0 引言

在目前已有的电梯调度系统相关研究文献中，较多的是对上下班高峰这一突出情形下的电梯调度系统优化问题。如果将乘客乘坐电梯的整个过程用乘客进入楼宇范围的时刻、召唤电梯的时刻、乘客在电梯内选择楼层的时刻这三个时刻分开，现有的研究大多数都集中在后两个时刻。许多文献提出了将神经网络[1]、粒子群算法[2]、遗传算法[3]或其他机器学习算法[4-5]，其应用于客流预测、路径调整和节能优化的智能电梯调度方案。虽然收效显著，但是均属于末端应对机制，即乘客已经到达电梯门前并发出乘梯请求后再作反应。短暂的反应时间限制了系统统筹规划的余地。除此之外也有基于无线互联网的智能调度解决方案[6]。方案在乘客进入楼宇范围的时刻前就开始工作，允许用户通过智能终端远程发送乘梯请求，使电梯调度系统可以提前反应，但这些文献并未详述调度系统的工作原理。

本次实验所设计的方案会在上述三个时刻的第一时刻就开始工作，通过机器学习技术对历史数据进行分析并得出客流量的大概变化趋势，再根据物联网系统实时采集的数据可以更为精确的规划调度方案，进一步提高调度系统总体效率。此外，我们在调研中还发现了如图1所示的问题。不难发现除了可以预料到的早中晚三次客流高峰外，还分别在上下午出现了一次小高峰，而这个高峰正是由快递业务导致。

二狗伢一帮青皮后生躲在窗外，一心想听到让他们期待的响动，等了半天，传出来的，却是新娘子撕心裂魄的哭声。

随着电子商务以及外卖行业的发展，迅猛增长的快递量使楼宇内垂直交通压力进一步提升。出于安全和管理方面的考虑，大多数写字楼不允许快递员或送餐员进入楼内，于是便出现了大量物流人员在楼前聚集、楼内员工扎堆取快递的情况。这些问题造成了写字楼整体形象被破坏，员工工作效率降低，以及电梯拥挤给访客造成不良体验等问题。

  

图1 乘梯人数分布图

已有文献中的方案或是普适性的解决方案或是仅仅针对上下班高峰情形做出了优化。虽然此类方案在应对前文所述的快递问题上也能稍好于传统电梯调度系统，但是随着物联网和大数据技术的发展，将硬件支持和软件算法相结合，可以在保持方案对问题的专一性基础上，结合多个方案建立多系统相互协作的综合化解决方案，进一步提升整体效率。本文从整体描述了此次研究的优化方案，分析了其中的主要算法，并进行了仿真实验。

1 方案结构

1.1 结构概述

如图3所示，主循环中安检系统对应1.2中所述的由各种传感器组成的门禁系统。安检系统将采集到的用户身份数据与档案系统中的用户数据比对，如果信息匹配，则把用户该次验证身份时的时间、入口编号等数据记入此用户的档案，供学习系统分析使用。同时安检系统再把从档案系统中获取的用户默认目标楼层、安检口编号、时间等数据存入运行时数据。

1.2 乘客请求

RFID技术已经被大规模应用于办公楼门禁系统，有一部分门禁系统已经开始转而使用更高效的图像识别技术来识别人脸、车牌号等特征以确定来访人员身份。在物联网传感器识别到身份信息的同时，也意味着访客在此时刻的位置和乘梯目标楼层被确定。这种确定乘客位置及身份的方式不依赖乘客自身的设备（如乘客手机上的GPS或蓝牙），可控性较高。再结合多个传感器的测量结果估计出乘客到达电梯门前的时间。如果成本允许，更多的传感器数量或者更先进的技术还可以给系统整体效率带来增长空间。

  

图2 优化后调度系统结构图

1.3 调度系统

得益于集成电路的性能大幅上升和成本下降，给电梯调度系统提供运算和存储能力更强的硬件设备成为了可能。这使得调度系统中可以存放多个专为不同场景优化的调度模式，并在运行时自由切换，甚至两个模式同时运行以满足不同需要。例如当快递员需要送快递时分出一部电梯运行快递模式，由快递员操控，其他电梯依然由系统控制。

