不管你是在北上廣還是在港澳臺(tái)，甚至三四線城市，凡是有規(guī)模的地區(qū)，高樓比比皆是。
不管是寫(xiě)字樓，還是大型商城，讓你最頭痛的就是乘電梯，尤其是在趕時(shí)間的時(shí)候。
每天早上，那些差5分鐘就遲到的程序員，在等電梯時(shí)，一般會(huì)做兩件事：
第一，在心里罵電梯慢；
第二，在心里暗算著電梯調(diào)度如何優(yōu)化；
前者可能是寫(xiě)字樓里上班族慣有的精神類疾病，但后者肯定是程序員的職業(yè)病。
本文對(duì)“罵電梯”不給予任何指導(dǎo)性建議。
但說(shuō)起電梯調(diào)度算法，我覺(jué)得還是可以給大家科普一下，好為大家在等電梯之余，打發(fā)時(shí)間而做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。
傳統(tǒng)電梯調(diào)度算法
1.1 先來(lái)先服務(wù)算法（FCFS）
先來(lái)先服務(wù)（FCFS-First Come First Serve）算法，是一種隨即服務(wù)算法，它不僅僅沒(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。
這種方法在載荷較輕松的環(huán)境下，性能尚可接受，但是在載荷較大的情況下，這種算法的性能就會(huì)嚴(yán)重下降，甚至惡化。
人們之所以研究這種在載荷較大的情況下幾乎不可用的算法，有兩個(gè)原因：
任何調(diào)度算法在請(qǐng)求隊(duì)列長(zhǎng)度為1時(shí)，請(qǐng)求速率極低或相鄰請(qǐng)求的間隔為無(wú)窮大時(shí)使用先來(lái)先服務(wù)算法既對(duì)調(diào)度效率不會(huì)產(chǎn)生影響，而且實(shí)現(xiàn)這種算法極其簡(jiǎn)單。
先來(lái)先服務(wù)算法可以作為衡量其他算法的標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 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。
在重載荷的情況下，最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先算法的平均響應(yīng)時(shí)間較短，但響應(yīng)時(shí)間的方差較大，原因是隊(duì)列中的某些請(qǐng)求可能長(zhǎng)時(shí)間得不到響應(yīng)，出現(xiàn)所謂的“餓死”現(xiàn)象。
1.3 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)。
掃描算法的平均響應(yīng)時(shí)間比最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先算法長(zhǎng)，但是響應(yīng)時(shí)間方差比最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先算法小，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來(lái)講，掃描算法要比最短尋找樓層時(shí)間優(yōu)先算法穩(wěn)定。
1.4 LOOK 算法
LOOK 算法是掃描算法（SCAN）的一種改進(jìn)。對(duì)LOOK算法而言，電梯同樣在最底層和最頂層之間運(yùn)行。
但當(dāng) LOOK 算法發(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。
1.5 SATF 算法
SATF（Shortest Access Time First）算法與 SSTF 算法的思想類似，唯一的區(qū)別就是 SATF 算法將 SSTF 算法中的尋找樓層時(shí)間改成了訪問(wèn)時(shí)間。
這是因?yàn)殡娞菁夹g(shù)發(fā)展到今天，尋找樓層的時(shí)間已經(jīng)有了很大地改進(jìn)，但是電梯的運(yùn)行當(dāng)中等待乘客上梯時(shí)間卻不是人為可以控制。
SATF 算法考慮到了電梯運(yùn)行過(guò)程中乘客上梯時(shí)間的影響。
實(shí)時(shí)電梯調(diào)度算法
2.1 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(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。
2.2 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(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 SCAN 算法服務(wù)每一個(gè)請(qǐng)求。它的效率取決于有相同 deadline? 的數(shù)目，因而效率是有限的。
2.3 PI 算法
PI（Priority Inversion）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。
2.4 FD-SCAN 算法
FD-SCAN（Feasible Deadline 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)又可以買足其時(shí)限要求的請(qǐng)求，作為下一次 SCAN 的方向。
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。
電梯調(diào)度高水平研究
以上兩結(jié)介紹了幾種簡(jiǎn)單的電梯調(diào)度算法。
但是并不是說(shuō)目前電梯調(diào)度只發(fā)展到這個(gè)層次。目前電梯的控制技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了電梯群控的時(shí)代。
隨著微機(jī)在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用和人工智能技術(shù)的發(fā)展，智能群控技術(shù)得以迅速發(fā)展起來(lái)。
由此，電梯的群控方面陸續(xù)發(fā)展出了一批新方法，包括：基于專家系統(tǒng)的電梯群控方法、基于模糊邏輯的電梯群控方法、基于遺產(chǎn)算法的電梯群控方法、基于勝景網(wǎng)絡(luò)的電梯群控方法和基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電梯群控方法。
結(jié)束語(yǔ)
你肯能意識(shí)到哪個(gè)算法都不是一個(gè)最佳方案，只是它確實(shí)解決了一定情況的問(wèn)題。
暫無(wú)評(píng)論，快來(lái)評(píng)論吧!