Artificial Neural Networks Application in Duplex/Triplex Elevator Group Control System

Post on 27-Jan-2023

1 views 0 download

Transcript of Artificial Neural Networks Application in Duplex/Triplex Elevator Group Control System

103

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

����������������� ���������������������������������������������������������

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

#$%�#$&'�!(�)'(!!�

����������������� �������������������������������

��������������������������

&(��*�+,+��

, ���-��.��������#����� ��/ .���/

������������������� ���������������������������������������� ������!������������������

����������!���������������������������������������"���������#������������������������� ����

���������� �������������������!�������!"����� ����������������!���� ������������������� ������

��������!"�������� ������������������ ������������ ����������!����������������� ������������

�������!���� ��������������������������� ������� ���������� ���������!����!�������"����

�����!���� ������������������������������ ����������!�������������������������������������

�������� �����!���� ��������� �� �������!����!"���������� ������ ��� �������������! ���������

������� ����������� ������� ��� �������� ������ �� ����� ����"������������ ������� ������ ��

���!���������� ��������� ����"����������������������������!����������������������������!��!

�������!������������������������������������"

0����������������������������������(1������� �� ����*(

��� ���� ���������!������������������"��������� ����"#��������!�����

2�3���������*4!�(!(���)

2�3������3��*4!5(!�(���)

*Corr. Author’s Address: , ���-��.��������#����� ��/ 6�����/����������������������� 78+89 �/� .:�"��")

, ���-�� .���/ �+��;���(�*�(��

0 INTRODUCTION

The service provided by the elevator systemof any modern building is necessary for the efficientfunctioning of the building. This service has to benot only reliable, but also satisfactory to thepassengers. Elevator group control systems can beutilized to control the cars as a group and conveythe passengers to their destinations comfortably andpromptly. It is viewed as a combination of on-linescheduling, resource allocation and stochasticoptimal control problems similar to robotics orautomated manufacturing systems. However,elevator control systems are harder to deal withthan other systems because the states of the systemare dynamically changed in large state space andcoming events are unpredictable in many cases [1].In offering a solution to elevator control problem,the traditional control systems often yieldunsatisfactory results because they lack inconsidering number of technical characteristics andpossibilities to be taken in to account. They alsopossess limitations and their flexibility is stillrestricted even if they are adapted to utilizecomputers. The selection and distribution of themost suitable cars in the building is a function ofthe call assignment. Landing and car calls are oftenallocated to suitable cars by taking into account of

the minimum cost concept that operates byperforming a trial allocation to all available carsand allocating the call to the car giving the lowestcost. The criteria for determining a suitable costfunction depends on either quantity of service and/or quality of service. The quality of service is ameasure of the elevator capacity consumed to servea specific set of calls, indicated by total journeytimes of all the cars [2].

���������������3��-��+�� -��� ��*��*

���� ���� ��+�4 �� ��� �� � �<�*���*� ����������

������������������=�� ���� ��>>/����� ������

���<�� ������� ��������+ ��* �����������/

��������+ <��������*���*(1���������� �*���-��

�� ����� ��*��* �� -��� ������* ��� �� �?3����

���������� ������������ �33�������� �� ��������

�����������@"A��@5A �������<���� -���*���

�� ������ ���<�� �33�������� �� �������� ����3

�������(

B��������<�� ����-����33���*�������

��� ����������**� ���-����������+� � ����-��

��� <���� � � �������� �� � ���+��� �� ���� (

1������������������<�� <���� �+��������<�/

������+�����������<�� �3�������*����� ��*

+�+�� ��� ���*<��� �������� �� ��� -���� �� �

�+3�����* <�/ ��� � � �� ���������� ������ ����

3�����+� �+3���� ��*�������/�������������*

@!A(1���������<��� � �*��3��*��������+-��

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18103

104

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

$�����"�"

�� ���*��� ���� ����/ �� -� +�*� ��* ��� ��� C

����/*� ����������� ��� ��+��� ������ ����*��

�� �3��+�>� ��� ��� ���������� ���������/( .��

3��*������� +�*�-/��+-�����3��*������ ���+

�� �����*��� ������ *����� ����� 3��*���3����*

��3������ *�/ ��*������+�*���������*������

������������( .��/���-����� ���*� �-���

-�?���������� 3�� ���� ������3�� ��3� �����

*����������*���� 3��*��� �����3����3�� ������

�����?� ��33��������(1������������������<��

���-�3����* �� ���������������������� / ��+

���+3���������������3�����+����@!!A(

,���� ��*/ ����������������������<��

�� -��� �� ����* ���� �� �������� ����3 �������

/ ��+ ��� +���+�>��� ��� ������� 3� �����

<��������+���**�����3�*��+�*�����-�������

�� ��� -���*��� 3�3������� ��* �� � �� �*�3� ���

��������+ �� ������ ��3� �����*�+��*( 6��

��������������������<�� ���-��3��3�������

+����*<� � �*�����3�� ���<��(.����+��

��� �33�������� � �� �3��+�>� �+� �� ���

3���+���� ���� � ���������� � � �� ��*�� ��

+���+�>�����������3� �����<��������+�(.��

*��� � �* ���� ��� ���+ � �+������ 3�����+

*�����3�*-/ ��� ������ @5A(.�� �������� �������

����/ � �� -��� ������*��� � ��� ��� ���<���

<��������.��-�2� ������ ���)(�-/�?�+�����

��� �+��������� ��� �-�����*(��+������� ������

��� ������ ����� �� ���������� �������*�+��*���

����+3����*$�3��?D.��3��?������� / ��+�,&��(

,� ��� �+������� �� �?� ���� -���*��� ������ "

