基于评分系统的电梯群控系统设计
作者：贾 鹏 博
关键词：电梯群控、评分系统、六部十层
一、综述
电梯群控可分大体上分为，信号分配与电梯运行两部分，通过信号分配来调控电梯的运行，电梯的运行又反过来更新信号的分配。通过不断的更新信号分配来实现在最短的时间内运输更多的乘客。本文章的评分系统是基于电梯载重与最短路程，电梯配置为六部十层，仅供参考。
二、信号评分与分配
相较于单一评分综合评分能够更好地应对复杂场景如早高峰，晚高峰等，通过调节评分的权重进行综合计算，为电梯群控提供更准确的信号分配依据，避免因单一因素的局限性而导致不合理的分配；信号分配是基于楼层呼叫按钮，即每个呼叫按钮都有一个信号的处理与分配块，这样可以同时对多个信号进行处理。
2.1信号评分
2.1.1 距离评分
（1）距离运算
上图为运算前置条件判断，部分变量的解释如下：#电梯运行标志位，电梯响应的楼层呼叫信号类型，1为上呼，-1为下呼；#电梯运行方向，电梯当前运行状态，上行为1，下行为-1；#按钮方向转化数值，楼层呼叫按钮方向转化数值，1为向上，-1为向下；#电梯运行信号，为1时代表电梯正在运行，0时未运行。
返回值解释：#return[#a]，当#电梯运行方向，#运行标志位，#按钮方向转化值相等时，且按钮楼层小于或大于时成立，其中#a表示电梯序号，下文相同；“#return_[#a]”，表示当电梯楼层等于按钮楼层，且电梯在运行过程中成立。
上图为运算过程，部分变量的解释如下：#距离[#a]，表示该信号与每部电梯的距离；#上行最大值，电梯响应的上行信号中最高的楼层；#下行最小值，电梯响应的下行信号中最低的楼层。
运算过程的部分解释：当未触发#”return_”时进行距离运算，当楼层呼叫信号的方向与电梯运行标志位相同时，距离运算公式为第一个；当电梯运行方向与按钮呼叫运行方向不一致且电梯运行标志位为1时，或电梯运行标志位为1且#”return[a#]”被置位时，此时运算公式为第二个，距离等于电梯楼层和按钮楼层与上行最大值的差绝对值的和；第三个运算公式的原理与第二个类似，不过多赘述；当#”return_[#a]”被置位时，按钮与电梯的距离被写为10且复位#”return_[#a]”,避免一直被置位。
（2）距离评分距离
评分可根据多次测试结果，自主设置与建立函数关系，在此提供一种评分标准，仅供参考：
考虑到不同电梯的载重量之间的差值可能过大，如果将载重的评分权重设置过高，载重评分对总评分的影响过大，电梯优先考虑载重，不能使信号得到最优分配，因此应减小载重评分的权重，使其在总评分中充当次要角色。程序如下仅供参考：
部分变量解释：#即将超载[#a]，当电梯的最大载重量与当前载重量的差值小于
某一值时，或触发满载信号时触发；#电梯组[#a].单部运行，电梯脱离群控单部运行时置位；#剩余载重[#a]，电梯最大载重与当前载重的差值。
由于程序逻辑及算法简单在此不做过多解释。
2.1.3 总评分
总评分即为以上两种评分之和，由于楼层信号的分配是在评分的基础上进行的，可根据实际需要在此基础上改变权重，或根据电梯的不同运行状态，在总评分的基础之上再加分或减分，使信号的分配、电梯的调度更加合理，例如在早高峰，晚高峰的特殊时段，适当增加或减去部分电梯对上行或下行信号的响应评分；当电梯出现故障时使此电梯对任何信号的评分均为零，以避免故障电梯卡信号等。
2.2 信号分配
上文已将信号对每部电梯进行评分，现将依照评分越高优先级越高的原则将信号分配给电梯，部分程序如下所示：
信号分配的前置条件如上所示，部分变量解释如下：#响应电梯组[#a]，表示该楼层信号分配给某部电梯；#电梯停靠[#a]，电梯在运行过程中，停靠时触发；#减速信号[#a]，电梯减速过程中触发。
返回值解释如下：#return_1，被分配该信号的电梯在该信号上一或下一楼层且在减速时置位，或电梯停靠正在开门响应该信号时置位，避免电梯在响应信号的过程中信号丢失，使电梯一直处于减速状态或停靠状态；#return_2，当电梯在停靠接客过程中，电梯触发即将超载时，置位该信号，使该信号重新分配给其它电梯。
信号分配程序如下所示：
部分变量解释如下：#电梯响应序号，响应该信号的电梯序号。
