CN108910630B - 基于多智能体竞争方式的电梯群控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多智能体竞争方式的电梯群控系统及方法，每个电梯控制系统为一个自主智能体，获得呼梯信号的智能体按照预定协议生成招标信息并发送给协同范围内的其它智能体，各智能体针对招标信息进行投标，由出价最优的智能体为乘客提供服务；每个智能体包括：用户界面单元，用于与乘客进行交互；通讯单元，用于与协同范围内的其它智能体进行信息传递；竞标单元，用于生成投标过程中的所有信息并与协同范围内的其它智能体进行竞标；控制单元，中标后根据呼叫形式运行计划并执行服务。本发明采用不依赖额外群控设备的非集中控制模式，通过竞标机制将多电梯统一调度改为多个电梯协同服务，提升了电梯群控系统的可靠性，降低对软硬件的要求。

Description

基于多智能体竞争方式的电梯群控系统及方法

技术领域

本发明与多电梯的调度技术有关，具体涉及一种基于多智能体竞争方式的电梯群控系统及方法。

背景技术

电梯群控系统通过合理的调度方法，使调度范围内的多个电梯协同运行，从而提高电梯群控系统的整体服务效率，近年来又产生了更节能、更舒适的调度需求。

电梯群控系统的常见实现方式是增加一个具有调度功能的群控单元，该群控单元与调度范围内的各个电梯进行通讯，各个电梯向群控单元发送服务请求和自身状态，群控单元向各个电梯发送群控调度指令，这种方式统称为集中控制模式。在实际运行过程中，一旦群控单元发生故障，整个群控系统将无法运行，电梯调度陷入瘫痪，这是集中控制模式的电梯群控系统的致命问题。

为了解决这个问题，业界提出了一些新的改进方案，归纳起来主要分为以下两种：

(1)多机冗余的方案，即在电梯群控系统中设置一个工作中的群控单元和一个或多个备用的群控单元，一旦发现运行过程中工作中的群控单元出现故障，马上切换至备用的群控单元；

(2)半集中控制模式的方案，即取消群控单元，使各个电梯均具备群控功能，在某个时刻一台电梯作为群控单元，一旦发现当前的群控单元发生故障，则由剩余其它电梯中的某一台按照事先约定的优先级充当群控单元角色，例如CN201210381192.6、CN201610117907.5、CN201610119384.8等发明专利采用的就是这类方案。

上述改进方案中，第一种方案明显地会额外增加设备成本，而且为了确保电梯系统的高度可靠，需要选择多级备份，这样会进一步增加成本，并且发生故障时群控单元进行热切换等细节也存在一定的技术难题。第二种方案虽然避免了额外备份的成本问题，但是作为电梯群控系统的群控单元，其需要承担调度职责，随之产生的是对软硬件要求的提高和额外成本的增加，同时各电梯之间的连接方式也会变得复杂，故障监视和发生故障时的及时切换依然较为繁杂。

以上两种改进方案，电梯群控系统在运行时本质上仍然属于集中控制模式，充当群控单元的设备完成与全部电梯的通讯并获取其状态进行分析，从而作出调度决策，其工作负荷较大，对硬件要求依然较高，随之而来的成本也是比较高的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多智能体竞争方式的电梯群控系统及方法，可以解决现有电梯群控系统可靠性低、对软硬件要求高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的多智能体竞争方式的电梯群控系统，所述电梯群控系统中的每个电梯控制系统定义为一个自主的智能体，获得呼梯信号的智能体按照预定的协议，生成招标信息并发送给协同范围内的其它智能体，各智能体针对招标信息做出响应并进行投标，最终由出价最优的智能体获得服务权限，为乘客提供服务；

每个智能体包括用户界面单元、竞标单元、通讯单元、控制单元，其中：

用户界面单元，用于与乘客进行交互；

通讯单元，用于与协同范围内的其它智能体进行信息传递；

竞标单元，用于生成投标过程中的所有信息，并与协同范围内的其它智能体进行竞标；

控制单元，为服务执行单元，当电梯中标后，根据呼叫形式运行计划并执行服务。

更优的，所述智能体还包括自学习单元，其根据投标过程和服务过程中的所有数据进行自学习并改进竞标单元的投标方式。

在上述系统中，所述用户界面单元与通讯单元进行信息双向传输，所述竞标单元与用户界面单元和自学习单元都进行信息双向传输，所述竞标单元向控制单元进行信息传输，且竞标单元和控制单元共同向自学习单元进行信息传输。

