A Hybrid Metaheuristic for Efficient Elevator Zoning in Buildings with Sky Lobbies

Thumbnail Image

Files

master_Miller_Niko_2025.pdf (2.59 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-04-16

Department

Major/Subject

Applied Mathematics

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Mathematics and Operations Research

Language

en

Pages

96

Series

Abstract

This thesis studies the problem of optimal sky lobby placement in high-rise buildings – a central but previously unsystematized question in elevator system design. The problem is examined jointly with elevator zoning, and the thesis presents the first formal mathematical model that captures their joint structure. To solve the problem, a novel hybrid metaheuristic method is developed, combining simulated annealing for sky lobby placement with a hidden genes genetic algorithm for zoning the resulting building segments. The method is applied to an extensive computational study across a wide range of building parameters, enabling identification of general patterns in optimal solutions and challenging several prevailing design heuristics. The work establishes a systematic foundation for future research on elevator system design in high-rise buildings and opens numerous directions for extending the model to more complex real-world settings.

Tämä diplomityö tarkastelee korkeiden rakennusten yläodotustilojen (sky lobby) optimaalisen sijoittelun ongelmaa, joka on keskeinen mutta aiemmin järjestelmällisesti tutkimaton kysymys hissijärjestelmien suunnittelussa. Ongelmaa tarkastellaan yhdessä hissien vyöhyköinnin (zoning) kanssa, ja työssä esitetään ensimmäinen matemaattinen malli, joka huomioi näiden kahden rakenteen yhteisriippuvuuden. Ongelman ratkaisemiseksi kehitettiin uusi hybridimetaheuristiikka, joka yhdistää simuloidun jäähdytyksen yläodotustilojen sijoitteluun ja hidden genes -geneettisen algoritmin rakennussegmenttien hissien vyöhyköintiin. Menetelmää sovellettiin laajaan laskennalliseen tutkimukseen vaihtelevilla rakennusparametreilla, minkä ansiosta tunnistettiin yleisiä piirteitä optimaalisissa ratkaisuissa ja haastettiin useita vallitsevia suunnitteluheuristiikkoja. Työ luo systemaattisen perustan korkeiden rakennusten hissijärjestelmien suunnittelun jatkotutkimukselle ja tarjoaa lukuisia mahdollisuuksia mallin laajentamiseen monimutkaisempien rakennusasetelmien tarkasteluun.

Description

Supervisor

Oliveira, Fabricio

Thesis advisor

Ruokokoski, Mirko

Keywords

sky lobbies, elevator zoning, elevator system design, high-rise buildings, combinatorial optimization, metaheuristics, simulated annealing, genetic algorithm, hidden genes genetic algorithm

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202505203910

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI