本为3.5版，先前的版本还包括Visual Studio 2005(使用的是.NET Framework 2.0)，以及Visual Studio .NET 2003(使用的是.NET Framework 1.1)。

.NET Framework的一个重要的组件就是公共语言运行时，它是.NET Framework的基础。可以将公共语言运行时看作一个在程序执行时管理代码的底层环境，它提供内存管理、线程管理和远程处理等核心服务，并且还强制实施严格的类型安全检查以及可以提高应用程序安全性和可靠性的其他代码正确性控制机制。事实上，代码管理的概念是公共语言运行时的基本原则。以公共语言运行时为目标的代码称为托管代码，而不以公共语言运行时为目标的代码称为非托管代码。

Visual C#是微软公司.Ner FrameWork框架中的一个重要组成部分，也是微软公司极力推荐的新一代程序开发语言。WinForm是.Net开发平台中对Windows Form的一种称谓。.Net 为开发WinForm的应用程序提供了丰富的Class Library（类库）。这些WinFrom 类库支持RAD(快速应用程序开发)，这些类库被封装在一个名称空间之中，这个名称空间就是System.Windows.Forms。在此名称空间中定义了许多类，在开发基于.Net的GUI应用程序的时候，就是通过继承和扩展这些类才使得我们的程序有着多样的用户界面。

§1.3 主要工作

本论文的主要工作是：构建一个电梯的演示平台，由用户输入相关的数据，然后在平台内随机生成乘客请求，确定评价标准值，确定交通模式以后确定评估函数的加权系数，将评价标准值模糊化，代入对应的评估函数，求评估函数的最值，然后进行派梯。

先来看一个系统流程图：

图1-1 简化的通信系统模型

以上为系统的主要工作流程。而对于系统流程所做的具体工作又分为如下四个部分：

1、交通模式和权系数的确定

在本论文中我们借鉴专家知识，将交通模式分为四种：上行高峰模式，下行高峰模式，层间交通模式，空闲模式。具体模式的确定要根据具体交通人数而定，我们根据用户的输入，计算种交通人数所占百分比，确定相应交通模式，特定交通模式有其对应的权系数在四种不同交通模式下的权系数如表1所示：

表1：不同交通模式下的权系数表

2、评价标准的确定

在楼层间请求生成之后，我们首先要确定的就是各个电梯对于特定请求的评价标准，主要分为四个评价标准：

(1).平均侯梯时间ATOW[i]：为某一请求对应电梯i的平均侯梯时间

(2) 平均乘梯时间A TIM[i]：为乘客进入电梯到离开电梯的时间间隔，同样由于乘客乘坐时间也难以确切计算，所以Fmax,Fmin通常取楼顶或者大厅。

(3).平均能耗EW: 为能耗，通过电梯启停的次数来评价。

（4）电梯拥挤度 CRD ：电梯内的人数；电梯的拥挤度可由电梯内人数的多少来判定。

（注：平均：在本程序中，认为每层楼有两个请求，上或者下，每个请求人数是随机数，我计算的就是这个等待人数的平均，所以每个请求都有一个平均值）

3、系统演示平台实现

在Visual studio的集成开发环境下，搭建界面，实现窗体间传递数据，通过计算各项评估值，派出电梯，最后演示出电梯的状态。

4、演示并分析结果

需要一个数据显示的模块，用来显示和分析算法的结果，将各项值包括请求在内赋给这个窗体，并显示数据。

§1.4 内容安排

本论文的内容安排如下：

第一章引言

首先介绍了课题研究背景。简单地阐述了电梯群控系统的重要性；在简单得阐述了模糊控制算法之后，接下来对用到的开发工具以及编程环境作了详细的介绍，最后列出了本设计所做的主要工作。

