[软件工程学习笔记]结对项目---电梯调度（一）

本次结对项目小组成员：张永、吴盈盈

电梯调度问题的结对项目是周一的软件工程课上老师给布置的，由于一周中都有各自的事情要忙，我们把这个初步讨论思路的问题放到了周六，并用两个小时的时间讨论出了我们对这个问题的构想。

问题背景如下：

我们正在构建一个高大的办公楼，它有大约电梯配置如下：大厦有21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。

该大楼有21层，从地面0 ，1 ， ... 20 。地板0是地下停车场水平， 1楼是大堂的水平。大多数人走出大楼都要通过这2层。

功能分析：

这是一个电梯调度的程序，有四部电梯，当不同层的人有电梯请求的时候，应该有电梯来响应，也就是有电梯能够被请求者所用。为了能让乘客等的时间最短，选择合适的电梯就是最核心的问题了。

由于项目有对界面的要求，我们初步的将编程语言定为C#。

之后我们对这个项目提出了一个初步的构想。首先，永哥利用面向对象的思想提出了本次项目需要涉及的对象，它们分别是电梯（Elevator）、（人People）还有电梯调度中心（elevatorControlCenter），然后我们将这三个对象抽象成类，并根据各种情况为其添加属性。

一、所涉及的对象

（1）电梯Elevator：

说明：

本题设计到四部电梯，为每个电梯分配一个ID号，1、2、3、4；先不考虑的太过复杂，假设电梯的在每层停留的时间是相同的，根据当层的开门时间和电梯停留时间相加得到关门的时间；电梯的状态分为停止状态（0）和运行状态（1），若为停止状态则有停止楼层的属性，若是运行状态则分为上升（0）下降（1）；由于电梯内的空间对乘坐电梯的人数有限制，而电梯又对重量有限制，所以我们要对电梯进行双重条件封顶，当前人数和重量其中之一达到电梯限制都当做满员处理，每部电梯对人数和重量的要求都不同，所以分别为其设置人数和重量的上限的常量。

属性：

电梯ID ：elevatorID
开门时间：openTime
关门时间：closeTime

电梯状态：elevatorStatus

停在楼层：stopFloor

运行状态：runStatus上升下降up,down

当前人数：curPeople

当前重量：curWeight
目标楼层：goalFloors[]
乘客限制：PEOPLELIMIT
重量限制：WEIGHTLIMIT

停止电梯stopElevator()

（2）人People：

说明：

这里的“人”是指将要搭乘电梯的，以及将要走出电梯的人。人的状态分为上升（0）和下降（1），如上升中的电梯只能响应试图通过电梯上升的人发出的信号；人的体重的属性要处在45kg-120kg的区间内，平均值是70kg随机生成；另外人当前所在楼层和将要到达的楼层都要进行设置。

属性：

人的数量：peopleNum[]

人的状态：peopleStatus

体重：weight
所在楼层：peopleFloor
将要到达的楼层：goalFloor

（3）电梯调度中心elevatorControlCenter：

说明：

仅仅有电梯和人这两个对象是远远不够的，还应当设置一个调度中心对电梯进行调度，在此设计两个方法对电梯进行激活和调度，另外电梯停止是一个被动的属性，由电梯的运行状态和乘客将要到达的楼层产生，故把其放在了电梯的属性当中。

激活电梯activateElevator(elevatorID)

电梯调度 elevatorControl() （返回电梯的ID）

二、所涉及的方法：

1、初始状态：initElevator()

功能：生成四个电梯线程，设置初始状态

1、2、3、4号电梯：

电梯状态：elevatorStatus=0;

停在楼层：stopFloor=0;

当前人数：curPeople=0;

当前重量：curWeight=0
目标楼层：goalFloors[]=NULL;

2、随机产生乘客：initPeople( peopleStatus ,peopleFloor)

功能：根据提供的参数，体重随机产生。返回一个People对象。

3、电梯调度：elevatorControl()

功能：根据随机产生的乘客的相关属性对电梯进行调度。

激活电梯activateElevator(elevatorID)

人的数量：peopleNum>=1 电梯被激活，若电梯状态一致按序号从小到大的顺序被激活，如四部电梯都处于初始状态，则激活电梯1。若四部电梯有运行的有静止的，则根据电梯的运行状态、人所在的层数，以及要上要下等因素选择合适的电梯进行调度。在这里就用到了电梯的调度。电梯调度的相关算法也将在电梯调度的方法中写出。

电梯调度 elevatorControl()

电梯的调度与乘客的需求、电梯的当前状态还有调度所使用的电力有关。为了节约和方便着想，我们考虑到这样的一个原则：当需乘电梯的人数增加后，根据增加的人的状态，优先调度距离当前楼层最近的电梯（不包括反向运行中的），若在此相同条件下有不同状态的电梯，则优先调度正在向相同方向运行中的未满员电梯，其次调度静止的电梯，若都不满足条件则刷新运动状态继续找这两种状态。

对于电梯的状态我们考虑到以下几种：

（1）静止无人状态

说明：此状态类似于电梯的初始状态，唯一不同的是停在的楼层可以是0到20之前任意的数。

电梯状态：elevatorStatus=0;

停在楼层：stopFloor=0-20;

当前人数：curPeople=0;

当前重量：curWeight=0
目标楼层：goalFloors[]=NULL;

（2）未满员运行状态

说明：

电梯状态：elevatorStatus=1;

运行状态：runStatus=0/1;

当前人数：curPeople<PEOPLELIMIT;

当前重量：curWeight<WEIGHTLIMIT;
目标楼层：goalFloors[]={...};

（3）静止超载状态

说明：当前人数或当前重量其中之一超过电梯限制则发出超载警报，直至达到满员状态或未满员状态。

电梯状态：elevatorStatus=0;

停在楼层：stopFloor=0-20;

当前人数或当前重量：curPeople>PEOPLELIMIT||curWeight>WEIGHTLIMIT;
目标楼层：goalFloors[]={...};

（4）满员运行状态

说明：满员运行中的电梯不再接收任何外部信号，直到到达一定目标楼层使电梯变为未满员运行状态，或静止无人状态。

电梯状态：elevatorStatus=1;

运行状态：runStatus=0/1;

当前人数：curPeople=PEOPLELIMIT;

当前重量：curWeight=WEIGHTLIMIT;
目标楼层：goalFloors[]={...};

以上就是我们对这个问题的一些前期的设计，之后会把具体的方法实现出来。