本发明还提供一种基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，电梯群控系统中的每个电梯控制系统定义为一个自主的智能体，获得呼梯信号的智能体按照预定的协议，生成招标信息并发送给协同范围内的其它智能体，各智能体针对招标信息做出响应并进行投标，最终由出价最优的智能体获得服务权限，为乘客提供服务。

在上述方法中，智能体进入投标过程的触发条件为乘客通过与该智能体相连的叫车装置或预约装置发出呼梯信号或预约信号，或者智能体检测到所在网络上有新的招标信息。

进一步的，乘客的呼梯信号或预约信号通过智能体的通讯单元实时传送给智能体的用户界面单元；用户界面单元接到呼梯信号后按照规定的协议做成标准的服务请求信息，并将该服务请求信息传送给该智能体的竞标单元；竞标单元接到服务请求信息后，针对本次服务请求信息计算投标价格并产生招投标信息，再将招投标信息经由用户界面单元转交给通讯单元；通讯单元接到招投标信息后，根据事先约定的协议将招投标信息发送至网络。

进一步的，智能体的通讯单元时刻监听其所在网络，当接收到招标信息后就通过智能体的用户界面单元传送给智能体的竞标单元；竞标单元针对招标信息计算投标价格并产生招投标信息，再将招投标信息经由用户界面单元转交给通讯单元；通讯单元接到招投标信息后，根据事先约定的协议将招投标信息发送至网络。具体步骤如下：

第一步，当某个智能体的通讯单元接收到招投标信息并传送至竞标单元后，竞标单元判断自身是否对该招标信息具备服务能力，即判断自身是否符合招标要求，如果符合，则进入第二步，否则将投标价格设置为约定最差价格，进入第七步；

第二步，竞标单元根据自身条件按照设定的投标价格算法产生投标价格；

第三步，竞标单元将产生的投标价格与招投标信息中的当前最优价格比较，如果优于当前最优价格，则进入第四步，否则进入第五步；

第四步，竞标单元替换当前最优价格及最优价格出价者，进入第七步；

第五步，竞标单元将产生的投标价格与招投标信息中的当前候补价格比较，如果优于当前候补价格，则进入第六步；

第六步，竞标单元替换当前候补价格及候补价格出价者，，进入第七步；

第七步，竞标单元更新包括出价者列表的招投标信息，将招投标信息经由用户界面单元传送给通讯单元，由通讯单元将该智能体的招投标信息发送至所在网络。

在上述方法中，投标过程的终止条件为协同范围内的所有智能体均已投标或者当前时间和招标开始时间之间的时间间隔已经超出设定的最长招标期限。进一步的，每个智能体发现本次招标满足终止条件时，将招投标信息中的招标状态置招标结束，并广播给协同范围内的所有智能体。具体步骤如下：

第一步，智能体的竞标单元将招投标信息中的出价者列表与成员列表进行对比，如果所有智能体均已投标，则进入第四步，否则进入第二步；

第二步，竞标单元计算招标经过时间，即当前时间和招标开始时间之间的时间间隔；

第三步，竞标单元判断招标经过时间是否超出最长招标期限，如果是，则进入第四步，否则做成投标信息后传送至所在网络；

第四步，竞标单元将招投标信息中的招标状态置招标结束标志，并将招标结束信息经用户界面单元传送至通讯单元，由通讯单元发送给协同范围内的所有智能体。

在上述方法中，投标过程结束后，智能体确认自身是否为中标者，如果自身是中标者，智能体的竞标单元将中标信息通知智能体的控制单元，同时产生承接信息并发送给协同范围内的每一个在线智能体；如果自身不是中标者，进一步确认是否为候补中标者，如果是，则开始计时，等待中标者发布承接信息，如果该智能体的竞标单元在指定时间内未能收到中标者的承接信息，则将自己切换为中标者并将中标信息通知控制单元，同时发布承接信息，并明确记载由候补中标者承接服务。

进一步的，智能体的控制单元接到中标信息后，形成执行计划并执行服务，同时所有智能体将中标信息记入竞标单元所持有的服务登记表中，执行服务的智能体完成一次服务后，该智能体的控制单元通知竞标单元，由竞标单元生成服务完成信息，并经由用户界面单元和通讯单元发送给所有智能体；所述服务登记表用于记录电梯群控系统内的所有招投标信息、最终承接者。

其中，智能体的竞标单元按照特定周期遍历服务登记表，当在服务登记表中发现可以重新投标的招标信息时，竞标单元生成再投标信息，并经由用户界面单元要求通讯单元向该服务的当前承接者发送再投标信息；作为当前承接者的智能体收到再投标信息后，其竞标单元对该服务进行重新评估，若投标价格仍比再投标者的投标价格优异，那么结果为维持现状，否则再投标者中标，当前承接者的竞标单元根据结果生成再投标信息传送给再投标者。

