一种自适应负载变化的电梯群控调度优化方法与流程

本发明涉及电梯群控调度，具体为一种自适应负载变化的电梯群控调度优化方法。

背景技术：

1、电梯群控系统负责将建筑物内多部电梯协同调度，以响应各楼层乘客的乘梯请求。其核心挑战在于：如何在动态变化的运行条件下，实时做出最优的派梯决策。现代建筑对电梯系统提出了多维度要求——不仅要缩短等待时间，还要兼顾能耗管理、乘坐舒适度等多重目标，这些目标之间往往相互冲突。

2、经检索，中国发明专利申请cn119822171a公开了一种基于多模态的智能电梯精准控制方法及系统。该方案的技术路线可概括为：获取电梯系统中各部件的传感监测数据、各楼层的监控视频数据以及电梯按钮按压监测数据；利用卷积神经网络的多分支特征提取模块，分别从上述标准化的多源数据中提取多模态特征；经注意力增强后，由门控循环单元模型预测所有楼层的客流状态；最终根据预测的楼层客流状态及其概率，生成对应的电梯控制指令。

3、然而，该方案在架构层面存在以下显著局限：

4、其一，负载输入的单一维度性。该方案虽从多种感知通道采集数据，但经特征提取与融合后，其输出端聚焦的是唯一的负载维度——客流状态预测。系统最终据以决策的信息基础，仅覆盖“乘客在哪里、有多少”这一交通负载，而对电梯运行中同时存在的能量负载（储能系统的荷电状态、实时电价信号）和空间负载（轿厢内人员密度）完全未纳入调度决策的核心信息基础。

5、其二，调度架构的线性单向性。该方案从感知到调度的技术路径为“多模态感知、客流预测、调度决策”，本质上是一条单向流水线。在此架构下，系统仅能对“乘客在哪里”这一种负载做出反应，却无法同步评估多种异构负载对同一调度决策的综合影响。当交通负载、能量负载和空间负载的变化趋势相互矛盾时——例如，交通负载要求以最快速度响应呼叫，而能量负载要求优先选择能回收能量的电梯，空间负载则要求优先利用仍有余量的电梯——该方案缺乏在统一框架内进行动态平衡和冲突消解的能力。

6、其三，目标函数固定的非自适应性。该方案未披露任何关于目标函数或优化目标随运行状态自适应切换的机制。无论储能系统是满电还是临近亏电、无论轿厢是空旷还是拥挤、无论外部电价处于尖峰还是低谷，系统均以相同的优化目标执行调度任务。这种架构本质上难以实现真正意义上的“自适应负载变化”，其自适应范围被限定在对单一交通负载的响应上。

7、此外，在现有技术的其他分支中，虽有部分方案将能耗纳入优化目标，或在储能式电梯调度中根据储能电量调整派梯优先级，但这些方案同样未将能量负载、交通负载和空间负载作为三种异构负载模态进行统一的融合调度决策，也未将空间负载作为调度决策的硬约束条件来改变候选电梯的竞争资格，更未涉及极端工况下的调度兜底机制。为此，我们提出一种自适应负载变化的电梯群控调度优化方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自适应负载变化的电梯群控调度优化方法，具备目标函数自适应构造能力，并能够在极端工况下保持调度可靠性的优点，解决了负载输入的单一维度性、调度架构的线性单向性、目标函数固定的非自适应性和未将能量负载、交通负载和空间负载作为三种异构负载模态进行统一的融合调度决策，也未将空间负载作为调度决策的硬约束条件来改变候选电梯的竞争资格，更未涉及极端工况下的调度兜底机制的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自适应负载变化的电梯群控调度优化方法，包括以下步骤：

3、s01实时采集电梯群的交通负载数据、能量负载数据和空间负载数据，所述交通负载数据至少包括各楼层外呼信号的数量和时空分布信息，所述能量负载数据至少包括各电梯储能系统的荷电状态soc和外部电力市场实时电价信号，所述空间负载数据至少包括各电梯轿厢内的人员密度指标；

