控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu)

1、控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu)目錄控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu) 11請(qǐng)求層11.1按鈕2電梯按鈕2樓層按鈕21.2指示燈2按鈕指示燈2電梯指示燈22狀態(tài)層32.1電梯組成3曳引系統(tǒng)3導(dǎo)向系統(tǒng)3轎廂3門系統(tǒng)3重量平衡系統(tǒng)3電力拖動(dòng)系統(tǒng)4電氣控制系統(tǒng)4安全保護(hù)系統(tǒng) 42.2具體原理42.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖5系統(tǒng)功能5用例說(shuō)明5狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖62.4狀態(tài)列表62.5 事件 Event72.6狀態(tài)遷移表73響應(yīng)層73.1獲取請(qǐng)求8故障按鈕8電梯按鈕請(qǐng)求獲取 8樓層按鈕請(qǐng)求獲取83.2調(diào)度算法8故障按鈕調(diào)度8樓層按鈕和電梯按鈕調(diào)度 83.3選擇電梯9故障選擇 9332正常選擇94數(shù)據(jù)層94.1算

2、法9傳統(tǒng)電梯調(diào)度算法 9實(shí)時(shí)電梯調(diào)度算法 104.2維修記錄114.3故障日志12控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu)1請(qǐng)求層用戶通過(guò)按鈕來(lái)表示自己的請(qǐng)求，如上下樓層或在電梯內(nèi)選擇將要到達(dá)的樓1.1按鈕電梯按鈕、樓層按鈕電梯按鈕其中每部電梯有m+1個(gè)按鈕，表示1-m層以及一個(gè)應(yīng)急按鈕。當(dāng)按下已經(jīng)按 鈕時(shí)，發(fā)送應(yīng)急請(qǐng)求，立即將該電梯轉(zhuǎn)為停止?fàn)顟B(tài)，并聯(lián)系管理員。樓層按鈕除頂層和底層外的樓層有“上”和“下”兩個(gè)按鈕，頂層只有“下”按鈕， 底層只有“上”按鈕。樓層按鈕表示用戶的移動(dòng)方向。1.2指示燈按鈕指示燈、電梯指示燈按鈕指示燈每個(gè)電梯按鈕以及樓層按鈕都有自己的指示燈。當(dāng)用戶按下按鈕時(shí)，指示燈亮，

3、表示電梯管理系統(tǒng)已經(jīng)正確地獲取了來(lái)自用戶的請(qǐng)求。當(dāng)某個(gè)請(qǐng)求完成之后，代表該請(qǐng)求的指示燈由亮變暗。而當(dāng)所有的指示燈都為滅時(shí)，表示該電梯處于空 閑狀態(tài)。電梯指示燈每層樓的每部電梯上方都有一個(gè)大型的指示燈，即每部電梯共有m個(gè)指示燈；整棟樓共有mx n個(gè)指示燈。當(dāng)該電梯停止在當(dāng)前樓層時(shí)，該電梯在本樓層 的指示燈會(huì)亮。2狀態(tài)層狀態(tài)層是對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)描述，一般有空閑停止?fàn)顟B(tài)，使用中一 上升，下降或接到調(diào)度命令，故障狀態(tài)一一暫停使用等。2.1電梯組成曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的主要功能是輸出與傳遞動(dòng)力，使電梯運(yùn)行。曳引系統(tǒng)主要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂和對(duì)重的

4、活動(dòng)自由度，使轎廂和對(duì)重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向系統(tǒng)主要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨物的電梯組件， 是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎 廂體組成。門系統(tǒng)門系統(tǒng)的主要功能是封住層站入口和轎廂入口。門系統(tǒng)由轎廂門，層門，開(kāi)門機(jī)，門鎖裝置組成。重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的主要功能是相對(duì)平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對(duì)重間的重 量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動(dòng)正常。系統(tǒng)主要由對(duì)重和重量補(bǔ)償裝 置組成。電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功能是提供動(dòng)力，實(shí)行電梯速度控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)由曳引電動(dòng)機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置等組成。電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的主要功能是對(duì)電梯的運(yùn)