其中，当某智能体中标却无法履行所承接的服务时，该智能体的竞标单元生成故障信息，发布到所在网络，各智能体收到故障信息后，竞标单元检查服务登记表，将表内所有故障智能体作为中标者的记录进行修订，用候补价格及候补价格出价者替代中标者和中标价格，新当选的中标者将该服务通知给控制单元，控制单元列入服务计划并执行服务。

本发明的有益效果在于：

1.彻底改变了现有的集中控制模式或改进型集中控制模式，采用了完全分布式的模式，因此电梯群控系统不再依赖于单一的群控单元，避免了群控单元发生故障导致的群控失效，从本质上讲，将群控模式从有限资源下的调度工作改为独立个体竞争任务的协同工作，系统的扩展性大幅度提升；

在现有技术中，群控系统的控制台数主要受制于作为群控单元的硬件接口数和计算能力，而本发明的技术方案中，只要网络接入允许，可以任意增加群组成员，每一个成员的计算负荷不会有任何增加；

2.采用投标方式竞争服务权限的形式协同工作，同时，为了解决一些特殊规格呼叫或特定服务要求，设定了投标资格制度，只有符合招标要求的智能体才能够投标，方便特殊规格的实现；

3.投标结果不再依靠单一的群控单元进行服务分配，而是各智能体根据协议自行决定，获得服务权限的中标承接者按照协定公布结果；

4.各智能体针对可能产生的异常情况具有重新确定承接者的规则，同时引进了随时进行二次竞争的机制，根据条件变化可以针对一些不适合的承接者进行替换的机制，使得群控系统具备纠错机制；

5.由于采用了多智能体竞争方式，计算负荷分散，每个智能体根据调度过程和运行过程进行独立自学习易于实现，并进行更新，从而逐步优化使投标时的预计结果和实际结果更加接近；

6.由于取消了集中控制模式，所以不再需要额外的群控单元设备，节省了设备成本，也减少了故障点；同时，服务分散于各电梯，运行频率较为分散，不会频繁更换群控设备，经济上更有利。

附图说明

图1为本发明中智能体的结构框图；

图2为本发明的电梯群的联网示意图；

图3为本发明中智能体内部的竞标单元的工作流程图；

图4为本发明中投标信息生成流程图；

图5为本发明中投标结束的判断流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明在现有独立运行的电梯控制系统的基础上，扩展其功能，使其具备能够为接收到的服务请求做出相应决策的功能模块，每一个电梯控制系统又能与其它与其协调的电梯控制系统交换信息。

所述服务请求，就是乘客在层站中通过操作装置(可以为层站按钮，或者为目的楼层选层装置，还可以为手机等任何可以发出呼叫请求的设备)呼叫电梯、要求电梯前来服务的行为，通常情况下，这种服务请求会产生一个相对应的呼梯信号(或者称为叫车信号)。在现有的电梯群控系统中，该呼梯信号会通过电梯的通讯单元传送至群控单元。

本发明基于多智能体竞争方式的电梯群控系统中，每一个电梯控制系统为一个自主的智能体，智能体通过竞争方式获得服务权限后为乘客服务。一般情况下，乘客在层站发出的呼梯信号传送至与操作装置(即呼叫装置)相连的一台电梯。在本发明中，每个层站上的叫车装置与一个电梯控制系统相连，获得呼梯信号的电梯控制系统按照预定的协议，包装呼梯信号，制作招标信息并发送给协同范围内的其它电梯控制系统，各电梯控制系统收到招标信息后做出响应，针对该呼梯信号进行投标，最终由出价最优的智能体获得服务权限，为乘客提供服务。

每个智能体包括用户界面单元(即UI单元)、竞标单元、通讯单元、控制单元，如图1所示，其中：

用户界面单元，用于与乘客进行交互，主要包括接受乘客的呼梯信号、进行服务提示(通过显示屏幕告知乘客由哪个电梯为其服务、提供服务的电梯状态，如位置、方向等)等，该用户界面单元通过有线方式或者无线方式直接连接层站呼叫装置或轿厢内呼叫装置以及服务提示装置(例如显示屏幕等)；

通讯单元，用于与协同范围内的其它智能体进行信息传递；

竞标单元，用于生成投标过程中的所有信息，包括招标信息、投标信息、投标价格等,同时经过用户界面单元传送给通讯单元并与协同范围内的其它智能体进行竞标；

控制单元，就是传统意义上的电梯控制器，其为服务执行单元，当作为智能体的某电梯控制系统投标成功后，该智能体中的控制单元根据呼叫形式形成执行计划并执行服务从而为乘客提供所需的服务。

