电梯运行管理方案设计

摘要现代高层商务楼中一般都配套了多台电梯，因此如何安排好各台电梯的运行方式，既能保证大楼内各公司员工的正常工作和出行，又能降低能耗，节约成本，是大楼物业管理中的重要内容之一。在一般高层商务楼中，经常采用的是分层次或单双层的运行方式，或者直达某层以上的方法，从节约能源和尽力满足客需求这两个角度，设计一个合理的最优电梯调配 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，对于改善乘梯人员的乘梯环境，降低物业方的管理成本均具有极其重要的意义。本文首先建立一个电梯群控模型评价指标体系，从能否乘客满意程度最大和电梯能源消耗最小两个角度考虑评价指标的选取。选取了表现乘客满意度的指标—乘客等待时间和乘客乘梯时间；表现电梯能耗的指标一电梯停靠次数和电梯运行总路程，利用层次 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法得出忙碌时客户满意度占主要部分。再用“比例法”求出分层次和单双层时运送完所有人所需要的时间，利用C语言程序对直达某层以上方案进行分区，得出当分为3个区时时间最短，乘客满意度为最优。在对第二问的求解中，我们求解出每一部电梯所用的时间，根据约束条件和相关数值用Lingo软件求出最优解。最后建立合理优化的电梯调度方案的评价体系。关键词：层次分析法满意度C++编程Lingo分段运行目录TOC\o"1-5"\h\z第一部分问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 重述2第二部分问题分析2HYPERLINK\l"bookmark8"\o"CurrentDocument"第三部分模型假设与约定3HYPERLINK\l"bookmark10"\o"CurrentDocument"第四部分符号定义与说明3HYPERLINK\l"bookmark49"\o"CurrentDocument"第五部分模型的建立与求解45.1建立层次分析结构模型45.2电梯运行模式的比较75.3直达某层以上运行方案75.4闲暇时运行方案9HYPERLINK\l"bookmark72"\o"CurrentDocument"第六部分模型的评价与推广96.1模型的优势96.2模型的不足96.3模型的推广10第七部分参考文献14第八部分附录14-・问题重述现代高层商务楼中一般都配套了多台电梯，因此如何安排好各台电梯的运行方式，既能保证大楼内各公司员工的正常工作和出行，又能降低能耗，节约成本，是大楼物业管理中的重要内容之一。在一般高层商务楼中，经常采用的分层次或单双层的运行方式，或者直达某层以上的运行模式，需解决以下三个问题：（1）模型建立：试根据此类运行模式，从尽量满足乘客需求和减少电梯能源消耗两个角度分析，评价这些方案的优劣。（2）实际问题：现有一商务楼，层高25层，每层的员工数在220-260之间，员工上班时间均为上午9时至下午17：30分。大楼内有客用电梯6台，另有一台消防电梯（非特殊情况不能用）。电梯运行速度大约为1.7m/s，大楼的层高为3.2m（装修以后的，装修前为4.1m）。电梯容纳量为12人。试建立一个合适的电梯运行方案（包括闲时和忙碌时），使尽可能降低能耗，又不至于使用户有较大的不舒服。（3）为了增加乘客满意度，第二问中考虑到增加一台电梯，但由于要降低能耗，所以我们需要在原有的方案上加以调整，得出一种即可以增加乘客满意度又不会增加太多能耗的方案。二•问题分析由于假定上班高峰期，办公人员从第1层乘电梯至所在办公楼层；下班高峰期，办公人员从所在办公楼层乘电梯至第1层，所以上下班高峰期乘电梯是互逆的过程。因此只需通过分析上班高峰期，并建立模型，即可得到合理的优化方案。针对早晚高峰期的电梯调度问题建立数学模型，在满足基本 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 的基础上，可以通过合理分配电梯，是电梯尽量高效、经济的运送乘客。为了使候梯者满意，需要使等待时间尽量短；为使乘客满意，应使行程时间尽量短；为体现节能，必须尽量减少起制动的次数，用来衡量电梯群控系统服务性能的评价指标由时间评价指标T、能耗评价指标Q两部分组成。