�������� <���!� ����� <� ������*� �+�*��

�� �( .�� ���+���>�* 3�����+���� ������ <���

�� 3������������������*�+��* �����+3���*��

���������������������������+ <�������3������/

��+�*��?�* ����������������+�6�2.�� �����?�*

����������++�� ����� / ��+�6�&���(

!�.:#&.#:�E6.F��G�H1.E:7:E#2

&EB.:EG

I���*��� ������� -���+� +��� ��* +���

*���� ����*��*��+3������*� -���*����� +���

������ �������� ��*������������(������������3

������� ��������+ ��������� -���+� +���

��+3������*� ���/-���+�+��������������(.��

��������������������� � ��3����*��3���������

+�����+����������3���������� -/ ��������

��� ��+������*������� ��*�������3� ����� C

*� �������� 3��� ����/��*3��+3��/(1����������

��������������� / ��+�� ����3��3����� @�A4��

3����*����� ������������/��������-���*���

��+���+�>����3� �����������/��+���������

�� +���+�>� ��� 3� ����� <������ ��+� ��* ��

����� +��/3� ����� � 3� �-���������+�(

.��-� ��������������������������� / ��+� ��

� ������33��3�����������������*���*�������

��=����/ �� 3��* ���+(.�� ��� ��-� � ����*

<���-� ������*<������ �*���������+��/������

���� 3� �����<��������+� 3� �����������/

��+� ��* �����/ ��� �+3����( 1+��� ���+

3� �����<������ ��+� � ���*�+����� ������ ��

������������3�������@�A(

,� ��� ��*/ ��� $�3��?D.��3��? ����3

������� / ��+ � ������* � �� �?�+3�� �� ���

������������ �������� ����3 ������� / ��+(.��

��� �� / ��+� ����-���������3 ���<��������

��� ����<��� �-���*��� ��* ���� ������� ��*

���*��� ���� �����*��� �� ��� *����������

*� ���-����� ������� 3�����3�� -/ ��� �*����� ���

�������3� ����� *� �����-��<������*������������

��*���3� ����� ��*���*�������������������@�A

��*@5A(,���*����3�����+*����������*� ���-�����

������� ��� ����� � ��� ��������� �/ � �� -�

������* <��� ��� ���� � ��������*( .�������� ��

3����*� � ����� ������� ��������+ *� ����* ��

�������������������������<��� �-���*��� (

,������*� ����������������������� / ��+

�� -���*��� ��� +��� ������� � �� ������� ��

��=����+��� �� ���*����� �� 3��*�+������/�3�

3���������(#�*���3�3������������*����� ���

$�3��?D.��3��?����3 ������� ��������+3�� ���

3���3�����+����(.����� �������+3����+�����

��� ������� ��������+ ���������� ������ ���<��

<��� �����*���* ���� ��� ��������+ ��*

�3��+�>�����<� ������*��� ��+��/3���+����

���� 3� �����<������ ��+���*3�����+����

������@!�A��*@!!A(

G��*������� ������� ��*���3� ����� ���

��� ��3�� �� ���$�3��?D.��3��? ������� / ��+(

.�� �������� ������������� ��� � ��+-�� ��

����� ������� ���� ��� ��3������ ���( � ���

3���+���� �� ��� ������� ��������+(.�����3��

���������3����������������*����������*���

��?� ��33�������� (,���� ��*/ �����?� ��33���

����� 3��-��+ �� �������� ������� ������� � ���

�?3����� 3��-��+ <���� �� -��� �����*( ,� �

����* ���� � ����� ��� / ��+ <��� � ��<�

3� ����� *����������++��+�����*���� ����*�3

��* *�<� ���*��� ���� � ��3�� ���* ��� ��?�

��33�������� � �����3����������<��(.� ����

��� 3��-��+�������������������<��� *�����3�*

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18104

105

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

����������������� ���������������������������������������������������������

��*�33���* �� ���$�3��?D.��3��?������������3

������� ��������+(

�B�#:1GB�.JE:%122G,&1.,EB�EB

.F�B�K.�.E22,B76GEE:2:EIG��

.�� =�����/ �� ������ �� +����� ����

-���*��� � ��*�����* -/ ��� ������� 3� �����

<��������+�(.�� �����+����� ��*/� ��*���

��� �������<������ ��+� ��� ���*�������� �������

3������(6����� ��� �� ��� 3��3� �*����������

���<�� ����� ��� ����/ *� �������� ���+ ���

����� �� ������� ��* ����� � ��� �����+����� ��

������������ ������ ��*����-����+3��/�*��

3��*�����������*�+��*���*�/����*�/-� � (.��

��*/� ���?3����������3� �-������ �����������

����* ��<�������������<�� ���-��33���*��

�������� �������( 6��*���<��* ������ ���<��

�+-�**�* �� ���������������*����*� ���-�����

+�*���� ��<���6�����!(

Neural network embedded elevator controlmodule is situated in the simulation program andallocates the both landing and car calls to suitablecar according to the control algorithm. Inverse-StopPassenger method was proposed by Al-Sharif [12].This module can continuously learn passengerarrival rate patterns throughout the day of theelevator system, and predict the passenger arrivalrates for each floor and destination in the building.In an elevator system, when a landing call isregistered at a given floor, the information the groupcontrol system receives is the floor identificationand desired direction of travel. The next stoppingfloor as the destination is not known. Theinformation could be used by the elevator controlalgorithm to send the best car to answer the landing

call. Conservative approaches can not provide suchflexibility and autonomous behavior. As a preferredembodiment of this technique, population behavioris modeled using neural network approach asdescribed by Rumelhart and McClelland [13].Artificial neural network application inidentification of vertical traffic pattern uses afeedforward neural network to perform this task[14]. Another neural network application in elevatorcontrol intends to be a new method using artificialneural networks to predict the response time of anelevator to a landing call.

2.1 The Structure of Artificial Neural Networks

1������������������<�� ��� � � ���������� ����

����/���� �+3���� ��*�������/�������������*(

.�� ��/��� ����< ��3��*����� �+� ������� ��

���-��������������� �������+3���� @!�A(1

�/3���� �+��������������������� �����������

� ��<���6������(.�� ������������� /��3���

��������� ��3�� ����*-/�<����� <����3� �����

��� ��� �?�������/ ���������� ��* ��������

�����<� �( .�� ���3�� �� � ������ � �� ��/

��+3���* -/ � ��� ������ +����3�������� �� ���

��3����*<����� ��*�**������������-��-�� ��

������������� 3��*����3�����������(1-��

� �����*�*����������� ������<�������������

�������� ��-���� �����+>���(.�� ����������

-� �� ��/ �����3�����* -/ �**��� �� �**�������

<����� ��������* �� L! �� ���� ������( .��

�**������� -�� ���+ �� � *����+��� ���

3�������� �������/�����������(.�� ����� �

-��������*� ������������� ���*����� ������

�**���� ������������������� �����������+

���������� ���� ���*���+���(

Feedforwardneural networks

Next arrivalfloor

Next destinationfloor

Number ofpassengers in car

Inverse-stoppassenger method

Next stopping floor

Executive program

Fig. 1. Overall diagram of an elevator control system

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18105

106

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

$�����"�"

1���� �� ��3�� �� -��� �33���* � �

��+��� �� � 3��3�����* ������� ���� ���� ��

���3��� ��������*(.�� ���3��� ������+3���*

���*� ���*���3�� ��*������� ������ ��+3���*

����������3��(.�������3���������%��������%

� � ���������� �������� �� ��� ��3�� �� �� ���

������ ���������������*��%��*���<����� �%

����� ����*����� � 4

�!�(

# ��� ��+��*������������/��������*�

��� ������ �� � ����������* ���3�� �% ���� � �

���������������������������3��� 4

���

<���� θ% �� ��� ���� ���* ����� ��� ��� ����������

������ ( ,+3������ ��� 3�����+���� ��+��*

��+3�������α� � �*��* ������/�������������

<���� +�� ��� +�**�� 3������ �� ��� �����

��+3��������/ �������(.����*����������� ��� ��

������������������������ *����+���*-/�=������

���(

.��3�� ����* / ��+���-��*�3��*��*�

��� 3��3� �-���� �����������3������� ����

��+-��������� ���*�����*� 3���+��������/(1

�/3����+������/�����������<��� �*��� � � ��

��3����*���3����/�� ������������*-/��+-��

�� ����� ��* �<� ��**�� ��/�� � *�3����* ��

6�����"(1������� ������+-������**����/��

+�/�+3������������>�������3����/(,����3�� ���

�� � ��������<����� <���������<��<������

��**�� ��/�� ���* ����������� ����* ��� -�

�������*( .�� ���<�� � �* ��������� �� �<�

��**�� ��/�� � ��� ��������� �� ��� ����� ��/

3������(.���� ��� �� ��� ���+���� ��*����+���

�����+-���������� �������������**����/�� (

.�� +� � � �* 3����*��� � �� ��/ ������

������������� (.��+3���������������>����� ���

��+-������*� ����**����/�� ���*��-������

�������+-������3����/����*� @!'A��*@!)A(

.�� *�����3+��� �� ���� ��� ������ ���<��

��=���� ��� �*���-����+���*������(

,� ����/ ��������* ������ ���<�� ���

��3�� �� ������<����� �� ���4 ��+-���� ���

���� ��+-�����3���*������� ��+-����*�<�

���*������� ��*���*�������� (.����**����/��

��� ��+3��������� ��/�� ��* ����/ ��������* ��

��3����/��(.���������*��������������� -��<���

�����3����*���3����/�� (&� ������+��������<

���<��* ���+ ��� ��3�� ��/�� �� ������3�� ��/��

������� �����**�� ��/�� (���� ��/����� � � ��

3���� ������+��������*������ @!�A(

.�� 3�����+ � � ��� +������/��

-��3��3�������+����*���*����+����������?�

��33��� ����� ��* ��������� ��� ���3�� -/

+����3�/��������3��+����?-/���<�����+����?

�� 3��*��� ��� ���3�� ������ ( .��� �� �� ���

����� ����3����M!N <���� �����������������3��

�� M�N( ,� ��+3��� ��� ���3�� <��� ��� *� ���*

���3�� ��*�����*�� � ���<����� (

6��(�(����������!�����������

∑=

=m

iijij wya

1

ji ≠

( )jjaje

y θα −−+=

1

1

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18106

107

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

����������������� ���������������������������������������������������������

Inputlayer

Outputlayer

First hiddenlayer

Second hiddenlayer

$%$�&�'��������!�������!����&�

6��*���<��*���������<�� ����� ��*/

� ����-��3��3���������������+ � ��� <�*��/

� �* ��* ���/ 3�3����( ,� 3����*� 3��*������

�����+�������*� / ��+����+����*��� ��������

+������/�����������<�� ������ -����33���*

�� ��� ������� �� �������� ���� ���������� @!A ��*

@!5A( ,� *�� ��� ���� ���*-�� ���������� -��

����� ��� -��3��3�����**����� ��������(.��

*������3���� �*���+�����3�������3����/��

<����� ��<��*��� 3�����+�*-/�����������+

�� +���+�>��� ��� =���� ����� -/ -��<��*

+���+���@��A��*@�!A(

I��3��3������� ������ ���<�� � ��

�?�+3��*�� �3���� �*����������*�33����-�����

��� +������/�� ������ ���<�� ��� �� ��� �*��

<�����3���+�����������/�� (.��������<���/��

������������ -��<�����3����/����*���3����/��

� ��<���6�����"(.�����+��*������������*��

��������� � �*<������-��3��3���������������

��������+� � �*�������������*���<��*���<��

<���� � �����*�* ��� ��� ��?� ��33��� �����

3��*������(

.��-��3��3���������������+� �� �-� �*

�������������>�**��������<������������� ���

���*���� �� ���* ��� *��3� � *� ���� *��������

�������� ��� �+���+�+ �� ��� ����� ������( ,�

��������� ��� � �������� �� ������3�� ��/�� ����

�������������������-�������������**��������

�����������(.�� �������� 3��*���<����� ���

+�*����*����*������*������+��� =����*�����

-��<���������������<�����3����*���*� ���*

���( .�� �������� ��������+ � �� ���������

��������+ �����*��� �� ��*��� ��� ����� �� ���

���3��( .�� �=����� �� ��3 �������* � �

�����< (

���3!4,�������>���������<����� �� +���

���*�+����� (.�� -��� ������<�� /++���/

��* �� ��� ���� ��� ���<�� *�� ��� -���+�

�������*-/���������� ��<����� (

���3�4133�/����3���������������3��

��/����* 3����/���*� ���*���<�����3�� (.��

��3�� ���-���<������������� �+3�� ���+�

�������� �� ��� -� 3�� ����* �/�������/ �����

<����� ��-���>�(

���3 "4 &�������� ��� ���<�� ���3�� -/

3�����+�������<��*������������/�� � ����= (

�!� ��* ��� �� ��������� ������3�� �� ��*���*���

������ (.�����3�� �������3����/�������� ���

+�*��=������������� 3��*�����+3����������

��3��������(

���3�41*�� � ���<����� �� ������<��

���<�/����+���+�>� ��������� �������� ���

��������+��������3����*� -/4

�"�

<���� �%� ���<��������+������*���%�����*�

� �������������<����� ���+���/ �� �� ����

!��3��������� �����������<���������� �� �

+�+����+ ����������� ��* � ���+���/ �� ��

�����*�(5��*<����4

���

6��("(������������������������������������ ���

)1()()1( +∆++=+ tweEygtwtw ijjjijij

)()1()1( twtwtw ijijij −+=+∆

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18107

108

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

$�����"�"

��*�� ����������%&����*�4

���

��������3����/�� ��*4

�'�

����������+�*������/��������(

���3�4:�3���-/����������3�(

.��+����*� �*������� ����� ��������+

����� ��<����������� ���3� �-����/��-����

�����������+���+�+�� ���*������-����*

���+�+���>������� ���*����������>�����(H�����

+����* ���� -��� ���� ��* �� 3��* �3

����������� ��+�( .<� �� ��� � ������� ���

����� ������+�+����+���+��*�������������

���+�����<������*�� �+����=������ (# ������

+����* ������<�����* �������<���-����+��

�����< ������ �� ��� ����� ������ ������ ����

� ������������+ �*��� �*�(

.���� ��� �� �3��-��+ �� �����+-����

��������3������� +���-���� ���� 3������ � ���

�-�����<������*��������*����������������

�����������*���(��+�+�*��������� �������������

��������+ ���* �� ������+� ��� � *���������� (

,����� ��� �����+-���� ��**�� ��/�� ��� �� �

�+3���������������>�*��3����/(

$%()�����������*���������

��*���������3���+���� ���-�+�*������

-��3��3���������������+<����+�/�+3������

3�����+������* ��������*�� �+��� ��<����� (

.��/ ������� ������ ��3 ��� <����� �3*���

3����*��� � ��������� �� �+3���� ��+3���������

3�<�� ��* �� �?3����� ����+��� �� ���

-��3��3���������������+����<���**����/�� (

1 �+3�� ������ �� �������� ��< ���� �+���+�

�� ��� ��+����� ������������ ����**��������

+�+����+���+(,�� ������+3�����/����3���

<�������������3���� ��*+������� ��� �+�

*�������� ��� <����� ��������� �� ����� ��-����/

�� ��� ��������( 6�� ��� ���� �������� ���� ���

��+-�����3��� <����� 3�����+�+����+���

-� �����6������(1+�+����+���+� �**�*��

3��*�3����������� ������*��� ��������(5

����� ��*/(

G������� ���� � ������� +�*���������

3���+�������-�� �*�������������+����<����

<����� ���������**������������������*-�� �*

� ����������������(.�� ������������ *��<�

�����*��� �� �3��� <��� ��� ���� +�+����+

3���+���� � ��<� �� 6����� �( .�������� ���

������������� �����(������������������<��(

1 ���-� ������+6������ ������ ��-�����

������ ��������������������*���+�+����+

�� ��*�� �� �� ��� �����������( F����� ��������

��������� +��������������� ��� -����������

��������� �����������(�+� �-�����*�* � <���

� +�+����+����� �����������(5(

$%+�������!�&��� ���

.��3���� ����������� ��<�� ��������(.����

��� ����� 3�� � �� ��������( ,� ��� � 3�� �

( )∑−−=j

jkkjjj wEyyE 1

Fig. 4. Modification parameters: (a) Momentum with constant learning rate (b) Learning rate withconstant momentum

(a) (b)

Momentum = 0.5

� �� �1j j j j jE y y y d�� � �

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18108

109

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

����������������� ���������������������������������������������������������

�3���� �*��������� � �*�������������<����

3��*��������?� ��33��������(.���������� ���

��� � 3�� ����* �� ������<�� ����� �� ����� ���

�������� ��3�� ���������� ��������3��� ��* ����

��� ����� �� ������3����*� � ��*��� ����� ���

���3� �*� ����*��������(.���������<����� ��*

��� ���� ���* ��� ���*�+�/ ��������* �� ���

-��������(1������*�������� �3�� �����������

<����� ���+�����3����/���������**����/����

������<�������?�*(,�3�� ��<� ������3����/��

��������<��� ��������*���+���������?� ����

����������( ,� 3�� � ����� ����� <����� �� ���

���3����/����������<�����3�����-�* ��*���

�� ������3�����+����� +�� ���*(.��<����� ���

���� +�*����* �� ��� *�������� �� �+3����*

3�����+����( B����� ���<�� �� -� ������*

<���������3���+���� 3������*��.�-��!<���

�+3��/�*(

I���� ������ �>��������������3������

�� � �3�� �3���������3��*���*-/�����������

3������ 3�����+( 1 �������� 3������ ��� � � ��

��������3��� ����3�� ��*���3�� (.����3�� ���

��� ���� �3 ��* ���*��� ���� ��* ��� *��������(

1�������3�� <��������*���*��� �������3��� (

.�� ���3�� ��� ��� ��?� ��33��� ����� ( 1

���+����*�����+������������ / ��+�������3

����� � ���� �����*��6������(1����3�����

�� �����*�������3��3� ����� ���-���*���

<�����������+-��������� (,� ��� ������ ���

�������� ��� ��� ��3�� ����* � -�?� �� ���

*�����+(,��**����� �-�����������*����� ����

���� � -��� �������� ��*����� � ���*��� ����

� ����* �� �� �������� ��* � <���� ��������

��*����� ����� ����*���*������� (

J��� ��� �*����� ���� +��� ��+-�� ��

��3 ��� �>� �� ��� �������� 3������ -���+�

�?���+��/�������-����������*+������/(.�� ��

*���*� ���*����������*���3� ������������/ ��*

��� ���� �� -����/ @!�A( .�� +�*��� � � �* ��

��� ��/ ��� ��3�������� ��* ��������� ���+ ��

-����/ �����+����� � ��<� �� 6����� � -/ �

3���� ���+�*�����������*�D-����/��*�(.��

������������<��������� ���/-����/*�������

��3�� ����������-�� ������������33�������� ��

.�-��!('�������������������� �����������

�������������� � �� � �

���������� ���� � �� ����������� ����������������

������� ��� ������� ������ � �����������

����������� � ������!�� "����#������ "����#�����

����������� � ������!� $������������ %������&������������

�����������������

'������� ��� �� �('������������ )���� �

������� ��� $������ *�������� +,-�

����������� "������� $������������� +,.�

����������� "������� "������������������� +,.�

����������������

'������� ��� $������ � �

6��(�(�����������������������!�� ���

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18109

110

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

$�����"�"

����� / ��+ (.�� ��3�� ��� � ��*�������� ���

��+3��������� ������ ���� ��/ �� �����>� ���

����������*���+3����+��������=�����/�����

����/ � ( .�� ���+ 3��+�� �� ��3�� ��� ���

����������� -/ � -����/ ��*� ��* ��*��� ���

=������/ ���� � �� �*�=���� <�/ �� 3����*��� �

�� ��� �������� ��* ��� ����/ � +��� �����-�� @5A

��*@!�A(

,���*�� �� ����� ��������� ���<�� ��-�

�-������������������?� ��33�������� ��� ����

3� �-��3������ �� ��-���������* ���*�����

��* ����*���������-�� �*�����-/�����������

3�����+(J������������������ �������� �����*

��� ��?� ��33��� ����� ����� 3��*��� �� ����

�+������� ��*����<���� ������ ������-�� ���

����(,���� �+3�����������*������ 6��(� M�N

��3�� ��� ��������*M!N��3�� ��� ����� ��-�

���� ����*(.���������������*���� *�3��* ��

�����+-���� ����� (.�� ��� �)*���� ��3�� ���

���������� �����?�"��3�� ��� ���*�����������!

���*�<���*!������3� �����?�)��3�� ��� ���

�3 ���*��� ���� �����*���� ��3�� ��� ��� �����

��* �����?�) ��3�� ��� ���*�<� ���*�������

��*����� �)*���� ��3�� ��� ������������*��?�

��33��� ����� ( .�� ���+�� � � �* �� ����

���?�-����/����*�����������������+-���������

*�������3�� ����(

������������3������<� ���*�+�/ ������*

��-���*����������<�� ���������������������

3������ <���*���<���(.�� ��� ������ ����3���

�� ��������( .�� ���<�� <� ������* ��� !���

�3��� ��������+��� =����*�����*�33�*-���<

�(�! ���� ��� 3�����+ ��3 @5A( 1���� !���

��������� ���+���+�+������*<��������� 3��*

�����+�*������+���+�>� ����������������*�����

*���(6��������������� ������������ ������������

��* ���+�*��-���+� <�� �(E��� ��� ��������

���� � ���� ����/ ���� ��* ��* ��� ������*

���<��� �� ��* ������<��� �+3��/�*�����

3��*������ �� ��� ��?� ��33��� ����� -/

��� �*����� <��� �� -��� ������ �� ���+��

�3�������+�*�(

$%,-����������!�&��� ���

,����������<�� ��������+����3������

� ������������ �������� ���������������������

-� �* ���*��� / ��+ (E����������� ����� �� ���

��*������ ����������>����� �-����/ ���� ��������

� ���<�� ��� ������* ��*+�/-� ����*�*-/

����/ ��33�������������� ��������+� -�������

�*�3�������������� � ���� (,�� *����������*�����

���3������ ��33���+�+���<���������� ����

�� � �� 3������ ��*����� ��� �>��� � ���<��

�������� ������*@!�A @!�A��*@!)A(

E����������� ����� <��� � ���<�� ��

������*������/���-� ��+�33���� ������*<���

��3����*���3��*��� -���� ���� �-����������

��* ���� ��� ����� 3������ �� ��� �������� ��(

E����������� ���-�*������**����� ��� ��������

����-/���� ������ � ��(E������*��� ����

-��� ������* �� � �3�����* ���� �������� ��*

�� ���� �- �� (,������ ����+�*� ������<���

��*��<��3�� ��*�����>� �����3�� ������������*

3������ �/ ������* ����������� ������*���3��

<���������������� <����� (

E����������� � ��*���* -/ ��+����� ���

��+-�� �� ������ �� +���+�+ ���� ��/

������ ��� ��� �������� �� �>� � ��� ��� �

����*����� �������� �� �*�����/ ��* ��3 ��������

-��������������������� (.����� �����*����� ��

<� � �*��+��������������>�����*�������������(

".F��G�H1.E:&EB.:EG�,�#G1.,EB

,� ��� ������ ��� �������� �������

�+��������?�+3��� ��� �*���*(1<�*��/� �*

+����*����������� / ��+3�����+����3��*������

� ���� ��� �+�������(.�� ���� ����/3��*���

� ��������� <����*� ���-� ���-����������

������� �����-�� ����� � ��� ������ �� / ��+

���*���(E�������+� �� ��������� <�������

� �* �� ��*/�������� / ��+3�����+���� � ���

������� <������ ��+� ����� ��� � ����������

*�+��*( ,���������*�+��*� 3��������� ���-�

����*-/*���*������3� ����������������-/���

���*���� ��3����/�� ��� / ��+ @�A(��+�������

��������� ����������� ������������*�+��*���

��� �+3����*������� / ��+(1� �����*�� ����

�+������� ��� �������<������ ��+� � �����*�*

��*���3�����+�������������������*-/*���*���

��� ������� <������ ��+� -/ ��� �������� ��

���+���>� ��(

(%.�&���������������� ���

.�� �+������� 3�����+ � �?�����* �� �

3 ��*�-���*���<��������� ��+-�� ����������

��� (.�� �+������<� <������-/ ���������(1

+�*���� ��� ���������� -���� �*� ��<� ��

6��(' � ��� ����< �� � �� 3�����++���

�?��� ��� +�*��������� ��* *�����* ���������

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18110

111

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

����������������� ���������������������������������������������������������

-��<��� +�*��� ��* *���-� � ( &����� �������

3�����++��� ������=�� ����-���� �* �� ���

�*��������� �� �����������*������ ��+3����(1��

��3�� ��������*�������*��/��*<�����������

� *������* ���� �� � 3��+3��*� �� ����������

��3�/(.��3�����3�� ������� �� ��� �+������ ���

��������� �+������3��"��� ��*!������ (

.�� ���� ������������� +�*��� � ��

����������� ������ ������� 3�����+<���� ����<

��� �������3��������*���*���������� / ��+��

-� �+�����*( .���� ��� <��� ������ ��������

��3������ ���� �*�� ���������<����-���*���(

,���� 3�����+����������*� ����� �������� 3��*

��+�����3�������*��� ��� ���*��� 3� �����

���� ��� ��+� ��� ��� ��-/� �� (1���� ���� ���

��������+�*���� �?�����*��-��-�������������

�����?� ��33�������� ��� ����3� �-��3������

�� ��-���������*���*����� ��* ����*�������

�� -� � �* �� ������ ���<�� +�*���( ,� ���

3�����+ ���*���<��* ������ ���<�� � � �* ��

��������������� �����-� ���� *�����*�/3����*

-/+��� ��<�����+����?(.�� ���<���� � ���

-��3��3�����������������������+�������������

���<��(

.�� ������� ����/ � ��* ������� +�*���

<���� � �+-�**�* �� ��� �+������� 3�����+

� ��� ������*������� ������������������ (.��

+�*���*���*� <���������-�*� 3�����*��<����

�����( ,� ��� ������� ����/ � ��* �������+�*���

����?�������� ��� �+3�� �3��������+�*�����*

� � �*���������<���� �-�+�*���� �����(1����

���� �-�+�*����� -���� �* ��� �?������� �

���������* �� *����+��� ��� ��?� 3�� � �� �

�+�������(.���?��������� �������� �������

�� ��� ������� ����/ � ��* ������� +�*���( ,�

�������� ���*�����*������� (.�������3����/

� ������*-/� �� (.�����������+�*���� ��

�-���������?� ��33�������� <����� �+3������

�� ��������������� ������ ( ,� ��� ��� � ��3 ���

���*������� ��*������� ��?������������� ��*

��?�*� ������������� ���*����+���*(.����+-��

��3� ����� �������� <������������������

�� �������������?�������������� *����+���*-/

+��� �� ,���� �����3 2� ����� +����* @!�A(

1���� �<� ��3 ��� ��?� ��33��� ����� ��� -�

*����+���*� ������*���<��*���������<�� (

.�����3���� �+�������� ���*� ���-�����

������ �����+� � ����-����� ��*���*��������(

.���� ��� ����3�� �3�����������* ���*���

���� �� -� � �* ����� -/ ��� �������� 3�����+(

2�����+���� ����������� ���� -��� �������* ��

3�� ������3� ������ ��(.��/�����*�����*���3

��+� ������� <������ ��+� ��* ��� ���+���>�*

/ ��+3�����+���� ������<���� ��� � �* ��� �

3�����+���� ��+3��� �� �� �������� �������

/ ��+ (

.�����<������� �+�������3�����+<����

�+3��/ -���������������$�3��?D.��3��?�������

��* ��� ������ ���<�� ��������+ � *�3����* ��

6�����'@5A(

(%$*���������������������������������

.��3�����+�����-������� ������������

/ ��+���-�*�����*��+��/<�/ (E��3� �-��

�-�������� ��+���+�>�����������<��������+�

<����� �����+�-��<����3� �����C ���������*

����/��������(.��3� �����<��������+�<���*

-����-� ���*�����������=�����/�� ����������

�� �� �����* �������� / ��+ ����* 3����*�( .�

�������������������<��������+������*��������

���* ���������*4

�)� Fig. 6. The flow chart of simulation program

−+

+++= 277.0

8.14.0

2)1(2

CC

P

L

PttSHtAWT psv

Lift configuration

Training module

Neuralnetworks

Traffic analysis &control module

Car allocation

Save the file

Performance calculation

Graphical output

Next stoppingfloors

- Building type- Population- Arrival rate- Interval- Number of floors- Number of cars- Car capacity- Door times- Contract speed

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18111

112

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

$�����"�"