这里的用户界面单元是逻辑意义上的，包括接受操作部件和信息提示部件，其中接受操作部件包括传统的层站按钮、轿厢按钮以及新型的手机应用程序(APP)、刷卡机甚至是生物识别终端等本质上都可以输出呼梯信号的装置，信息提示部件是将电梯服务信息反馈给用户的装置，包括传统的层站方向和楼层显示器、轿厢内显示屏以及手机屏幕等等。用户界面单元接受乘客操作，生成呼梯信号给后续单元，在后续单元进行竞标的过程中，用户界面单元显示一些当前选择服务或其它人性化信息，待竞标结果产生后显示竞标结果给乘客。例如，乘客发出呼梯信号且未产生竞标结果时，用户界面单元可以显示“您选择的是前往N楼，正在调派合适的电梯，请稍候”的信息，竞标结果产生后用户界面单元可以显示电梯服务信息“为您服务的m号电梯正在赶来，请到m号侧等候”。

如图1所示，所述用户界面单元与通讯单元进行信息双向传输，所述竞标单元与用户界面单元进行信息双向传输，所述竞标单元向控制单元进行信息传输。

在本发明中，协同工作的多个电梯称之为电梯群，对应地，多个电梯控制系统组成电梯群控系统，电梯群控系统的通讯方式可以采取多种形式，只要满足所有电梯控制系统在指定时间内完成投标过程即可。例如，物理上可以采用有线连接(可以为总线型、网格型、星型等多种结构)，也可以采用无线连接；通讯形式可以为事件驱动，也可以为轮询方式，本领域技术人员可以根据实际需要进行设备。通常情况下，乘客在层站操作呼叫按钮开始，系统需要在数秒内将结果反馈给乘客，图2所示为总线型联网结构。

电梯群控系统对于乘客的呼梯信号进行响应处理并反馈结果，主要包括投标过程、中标执行过程，在上述过程中还涉及重新招标、服务承接者发送故障等异常情况处理。下面针对各过程做详细说明。

在本发明中，每个智能体的竞标单元可以由两个因素触发而进入工作状态(即投标过程)，一个因素是乘客通过与该智能体相连的叫车(或预约)装置发出呼梯(或预约)信号，另一个因素则是智能体通过通讯单元检测到网络上有新的招标信息，相关流程如图3所示。

智能体通过上述第一个因素进入工作状态的具体流程为：乘客通过层站中的叫车装置或预约装置呼叫(或预约)电梯，例如利用层站的操作按钮或选层器或手机APP等，乘客的呼叫操作产生呼梯信号并通过通讯单元实时传送给与该叫车装置相对应的智能体的用户界面单元。用户界面单元接到呼梯信号后按照规定的协议做成标准的服务请求信息(即包装呼梯信号)，并将该服务请求信息传送给该智能体的竞标单元。竞标单元接到服务请求信息后，针对本次服务请求信息计算投标价格并产生招投标信息，再将招投标信息经由用户界面单元转交给通讯单元。通讯单元接到招投标信息后，根据事先约定的协议将招投标信息发送至网络(所有协同工作的智能体所在的网络)。

智能体通过上述第二个因素进入工作状态的流程与由呼叫触发进入工作状态的流程相似，不同之处在于智能体的通讯单元时刻监听其所在网络，当接收到招标信息后就传送给竞标单元，随后的流程与呼叫触发相同，即竞标单元计算投标价格，产生投标信息并经用户界面单元传送至通讯单元并由通讯单元发布。通讯单元监听网络主要有两个功能：(1)如果网络上有数据，则接收并传送给后续相应单元处理；(2)获得网络发送权限发送数据。如果组网采用的是通用的TCP等协议，则冲突回避是默认功能，也可以参照实现冲突回避功能，这一部分已经是网络通讯的现有成熟技术，在此不作详细说明。

招投标信息包含有招标编号、发出者、呼叫属性(出发楼层、正/背面、方向、目的楼层、特殊规格)、当前最优价格即出价者编号、当前候补价格及出价者编号，如表1所示，但并不局限于此，本领域技术人员可以根据需要增加或减少相关信息。

表1招投标信息结构

一个智能体的投标是从接到招标信息到产生自身的投标价格的整个过程，即图3中产生投标信息的环节。无论智能体由哪个因素触发而进入工作状态，投标都是从发现招标信息开始，不同之处在于，智能体的竞标单元由第一个因素触发进入工作状态的具体过程是自身接到服务请求信息后做成招标信息，自动进入投标环节，而智能体的竞标单元由第二个因素触发进入工作状态的具体过程是在网络上发现有招标信息，从而进入投标环节。具体步骤如图4所示，说明如下：