4、s02在接收到新的外呼请求时，依据所述空间负载数据对各电梯进行硬约束判断，将人员密度指标超过预设阈值的电梯从候选电梯集合中排除，并对排除后候选集为空的情况执行兜底处理；

5、s03依据所述能量负载数据评估当前能量负载状态，根据从预先构造的候选目标函数集合中选择对应的目标函数作为当前调度时步的目标函数，其中，各候选目标函数中交通成本项权重系数与能量成本项权重系数满足，且不同的候选目标函数对应不同的组合；

6、s04对所述候选电梯集合中的每部电梯，基于所述交通负载数据和能量负载数据分别计算其交通成本和能量成本，代入所选目标函数得到综合评分；

7、s05选择综合评分最优的电梯响应当前外呼请求，生成派梯指令并输出。

8、优选的，步骤s02中所述兜底处理采用多级递进机制：当候选电梯集合为空时，以预设步长逐步上浮所述预设阈值并重复硬约束判断，直至候选电梯集合非空；

9、若阈值上浮至预设硬上限后候选电梯集合仍为空，则强制保留当前空间负载指标最低的至少一部电梯；

10、触发强制保留时，同步输出运力告警信号。

11、优选的，所述预设阈值的初始值取值范围为0.70至0.85，所述预设步长为0.05，所述预设硬上限为0.95。

12、优选的，步骤s03中所述能量负载状态按以下函数评估：

13、

14、其中，为候选电梯集合内各电梯soc的平均值，为当前电价时段等级，为电价变化趋势，、、分别为对应维度在离线仿真数据中的标准差，，,为满足的权重系数。

15、优选的，所述权重系数，,通过离在线联合标定方法确定：离线阶段在覆盖多客流密度和多电价组合的仿真环境中，以综合评价指标最小化为目标进行网格搜索，确定默认推荐值；

16、在线阶段根据实际运行数据与期望值的偏离程度，在预设可行范围内自适应微调。

17、优选的，步骤s04中所述交通成本，所述能量成本；

18、其中为预估乘客等待时间，为预估运行能耗且发电状态时取负值；基准候梯时间取目标建筑类型对应的行业标准平均候梯时间，基准单次任务能耗取电梯以额定功率运行时间的耗电量，或取梯群历史单次任务平均耗电量。

19、优选的，步骤s05中选择综合评分最优的电梯时，包括候梯时间约束的降级处理：当候选电梯集合中存在交通成本不超过预设上限值的电梯时，在满足该约束的子集中选择综合评分最优的电梯；

20、当候选电梯集合中所有电梯的交通成本均超过时，放弃该上限约束，在全部候选电梯集合中直接以所选目标函数择优派梯，并记录该次约束降级事件。

21、优选的，步骤s01中所述能量负载数据还包括各电梯储能系统的实时充放电功率，所述空间负载数据通过安装于轿厢内的深度视觉传感器获取，所述外部电力市场实时电价信号通过高级量测体系ami接口获取。

22、优选的，步骤s03中所述候选目标函数集合至少包含三个候选目标函数：

23、(对应能量充裕状态)

24、(对应能量中性状态)

25、(对应能量紧张状态)

26、其中，；

27、能量越充裕，所选择目标函数的交通成本项权重系数越大、能量成本项权重系数越小。

28、优选的，所述能量负载状态与候选目标函数的选择映射关系为：当时选择，时选择，当时选择；

29、所述，，，，，。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

31、1、本发明拓展了自适应调度的维度边界，使电梯群控系统能够同时响应交通负载、能量负载和空间负载的综合变化，显著提升了调度决策的全局最优性。

32、2、本发明提出的目标函数随能量负载自适应构造机制，使系统能够在交通效率与能量管理之间实现平滑的动态平衡，既保证了服务质量，又充分挖掘了节能降碳的潜力。

33、3、本发明引入的空间负载硬约束机制，有效避免了因忽略轿厢拥挤度而导致的乘客体验恶化，并在此基础上，针对空间负载全超阈和候梯时间全超限两种极端工况分别建立了独立的兜底机制，从逻辑上根本性地杜绝了无梯可派的风险，保障了系统在任何边界条件下的调度可靠性。