<����'� �����+-����3� ����� �����������

�� ���+��� ���+���� �� � ��� �������� �� ����*

��3����/����� (� �������� ������ ������� ��

����?3����*��+-���� ��3 ��� ��� ����������

���� �� ��+� �� � ��33��� ��+� ��* �

� 3� �����

���� �����+���*)� �����+-������� <������

������������3(.������� ������ ���������*���

�?3����*��+-���� ��3 ���*����+���*-/+���

�� �+�������3�����+(.����+-����3� �����

�������� � ���������*-/+��� ��,���� �����3

2� �����+����*(

.�����+���>�* / ��+3�����+����������

� *�����* � ��� 3��������� �� ��� �+�����*

������� 3� ����� <������ ��+� *���*�* -/

���������*�3�3����������(.������������*�+��*

� *�����*� ������������������������*���*�*-/

���������*�33�����*������3����/(

��,�#G1.,EB:��#G.�

.� ���� ������ ��� �+3����+��� �-�����*

-/� ����������3�������<�������������<��

��� �+-�**�* ���� ��� $�3��?D.��3��? �������

��������+ �+������� ��� ������ ������ �����

�������������������*�+��*������������+3����*

$�3��?D.��3��? ������� / ��+ �,&��( .��

�+������� 3�����+ � �?�����* ��� � -���*���

<����3�3�������!���<���!������ ��������

<��� �������� ��3����/ �=��� �� ���� � � �* ��

���������<����-���*���(,���������*� ������

��?�* �� "(" + �������� 3��* !(� +D ( $���

�3������� ��+� � �� ����* <������� ��� ��+�

�(' �� ��*3� ����� ���� ��� ��+� � !(� �� (

��+������� ���3�� ���� ��3 ��� �����* �� ���

����* ���3 ��+� ��� �������� ��* ��� �������

3� ����� <������ ��+�( .�� 3�����+ ��� �� �

��'2& <��� � �I :1� ��'�I ���* *�

�������������( .�� ���+���>�* 3�����+����

������ <����� 3������������������*�+��*���

��+3���* <��� ����� ������� ������� ��������+

<������������?�* ��������3������/��+�* / ��+

�6�2.����*�����?�* ����������++�� �����

/ ��+ �6�&��� ������� ��������+( 6�� �

3�����+���� ��+3��� �� ��� �� ��� �� ����

�+�������3�����+�*��*����� �+����*�����

����-��� ��-��*(.�-������� ��� ��+3��� ��

�� ��� 3�����+���� ������ �� ��� ������� �������

��������+ ������+���>�*���+(�?� �����������

��������+ � ���*��* ���� �*�����+3��� ��

@5A��*@!�A(

.�� �+��������� ��� ��<�*���3��3� �*

+����*����*3����*����� �*���-���+3����+���

���������� ���+��� �����+����*� �+3��+����*

������������������� / ��+�����<��� �-���*���

���33�� ������� ���*����� (.�� ,&� ��< ��

�+3����+������������?�* ��������3������/��+�*

/ ��+�6�2.����*�����?�* ����������++��

����� / ��+�6�&������������������+ <������

����������*�+��*�?���* ��O(

��K21B�,EB�,B�1.�:,1G�F1B$G,B7

�P�.���

1���+���*7��*�*H�������17H� �����

���+������� ���*���� / ��+ � <�*��/� �*��

���?�-�� +������������ / ��+ ( $�� �� ���

������ ��� ��+3��?��/ �� +������������

�������+��� ���3��*<���������*��������� �*

���?�-����/ �� 17H / ��+ ( .�� *� ��� ��*

���������� �� 17H / ��+ ��� �����/ ��+3��?

-���� ��� ��� ���*�+�� ��* ��� �������+-��

�� �����-�� �������*( ./3�����/ ��� *� ��� ��

+������� ���*���� / ��+ � ��� 17H �����*�

*����+����������������������*�3�����/��� ���

����������<3������ �����+-����������� ��=����*

@��A(

.�-���(��������������������������������

/����������������012�����������������

012� �"/�"� �"3""� �3"�

�+� �.,4� �5,.� ��,.�

�+� ��,�� �4,�� .�,��

�+� �.,6� .�,�� 6�,��

�+� 6�,6� 66,-� 45,5�

.+� 56,6� 5�,5� -�,��

6+� ���,+� �+6,5� ���,��

4+� ���,-� ���,�� ���,��

5+� �4�,-� �6�,5� �.�,6�

-+� �+-,.� �-.,�� �65,��

�++� ��5,5� ��6,6� �-+,5�

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18112

113

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

����������������� ���������������������������������������������������������

The problem of AGV consists of the operationalcontrol strategies of dispatching and routing of aset of AGVs and can be solved by using a lot ofheuristic algorithms as Petri nets, fuzzy logic andneural networks. Hao and Lai [23] have describeda neural network approach for the AGV problemand proposed neural network models to performdispatching and routing tasks for the AGV underconditions of single or multiple vehicles which arebased on Kohonen’s self-organizing feature maps.Bostel et.al. have proposed a new navigationtechnique for AGV’s based on neural networks [24].

.��*� ���*3��� �����<���� ����������

����*+���+�/-����?�*����� �+���?�*�����

�� �� ��-�����/ �����( 6�?�* ����� �+3��� ���

�� ��������������?�*���������*������������>�*

��-�����3� �������������������� ���33�����*

�� ��� 3���� �����( ,� � � �������/ 17H

3�����++�* �� �����/ +������� �� <�� ��

3����� ��������3��*�����*�����������>�����

�������+���( ,� � �+���� <��� �������� <����

������ ��� 3� ����� ��* ���* ������� �

3��*�����*����������������������+���(

Vehicle travel time of AGV is a fundamentalparameter for solving various flexiblemanufacturing system design problems. Thefeedforward neural networks embedded systempresented in this paper possesses generality fortransportation systems. It is mostly used in elevatorengineering, but it could be used for single vehicleor multi vehicle AGV’s control up to 3 vehicles inflexible manufacturing systems, if it is adapted andgeneralized for fixed route path problem usingaverage waiting time and average travel timeconcepts as described in elevator traffic calculation.This control system could be applied the staticproduction environment where the product mix ormachine routings are assumed to be stable overtime. It can also be used to determine and estimatethe vehicle waiting times of AGV. It is believedthat the models can be applied to a number of call-a-ride cases, such as AGV travel.