1.4 学习系统

根据前人的研究，基于神经网络的客流预测算法已经可以通过学习客流历史数据，较为精确的预测出某一固定情景（例如一座写字楼在每个工作日的同一时段）的客流变化，但是应对突发事件能力较差。

在本次研究的方案中，乘客进电梯前最后几分钟内的精确预测已经由物联网系统完成了，所以学习系统的主要目的是预测某一较长时间段的客流量和客流方向，从而应用到模式选择上。用大数据技术将乘客乘梯历史数据清洗后再供给机器学习算法，就可以以较低的学习成本获得足够本系统使用的结果。

1.5 时刻化电梯厢

在高峰情景下使用图2中蓝色实线所示系用结构。假设有2000人要在一小时之内分别从一楼去往不同楼层，模拟早高峰的情况。2000名乘客由乘客产生器按泊松分布⑵产生，并发送给安检系统。

2 模式

参考文献(References):

2.1 高峰模式

整个系统可分为乘客请求、调度系统、学习系统和时刻化电梯厢四个部分。图2所示的情形中含有四部电梯（E1～E4）。乘客以不同方式发出的请求发送给调度系统后被转发到当时正在工作的模式算法中。全体电梯既可以由单一模式控制（实线箭头），也可以由多个模式同时控制（虚线箭头）。学习系统的主要功能是搜集、处理电梯运行和乘客个人习惯的相关数据，根据数据预测某一时段总客流量的大概数值以及去向，并为调度系统选择合适的模式。以下是各部分功能详述。

2013年9月7日，习近平总书记在哈萨克斯坦纳扎尔巴耶夫大学发表演讲，在谈到环境保护问题时指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”十八大以来，习近平总书记在国内国际多个场合，用这三句话来阐明生态文明建设的重要性，为建设美丽中国指引方向。“绿水青山就是金山银山理念”是习近平总书记关于生态文明思想的重要内容，是习近平新时代中国特色社会主义思想的重要组成部分。

  

图3 高峰模式算法流程图

运行时数据主要用于存储待分配乘客队列和时刻化电梯厢队列，但乘客分配电梯的顺序不完全依赖于队列中的顺序。每一次轮询会根据式⑴计算出每一个乘客的优先级Px，其中P初位该乘客初始优先级，预先设置在档案系统中。T为已等待时间（秒），ω为影响因数，可以随实际情况调整。y为与该乘客具有同样目标楼层的乘客数，这样可以保证总体等待时间较少。同时，应该满足所有乘客的重量（wy）小于电梯载重（W总）。

选择疏松肥沃、保水保肥、排灌条件良好、微酸性壤土较好，pH值5.5～7。整地时亩施腐熟有机肥4000千克，过磷酸钙40千克，整平整细，冬、春宜做高畦，夏、秋做平畦，畦宽1.2～1.5米。

 

融资租赁是一种新的融资方式，对解决投资资金短缺、设备更新等方面都发挥着很重要的作用。但受到相关因素的影响，融资租赁业发展还处在一些不足之处，一些优势还未得到有效发挥。在现在这样一个经济迅猛发展的时代，我们应该认识到融资租赁的积极作用，加快融资租赁业的发展。

2.2 快递模式

快递情景下使用图2蓝色虚线所示系统结构，将其中一部电梯设置为快递模式，其他三部运行普通模式。假设在半小时内有100人需要取快递同时有另外100人正常使用电梯，测试结果如表2所示。

3 应用实例

本次测试模拟了一个20层的办公楼，楼内共有4部电梯，与前期调研中的某个办公楼类似。电梯载重、乘客重量、电梯各个状态所需时间等常量也均有设置。学习系统中的乘客历史数据由实验人员根据实验目的半随机生成。实验结果中用于比较的实际数据为调研时获得的数据经过计算后得到的，与实际情况相近。

