控制N部M層電梯協(xié)同工作軟件體系結(jié)構(gòu)

控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu)目錄TOC\o"1-4"\h\z\u控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu) 11請求層 11.1按鈕 21.1.1電梯按鈕 21.1.2樓層按鈕 21.2指示燈 21.2.1按鈕指示燈 21.2.2電梯指示燈 22狀態(tài)層 32.1電梯組成 32.1.1曳引系統(tǒng) 32.1.2導(dǎo)向系統(tǒng) 32.1.3轎廂 32.1.4門系統(tǒng) 32.1.5重量平衡系統(tǒng) 32.1.6電力拖動系統(tǒng) 42.1.7電氣控制系統(tǒng) 42.1.8安全保護(hù)系統(tǒng) 42.2具體原理 42.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 52.3.1系統(tǒng)功能 52.3.2用例說明 52.3.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 62.4狀態(tài)列表 62.5事件Event 72.6狀態(tài)遷移表 73響應(yīng)層 73.1獲取請求 83.1.1故障按鈕 83.1.2電梯按鈕請求獲取 83.1.3樓層按鈕請求獲取 83.2調(diào)度算法 83.2.1故障按鈕調(diào)度 83.2.2樓層按鈕和電梯按鈕調(diào)度 83.3選擇電梯 93.3.1故障選擇 93.3.2正常選擇 94數(shù)據(jù)層 94.1算法 94.1.1傳統(tǒng)電梯調(diào)度算法 94.1.2實時電梯調(diào)度算法 104.2維修記錄 114.3故障日記 12控制N部M層電梯協(xié)同工作的軟件體系結(jié)構(gòu)1請求層用戶通過按鈕來表達(dá)自己的請求，如上下樓層或在電梯內(nèi)選擇將要到達(dá)的樓層。1.1按鈕電梯按鈕、樓層按鈕1.1.1電梯按鈕其中每部電梯有m+1個按鈕，表達(dá)1-m層以及一個應(yīng)急按鈕。當(dāng)按下已經(jīng)按鈕時，發(fā)送應(yīng)急請求，立即將該電梯轉(zhuǎn)為停止?fàn)顟B(tài)，并聯(lián)系管理員。1.1.2樓層按鈕除頂層和底層外的樓層有“上”和“下”兩個按鈕，頂層只有“下”按鈕，底層只有“上”按鈕。樓層按鈕表達(dá)用戶的移動方向。1.2指示燈按鈕指示燈、電梯指示燈1.2.1按鈕指示燈每個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，指示燈亮，表達(dá)電梯管理系統(tǒng)已經(jīng)對的地獲取了來自用戶的請求。當(dāng)某個請求完畢之后，代表該請求的指示燈由亮變暗。而當(dāng)所有的指示燈都為滅時，表達(dá)該電梯處在空閑狀態(tài)。1.2.2電梯指示燈每層樓的每部電梯上方都有一個大型的指示燈，即每部電梯共有m個指示燈；整棟樓共有m×n個指示燈。當(dāng)該電梯停止在當(dāng)前樓層時，該電梯在本樓層的指示燈會亮。2狀態(tài)層狀態(tài)層是對電梯運(yùn)營狀態(tài)的一個描述，一般有空閑——停止?fàn)顟B(tài)，使用中——上升，下降或接到調(diào)度命令，故障狀態(tài)——暫停使用等。2.1電梯組成2.1.1曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的重要功能是輸出與傳遞動力，使電梯運(yùn)營。曳引系統(tǒng)重要由曳引機(jī)、曳引鋼絲繩，導(dǎo)向輪，反繩輪組成。2.1.2導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)的重要功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動。導(dǎo)向系統(tǒng)重要由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。2.1.3轎廂轎廂是運(yùn)送乘客和貨品的電梯組件，是電梯的工作部分。轎廂由轎廂架和轎廂體組成。2.1.4門系統(tǒng)門系統(tǒng)的重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，開門機(jī)，門鎖裝置組成。2.1.5重量平衡系統(tǒng)系統(tǒng)的重要功能是相對平衡轎廂重量，在電梯工作中能使轎廂與對重間的重量差保持在限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動正常。系統(tǒng)重要由對重和重量補(bǔ)償裝置組成。2.1.6電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)的功能是提供動力，實行電梯速度控制。電力拖動系統(tǒng)由曳引電動機(jī)，供電系統(tǒng)，速度反饋裝置，電動機(jī)調(diào)速裝置等組成。2.1.7電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)的重要功能是對電梯的運(yùn)營實行操縱和控制。電氣控制系統(tǒng)重要由操縱裝置，位置顯示裝置，控制屏(柜)，平層裝置，選層器等組成。2.1.8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重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機(jī)通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運(yùn)動，達(dá)成運(yùn)送目的。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，防止轎廂在運(yùn)營中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機(jī)工作時松閘，使電梯運(yùn)轉(zhuǎn)，在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止?fàn)顟B(tài)，供人員和貨品出入。轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的箱體部件，對重用來平衡轎廂載荷、減少電動機(jī)功率。補(bǔ)償裝置用來補(bǔ)償曳引繩運(yùn)動中的張力和重量變化，使曳引電動機(jī)負(fù)載穩(wěn)定，轎廂得以準(zhǔn)確?？俊ｋ姎庀到y(tǒng)實現(xiàn)對電梯運(yùn)動的控制，同時完畢選層、平層、測速、照明工作。指示呼喊系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運(yùn)動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運(yùn)營安全。2.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖2.3.1系統(tǒng)功能響應(yīng)用戶召喚指令。當(dāng)用戶需要電梯時可以通過按樓層按鈕召喚電梯。進(jìn)入電梯后，乘客可以通過電梯按鈕選擇目的樓層。當(dāng)電梯到達(dá)調(diào)用樓層后，判斷是否響應(yīng)停止運(yùn)營，啟動電梯門，完畢調(diào)度.當(dāng)電梯到達(dá)非調(diào)用樓層是，不作響應(yīng)，繼續(xù)運(yùn)營。乘客在電梯中可以知道電梯的運(yùn)動狀態(tài)，如運(yùn)動方向、電梯運(yùn)營到的樓層等。6）電梯超載報警。2.3.2用例說明用例名稱描述電梯召喚當(dāng)用戶需要使用電梯時，通過按樓層按鈕告知電梯管理系統(tǒng)目的地請求進(jìn)入電梯后，乘客可以通過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)，假如響應(yīng)則停止運(yùn)營，打開電梯門，完畢調(diào)度，否則繼續(xù)運(yùn)營。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)營電梯就緒電梯不處在忙碌狀態(tài)，符合運(yùn)營規(guī)定，隨時可以召喚電梯超載電梯所載重量超過額定載荷，給出報警信號，停止運(yùn)營電梯不超載電梯所載重量沒有超過額定載荷，可以正常運(yùn)營2.3.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖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：