因此，电梯群控系统的优化目标主要有减少电梯往返总时间（包括电梯在楼层间的平均运行总时间和平均停留总时间）、减小系统能耗寻找评价指标，一般应从各方利益的角度进行分析。本文所讨论的电梯调度问题主要涉及到乘梯人群与商务楼物业管理两方的利益，因此评价指标应从乘客和电梯两方面考虑。对于实际问题，应该力求达到乘客满意度最大化和电梯能耗最小化，形成最佳的电梯运行管理方案。三•模型假设与约定1、每层工作人员人数大致相等，本文中假设为240人；2、每台电梯的最大运载人数相同；3、电梯在各层的相应的停留时间内（t秒）乘客均能完成出入电梯；4、电梯的停止和启动认为是瞬时的，不考虑加速度；5、忙时：1）上班的高峰期电梯上行只用来将乘客往上层接送，电梯下行过程中不载客。2）下班的高峰期电梯下行只用来将乘客往下层运送，电梯上行过程中不载客。3）由于人流量较大，空电梯在等待时间（s秒）内均能达到电梯的最大容量。6、闲时：1）不存在电梯满员情况；2）任意时刻均存在空电梯或者同向电梯；3）除去无任务的情况，电梯在任意层停留时间相同。四•符号定义与说明a+1楼层数m每层员工数n电梯台数k电梯容量J电梯运行中每经过一层的时间t2乘客出入电梯的时间t3电梯开关门时间t4电梯每停一次增耗的时间T运行完所有员工的时间五■模型的建立与求解求解思路:层次分析法【1】T.L.Saaty等人在其实年代提出了一种能有效地处理这样一类问题的实用方法，称层次分析法（analytichierarchyprocess，简称AHP）。这是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化地方法。运用AHP进行决策，大体上可分为四个步骤：（1）分析系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次模型；（2）对同一层次的各元素关于上一层次中某一 准则 租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载租赁准则应用指南下载 的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；（3）由判断矩阵计算被比较元素对于每一准则的相对权重，并进行判断矩阵的一致性检验；（4）计算方案层元素对系统目标的合成权重和进行组合以执行检验，并进行排序。5.1建立层次分析结构模型根据分析简化后的指标建立的层次分析结构模型如下:比例标度值(用a表示)(/标度a(/含义1C•与C.的影响相同1J3C•比C.的影响稍强1J5C.比C.的影响强1J7C.比C.的影响明显地强1J9C.比C.的影响绝对地强1J2,4，6，8C.与C.的影响之比在上述两个相邻等级之间1J11C.与C的影响之比为上面a的互反数2…1Jij5.1.1建立比较矩阵通过成对比较的方法确定每一层的各因素的相对重要性，直至计算出各因素的相对权重，从而得出准则层各因素的重要程度。首先给出方案层因素之间的两两比较矩阵-14「「11/5「B=B=11/41251然后给出准则层乘客满意度与能源消耗之间的两两比较矩阵:11/4140.80.8B=案列归一化行平均11/41■0.20.2(2)计算特征向量:0.8=O0.2」x同理可得:0.1670.833「14「「0.8「j.6「Bw=1x1/410.2=0.4(3)计算最大特征值:(a)计算B®:同理可得B®=2y1.001.670.80.21.60.4(b)计算九=-丫ni=1(Bw)wix2(1.60.4)+0.2丿同理可得九『=3.996,九=2z进行一致性检验：因为1,2阶的正互反阵总是一致阵【2】，故都在允许范围内。(5)乘客满意度和能源消耗的重要程度:「0.80.167「「0.8「「0.673(w,w)w=Xyz0.20.8330.2—0.327可见，乘客满意度的比重高于能源消耗，所以在忙碌状态下，应该考虑乘客满意度多一些。5.2电梯运行模式的比较【3】依据“电梯运行周期与运行总时间之比等于电梯在一个周期内运送的乘客数与乘客总数之比”原则，我们可以得出分层次和单双层情况下电梯送完所有乘客的运行时间。