第二章模糊控制群控算法相关内容介绍。

这一章主要讲述了群控算法需要准备的一些概念，详细介绍了关于模糊控制相关的值的定义和确定。

第三章系统设计与实现

主要是介绍平台设计方案，包括系统的概要设计，系统流程图，系统的详细设计，在本章中，还详细介绍了算法的实现。

第四章系统演示

本章主要是在系统演示平台已经建立的基础上来对其进行测试。统计结果进行了分析，得出相关的结论。

第五章总结与展望

本章是对本文的总结，设计过程中遇到的问题和解决的方法，此外，还对未来的研究工作做了展望。

第二章模糊控制群控算法相关内容介绍。

§2.1交通模式

2.1.1 电梯交通模式的有关概念

电梯的客流交通模式PTM (程序中) 是指由乘客数、乘客出现的周期及乘客分布情况来描述的状态量,它反映了电梯群控系统所处的交通状况。在本程序中，根据专家的经验，将交通模式分为四种，其详细介绍如下：

(1) 上行高峰交通模式：当主要的客流是上行方向，即全部或者大多数乘客

从建筑物的门厅进入电梯且上行，这种状况被定义为上行高峰交通状况。

(2) 下行高峰交通模式：当主要的客流是下行方向，即全部或者大多数乘客

乘电梯下行到门厅离开电梯，这种状况被定义为下行高峰交通状况。

(3)平衡的层间交通模式：当上行和下行乘客数量大致相同，并且各层之间

的交通需求基本平衡时，此时的交通模式是处于一种普通的双向层间交通状况，它存在于一天中的大部分时间，乘客通常要求最小的候梯时间和乘梯时间。

(4) 空闲交通模式：空闲交通模式通常发生在假日、深夜、黎明等情况下，

此时大楼的客流稀少、乘客的到达间隔很长，在这种状况下群控系统中仅仅有部分电梯进行工作，而其余电梯轿厢则空闲等候。

2.1.2 交通模式的确定

以上是四种交通模式的介绍，由于我们的权系数是根据交通模式来划分的，所以程序首先要确定的就是交通模式，对于一个电梯群控系统,交通模式分析中用到的仅仅是一部分能够反映建筑物内交通特征的数据，由于电梯中人数时刻在变化，所以我们主要是取某一时刻的上行交通(起始楼层为基层) 人数Pup ,下行交通(目标楼层为基层) 人数Pdn ,层间交通(起始、目标楼层均不为基层) 人数Pfl以及总体客流人数Psum来计算。

顾客的交通模式与顾客的客流人数百分比存在如表1 所述关系。其中,总体客流人数Psum = Pup + Pdn + Pfl ;上行客流百分比X = Pup/ Psum ;下行客流百分比Y= Pdn/ Psum ;层间客流百分比Z = Pfl/ Psum 。