down電梯開門：

open超載報警狀態(tài)：warning，門是開著的說明：開機(jī)即Stop狀態(tài).電梯停止?fàn)顟B(tài)包含關(guān)門狀態(tài)，開門為單獨一個狀態(tài)。2.5事件Event電梯可接受的事件如下：上——

EVENT_UP下

——

EVENT_DOWN到達(dá)樓層

——

EVENT_STOP開門

——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，硬件或控制系統(tǒng)會根據(jù)實際情況給電梯發(fā)上/下事件。電梯狀態(tài)機(jī)負(fù)責(zé)在當(dāng)前狀態(tài)下解決相應(yīng)事件，以便跳轉(zhuǎn)到下一個新的狀態(tài)，產(chǎn)生新的運(yùn)營結(jié)果。本層只重點關(guān)注電梯自身的狀態(tài)切換模型。2.6狀態(tài)遷移表當(dāng)前狀態(tài)Event類型轉(zhuǎn)換狀態(tài)StopEVENT_UPupstopEVENT_DOWNdownopenEVENT_CLOSEstopopenEVENT_WARNwarningupEVENT_STOPstopdownEVENT_STOPstopstopEVENT_OPENopenwarningEVENT_DELWARNopen3響應(yīng)層響應(yīng)層負(fù)責(zé)獲取用戶給予的請求，涉及樓層中的按鈕、電梯內(nèi)的按鈕和故障按鈕，調(diào)用相相應(yīng)的算法，給予用戶指示燈的響應(yīng)、電梯的調(diào)度以及故障的解決。3.1獲取請求3.1.1故障按鈕系統(tǒng)直接獲取故障按鈕的請求，從狀態(tài)層中查詢包含故障電梯號、故障層數(shù)以及故障發(fā)生時電梯的數(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，無論電梯處在何種狀態(tài)，優(yōu)先解決故障請求。3.1.2電梯按鈕請求獲取系統(tǒng)從請求層中獲取電梯按鈕的請求，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)。3.1.3樓層按鈕請求獲取系統(tǒng)從請求層中獲取樓層按鈕的請求，從狀態(tài)層中獲取電梯狀態(tài)、請求樓層等數(shù)據(jù)。3.2調(diào)度算法3.2.1故障按鈕調(diào)度系統(tǒng)接到故障請求后，調(diào)用數(shù)據(jù)層的故障算法進(jìn)行計算，故障算法調(diào)度優(yōu)先度優(yōu)于其他所有算法。3.2.2樓層按鈕和電梯按鈕調(diào)度系統(tǒng)獲取正常請求后，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3.3.1故障選擇系統(tǒng)最先解決故障算法結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果，對電梯采用停止、開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，以保證電梯內(nèi)用戶安全為第一優(yōu)先。3.3.2正常選擇系統(tǒng)通過算法結(jié)果調(diào)度電梯，選擇哪一個電梯該去那一層，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4.1.1傳統(tǒng)電梯調(diào)度算法1）先來先服務(wù)算法(FCFS)先來先服務(wù)(FCFS-First