'&EB&G#�,EB�

,� ��� 3�3�� ��� ������� �� � 3�����+

3��3����� ���*���<��*������ ���<�� �� -���

�����*���*(,��� -��� �����������������<������

��+� <���� *����� �������� 3�����+���� ���

*�<� ��� ��������/ ���� �� ��������� ���<��

�33���*����������������� / ��+ ��*����������

-����� �� ��� ��+3���* ��������������+����* (

,�����*����������/ �33����������������������3

������� / ��+��* ����������������<��������+�

-/ ������ ���� ��� 3� ����� ��* � ��� ����

*� ���-�������< (.�� / ��+�� ��� ��� ��<���

.�-�� � ��+3���* �� ��� � �-�����* ���+

������������ ������� ��������+ ( 1 !� �� ��O

�+3����+�����3�����+������ -����������*-/

� ������ ������=��(,����-�������*�*����-�����

�� ��� ��� ������* <��� ������ ���<�� ���

��+-���* <��� ������������ ������=�� ( E� ���

��������* ���+���*��<-���� ���+����* �

���� �� +����/ �33��� �� �3�3�� �������( ����

�� ������ �� ����*�*���*�<��3�� � ��*�3��*

��-���*�������3���/(.�� ������� / ��++�/

-��?3��*�*����������+������� ���*���� / ��+

��� � 17HC ������� 3��-��+ <��� � ��<

���� ��/ �������+��� (

����� ���!�����

.����� ����������++��� ������������

������������/����<��*��*(

7 REFERENCES

@!A �������� 1( � ��������� ��! ��

�������� ���������!�����������(B�<P��4

��������J���*,�� ����(

[2] Barney, G.C. Elevator traffic handbook.London: Spon Press, 2003.

@"A F� �( :�-��� �� I( �������� ����3

�3���� ��/ ������� � ��� ��>>/ �����(

����!��� ���������� �� �������� ��!

���������� ������� � !!(�(�( !55�(

@�A 2��< � :(J( .��+ �� .( F�<��� $(

���� ���!������������������������ ������

������� ��! ������� ������ ( ��������

���������/ � ��*( 7(&(I����/�( )��*��4

,1��2�-� !55� 3(�!5���'(

@�A Q�� R( $��� �( P� &( K������� G(

������������3������� / ��++�*�����-� �*

���-�����������*2�������(��������*���!#

�5����!�� 3(55S!��(

@'A &��� J(G( �� 1(.(2($/��+�� >����� ���

����������� �3���� ��/�������($��"����������

�� ������� #!�!55'� 3(!S!�(

@)A ������� ��G(+��������������� �����!��� �(

�����������������/!���*(1(G� �����(G��*��4

$���'��� ���� 3(�')��)�(

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18113

114

����������� ������������������������������������������� !�"�!!�

$�����"�"

@�A &�� 7($(�������������������������� ��

������� �� ��� � ���� �������( 2�$ .�� �

#����� ��/�������� ��� ,� ���������������

��*.��������/ ������ ��� #% !5)�(

[9] Imrak, C.E. Traffic analysis, design andsimulation of elevator systems. PhD Thesis,Istanbul Technical University, Istanbul,Turkey, 1996.

@!�A ,+�� &(�( I����/ 7(&(����������� ��

������ ��� ���� �� ������� �������(��������

���������/5 ��*(7(&(I����/� ,1��2�-�

G��*�� !55� 3(!���!��(

[11] Imrak, C.E., Ozkirim, M. The modeling andsimulation of elevator group control systemsfor public service buildings. Preprints the 3rd

IFAC Workshop DECOM-TT 2003, Istanbul,Turkey, June 2003, p. 159-164.

@!�A 1�������� G(:('��!�����������!� �� ����

������� ��������( 2�$ .�� � #����� ��/ ��

������ ��� ,� ������ �� ������� ��*

.��������/ ������ ��� #% !55�(

[13] Rumelhart, D.E., McClelland, J.L. Paralleldistributed processing. Vol. 1 and 2,Cambridge: MIT Pres, 1986.

@!�A �� 1(.(2( I��-� �(:( &��� J(G( G�� �(%(

�������� ������� ������� ���� ������ ��

������������������� ���(�����������������/

' ��*( 7(&(I����/�( G��*��4 ,1�� 2�-�

!55� 3(!���!"!(

@!�A �������� 1( $� �3��*� �(�(133��������

�� ���������� ������ ���<�� �� ���������

*� ��� �?3��� / ��+ ( �������� ,

���������� ���!55��" 3("')�")�(

@!'A %��� 1(7(�������� ������!��--�&�� ��

������� �� �������� ��������� ��!

�����������(G��*��4�,.2�� !55�(

@!)A G� -�� :(7( ����� ��� ��� �������

�����������( B�< P��4 &��3+�� ��* F���

2�- !55�(

@!�A 1��?��*�� B( &��� ��3���� H(

H� �����3���� 7()���&�����������������

����������!��� �(�����������������/���*(

7(&(I����/�(G��*��4 ,1��2�-� !5�� 3(

!�5(

[19] Rumelhart, D.E., Hinton, G.E., Williams, R.J.Learning representations by backpropagationerrors. Nature, 323 (1986), p. 533-536.

[20] Jovanovic, J., Krivokapic, Z. The applicationof an atypical neural networks whenquantifying the modeling of environmentalaspects. Strojniski vestnik - Journal ofMechanical Engineering, 52(2006)6, p. 392-403.

[21] Krivokapic, Z., Zogovic, V., Spaic, O. Usingneural networks to follow the wear of a S390twist drill. Strojniski vestnik - Journal ofMechanical Engineering, 52(2006)7-8, p.437-442.

[22] Koo, P-H., Jang, J. Vehicle travel time modelsfor AGV systems under various dispatchingrules. The International Journal of FlexibleManufacturing Systems, 14(2002), p. 249-261.

[23] Hao, G., Lai, K.K. Solving the AGV problemvia a self-organizing neural network. TheJournal of the Operational Research Society,47(1996), p. 1477-1493.

[24] Bostel, A.J., Gan, W.W., Sagar, V.K., See, C.H.Generation of optimal routes in a neuralnetwork based AGV controller. SecondInternational Conference on ‘IntelligentSystems Engineering’, Hamburg, Germany,September 1994, p. 165 -170.

Imrak.pmd 10. 04. 08, 14:18114