百度网盘官方网站,品牌推广营销方案,山西省网站建设制作,网站标题分隔符号一、系统架构设计
1.1 核心状态机模型
我们采用三重状态设计#xff1a; IDLE#xff08;待命状态#xff09; UP#xff08;上行状态#xff09; DOWN#xff08;下行状态#xff09;
状态转换触发条件#xff1a;
def update_state(self):if not self.has_req…一、系统架构设计
1.1 核心状态机模型
我们采用三重状态设计 IDLE待命状态 UP上行状态 DOWN下行状态
状态转换触发条件
def update_state(self):if not self.has_requests():self.direction Direction.IDLEelif self.current_floor 1:self.direction Direction.UPelif self.current_floor self.total_floors:self.direction Direction.DOWN
1.2 请求处理机制
采用双队列结构优化
class RequestQueue:def __init__(self):self.up_requests set() # 上行请求集合self.down_requests set() # 下行请求集合
二、核心算法实现
2.1 SCAN调度算法
电梯像扫描仪一样往返运动
def scan_algorithm(self):if self.direction Direction.UP:next_floors [f for f in range(self.current_floor1, self.total_floors1)]else:next_floors [f for f in range(self.current_floor-1, 0, -1)]for floor in next_floors:if self.should_stop(floor):return floor
2.2 多目标优化策略
考虑三个关键因素 等待时间权重0.4 能耗系数0.3 方向一致性0.3
三、性能优化方案
3.1 时间复杂度对比
算法最好情况最差情况FCFSO(1)O(n²)SCANO(n)O(n)SSTFO(nlogn)O(n²)
3.2 内存优化技巧
使用位图压缩请求记录
self.request_bitmap 0 # 32位整数存储请求def add_request(self, floor):self.request_bitmap | 1 floor
四、可视化系统实现
4.1 curses控制台渲染
分层绘制策略
def draw_floor(stdscr, floor, elevator_pos):color curses.COLOR_RED if floor elevator_pos else curses.COLOR_WHITEstdscr.addstr(12-floor, 0, f[{floor:2d}], curses.color_pair(color))
4.2 实时数据监控
关键指标展示 平均等待时间 请求处理率 电梯利用率
五、扩展应用场景
5.1 多电梯协同调度
class ElevatorGroup:def __init__(self, num):self.elevators [Elevator() for _ in range(num)]def dispatch(self, floor):return min(self.elevators, keylambda e: abs(e.current_floor - floor))
5.2 与物联网集成
通过MQTT协议对接
import paho.mqtt.client as mqttdef on_message(client, userdata, msg):floor int(msg.payload.decode())elevator.add_request(floor)
六、完整测试用例
import unittestclass TestElevator(unittest.TestCase):def test_emergency_stop(self):e Elevator()e.add_request(5, Direction.UP)e.handle_emergency()self.assertEqual(e.direction, Direction.IDLE)
七、项目部署指南 开发环境Python 3.10 生产部署 nohup python elevator_sim.py --floors 12 --speed 1.5 log.txt 监控命令 watch -n 1 cat log.txt | tail -n 20
