Task 5.1 电梯调度程序需求调研报告

1.任务概述：

1.1任务背景：试想一下，石家庄铁道大学基础教学楼的电梯配置如下：大厦有18层， 4部电梯，很多乘客使用这些电梯的日常（旅客重量：平均70公斤最大120公斤，最小45公斤）。其他常量数据：电梯速度，开/关门时间，乘客的时间要在/走出电梯。可以对这些合理的假设。
    电梯调度设计要求：
    （1）每一对学生将设计一套接口和类定义这样一种算法提供者可以提供他/她实现“电梯调度程序”类。
    （2）避免出现 “公共汽车”最坏情况的算法。该算法把电梯作为总线，它从底部到顶部，停在每一层楼，打开门，让人们进出，然后把门关上，继续前进。之后到达顶层，它会下去。该算法能够满足所有的要求，但它显然不是最快的算法。
    （3）一个关于电梯调度提示:当总重量在45公斤的最大限制,或乘客的数量已经在最大,电梯不需要更多的外部请求停止。
    （4）电梯调度程序不知道有多少乘客等待每层,它不知道有多少乘客将出现。这与现实世界的情况是一样的。

1.2任务目标：基础教学楼自投入使用之后，由于上课的人数较多，楼层相对较多，会出现在课间或是人流高峰期时电梯拥挤不够用或等待时间较长的现象，所以可以考虑设计一个更加合理的电梯调度系统，完善电梯的运作程序，使同学们可以准时到达教室、尽量减少等待时间。

1.3调研对象：不同时间段内四部电梯的平均使用情况。

1.4调研方法：实地考察、在基教观察四部电梯的使用情况；资料收集、询问一部分同学的课程安排（包括课程时间、上课人数以及教师安排等）。

1.5调研结果：

电梯名称	停靠楼层/层	限重/kg	运行速度(m/s)	高峰时间段人数/人			开、关门时间/s	乘客进出电梯时间/s
				1,5节课前	大课间	4,8节课后
1	8-18单层	1150	2.6	10	16	9	3	40
2	8-18单层	1150	2.6	12	16	8	3	40
3	8-18双层	1150	2.6	11	15	8	3	40
4	8-18双层	1150	2.6	12	13	7	3	40

3.应用系统：

3.1系统功能描述：系统以实现四部电梯的整体调度为主要基础，在设定的程序上尽可能地缩短电梯运输人员的平均时间。其整体框架就是实现以下功能：对每个楼层电梯外部的按钮被摁向上或向下，电梯接受指令在相应楼层进行停靠；内部乘客摁到哪个楼层，电梯就会在哪里停靠。

3.2改进措施：有一些细节性问题可以在一定程度上减少电梯总的运行时间。

（1）每一部电梯都以一楼为基准，使一号电梯可停在（-2，2，4）或在（-1，3）停靠（其中可供上-2，-1，2，3，4共5层楼的学生使用），使二号电梯可停在（6，8）或在（5，7，9）停靠（其中可供上5—9共5层楼的学生使用），使三号电梯可停在（11，13）或在（10，12，14）停靠（其中可供上10—14共5层楼的学生使用），使四号电梯可停在（16，18）或在（15，17）停靠（其中可供上15—18共4层楼的学生使用）至于停靠的奇偶判别，可根据周次的奇偶性而进行停靠。

（2）找到电梯在无人乘坐时停靠的最佳楼层（假设楼层总共有N层，电梯停在第x层，要去第 i 层的乘客数目总数为total[i],这样，所爬楼梯的总数就是∑{total[i]*| i - x|}(i = 1 , 2 , …… , N)。因此要找到一个整数x使得∑{total[i]*| i - x|}(i = 1 , 2 , …… , N)的值最小。）

（3）当电梯在电梯内的人总重量达到限重时，只有在有人出电梯的楼层停靠而不再在有人上电梯的楼层停靠；

团队人员：李敏、刘子晗