Come

First

Serve)算法，是一種隨即服務(wù)算法，它不僅沒有對尋找樓層進(jìn)行優(yōu)化，也沒有實時性的特性，它是一種最簡樸的電梯調(diào)度算法。它根據(jù)乘客請求乘坐電梯的先后順序進(jìn)行調(diào)度。此算法的優(yōu)點是公平、簡樸，且每個乘客的請求都能依次地得到解決，不會出現(xiàn)某一乘客的請求長期得不到滿足的情況2）最短尋找樓層時間優(yōu)先算法(SSTF)最短尋找樓層時間優(yōu)先(SSTF-Shortest

Seek

Time

First)算法，它注重電梯尋找樓層的優(yōu)化。最短尋找樓層時間優(yōu)先算法選擇下一個服務(wù)對象的原則是最短尋找樓層的時間。這樣請求隊列中距當(dāng)前可以最先到達(dá)的樓層的請求信號就是下一個服務(wù)對象。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)請求，它讓電梯在最底層和最頂層之間連續(xù)往返運(yùn)營，在運(yùn)營過程中響應(yīng)處在于電梯運(yùn)營方向相同的各樓層上的請求。它進(jìn)行尋找樓層的優(yōu)化，效率比較高，但它是一個非實時算法。掃描算法較好地解決了電梯移動的問題，在這個算法中，每個電梯響應(yīng)乘客請求使乘客獲得服務(wù)的順序是由其發(fā)出請求的乘客的位置與當(dāng)前電梯位置之間的距離來決定的，所有的與電梯運(yùn)營方向相同的乘客的請求在一次電向上運(yùn)營或向下運(yùn)營的過程中完畢，免去了電梯頻繁的來回移動。4）LOOK算法LOOK算法是掃描算法的一種改善。對LOOK算法而言，電梯同樣在最底層和最頂層之間運(yùn)營。但當(dāng)LOOK算法發(fā)現(xiàn)電梯所移動的方向上不再有請求時立即改變運(yùn)營方向，而掃描算法則需要移動到最底層或者最頂層時才改變運(yùn)營方向。4.1.2實時電梯調(diào)度算法1）最早截止期優(yōu)先調(diào)度算法最早截止期優(yōu)先(EDF-Earliest

Deadline

First)調(diào)度算法是最簡樸的實時電梯調(diào)度算法，它的缺陷就是導(dǎo)致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算法是電梯實時調(diào)度算法中最簡樸的調(diào)度算法。它響應(yīng)請求隊列中時限最早的請求，是其它實時電梯調(diào)度算法性能衡量的基準(zhǔn)和特例。

2）SCAN-EDF算法SCAN-EDF算法是SCAN算法和EDF算法相結(jié)合的產(chǎn)物。SCAN-EDF算法先按照EDF算法選擇請求列隊中哪一個是下一個服務(wù)對象，而對于具有相同時限的請求，則按照SCAN算法服務(wù)每一個請求。它的效率取決于有相同deadline的數(shù)目，因而效率是有限的。3）PI算法PI(Priority

Inversion)算法將請求隊列中的請求提成兩個優(yōu)先級，它一方面保證高優(yōu)先級隊列中的請求得到及時響應(yīng)，再搞優(yōu)先級隊列為空的情況下在相應(yīng)地優(yōu)先級隊列中的請求。4）FD-SCAN算法FD-SCAN(Feasible

Deadline

SCAN)算法一方面從請求隊列中找出時限最早、從當(dāng)前位置開始移動又可以滿足其時限規(guī)定的請求，作為下一次SCAN的方向。并在電梯所在樓層向該請求信號運(yùn)營的過程中響應(yīng)處在與電梯運(yùn)營方向相同且電梯可以通過的請求信號。這種算法忽略了用SCAN算法相應(yīng)其它請求的開銷，因此并不能保證服務(wù)對象時限最終得到滿足。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登記表，存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫方便調(diào)用。電梯維修登記表報修人： 電梯管理員： 年月日維修人員電梯位置報修時間維修時間報修故障電梯編號到達(dá)時間結(jié)束時間檢定結(jié)論（含技術(shù)參數(shù)功能）：維修過程和安全措施：更換配件說明：備注：注：此表維修人員填寫寬格四項其它均為報修人員填寫4.3故障日記根據(jù)電梯每日相應(yīng)的運(yùn)營情況填寫如下所示的電梯運(yùn)營日記表格，形成相應(yīng)的電梯運(yùn)營日記，存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫方便調(diào)用。號電梯運(yùn)營日記樓盤：類別底坑巡查人日期設(shè)備表面衛(wèi)生機(jī)房門鎖曳引機(jī)運(yùn)營機(jī)房溫度（℃）門廳和轎廂門三方對講監(jiān)看系統(tǒng)底坑有無積水年月1日年月2日年月3日年月4日年月5日年月6日年月7日年月8日年月9日年月10日年月11日年月12日年月13日年月14日年月15日年月16日年月17日年月18日年