5、行實(shí)行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)主要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏（柜），平層裝置，選層器等組成。安全保護(hù)系統(tǒng)保證電梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故發(fā)生。 由電梯限速器、安 全鉗、緩沖器、安全觸板、層門門鎖、電梯安全窗、電梯超載限制裝置、限位開(kāi) 關(guān)裝置組成。2.2具體原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對(duì)重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動(dòng)機(jī)通 過(guò)減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力， 實(shí)現(xiàn)轎 廂和對(duì)重的升降運(yùn)動(dòng)，達(dá)到運(yùn)輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運(yùn)動(dòng)，防止轎廂在運(yùn)行中偏斜或擺動(dòng)。常閉塊式制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)松閘， 使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)

6、，在失電情況下制動(dòng)，使轎廂停止 升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)， 供人員和貨物出入。轎廂是運(yùn)載乘客或 其他載荷的箱體部件，對(duì)重用來(lái)平衡轎廂載荷、減少電動(dòng)機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來(lái) 補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動(dòng)中的張力和重量變化，使曳引電動(dòng)機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確停 靠。電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)完成選層、平層、測(cè)速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時(shí)顯示轎廂的運(yùn)動(dòng)方向和所在樓層位置。 安全裝置保證電梯運(yùn)行安全2.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖231系統(tǒng)功能1）響應(yīng)用戶召喚指令。當(dāng)用戶需要電梯時(shí)可以通過(guò)按樓層按鈕召喚電梯。2）進(jìn)入電梯后，乘客可以通過(guò)電梯按鈕選擇目的樓層。3）當(dāng)電梯到達(dá)調(diào)用樓層后，判斷是否響應(yīng)停止運(yùn)行，開(kāi)啟電梯門

7、，完成調(diào)度 .4）當(dāng)電梯到達(dá)非調(diào)用樓層是，不作響應(yīng)，繼續(xù)運(yùn)行。5）乘客在電梯中能夠知道電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如運(yùn)動(dòng)方向、電梯運(yùn)行到的樓層等。6）電梯超載報(bào)警。用例說(shuō)明用例名稱描述電梯召喚當(dāng)用戶需要使用電梯時(shí)，通過(guò)按樓層按 鈕通知電梯管理系統(tǒng)目的地請(qǐng)求進(jìn)入電梯后，乘客可以通過(guò)電梯按鈕選 擇目的樓層電梯到達(dá)調(diào)度樓層當(dāng)電梯到達(dá)調(diào)度樓層后，判斷是否響 應(yīng)，如果響應(yīng)則停止運(yùn)行，打開(kāi)電梯門， 完成調(diào)度，否則繼續(xù)運(yùn)行。電梯到達(dá)非調(diào)度樓層當(dāng)電梯到達(dá)非調(diào)度樓層，不作響應(yīng)，繼續(xù)運(yùn)行電梯就緒電梯不處于忙碌狀態(tài)，符合運(yùn)行要求， 隨時(shí)可以召喚電梯超載電梯所載重量超過(guò)額定載荷，給出報(bào)警 信號(hào)，停止運(yùn)行電梯不超載電梯所載重量沒(méi)有

8、超過(guò)額定載荷，可以正常運(yùn)行233狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖常底層電晦I這朋屋IFJ蜀屢劉斛2.4狀態(tài)列表由上述狀態(tài)圖，列舉狀態(tài)如下：停止?fàn)顟B(tài)：stop，門是關(guān)閉的電梯上升中：up電梯下降中：dow n電梯開(kāi)門：ope n超載報(bào)警狀態(tài)：warni ng，門是開(kāi)著的說(shuō)明：開(kāi)機(jī)即Stop狀態(tài).電梯停止?fàn)顟B(tài)包含關(guān)門狀態(tài)，開(kāi)門為單獨(dú)一個(gè)狀態(tài)2.5事件Event電梯可接收的事件如下：上 EVENT_UP下 EVENT_DOWN到達(dá)樓層EVENT_STOP開(kāi)門EVENT_OPEN關(guān)門EVENT_CLOSE告警EVENT_WARN消除告警EVENT DELWARN這些事件由硬件根據(jù)當(dāng)前的機(jī)械狀況產(chǎn)生，比如有人在某層按了按鈕，

9、硬件或控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際情況給電梯發(fā)上/下事件。電梯狀態(tài)機(jī)負(fù)責(zé)在當(dāng)前狀態(tài)下 處理相應(yīng)事件，以便跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)新的狀態(tài)，產(chǎn)生新的運(yùn)行結(jié)果。本層只重點(diǎn)關(guān) 注電梯本身的狀態(tài)切換模型。2.6狀態(tài)遷移表當(dāng)前狀態(tài)Eve nt類型轉(zhuǎn)換狀態(tài)StopEVENT_UPupstopEVENT_DOWNdow nope nEVENT_CLOSEstopope nEVENT_WARNwarni ngupEVENT_STOPstopdow nEVENT_STOPstopstopEVENT_OPENope nwarni ngEVENT_DELWARNope n3響應(yīng)層響應(yīng)層負(fù)責(zé)獲取用戶給予的請(qǐng)求，包括樓層中的按鈕、電梯內(nèi)的按