第一步，当某个智能体的通讯单元接收到招投标信息并传送至竞标单元后，竞标单元判断自身是否对该招标信息具备服务能力，即判断自身是否符合招标要求，如果符合，则进入第二步，否则将投标价格设置为约定最差价格，进入第七步；

第二步，竞标单元根据自身条件按照设定的投标价格算法产生投标价格；

第三步，竞标单元将产生的投标价格与招投标信息中的当前最优价格比较，如果优于当前最优价格，则进入第四步，否则进入第五步；

第四步，竞标单元替换当前最优价格及最优价格出价者，进入第七步；

第五步，竞标单元将产生的投标价格与招投标信息中的当前候补价格比较，如果优于当前候补价格，则进入第六步；

第六步，竞标单元替换当前候补价格及候补价格出价者，，进入第七步；

第七步，竞标单元更新包括出价者列表的招投标信息，将招投标信息经由用户界面单元传送给通讯单元，由通讯单元将该智能体的招投标信息发送至所在网络。为了避免多个智能体的投标在网络中发生冲突，可以采用标准的网络协议如TCP等，网络冲突由底层协议自动解决，如果没有网络协议，可以通过产生一个随机数等待时间间隔后重新访问的方式，因为不同智能体得到的随机数会不一样，所以等待间隔不一样，就能避开网络冲突，上述技术属于网络通信的成熟手段，故在此不作详述。

在投标过程中，每个智能体的竞标单元都判断投标过程是否应该结束。在本发明中，投标过程可以由两个条件终止，第一个是协同范围内的所有智能体均已投标，第二个是当前时间和招标开始时间之间的时间间隔已经超出设定的最长招标期限。

每个智能体发现本次招标满足终止条件时，将招投标信息中的招标状态置招标结束，并广播给协同范围内的所有智能体，流程如图5所示，具体如下：

第一步，竞标单元将出价者列表与存储在竞标单元的成员列表进行对比，如果所有智能体均已投标，则进入第四步，否则进入第二步；

第二步，竞标单元计算招标经过时间，即当前时间和招标开始时间之间的时间间隔；

第三步，竞标单元判断招标经过时间是否超出最长招标期限，如果是，则进入第四步，否则做成投标信息后传送至所在网络；

第四步，竞标单元将招投标信息中的招标状态置招标结束标志，并将招标结束信息经用户界面单元传送至通讯单元，由通讯单元发送给协同范围内的所有智能体。

当某个智能体的竞标单元发现投标终止条件成立时，生成投标结束信息(就是招标信息的招标状态置招标结束)并发送给协同范围内的每一个在线智能体，招投标信息中当前最优价格的出价者即为中标者，由中标者为乘客提供服务。当某个智能体的通讯单元收到招标结束信息后，将该招标结束信息经用户界面单元传送给竞标单元，由竞标单元确认自身是否为中标者(即竞标单元确认最优价格出价者编号是否为自己编号)，如果是中标者，竞标单元则将中标信息通知控制单元，同时产生承接信息并发送给协同范围内的每一个在线智能体；如果自身不是中标者，进一步确认是否为候补中标者，如果是，则开始计时，等待中标者发布承接信息，如果该智能体的竞标单元在指定时间内未能收到中标者的承接信息，则将自己切换为中标者并将中标信息通知控制单元，同时发布承接信息，并明确记载由候补中标者承接服务(记载于招标信息的候补价格者)。

控制单元接到中标信息以后，形成执行计划并执行服务。所有智能体将本次中标信息记入所持有的服务登记表中，该服务登记表由竞标单元持有和管理，其用于记录电梯群控系统内的所有招投标信息、最终承接者等信息。

当一个智能体完成一次服务后，控制单元通知竞标单元，由竞标单元生成服务完成信息并经用户界面单元和通讯单元发送给所有智能体，所有智能体接到该信息后将该服务从服务登记表内删除并移到历史记录(该历史记录是竞标单元内的一个独立的区域，存放每一条招标信息)保存，服务完成信息主要包括服务过程相关的数据，如接到招标信息到服务开始所用时间、提供服务的时间等。

在投标过程中，无法避免地会发生一些异常情况，如重新招标、服务承接者发生故障等。

其中，在运行过程中，智能体的竞标单元按照特定周期遍历服务登记表，寻找有望重新投标的服务需求。当在服务登记表中发现可以重新投标的招标信息时，竞标单元会生成再投标信息，并经由用户界面单元要求通讯单元向该服务当前承接者发送再投标信息。作为当前承接者的智能体通讯单元接到再投标信息后，经用户界面单元传送给竞标单元，竞标单元对该服务进行重新评估，若投标价格仍比再投标者的投标价格优异，那么结果为维持现状，否则再投标者中标，竞标单元根据结果生成再投标信息传送给再投标者。再投标者接到再投标信息后若自身获胜，将其公布给所有智能体(以投标结果公布相同方式)，所有智能体更新服务登记表。