3.1 高峰情景

时刻化电梯厢即某一电梯厢在程序中虚拟的、不同时刻的状态。未到达时刻的信息是在乘客到达电梯门前就通过传感器或是智能终端获取并分配的。在分配时可以根据乘客优先级、已等待时间、目标楼层等标准实现最优分配。

 

由于2000人/1小时≈0.56人/秒，为了使客流变化更符合真实情况，乘客生成器会根据时间变化，围绕0.56改变的值，使大部分乘客集中在第20～40分钟时到达，测试结果如表1所示。由于乘客量明显超过电梯运送能力，故只统计在一小时内成功运送的乘客数量和平均等待时间。

调度系统会根据当前时刻化电梯厢队列状态，将由上式得出的每一组（个）乘客或是放入新建的电梯厢或是在满足预估的乘客到达时间的情况下分配给已有的电梯厢。

 

表1 高峰模式测试结果

  

实际数据优化后的调度系统乘客平均待时间（s）309.7 265 247.1 506成功运送乘客（人）

3.2 快递情景

快递模式的核心是将某一部电梯的控制权交给快递员控制。快递员将快递放入电梯后可以通过智能终端的应用程序设置电梯需要停靠的楼层以及停靠时间等数据。整个过程类似机场的行李转盘，错过的快递可以再循环一次或放到办公楼的某个聚集处。

 

表2 快递模式测试结果

  

实际数据优化后的调度系统乘客平均待时间（s）176.5 200 93.4 100+货物成功运送乘客（s）

从测试结果可以看出，在两种情形下优化后的调度系统均表现更好。

4 总结

随着技术和需求的共同提高，电梯调度系统也势必更加智能化。以物联网传感器为前端，算法为后台的综合系统，相比于纯算法系统可以做到普适性和对具体问题的专一性并存，解决问题更高效。但是整个方案在实施时还需要在细节上，尤其是与用户交互的方式上做更多的研究，才能保证提供给用户一个真正有所提升的乘梯体验。

本次研究主要针对早晚上下楼高峰和快递问题进行了研究，开发了两个模式，并分别进行了测试。

[1]仲惠琳.基于神经网络的电梯调度重规划[J].数字技术与应用,2016.7:63-64

为了圆梦，他与公司领导团队成员一起群策群力，集思广益，高起点、高标准设计远景，谋划未来，一门心思打造中国最优秀、最出色、最过硬的安保精英团队。

水利工程大坝施工中的混凝土碾压施工技术分析…………………………………………………… 杨春辉（10-209）

[2]孟凡胜等.基于改进粒子群优化算法的电梯群控方案设计[J].计算机时代,2015.8:42-46

著名设计师克林特：“运用适当的技艺去处理适当的材料，才能真正解决人类的需求，并获得率直和美的效果。”CMF中运用正确的表面处理工艺可以完美的表达以及升华材料的特性[2]。对于一个三维的实际产品或物体而言，材料实际上始终是一个载体，表面处理与色彩都是以材料为媒介通过一定的工艺手段来具体呈现[3]。我们最经常需要的到的是，赋予新的肌理质，弥补材料本省的不足，创造材料靠自身无法达到的感官体验[4]。

[3]何斌辉.遗传算法在电梯中的应用研究[N].科技通报,2012.28(4):32-39

[4]丁焕,刘建强.基于组态软件监控的群控电梯系统设计[J].科技创新与应用,2017.27:90-92

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[6]褚世冲等.基于移动互联网的智能电梯调度系统[J].电子技术与软件工程,2016.17:26-27

弹指一辉间，每次看到《农家致富顾问》，我就想起与她二十余年的情缘，翻开我多年珍藏的《农家致富顾问》剪贴簿和杂志社编辑、记者寄给我的厚厚一叠泛黄的信和样刊，禁不住思潮翻涌，思绪万千。我与《农家致富顾问》感情之深，在这里还要特别感谢《农家致富顾问》曾经刊登了我编写的“农家致富顾问助我走上致富路”……，豆腐块小文！使我久久难以忘怀，《农家致富顾问》真好，平易近人。