10、鈕和故障 按鈕，調(diào)用相對(duì)應(yīng)的算法，給予用戶指示燈的響應(yīng)、電梯的調(diào)度以及故障的處理。3.1獲取請(qǐng)求故障按鈕系統(tǒng)直接獲取故障按鈕的請(qǐng)求，從狀態(tài)層中查詢包含故障電梯號(hào)、故障層數(shù) 以及故障發(fā)生時(shí)電梯的數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)。故障按鈕響應(yīng)為第一優(yōu)先度，無(wú)論電梯處于何種狀態(tài)，優(yōu)先處理故障請(qǐng)求。電梯按鈕請(qǐng)求獲取系統(tǒng)從請(qǐng)求層中獲取電梯按鈕的請(qǐng)求，從狀態(tài)層中獲取電梯狀態(tài)、電梯當(dāng)前所在樓層等數(shù)據(jù)。樓層按鈕請(qǐng)求獲取系統(tǒng)從請(qǐng)求層中獲取樓層按鈕的請(qǐng)求，從狀態(tài)層中獲取電梯狀態(tài)、請(qǐng)求樓層 等數(shù)據(jù)。3.2調(diào)度算法故障按鈕調(diào)度系統(tǒng)接到故障請(qǐng)求后，調(diào)用數(shù)據(jù)層的故障算法進(jìn)行計(jì)算，故障算法調(diào)度優(yōu)先 度優(yōu)于其他所有算法。樓層按鈕和電梯按鈕調(diào)度

11、系統(tǒng)獲取正常請(qǐng)求后，根據(jù)不同的情況（如：是否有空閑電梯、電梯方向與 樓層方向等）調(diào)用最優(yōu)的算法3.3選擇電梯331故障選擇系統(tǒng)最先處理故障算法結(jié)果，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)電梯采取停止、開(kāi)門以及返 回第一層等相關(guān)操作，并把相關(guān)信息反饋至數(shù)據(jù)層，以確保電梯內(nèi)用戶安全為第 一優(yōu)先。正常選擇系統(tǒng)通過(guò)算法結(jié)果調(diào)度電梯，選擇哪一個(gè)電梯該去那一層，并修改電梯相關(guān) 數(shù)據(jù)，反饋信息給數(shù)據(jù)層。4數(shù)據(jù)層4.1算法傳統(tǒng)電梯調(diào)度算法1) 先來(lái)先服務(wù)算法(FCFS)先來(lái)先服務(wù)(FCFS-First Come FirstServe)算法，是一種隨即服務(wù)算法，它不僅沒(méi)有對(duì)尋找樓層進(jìn)行優(yōu)化， 也沒(méi)有實(shí)時(shí)性的特征，它是一種最簡(jiǎn)單的 電

12、梯調(diào)度算法。它根據(jù)乘客請(qǐng)求乘坐電梯的先后次序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點(diǎn)是 公平、簡(jiǎn)單，且每個(gè)乘客的請(qǐng)求都能依次地得到處理， 不會(huì)出現(xiàn)某一乘客的請(qǐng)求 長(zhǎng)期得不到滿足的情況2) 最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先算法(SSTF)最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先(SSTF-Shortest Seek Time First)算法，它注重電梯尋找樓層的優(yōu)化。最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先算法選擇下一個(gè)服務(wù)對(duì)象的原則是 最短尋找樓層的時(shí)間。這樣請(qǐng)求隊(duì)列中距當(dāng)前能夠最先到達(dá)的樓層的請(qǐng)求信號(hào)就 是下一個(gè)服務(wù)對(duì)象。3) 掃描算法(SCAN)掃描算法(SCAN是一種按照樓層順序依次服務(wù)請(qǐng)求，它讓電梯在最底層和最 頂層之間連續(xù)往返運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中響應(yīng)處