当某个智能体中标却无法履行所承接的服务时，由竞标单元生成故障信息并通过用户界面单元和通讯单元发布到所在网络，该故障信息包括故障者编号和故障属性，各智能体的通讯单元收到故障信息后经用户界面单元告知竞标单元，竞标单元检查服务登记表，将表内所有故障智能体作为中标者的记录进行修订，用候补价格及候补价格出价者替代中标者和中标价格，候补者栏位信息保持不变，即修改后这些重新调整的服务的中标者和候补者是一样的。新当选的中标者(即原候补者)将该服务通知给控制单元，控制单元列入服务计划并执行服务。另外，当智能体发现自己所承接的服务中已经存在不适合由自己来提供时，也会发布再招投标的信息，过程与正常招投标相同。

在前述投标过程中，智能体针对某个服务请求的投标价格是根据智能体的当前状态和该服务的特点按照一定的投标价格算法计算得出的，计算结果反映出该智能体提供服务的品质的预期。通常，投标价格有两种情况，第一种是等待时间类指标，此时该值越低越好，如乘梯时间、电梯运行期间乘客平均等待时间等，也可以是这些服务或等待时间指标的简单函数；第二种是智能体提供服务获得的报酬，此时该值越高越好，这种情况下，在投标过程中报酬高的一方获胜，通常采用一些间接指标，鼓励智能体多接订单并且订单完成时间如果低于目前所知道的系统平均期限(所有智能体平局或自己的历史平均)，将差异部分与承接的服务总数的乘积并按照某个比例系数作为奖励给智能体。

计算投标价格的算法可以为某个显式的函数计算过程，也可以为神经网络(包括深度神经网络)等计算模型。作为一种具体实现方案，可参考申请号为201310080795.7的发明专利申请所公布的方案。

在上述电梯群控系统的基础上，智能体的智能行为除了前述竞标行为以外，更优的一个特点是可以学习投标过程和服务过程，不断改善自己投标价格的计算能力。因此，智能体还包括自学习单元，该自学习单元可以根据投标过程和执行服务过程中的所有数据进行自学习并改进竞标单元的竞标方式，如图1所示，竞标单元和控制单元共同向自学习单元进行信息传输。

本发明中，每一个智能体的自学习单元采用增强学习的方式，根据投标数据和服务结果独立进行学习。在自学习过程中，智能体有两个状态，即空闲状态和服务状态。空闲状态是指智能体当前运行计划没有任何未完成的服务请求且处于静止状态，属于等待任务状态。服务状态是指智能体运行计划内有未完成的服务请求或虽然没有未完成的服务请求，但是正在执行某个服务过程当中。从空闲状态进入服务状态，并完成所有服务计划再次进入空闲状态的过程称为一个情景(episode)。在每一个情景结束后，智能体的自学习单元都对情景过程中的数据进行自学习。

智能体进行自学习的目标是投标时的投标价格的预测数据和最终服务完成实际数据尽量一致，即通过自学习使投标时所预测的服务质量越来越准确，这样在投标时最佳投标价格就是能够得到的最好的服务。

智能体一个情景内的自学习结果暂存在自学习单元内部，通常并不马上更新投标价格计算规则。待智能体经历的情景达到一定数量(例如50个)后统一更新所有智能体的投标价格计算规则，即用一个智能体学习到的结果同步更新所有智能体的投标价格计算规则。当一个智能体的自学习单元经过指定个数情景的自学习后，将以广播方式(由自学习单元发出，依次经过竞标单元、用户界面单元，最终由通讯单元广播至所在网络)发出学习通知给协同范围内的其它智能体，准备发布学习结果，智能体收到学习通知后反馈发布者已经准备接收数据，发布者发布学习结果后，群内各智能体更新自己投标价格计算规则，更新成功后反馈给发布者结果，发布者记录成功更新者列表及版本。如果某个智能体未能成功更新也没有关系，因为学习结果的更新采用直接覆盖旧参数，可以跳过中间阶段更新至最新结果。

每一次学习更新均有唯一的版本号，例如，系统开始的时候版本号为0，每次更新加1。当一个智能体准备发布学习结果时，发出学习通知的时候根据现有记录，自动生成新的版本号，并公布给群组内的所有成员，各成员更新内部记录，维持最新版本号。无论学习结果更新是否成功，版本号一旦公布就不能撤销。如果所发布更新版本低于当前最新版本，则更新被忽略。