程序解释如下：先取得总评分组中的最大值，在未置位#return_1或置位#return_2的情况下运行信号的分配，若某电梯的对该信号的评分等于评分最大值，则置位该电梯对应的#响应电梯组[#a]，同时令#电梯响应序号等于该电梯的序号；在赋予完信号后，复位一遍#响应电梯组[#a]避免一个信号同时给多部电梯。
2.3补充
在总评分中，除了载重评分与距离评分外，还可将启停评分（电梯在运行过程中的停靠次数越多停靠评分越小）、速度评分（电梯的速度越慢评分越小）等考虑在内，这样电梯的调度会更合理，但考虑因素越多程序也就越复杂，修改起来也就越困难，可根据实际来选择。
在信号分配中，可以根据不同客流模型的特点针对性的进行信号分配，不必局限于最大评分原则，例如在早高峰时会有大量的一层上升的信号，这时可使电梯处理完运行信号后重新返回一层；又如在晚高峰时各楼层随机出现下行信号，如果全部分配给一个电梯会使乘客的等待时间过长，这时可以采用分梯运行，使某几部电梯集中处理某几层的信号。可以根据实际需求灵活应变。
三、电梯运行
电梯运行可以分为运行信号处理与电梯运动两部分，电梯运动又可分为启动、停靠、恢复、停止等几部分。在此围绕电梯运行信号的处理展开叙述，而电梯运动不做过多叙述，只讲述与信号处理相关的部分。
3.1电梯运行
3.1.1电梯运行逻辑
程序通过#电梯运行标志位、#电梯当前楼层、#上行最下层、#下行最大值来控制上下行指示灯与上下行接触器的置位与复位，从而控制电梯的运行，如下图所示：
上图为上行逻辑示意图，其中有初始化前缀的变量为初始化过程中所使用，#越程保护为在运行过程中，电梯超过端层达到限位作保护使用，#楼层变化补偿位与#突然变向位在下文会做解释。下行逻辑与上行相似不做过多叙述。
3.1.2 运行补偿
由于电梯在运行过程中，评分系统会根据电梯所在楼层与载重的变化不断地发生变化，且当两部电梯的评分相同时，信号会分配给楼层序号较小的一部，因此电梯可能在将要响应运行信号之前而突然失去该信号，使运行出现运行故障或发生楼层显示错误，所以设立运行补偿位来处理这样的情况。
如下图所示，正常运行时电梯会在未启动或停靠时发行运行方向的变化，若在运行过程中发生变化，会出现楼层重复计数，以导致电梯冲出限位不能到达指定楼层
其中上行补偿与下行补偿的效果分别为，使电梯到达就近的上一层或下一层。
#突然变向位与#楼层变化补偿位类似，但区别在于前者在运行信号消失后会保持原先的运行状态一直运行，在楼层变化后会变向，但不需触发补偿信号，后者则是直接变向运行，不做过多解释。
3.2信号处理
3.2.1电梯方向变化
经过评分系统的信号分配，电梯可能拥有一个或多个同向或异向的呼叫信号，通过信号处理将呼叫信号转化为运行信号。电梯在拥有运行标志位后，若接受向上运行乘客则到上行最小层依次运行，若接受向下运行乘客则到向下最大层依次运行，下图为运行标志位的初始赋予与变化：
部分变量解释：#向上标志位，接收到向上运行的信号时触发，若电梯运行标志位为1且向上运行时，只有信号楼层大于等于电梯楼层时触发；#向下标志位，接收到向下运行的信号时触发，若电梯运行标志位为-1且向下运行时，只有信号楼层小于等于电梯楼层时触发；#上行最大层，上行信号中的最大楼层。
部分程序解释：初始方向赋予，只有一个方向标志位时，直接响应该标志位，同时有两个时，根据电梯当前楼层进行判断响应。当电梯运行到最后一个运行标志位楼层时，若没有其它运行标志位时，运行标志位置0，若有时，优先响应反向的运行标志位，再响应同向的运行标志位。运行标志位为-1时的逻辑与为1时的相似不做赘述。
3.2.2楼层极值获取
楼层极值在电梯运行运动与运行标志位的变化中起到重要作用，下面介绍楼层极值的获取。
如上图所示，#楼层上行信号响应[9]，表示接收到9层的上行信号，#轿厢运行标志位[9]，表示轿厢内9层按钮被按下。#上行呼叫组[9]，表示有9层的上呼信号。通过数个以上结构再结合循环判断即可得到上行运行楼层极值。下行运行楼层极值的获取与上行类似不做赘述。
3.3运行结果展示
运行工程文件为500人20分钟，结果如下图所示：
四、总结
以上即是基于评分系统的电梯群控设计的一点见解，电梯群控系统是一个复杂且综合的系统，受到多方面因素的影响。以上内容是在学习与编写中结合作者认识写出，仍有许多不足之处，仅供学习参考。