表2：各交通模式客流百分比

§2.2 综合评价函数

在了解了交通模式有关概念之后，下面要介绍的是综合评价函数，它是对电梯系统各

项的一个综合的评价，反映当前电梯的状况，它可以由多个评价函数和权系数组成，本程

序中列举了4种与评价函数关联的电梯相关属性值：

(1) 平均候梯时间ATOW:所有乘客候梯时间的平均值，指从乘客到达到上电梯这段

时间。这一因素与电梯的容量有很大的关系；

(2) 平均乘梯时间ATIW ：所有乘客乘梯时间的平均值，这个值很难预测，乘客乘梯

的时间具有不确定性，而且，电梯内的人数也有影响；

(3) 能源消耗EW ：表示电梯运行过程中的能耗状况，由于能源消耗主要是由启／停

电梯时加速或减速引起的，所以该标准的评判可由电梯的启停次数决定。因而减少这一参

数是降低能耗的关键。在算法上，就是说尽可能由同一个电梯服务于来自于同一楼层的召

唤，但同时也要考虑电梯的拥挤度和你利用率；

(4) 拥挤程度CRD ：电梯内的人数；电梯的拥挤度可由电梯内人数的多少来判定。

当电梯的利用率达到80%以上时，就是说，电梯的拥挤程度可能很大。

综合上述评价函数，电梯的综合评价函数可设为（1）式：

D(j) = w1*S A TOW + w2*S ATIW + w3*S EW + w4*S CRD

其中w i 是根据模式确定下来的系数，()1,0∈i w ，且 14

1=∑=i i w ；D （j ）是评价后的函数值

表示第j 台电梯参与服务的可信度；S ATOW 为平均候梯时间短的隶属度，其值越大则说明候

梯时间短的可能性越大；S ATIM 为平均乘梯时间短的隶属度，其值越大说明乘梯时间短的可

能性越大；S EW 为平均能耗低的隶属的，其值越大则说明电梯能源消耗小的可能性越大；

S CRD为拥挤度小的隶属度，其值越大则说明电梯的拥挤度越小。

权系数的选取。当电梯运行的过程中，应以减少乘客的平均乘梯时间为主要的目标，因此，乘客的平均乘梯时间（ATIW）的权系数要大；在电梯停止时，对来自不同楼层的请求要以减少平均候梯时间为主要目标，所以，平均候梯时间（ATOW）的权值要大。电梯系统就是依据在不同交通模式下的权系数的选取，来实现对不同交通流的最优化处理，从整体上实现优化。

借鉴专家知识，在四种不同交通模式下的权系数如下表所示：

表3：各交通模式下的权系数

由上面的分析可知，如果综合评价函数的某一项的权系数较大，则说明这一项对服务可信度的影响就越大。上式中D（j）是第j台电梯的被调度服务的可信度，我们在程序中，求出D（j）的最大值，设D（i）是所有电梯可信度D（j）j = 1,2,3,4…，totallift(totallift 为电梯总数) 的最大值，那么我们就派出最优电梯“i”，从而完成了一次派梯的过程。

§2.3 关于评价值的确定和模糊化

上文中，提到了综合评价函数，并且通过电梯的交通模式，确定了在各个模式下的权系数，然而提到了评价标准值这一概念，并且也解释了各个评价标准值的含义，那我们在这里首先要做的，就是确定这些个评价标准值。

2.3.1 确定电梯的相关值

1．顾客侯梯时间和平均侯梯时间

顾客侯梯的时间，是指某一顾客，从某楼层请求某一电梯之后开始，直到电梯到来的这段时间，由于顾客请求的方向可以有两个（上或下），那么对于电梯来说，就有两种情

况：顾客的请求与电梯运行方向同向，或者请求与电梯运行方向反向，设呼叫方向为Dc，而电梯运行方向为De，呼叫乘客当前所处楼层为Fo，电梯当前所处楼层为Fo，设电梯匀速运行，且经过每层的时间为Tr，电梯每次停靠时间为Ts，电梯到达目的地前停靠次数为N。

我们先来考虑请求与电梯方向同向的情况：

当呼叫方向Dc 与电梯运行方向De 相同,且呼叫楼层在电梯运行前方(若Dc 与De

均向上,则Fc ≥Fo ;若Dc 与De 均向下,则Fc ≤Fo) 时,此时电梯同向到达申请呼叫。计算函数为：

TOW = | Fc - Fo| * Tr + N * Ts

当呼叫方向Dc 与电梯运行方向De 相同,且呼叫楼层在电梯运行后方(若Dc 与De 均向上,

则Fc ≤Fo ;若Dc 与De 均向下,则Fc ≥Fo) 时,此时电梯将在反向运行后再同向抵达申请

呼叫。计算函数为：

TOW= （| Fmax - Fo| + | Fmax - Fmin| + | Fmin - Fc|）* T r + N *Ts

而当请求方向与电梯运行方向相反时：

当呼叫方向Dc 与电梯运行方向De 相反时,此时电梯将反向运行,然后抵达申请呼叫。计算函数为：

TOW = (| Fmax - Fo| + | Fmax - Fc| ) * Tr + N * Ts

以上表达式中，Fmax为电梯同向运行的最远楼层, Fmin为电梯反向运行到达的最远楼层。

在计算完某一顾客的侯梯时间以后，我们开始计算平均的侯梯时间，即求段时间段内,所有乘客的侯梯时间的平均值：

这样平均侯梯时间，就算是求出来了。

2．顾客乘梯时间与顾客平均乘梯时间

乘梯时间为乘客进入电梯到离开电梯的时间间隔，由于乘客乘坐电梯目标楼层具有不确定性，只能以最高层为目的楼层来计算：

TIW = | Fmax – Fo | * Tr + N*Ts

然后计算顾客平均乘梯时间ATIW为所有顾客乘坐电梯到达目标楼层所需时间的平均值：

3.电梯能量损耗EW

单台电梯的完成登记任务的能量损耗EW(i) 。由于电梯速度直线运行时的能耗远远小于加、减速时的能耗,所以电梯的能量损耗EW(i) 基本取决于电梯的起停次数。计算公式为：