虽然在上述说明中，协同范围内的所有智能体共同更新投标价格计算规则，但是本发明并不局限于此，智能体也可以独自更新。此外，本发明中虽然竞标单元产生的所有数据信息都经过用户界面单元传送至通讯单元，再由通讯单元进行发布，但是本领域技术人员可以根据上述原理轻而易举地进行改进，使竞标单元产生的信息直接通过通讯单元进行发布，而无需经过用户界面单元，特此说明。

本发明彻底改变了现有的集中控制模式或改进型集中控制模式，采用了完全分布式的模式，因此电梯群控系统不再依赖于单一的群控单元，避免了群控单元发生故障导致的群控失效，从本质上讲，将群控模式从有限资源下的调度工作改为独立个体竞争任务的协同工作，系统的扩展性大幅度提升。在现有技术中，群控系统的控制台数主要受制于作为群控单元的硬件接口数和计算能力，而本发明的技术方案中，只要网络接入允许，可以任意增加群组成员，每一个成员的计算负荷不会有任何增加。

本发明采用投标方式竞争服务权限的形式协同工作，同时，为了解决一些特殊规格呼叫或特定服务要求，设定了投标资格制度，只有符合招标要求的智能体才能够投标，方便特殊规格的实现；标结果不再依靠单一的群控单元进行服务分配，而是各智能体根据协议自行决定，获得服务权限的中标承接者按照协定公布结果。

同时，本发明的各智能体针对可能产生的异常情况具有重新确定承接者的规则，同时引进了随时进行二次竞争的机制，根据条件变化可以针对一些不适合的承接者进行替换的机制，使得群控系统具备纠错机制；由于采用了多智能体竞争方式，每个智能体的独立自学习易于实现，可以根据自己运行过程可以独立进行学习，并进行更新，从而逐步优化使投标时的预计结果和实际结果更加接近。

本发明由于取消了集中控制模式，所以不再需要额外的群控单元设备，节省了设备成本，也减少了故障点；同时，服务分散于各电梯，运行频率较为分散，不会频繁更换群控设备，经济上更有利。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，所述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (14)

1.一种多智能体竞争方式的电梯群控系统，其特征在于，所述电梯群控系统中的每个电梯控制系统定义为一个自主的智能体，获得呼梯信号的智能体按照预定的协议，生成招标信息并发送给协同范围内的其它智能体，各智能体针对招标信息做出响应并进行投标，最终由出价最优的智能体获得服务权限，为乘客提供服务；

每个智能体包括用户界面单元、竞标单元、通讯单元、控制单元，其中：

用户界面单元，用于与乘客进行交互；

通讯单元，用于与协同范围内的其它智能体进行信息传递；

竞标单元，用于生成投标过程中的所有信息，并与协同范围内的其它智能体进行竞标；

控制单元，为服务执行单元，当电梯中标后，根据呼叫形式运行计划并执行服务。

2.根据权利要求1所述的多智能体竞争方式的电梯群控系统，其特征在于，所述智能体还包括自学习单元，其根据投标过程和服务过程中的所有数据进行自学习并改进竞标单元的投标方式。

3.根据权利要求1所述的多智能体竞争方式的电梯群控系统，其特征在于，所述用户界面单元与通讯单元进行信息双向传输，所述竞标单元与用户界面单元进行信息双向传输，所述竞标单元向控制单元进行信息传输。

4.根据权利要求2所述的多智能体竞争方式的电梯群控系统，其特征在于，所述用户界面单元与通讯单元进行信息双向传输，所述竞标单元与用户界面单元和自学习单元都进行信息双向传输，所述竞标单元向控制单元进行信息传输，所述控制单元向自学习单元进行信息传输。

5.一种基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，电梯群控系统中的每个电梯控制系统定义为一个自主的智能体，获得呼梯信号的智能体按照预定的协议，生成招标信息并发送给协同范围内的其它智能体，各智能体针对招标信息做出响应并进行投标；

投标过程的终止条件为协同范围内的所有智能体均已投标或者当前时间和招标开始时间之间的时间间隔已经超出设定的最长招标期限，每个智能体发现本次招标满足终止条件时，将招投标信息中的招标状态置招标结束，并广播给协同范围内的所有智能体；

投标过程结束后，智能体确认自身是否为中标者，如果自身是中标者，则获得服务权限，为乘客提供服务；如果自身不是中标者，进一步确认是否为候补中标者，如果是，则开始计时，等待中标者发布承接信息，如果该智能体在指定时间内未能收到中标者的承接信息，则将自己切换为中标者并为乘客提供服务。