13、在于電梯運(yùn)行方向相同的各樓層上 的請(qǐng)求。它進(jìn)行尋找樓層的優(yōu)化，效率比較高，但它是一個(gè)非實(shí)時(shí)算法。掃描算 法較好地解決了電梯移動(dòng)的問(wèn)題，在這個(gè)算法中，每個(gè)電梯響應(yīng)乘客請(qǐng)求使乘客 獲得服務(wù)的次序是由其發(fā)出請(qǐng)求的乘客的位置與當(dāng)前電梯位置之間的距離來(lái)決 定的，所有的與電梯運(yùn)行方向相同的乘客的請(qǐng)求在一次電向上運(yùn)行或向下運(yùn)行的 過(guò)程中完成，免去了電梯頻繁的來(lái)回移動(dòng)。4) LOOK法LOOK法是掃描算法的一種改進(jìn)。對(duì)LOOK法而言，電梯同樣在最底層和 最頂層之間運(yùn)行。但當(dāng)LOOKf法發(fā)現(xiàn)電梯所移動(dòng)的方向上不再有請(qǐng)求時(shí)立即改 變運(yùn)行方向，而掃描算法則需要移動(dòng)到最底層或者最頂層時(shí)才改變運(yùn)行方向。實(shí)時(shí)電梯調(diào)度算法

14、1) 最早截止期優(yōu)先調(diào)度算法最早截止期優(yōu)先(EDF-EarliestDeadline First)調(diào)度算法是最簡(jiǎn)單的實(shí)時(shí)電梯調(diào)度算法，它的缺點(diǎn)就是造成電梯任意地尋找樓層，導(dǎo)致極低的電梯吞吐率。它與FCFS調(diào)度算法類似，EDF算法是電梯實(shí)時(shí)調(diào)度算法中最簡(jiǎn)單的調(diào)度算 法。它響應(yīng)請(qǐng)求隊(duì)列中時(shí)限最早的請(qǐng)求，是其它實(shí)時(shí)電梯調(diào)度算法性能衡量的基 準(zhǔn)和特例。2) SCAN-EDI算法SCAN-ED算法是SCANT法和EDF算法相結(jié)合的產(chǎn)物。SCAN-ED算法先按照 EDF算法選擇請(qǐng)求列隊(duì)中哪一個(gè)是下一個(gè)服務(wù)對(duì)象，而對(duì)于具有相同時(shí)限的請(qǐng) 求，則按照SCANT法服務(wù)每一個(gè)請(qǐng)求。它的效率取決于有相同deadlin

15、e的數(shù)目， 因而效率是有限的。3) PI算法PI(PriorityIn versio n)算法將請(qǐng)求隊(duì)列中的請(qǐng)求分成兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，它首先保證高優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中的請(qǐng)求得到及時(shí)響應(yīng)， 再搞優(yōu)先級(jí)隊(duì)列為空的情況下在相 應(yīng)地優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中的請(qǐng)求。4) FD-SCAF算法FD-SCAN(Feasible Deadli ne SCAN算法首先從請(qǐng)求隊(duì)列中找出時(shí)限最 早、從當(dāng)前位置開(kāi)始移動(dòng)又可以滿足其時(shí)限要求的請(qǐng)求，作為下一次SCAN勺方 向。并在電梯所在樓層向該請(qǐng)求信號(hào)運(yùn)行的過(guò)程中響應(yīng)處在與電梯運(yùn)行方向相同 且電梯可以經(jīng)過(guò)的請(qǐng)求信號(hào)。這種算法忽略了用SCAN算法相應(yīng)其它請(qǐng)求的開(kāi)銷， 因此并不能確保服務(wù)對(duì)象時(shí)限最終得到滿足。4.2維修記錄根據(jù)相應(yīng)的電梯維修情況填寫如下所示的電梯維修記錄表，存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)方便調(diào)用。電梯維修記錄表報(bào)修人：電梯管理員：年 月曰維修人員電梯位置報(bào)修時(shí)間維修時(shí)間報(bào)修故障電梯編號(hào)到達(dá)時(shí)間結(jié)束時(shí)間檢定結(jié)論（含技術(shù)參數(shù)功能）：維修過(guò)程和安全措施：更換配件說(shuō)明：備注：注：此表維修人員填寫寬格四項(xiàng)其它均為報(bào)修人員填寫4.3故障日志根據(jù)電梯每日相應(yīng)的運(yùn)行情況填寫如下所示的電梯運(yùn)行日志表格，形成相應(yīng)的電梯運(yùn)行日志，存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)方便調(diào)用