电梯算法：按钮背后的复杂博弈

电梯算法的基本逻辑

电梯的调度算法远比表面看起来复杂。最简单的算法是SCAN，1961年获得专利。电梯从大厅出发，一路直达顶层，然后反向返回底层，沿途接送乘客。

• SCAN算法：电梯始终运行到最高层再折返。
• LOOK算法：电梯只运行到有请求的最高楼层后折返，更符合人们的预期。

多轿厢协调的挑战

当一栋楼有多部电梯时，如何分配乘客成为关键。最基础的系统中有一个中央调度器，负责将新请求分配给最近的电梯。

• 中央调度器根据电梯位置分配请求。
• 简单的“最近电梯”策略并非最优。

衡量电梯性能的指标

评估电梯算法好坏的核心指标是等待时间。常用的度量包括：

• 30秒内到达的比例。
• 90秒内到达的比例。
• 等待时间的分布（如p50、p90）。

人们通常不会记住平均等待时间，而是对“电梯迟迟不来”的极端情况（p90）印象深刻。

不同时段的客流模式

电梯的客流模式随时间变化显著：

• 早高峰：绝大多数客流是从大厅到高层。
• 晚高峰：客流方向相反，所有人离开大楼。
• 午餐时段：双向客流混合。
• 其他时段：楼层间穿梭的客流为主。

早高峰的等待统计通常最差。

更智能的RSR算法

Otis公司的RSR（相对系统响应）算法通过综合评分来分配电梯。评分越低，表示电梯越适合接单。

• 评分公式：ETA到接客点 + 轿厢负载惩罚 + 同向防聚集惩罚 - 方向匹配奖励 - 附近空闲奖励 - 低负载奖励。
• 防聚集惩罚：若另一部电梯已前往同一楼层同方向，则扣分。
• 空闲奖励：若电梯在呼叫楼层两层内空闲，则加分。

RSR每5秒重新优化一次分配。即使乘客已被分配给A电梯，若A遇到延误，系统可将其重新分配给B电梯。这种动态重优化是提升效率的关键。

LOOK与RSR的性能对比

通过模拟对比，结果出人意料：

• 在高流量时，LOOK算法反而优于RSR。当电梯始终满载且每层都停时，额外规则作用不大。
• 在小建筑或电梯数量少的场景中，LOOK也常胜出。
• 有时，保持简单反而更好。

另一个指标是行程时间（在电梯内的时长），但本文未深入探讨。

目的地派送系统的悖论

新型电梯采用目的地派送系统：乘客在楼层终端机上输入目标楼层，系统指定应乘坐哪部电梯。

• 优点：调度器提前知道所有乘客的目的地。
• 缺点：系统失去灵活性——乘客必须进入指定电梯，无法根据30秒后的实时状态调整。

模拟结果显示，在大多数情况下，传统上下按钮的等待时间优于目的地派送系统。只有在极高建筑（每梯组8部以上电梯）中，派送系统才可能胜出。

• 核心原因：每5秒的重优化步骤被派送系统的刚性约束破坏。
• 额外信息的价值被灵活性损失抵消。

交互式模拟与结论

文章提供了一个完整的模拟器，允许用户调整楼层数、电梯数、流量和算法（LOOK、RSR、目的地派送），实时观察等待时间分布。

• 模拟器支持早高峰、晚高峰、午餐、楼层间等模式。
• 可切换算法并观察30秒/90秒等待比例。

结论：电梯算法只是冰山一角。下次等电梯时，请记住：电梯听到了你的呼叫，只是它需要思考的事情太多了。

原标题：Elevators。 HN 原始发布时间：2026年7月31日星期五。当前记录为 905 分、223 条评论。

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