6.根据权利要求5所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，智能体进入投标过程的触发条件为乘客通过与该智能体相连的叫车装置或预约装置发出呼梯信号或预约信号，或者智能体检测到所在网络上有新的招标信息。

7.根据权利要求6所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，

乘客的呼梯信号或预约信号通过智能体的通讯单元实时传送给智能体的用户界面单元；

用户界面单元接到呼梯信号后按照规定的协议做成标准的服务请求信息，并将该服务请求信息传送给该智能体的竞标单元；

竞标单元接到服务请求信息后，针对本次服务请求信息计算投标价格并产生招投标信息，再将招投标信息经由用户界面单元转交给通讯单元；

通讯单元接到招投标信息后，根据事先约定的协议将招投标信息发送至网络。

8.根据权利要求6所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，

智能体的通讯单元时刻监听其所在网络，当接收到招标信息后就通过智能体的用户界面单元传送给智能体的竞标单元；

竞标单元针对招标信息计算投标价格并产生招投标信息，再将招投标信息经由用户界面单元转交给通讯单元；

通讯单元接到招投标信息后，根据事先约定的协议将招投标信息发送至网络。

9.根据权利要求7或8所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步，当智能体的通讯单元接收到招投标信息并传送至竞标单元后，竞标单元判断自身是否对该招标信息具备服务能力，即判断自身是否符合招标要求，如果符合，则进入第二步，否则将投标价格设置为约定最差价格，进入第七步；

第二步，竞标单元根据自身条件按照设定的投标价格算法产生投标价格；

第三步，竞标单元将产生的投标价格与招投标信息中的当前最优价格比较，如果优于当前最优价格，则进入第四步，否则进入第五步；

第四步，竞标单元替换当前最优价格及最优价格出价者，进入第七步；

第五步，竞标单元将产生的投标价格与招投标信息中的当前候补价格比较，如果优于当前候补价格，则进入第六步；

第六步，竞标单元替换当前候补价格及候补价格出价者，进入第七步；

第七步，竞标单元更新包括出价者列表的招投标信息，将招投标信息经由用户界面单元传送给通讯单元，由通讯单元将该智能体的招投标信息发送至所在网络。

10.根据权利要求5所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步，智能体的竞标单元将招投标信息中的出价者列表与成员列表进行对比，如果所有智能体均已投标，则进入第四步，否则进入第二步；

第二步，竞标单元计算招标经过时间，即当前时间和招标开始时间之间的时间间隔；

第三步，竞标单元判断招标经过时间是否超出最长招标期限，如果是，则进入第四步，否则做成投标信息后传送至所在网络；

第四步，竞标单元将招投标信息中的招标状态置招标结束标志，并将招标结束信息经用户界面单元传送至通讯单元，由通讯单元发送给协同范围内的所有智能体。

11.根据权利要求5所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，投标过程结束后，智能体确认自身是中标者时，产生承接信息并发送给协同范围内的每一个在线智能体；如果自身不是中标者，进一步确认是否为候补中标者，如果是且在指定时间内未能收到中标者的承接信息，则将自己切换为中标者并将中标信息通知控制单元，同时发布承接信息，并明确记载由候补中标者承接服务。

12.根据权利要求11所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，智能体的控制单元接到中标信息后，形成执行计划并执行服务，同时所有智能体将中标信息记入竞标单元所持有的服务登记表中，执行服务的智能体完成一次服务后，该智能体的控制单元通知竞标单元，由竞标单元生成服务完成信息，并经由用户界面单元和通讯单元发送给所有智能体；所述服务登记表用于记录电梯群控系统内的所有招投标信息、最终承接者。

13.根据权利要求12所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，智能体的竞标单元按照特定周期遍历服务登记表，当在服务登记表中发现可以重新投标的招标信息时，竞标单元生成再投标信息，并经由用户界面单元要求通讯单元向该服务的当前承接者发送再投标信息；作为当前承接者的智能体收到再投标信息后，其竞标单元对该服务进行重新评估，若投标价格仍比再投标者的投标价格优异，那么结果为维持现状，否则再投标者中标，当前承接者的竞标单元根据结果生成再投标信息传送给再投标者。

14.根据权利要求12所述的基于多智能体竞争方式的电梯群控方法，其特征在于，当某智能体中标却无法履行所承接的服务时，该智能体的竞标单元生成故障信息，发布到所在网络，各智能体收到故障信息后，竞标单元检查服务登记表，将表内所有故障智能体作为中标者的记录进行修订，用候补价格及候补价格出价者替代中标者和中标价格，新当选的中标者将该服务通知给控制单元，控制单元列入服务计划并执行服务。

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