EW(i) = N*J (N 为电梯i 完成登记任务所需停靠次数，J为停靠一次耗费的能量) 。

4.电梯拥挤程度CRD：

拥挤程度由电梯人数与电梯人数上限的比值来决定，在本文中，规定80%为上限，若比值超过80%的话，即属于拥挤电梯。

2.3.2 评价标准的模糊推理值的模糊化

上文中提到综合评价函数时，提到了隶属函数，我们现在根据各属性值的取值范围以及楼层的高度和运行规律来确定各个评价标准值的隶属函数。

在这里，我们要确定一个评价标准值的模糊推理值，作为衡量电梯服务舒适度好坏的标准：

wt i为乘客进电梯前的等待时间。由于电梯在响应请求时有可能要停靠某些层，故而计算最大等待时间:

wt i=(Liftcurr-usercallcurr)*t1+(Liftcurr-usercallcurr-1)*t2。

其中Liftcurr为电梯所在楼层，usercallcurr为请求发生楼层，t1为电梯运行一层楼的时间，t2为电梯停靠一层的时间。

rt i为乘客进入电梯到离开电梯的时间间隔，同样由于乘客乘坐时间也难以确切计算，则都以最高层为目的楼层来计算:

rt i=（TotalLayer-people_Layer）*t1+（TotalLayer-people_Layer-1）*t2。

其中，TotalLayer为最高层，t1为电梯运行一层楼的时间，t2为电梯停靠一层的时间。

en i为能耗，通过电梯启停的次数来评价。

cr i为拥挤度，通过电梯内的人数占限额的百分比来评价。

（1）wt的模糊化

乘客的心理感受是和候梯时间有直接的关系，本文依据候梯时间占最长候梯时间的比例将其模糊化为五个等级：好、较好、一般、较差、差，分别对应5、4、3、2、1，其隶属函数表达式为：

1 （t

2 (wt/2<=t

S A TOW【i】= 3 (wt<=t<3*wt/2)

4 (3*wt/2<=t<2*wt)

5 (T>=2*wt)

（2）rt的模糊化

乘客的心理感受也会收到乘梯时间以及电梯的停靠次数的影响。本文依据乘梯时间占最长乘梯时间的比例将乘梯时间也模糊化为五个等级：好、较好、一般、较差、差，依次为5、4、3、2、1.对应的隶属函数为：

1 (t>rt/2)

2 (rt/2<=t

S ATIW[i] = 3 (rt<=t<3*rt/2)

4 (3*rt/2<=t<2*rt)

5 (t>=2*rt)

（3）en的模糊化

EW主要与电梯启停的次数有关，当EW>9时，能量消耗就较大。本文将其模糊化为四个等级：好、较好、较差、差，依次为5、4、2、1.该隶属函数为：

1 (en<=3)

2 (3

S EW[i] =

4 (6

5 (en>=9)

（4）cr的模糊化

当电梯内的人数超过80%时，拥挤度很差；当载客小于额定容量的50%时，拥挤度很好。因此将拥挤度模糊化为三个等级：差、一般、好，分别为1、3、5.隶属函数为。其中，lifmaxnum 为电梯的额定载客量。

5 (cr/liftmaxnum>80%)

S CRD[i] = 3 (50%

1(cr/liftmaxnum<=50%)

§2.4基于模糊控制多目标群控系统调度算法原理的说明

本算法采用模糊控制的方法。首先，对电梯群控系统输入的数据进行分析，然后通过将电梯的各项参数进行模糊化处理，并结合各个电梯响应呼叫电梯信号的综合评价函数，依据用户的选择模式，根据此模式选择各评价因素的权重系数，从而执行在各种模式下的电梯调度。

2.4.1 电梯的调度过程

首先，检测电梯的请求信号（随机生成）；然后计算各个电梯的四个参数（平均候梯时间、平均乘梯时间、能耗和电梯拥挤度）；对上面的四个参数进行模糊化处理；同时根据综合评价函数算出每部电梯的可信度然后得到最大值；依据该最大值确定响应请求的电梯。具体流程如图2.1：

