电梯调度算法结对编程作业

项目仓库地址：

https://z.gitee.cn/zgca/repos/zgca/elevator_arrange/blob/develop/

1、项目简介

本次项目以结对编程形式开发一套完整的电梯调度系统，核心目标是在多电梯、多楼层、高并发乘客请求场景下，实现“乘客等待时间最小化”与“电梯运行效率最大化”的平衡。团队由 3 人组成，技术栈选择 Python 作为核心开发语言，结合 Elevator-Saga 模拟器接口，构建了“优化版调度算法 + Web 可视化监控”的双层架构：

算法层：专注调度决策，不耦合展示逻辑；监控层：独立拉取数据，实时渲染状态。二者既可独立替换，又能高效协同。

2、PSP表格

项目开发前，我们通过 PSP 表格规划时间；开发后复盘实际耗时，明确时间差异根源。

模块需求	预计时间	实际时间	差异原因
需求分析	2h	2h	需求清晰（聚焦调度与可视化），仅需确认接口适配规则，无额外沟通成本。
架构与设计	3h	4h	新增“动态分区”与“预判调度”功能，需额外设计分区逻辑与高峰时段判定规则。
编码实现	5h	8h	原计划用基础 SCAN 算法，实际优化为“多维度评分派梯”，需额外实现评分模型与能耗计算。
测试调试	2h	8h	发现“高峰时段分区冲突”“乘客等待时间统计偏差”等问题，需针对性修复 。
重构与优化	3h	6h	为实现“算法与监控解耦”，重构数据交互逻辑，将“算法传数据”改为“监控拉数据”。
合并讨论	2h	6h	在实际中合并时，会出现主要针对GUI界面设计的大讨论，就需要在多个方案中抉择。
提交验收	1h	2h	远程仓库流水线测试需适配环境变量，调试接口兼容性花费额外时间。

• 差异分析：

  1.万事“开头第二步”难：需求分析通常不用花费太多时间，但是真正开始做就会考虑到，例如在架构与设计中，就曾针对如何更好调度以及结果如何呈现，出现了分歧，最终确定在助教老师的基础上补充功能实现。

  2.做起来跟想起来不一样：原本的计划是添加功能，其实在我们看来也就是加些判断函数，令其遵守规则即可，但实现过程中会出现难以想象的报错。

  3.不断讨论不断否认：讨论起来有时候会局限于自己思维，但是其实他人的有些意见会使得你觉得他的想法更好，就会不断地去改进自己的原本的算法和界面，时长就不自觉地增加。

 

3、核心架构：松耦合设计实现“可替换、可扩展”

为满足“算法与监控可独立替换”的需求，我们采用“数据分离 + 接口标准化”思路，分两版迭代实现解耦。

3.1. 初版：基础分离（数据暂存）

算法层：监听模拟器事件，将电梯状态、乘客信息暂存到本地字典。

监控层：定时读取该字典更新界面。

问题：监控依赖算法运行状态，无法独立启动。

3.2. 优化版：彻底解耦（监控主动拉取）

算法层：仅通过 OptimizedElevatorController 类调用模拟器接口控制电梯，不处理任何展示逻辑。

监控层：通过 WebMonitorSystem 类每秒轮询服务器，直接拉取原始数据，独立完成解析与渲染。

优势：算法可替换为 FCFS、LOOK 等其他实现；监控也可切换为 PyQt5 界面，只需保持“从服务器拉数据”的接口一致。

 

4、Web 监控系统：可视化 + 实时性双保障

4.1. 界面设计：三区布局，响应式适配

电梯状态区：卡片式展示编号、楼层、方向（↑/↓）、负载（3/10）、目标楼层列表，状态颜色标识。

统计面板区：实时显示总呼叫数、完成行程数、平均等待时间、各电梯能耗。

系统日志区：倒序事件日志，按 info/warning/error 分色，便于排查。

 

4.2. 技术实现：轻量 HTTP 服务 + 差异更新

后端：Python HTTPServer 提供 /（HTML）和 /api/data（JSON）接口。

前端：ElevatorMonitor 类每秒轮询，仅更新变化内容，减少 DOM 操作。

动画反馈：方向箭头脉冲、进度条加载，提升交互体验。

 

4.3. MVC 模式落地

Model：从模拟器拉取的原始状态数据；

View：HTML 元素动态生成；

Controller：ElevatorMonitor 负责数据处理与视图触发。

 

5、结对编程：“驾驶员-导航员-审核员”三人协作

在传统结对基础上，新增“审核员”角色，形成闭环：

• 驾驶员：编码实现（如评分计算）；
• 导航员：把控逻辑（如提醒考虑高峰场景）；
• 审核员：检查规范与边界（如满载派梯逻辑）。

每 2 小时轮换角色，确保全员深度参与。

 

协作亮点：

• 利用 GPT5 和豆包生成基础框架（如 HTML 结构），节省 50% 编码时间；
• 即时文档同步进度，避免重复开发；
• 三明治沟通法反馈：先肯定成果，再提“硬编码”等改进点，最后鼓励。

 

结对编程图片

 

6、项目收获与反思

通过结对编程能够认识到原来不同学科背景同学的思维方式，例如原来AI专业的明显更懂并且对解决这些问题的思考明显更为专业，更关注做什么；而非AI专业的更多的倾向于思考的是这个问题怎么去做，要用什么方法这样子。通过本次结对编程作业的完成，个人认为具备了以下几种能力：

• git的使用以及团队协作完成项目；
• 真正从生活中的需求出发来解决问题，从原本论文的理论创新思路转变为工程上思考的应用思路；
• GUI界面的设计以及与算法的对接。
• 与AI交流中更能专业地描述自己的需求，例如让其分模块为我们提供建议而不是整体生成后再去理解。

 

队友的博客地址如下：https://blog.csdn.net/m0_60143612/article/details/153918790