論智能控制技術(shù)在現(xiàn)代電梯群控系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘要】分別講解了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯與專家系統(tǒng)等一系列智能控制技術(shù)在電梯群控中的實(shí)例和用途，它不僅能提高服務(wù)質(zhì)量還能大大提高電梯運(yùn)輸效率，使控制效果達(dá)到最佳。

【關(guān)鍵詞】電梯群控；專家系統(tǒng)；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；模糊控制

引言

當(dāng)今，智能化大樓每天層次不窮的出現(xiàn)，高層建筑也是如此，因此，人們對(duì)電梯的服務(wù)質(zhì)量要求也就越來(lái)越高，傳統(tǒng)的單臺(tái)電梯已經(jīng)達(dá)不到人們的需要和交通需求，為了讓人們等候的時(shí)間不再那么漫長(zhǎng)，同時(shí)也是節(jié)能，安裝一個(gè)數(shù)量的且能對(duì)電梯進(jìn)行優(yōu)化控制也就成為了一個(gè)需要解決的問(wèn)題。想法解決這個(gè)問(wèn)題，電梯群控系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生了。電梯群控制的工作特點(diǎn)是運(yùn)用比較完善的控制系統(tǒng)進(jìn)行一對(duì)多控制，也就是一個(gè)電梯群控系統(tǒng)控能同時(shí)控制多臺(tái)電梯進(jìn)行工作，這樣工作效率得到大大的提高，服務(wù)的質(zhì)量也就提高了。然而也出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，那就是人們需要越來(lái)越多的電梯，因此電梯群控系統(tǒng)暴露出來(lái)的問(wèn)題也越來(lái)越受人們的關(guān)注。電梯群控系統(tǒng)有四個(gè)特點(diǎn)：隨機(jī)性、非線性、不確定性和控制目標(biāo)多樣性。電梯群控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜和龐大的原因就在于此，再按照原來(lái)落后的控制技術(shù)就無(wú)法滿足現(xiàn)狀人們對(duì)電梯群控系統(tǒng)的要求了。然而現(xiàn)在人工智能控制技術(shù)越來(lái)越完善和先進(jìn)，人們研究電梯控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性就可以采用專家形同，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制技術(shù)，從而使電梯控制群系統(tǒng)的效率大大提高。

一、應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng)中的專家系統(tǒng)

從20世紀(jì)60年代便出現(xiàn)了專家系統(tǒng)，它是人工智能應(yīng)用方面的一個(gè)部分，而且還是比較成熟的一部分，其許多方法和概念也被引入到了控制領(lǐng)域，取得了很好的發(fā)展的應(yīng)用，主要有數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、知識(shí)獲取、推理機(jī)和解釋部分組成。知識(shí)獲取主要是獲取大量科學(xué)知識(shí)和專家在這方面的經(jīng)驗(yàn)。知識(shí)表達(dá)能非常清晰的表達(dá)專家的知識(shí)和思維，從而形成的那些有用的規(guī)律被知識(shí)庫(kù)吸收。數(shù)據(jù)庫(kù)中把專家系統(tǒng)目前的一些用戶使用情況的結(jié)果存入當(dāng)中中，例如：每一部電梯的乘客數(shù)量和位置信號(hào)、估計(jì)電梯的工作時(shí)間以及估計(jì)乘客等待的時(shí)間等等一些問(wèn)題。有用人工智能技術(shù)在專家系統(tǒng)中的應(yīng)用，把大量專家的工作經(jīng)驗(yàn)集總后進(jìn)行推理和評(píng)判，最后得出最合理的技術(shù)解決方案，從而消除了許多以前難以解決的困難，進(jìn)而使控制系統(tǒng)能夠更加完善的工作，專家系統(tǒng)就是用來(lái)解決此類問(wèn)題的。它是一種把知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)用來(lái)進(jìn)行加工和處理的一種智能系統(tǒng)，也就是完成探索和解決問(wèn)題的一個(gè)工作過(guò)程。