图2.1：算法过程图

2.4.2 算法流程

首先初始化数据，获得交通流；选择不同的交通模式，根据选择的交通模式确定各评价参数的权重；通过电梯调度算法与模糊控制方法，利用综合评价函数计算出各部电梯对请求信号服务的可信度；从中选出可信度最高的电梯，来响应用户的请求，完成对乘客的服务。具体算法流程如图2.2：

图2.2：算法具体流程图

第三章系统设计与实现

§3.1平台设计方案

系统演示平台是根据演示流程来建立的。首先是由用户输入，如楼层数，电梯数，以及电梯的相关属性参数。本设计由用户输入开始，模拟某一时刻楼层内的请求，以定长的时间片（设时间单位为1），通过模糊控制算法，找出最优服务的电梯，将请求入电梯的请

求队列，根据队列的先后次序，派出电梯。本系统总流程如图3-1中所示。

图3.1：平台基本流程

§3.2概要设计

3.2.1系统功能介绍

以下是本系统要实现的基本内容：

1、用户输入

既然是模拟现实电梯的情况，系统需要让用户根据实际状况输入电梯数目，以及电梯的相关属性，这里提供输入窗体供用户输入，有较大的自由度，输入窗体与主窗体不同，于是控制好窗体间传值是必须要做的工作。

2、电梯的初始化

电梯的初始化有两个方面，一是视图的初始化，这是用户能直观看得到的，这是实现初始化的主要目的，采用动画的方式表现电梯的运行，用户可在窗体使任意一电梯到达任意位置，或者所有电梯到达随机的位置，然而不光要做到这些，程序在电梯初始化的时候，应该初始化电梯类内定义的相关参数，以便以后计算的正确。

3、交通模式的确定

在主窗体内，交通模式确定之前，是不可以生成任何请求的，因为交通模式取决于各层的人数，而请求需要说明请求的人数，所以某一时刻的所有请求人数之和应该是等于这一时刻的总人流数的。在主窗体用户完成输入以后，确定下交通模式，并告知用户。

4、生成请求

首先考虑到群控电梯的实际情况，它具有一定的不确定性，乘客的分布是离散的，所以，为了较好的模拟，在系统中采用了大量的随机数换算请求楼层和请求人数等。

系统有两种生成请求的方式，随机生成请求，即一切生成过程对用户都是透明的，后台代码利用一系列随机数生成一系列请求，并将请求放入请求数组，等待系统的检测。

第二种是手动生成请求，这种方式自由度较大，用户也比较明了，可手动得向请求数组中添加请求。

5、检测请求与请求入队列

这一部分，主要以定长时间片的方法，检测生成的请求，根据相关的模糊控制算法，找到最优的电梯，将请求楼层入电梯请求队列，电梯根据出队列的顺序响应用户的请求。

6、派梯

在系统完成了一切评估之后，用户可要求派出由算法确定的电梯，这样一个请求——派梯的过程就完成了。

7、显示数据

定义了显示数据的窗体，在派梯完成后，可将程序中主要的数据显示出来，便于用户分析。

3.2.2功能模块

本节主要介绍实现系统的功能模块，是在上一节的基础上对各种需求实现的一种简要概括。本演示系统主要包括四大模块：系统介绍、编码方法、编码演示、帮助信息，其中核心模块是“编码演示”，下面分别对各功能模块进行说明。

1、用户输入

本模块主要是由定义的用户输入窗体实现的，用户输入窗体内容如图3.2：

图3.2：输入窗体功能模块图

2、调度视图

此模块可视为主窗体，为的是能够直观得显示窗体。图3.3给出了此模块的内容：

图3.3：调度视图功能模块图

3、请求生成

请求生成的模块，有一部分本应该是包含在调度视图窗体中的，然而一来，随机的请求生成比较复杂，不好概述，二来，系统中还定义了手动加入请求的一个模块，所以把这个功能从主窗体中分离出来，具体方式根据用户的要求，我们先来看看此模块的功能模图：