计算前准备：电梯实际运行层数a=24，电梯运行中每经过一层的时间t=4.1/1.7=2.41s,乘客出入电梯的时间t=9.6s，电梯开关门时间t=6s，电123梯台数n=65.2.1分层次运行方案我们所理解的电梯分层次运行即为随机运行，电梯可以在任意层停靠，6台电梯的平均运行周期为2at+a(/+1),共运送乘客6k人，运送完所有乘客共am人，123所用时间为T,依据“比例”原则可得：竺=2at1+a(t2+P1amT1解得：叮a2叫2+')=392呎=653・44min5.2.2奇偶层运行方案该方案要求6台电梯中3台停靠奇数层，另外3台停靠第1层和偶数层，因为a=24,为偶数，所以停靠奇数层的电梯运行周期为：2at+a(t+1)/2，而停靠偶数层123的电梯的运行周期为：2(b-1)+b(/+1)/2，共运送乘客6k人，运送完所有乘123客共am人，所用时间为T，依据“比例”原则可得:23kam/22at+a+1)/2a2m(4t+1+1)解得：T=123=24230.4s=403.84mm212k5.2.3直达某层以上运行方案我们可假设只分一段的情况，大约需要261min，可见直达某层以上的方案优于以上两种方案，因此我们采用直达某层以上的方案。5.3直达某层以上⑶运行方案：5.3.1计算合理运行方案：由前面的层次分析法，我们知道，乘客满意度为主要影响因素，我们设电梯的运行周期T=2Ei(H)tv+(Ei(s)+1)ts+2etp,T为运行周期，Ei(s)为第i个分区电梯实际停的次数的数学期望，Ei(H)表示第i个分区电梯实际达到最高层的数学期望，tv为经过一层运行时间2.4s,ts为开关电梯门的时间6s，tp为乘客进出电梯时间0.8s,c为电梯容量，n为电梯所分的层数,if为每组电梯数，u.为j层的人数。TOC\o"1-5"\h\zij1—()n一n1n-nii-iEi(s)=(n-n)[1-(1ii-1n亍nkk—1Ei(H)=乞i-1k[(-)c-(一)c]+nn-nn-ni-1-=1ii-1ii-1力(u/c)(T/f)jIj=ni-1+1为了使T最短，应用最大最小原则(min,max).由此，我们用计算机穷举法计算运最优解，一旦当前一个分区点确定以后，其后续分区点的最优位置只受当前分区点影响，而不受之前分区点的影响。5.3.2对楼层进行分段取最优解，根据C语言程序运行结果列表分区电梯调度方案(各分区电梯数)运行时间相对优化率人均候梯时间12—25261min—2.72s22—2021—25237min9.2%2.47s32—1617—2223—25202min14.8%2.10s由表可知，使用直达某层以上运行方案，将楼层分为3段(2-16层，17-22层,23-25层)，每段两台电梯。5.3.3忙碌时，各分区相对优化率的分布直方图:5.3.4为了直观的比较各种运行方案的优劣，我们绘出了各种分区运行方案下的运行总时间和乘客平均侯梯时间的比较曲线：运行时间曲线123分区数乘客候梯时间Q123分区数由折线图可以看出当分区为3时最合理。5.4闲暇时电梯安排5.4.1闲暇时各个模型分析电梯的分段直达模型非常适合上下班高峰时的状态，但在闲暇时是不适应的。分段电梯限定了乘坐电梯的组别，乘客需乘坐特定电梯到达特定楼层，不适合闲暇时电梯多人少的特点，如果采用分段直达，必然会使电梯很大程度是等待状态,造成资源浪费，也使员工等待更长时间，所以分段方案在闲暇时不适宜。5.4.2闲暇时分层次运行方案和奇偶层运行方案的比较闲暇时分层次运行方案的优弊讨论：分层次运行的电梯可以运送乘客至任意楼层，不分组，但是当闲暇时用户增多，分层次运行方案使电梯可能在每层都停，耽误了一部分用户的时间，而且频繁启动和暂停使电梯耗能增大。奇偶层运行方案的优弊讨论：奇偶层电梯运行将电梯分为两组，会限制乘客的搭载可能。但电梯在奇层停偶层挺，会在一定程度上减少启动和暂停，降低电梯的能量消耗。综上可知，商务楼可将分层次运行方案和奇偶层运行方案组合运用，同时满足用户满意和减少电梯能量消耗。六■模型的评价与推广6.1模型的优势：（1）在分析评价指标时，引入了电梯平均载客量，利用乘客到达率与电梯运行周期，综合考虑了乘客等待时间和电梯的利用率，并巧妙的避开了乘客平均等待时间难以计算的问题。