二、電梯群控系統(tǒng)的大腦——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，在1943年數(shù)學(xué)家Pitts和心理學(xué)家McCulloch首次提出了簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型，在此后的幾十年里，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷磕磕碰碰，無(wú)容置疑的BP算法、Hopfield在每個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，尤為突出的是在電梯群控系統(tǒng)的應(yīng)用得到了大量專家學(xué)者的注意。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng)中是因?yàn)樗兄蔷€性、隨機(jī)性以及難以建立高精度的數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)。同時(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)具有它可以得到最優(yōu)的輸入—輸出映射通過(guò)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)，所以它主要適應(yīng)于非線性系統(tǒng)和難以建模的系統(tǒng)中。即使隨機(jī)性是電梯群控系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，但相對(duì)于一棟樓來(lái)說(shuō)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是有一定的工作周期的，然而在同一時(shí)間段中不同周期可能存在相似的工作狀態(tài)，群控系統(tǒng)的樣本是周期信息。如果周期足夠小，便能有充足的過(guò)程數(shù)據(jù)來(lái)作為學(xué)習(xí)。

能過(guò)識(shí)別交通流量的變化是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電梯群控系統(tǒng)中最成功的應(yīng)用。交通流量是用來(lái)表達(dá)電梯狀態(tài)的一個(gè)名詞。交通流量是用起點(diǎn)和終點(diǎn)的排隊(duì)情況以及乘客數(shù)和乘客周期來(lái)描述的。不同的線數(shù)圖是由不同性質(zhì)劃分出來(lái)的。它比平均候梯和模糊控制時(shí)間網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)減少了20%的乘客候梯時(shí)間，有效的使群聚和長(zhǎng)時(shí)間候梯的情況減少。

三、應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng)中的模糊控制技術(shù)

1965年，模糊集合的概念被美國(guó)伯克利加州大學(xué)的L.A.Zadeh教授首次提出，用“隸屬函數(shù)”描述了中介過(guò)程的差異，為模糊性規(guī)律提供了很好的數(shù)學(xué)工具。模糊集合論的思想在隨后的研究中應(yīng)用在工程控制中，從而形成了這種方法。模糊控制應(yīng)用于描述的復(fù)雜性和要決策的目標(biāo)相對(duì)較多，同時(shí)要解決的領(lǐng)域也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的最優(yōu)解方法已經(jīng)難以實(shí)現(xiàn)。因此往往一句群控分配的原則就行召喚。

四、應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng)中的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

邏輯推理能力是模糊控制技術(shù)的特長(zhǎng)，它不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)精確映射和聯(lián)想，而是目前3種控制方法中最好的而且最有實(shí)際意義的方法。

由于電梯交通系統(tǒng)中存在不確定性加上生活中對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜程度要求的提高，但又無(wú)法知道系統(tǒng)的精確程度，因此模擬理論應(yīng)運(yùn)而生，從而很好的解決了這個(gè)問(wèn)題，而且還能夠迅速的處理精確信息與模糊信息，由于加權(quán)系數(shù)是固定在隸屬函數(shù)中的，不能隨著變量的改變而改變，也就是不能進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。通過(guò)環(huán)境學(xué)習(xí)來(lái)獲取一定的知識(shí)從而改進(jìn)自身性能是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)最最突出的特點(diǎn)，其學(xué)習(xí)過(guò)程說(shuō)白了就是改變加權(quán)系數(shù)的值的過(guò)程，使預(yù)定目標(biāo)得以順利的實(shí)現(xiàn)。因此把倆種方法結(jié)合起來(lái)使用，一起運(yùn)用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)處理那些模糊的信息，從而解決模糊規(guī)則的自動(dòng)生成，以致有效的發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。

2、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于電梯群控系統(tǒng)中

由于電梯交通中存在很多的不確定性，而應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以很好地預(yù)測(cè)所出現(xiàn)的問(wèn)題，以最少的的電梯承載最多的人流，只要的目的是：（1）最大限度的縮短人們的候梯時(shí)間（2）最大限度的雖短人們候梯次數(shù) （3提高到達(dá)終點(diǎn)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，使乘客的心理壓力減輕；（4）要合理分配電梯應(yīng)答，縮短電梯運(yùn)送乘客的時(shí)間，防止聚堆和忙閑狀況的出現(xiàn)；（5）選擇一種最佳的節(jié)約能源模式。

結(jié)語(yǔ)

由于不確定性、隨機(jī)性、和非線性始終存在于電梯群控系統(tǒng)之中，而且傳統(tǒng)的控制算法控制的目標(biāo)也是很單一的，完全無(wú)法滿足現(xiàn)代乘客對(duì)于它們的需要。因此把智能控制系統(tǒng)當(dāng)中的模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)已最有效地方式郵寄的集合起來(lái)應(yīng)用到電梯控制之中。從而使電梯群控系統(tǒng)更加成熟，進(jìn)而服務(wù)于全人類。

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