（2）在确定最优方案化多目标规划为单目标规划的过程中，综合考虑到各个指标的权重不同，将理想点法和权重系数法综合起来，更直观地体现出电梯是为乘客服务，评价时更要考虑乘客感受这一思想。（3）该模型对分区方案的求解是一个比较典型的规划问题。对于一般的楼房电梯调度具有较高的适应性。（4）模型简单明了，易计算，且通俗易懂。6.2模型的不足：（1）模型建立时没有考虑电梯控制楼层不连续的情况，而直接按分区处理。（2）在分区时，没有考虑不同电梯控制的楼层之间是否有交叉。（3）本模型忽略了很多其他因素，只分析了四个大因素，不够切合实际。也没有把是否运用消防电梯运用到运输进行考虑。6.3模型的推广：我们可以推广到增加一部电梯（即有7部电梯）时的分区情况：TOC\o"1-5"\h\z设第i部电梯运行的最高楼层为a,t二2.41s,t二t+1二15.6si1423即第1部电梯运送2,…，al楼层的员工，所用时间W二(a「1)[2(ai—"1+(a「」mik—a)t14第2部电梯运送al+1,…，&2楼层的员工；所用时间W二(a2—a])b(a2_】)[+(a22k第3部电梯运送a2+1,所用时间W=3(a-a督楼层的员工;Ji2(a-1》+Ca4第4部电梯运送a3+1,所用时间W=3422313k3414k34第5部电梯运送a4+1,所用时间W二匕5…，牛5楼层的员工;—a)b(a—1)t+(a4515k第6部电梯运送a5+1，所用时间W二匕6「ay楼层、的员工；)b(a—1》+(a—a)t61654第7部电梯运送a6+1,…，a7楼层的员工。所用时间W二(笃一a6)[2(a7-D1+(a7—叮W7k建立运送完所有员工所用时间最小的目标函数：min仝Wi1约束条件：后安排的电梯达到的最高楼层必高于前一安排的电梯能达到的最高楼层，且6号电梯能达到第25层，1#includeviomanip.h>#includevstdio.h>#includevstdlib.h>#includevmath.h>doublemax(doubleal,doublebl){return(al>bl?al:bl);}doublemin(doublea1,doubleb1){return(a1=1;d--){eh[a]+=(d*(pow(d*1.0/(25-b),c1)-pow((d-1)*1.0/(25-b),c1)));}eh[a]+=(b-1);f[2][a][b-1]=(1+es[a])*6+2*c1*0.8+2.0*eh[a]*2.4;}for(b=1;b<24;b++){f[2][3][b]=max(f[2][1][b],f[2][2][b]);}e1=f[2][3][1];for(b=1;b<24;b++){e1=min(e1,f[2][3][b]);}coutvv"MINMASseconds"vve1vvendl;for(b=1;bv24;b++)coutvvf[2][1][b]vv"";coutvvendl;for(b=1;bv24;b++)coutvvf[2][2][b]vv"";coutvvendl;for(b=1;bv24;b++){coutvvf[2][3][b]vv"";if(f[2][3][b]ve1+0.7){coutvv"位置:"vvb+1vvendl;break;}}coutvvendl;k=(1.0*3000*e1/(60*12*3));coutvv"最小时间k:"vvkvvendl;intb1,b2,b3,b4,b5,b6,k1,k2,k3,doubles2,es1,eh1,es2,eh2,es3,eh3;doublemymax[30][30][30];for(b1=2;b1<=23;b1++){eh1=0;es1=((b1-1)*(1-pow(1-(1.0/(b1-1)),c1)));for(kl=l;klv=bl-l;kl++){ehl+=(kl*(pow((kl*1.0)/(bl-l),cl)-pow((kl-l)*1.0/(bl-l),cl)));}ehl+=(bl-l);f[3][l][bl]=(l+esl)*6+2*cl*0.8+2.0*ehl*2.4;for(b2=bl+l;b2v=24;b2++){es2=((b2-b1)*(1-pow(1-(1.0/(b2-b1)),c1)));for(k1=1;k1<=b2-b1;k1++){eh2=0;eh2+=(k1*(pow(k1*1.0/(b2-b1),c1)-pow((k1-1)*1.0/(b2-b1),c1)));}eh2+=(b2-b1);f[3][2][b2]=(1+es2)*6+2*c1*0.8+2.0*eh2*2.4;es3=((25-b2)*(1-pow(1-(1.0/(25-b2)),c1)));for(k1=(25-b2);k1>=1;k1--){eh3=0;eh3+=(25-b2)*((pow(k1*1.0/(25-b2),c1)-pow((k1-1)*1.0/(25-b2),c1)));}eh3+=(b2-1);f[3][3][b2]=(1+es3)*6+2*c1*0.8+2.0*eh3*2.4;mymax[b1][2][b2]=max(f[3][2][b2],f[3][3][b2]);}mymax[3][1][1]=f[3][1][b1];for(b3=1;b3<=22;b3++){mymax[3][1][b1]=max(mymax[3][1][b1],mymax[b1][2][b3+2]);}}s2=mymax[3][1][1];for(b4=1;b4v19;b4++){s2=min(s2,mymax[3][1][b4+1]);}coutvv"MAXMINseconds"vvs2vvendl;for(b4=1;b4v=22;b4++){coutvvmymax[3][1][b4]vv"";}for(b4=1;b4<=22;b4++){if(s2+0.5>mymax[3][1][b4]){coutvv'位置1:"vvb4+1vvendl;break;}}〃for(b5=17;b5v=24;b5++){if(s2vmymax[16][2][b5]+0.5){coutvv"位置2:"vvb5-2vvendl;}}for(b4=2;b4v24;b4++){coutvvf[3][1][b4]vv"";}k3=(1.0*2000*s2/(60*12*2));coutvvendl;coutvv'为最小时间k3:"vvk3vv"";coutvv"THEEND"vvendl;//厂////return0;}8.2用Lingo计算楼层分区和各段所用的时间model:min=((al-l)*(2*(al-l)*tl+(al-l)*t4)*m)/k+((a2-al)*(2*(a2-l)*tl+(a2-al)*t4)*m)/k+((a3-a2)*(2*(a3-l)*tl+(a3-a2)*t4)*m)/k+((a4-a3)*(2*(a4-l)*tl+(a4-a3)*t4)*m)/k+((a5-a4)*(2*(a5-l)*tl+(a5-a4)*t4)*m)/k+((a6-a5)*(2*(a6-l)*tl+(a6-a5)*t4)*m)/k+((a7-a6)*(2*(a7-l)*tl+(a7-a6)*t4)*m)/k;wl=((al-l)*(2*(al-l)*tl+(al-l)*t4)*m)/k;w2=((a2-al)*(2*(a2-l)*tl+(a2-al)*t4)*m)/k;w3=((a3-a2)*(2*(a3-l)*t1+(a3-a2)*t4)*m)/k;w4=((a4-a3)*(2*(a4-1)*tl+(a4-a3)*t4)*m)/k;w5=((a5-a4)*(2*(a5-1)*t1+(a5-a4)*t4)*m)/k;w6=((a6-a5)*(2*(a6-1)*t1+(a6-a5)*t4)*m)/k;w7=((a7-a6)*(2*(a7-1)*t1+(a7-a6)*t4)*m)/k;t1=2.41;t4=15.6;1〈a1;a1〈a2;a2〈a3;a3〈a4;a4〈a5;a5〈a6;a6〈a7;a7=25;(3/4)〈(w1/w2);(w1/w2)〈(4/3);(3/4)〈(w2/w3);(w2/w3)〈(4/3);(3/4)〈(w3/w4);(w3/w4)〈(4/3);(3/4)<(w4/w5);(w4/w5)<(4/3);(3/4)<(w5/w6);(w5/w6)<(4/3);(3/4)<(w6/w7);(w6/w7)<(4/3);end