I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  15 ,   No .   2 ,   J u ly   20 26 ,   p p .   291 ~ 3 0 5   I SS N:  2089 - 4864 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 1 5 . i 2 . pp 2 9 1 - 305          291       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   O pti m a lift   m o v e m en ba sed  on re st predi ction       S a t i s h   B .   A s h wa t h   N a r a y a n 1 ,   D e ek s hi t h a   A r a s a 1 R a ch a n a   M .   H u l l a m a n i 1 G a n e s h a   G a n i g a   C h a nn a b a s a p p a 1 R a j a t h   G uj j a r   R a v i p r a k a s h 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   D a y a n a n d a   S a g a r   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a   2 D a y a n a n d a   S a g a r   A c a d e my   o f   T e c h n o l o g y   a n d   M a n a g e me n t ,   B a n g a l o r e ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 0 ,   2 0 2 6   R ev i s ed   J u n   5 ,   2026   A cc ep ted   J u n   1 1 ,   2 0 2 6       Ex isti n g   e lev a to c o n tr o sy ste m in   o f f i c e   b u il d in g p r im a ril y   re l y   o n   re a c ti v e   sc h e d u li n g   stra teg ies   th a re sp o n d   o n ly   a f ter  p a ss e n g e r   re q u e sts   o c c u r,   lea d i n g   to   i n c re a se d   w a it in g   ti m e d u rin g   p e a k   traff ic   p e rio d s.   A lt h o u g h   re in f o rc e m e n lea rn in g   ( RL )   an d   d e e p   lea rn i n g   a p p r o a c h e h a v e   b e e n   e x p lo re d   f o in telli g e n t   e lev a to c o n tro l,   m a n y   e x isti n g   m e th o d re q u i re   h ig h   c o m p u tatio n a c o m p lex it y   a n d   larg e   train i n g   d a tas e ts,  li m it in g   th e ir   su it a b il it y   f o e m b e d d e d   e lev a to c o n tr o ll e rs  a n d   p ra c ti c a sm a rt - b u il d i n g   d e p lo y m e n t.   T o   a d d re ss   th is  g a p ,   th is  p a p e p r o p o se a   li g h tw e i g h p re d ictiv e   e lev a to c o n tro f ra m e w o rk   b a se d   o n   th e   e X trem e   g ra d ien b o o st in g   ( X G Bo o st)   m a c h in e   lea rn in g   a lg o rit h m   f o re st - f lo o p re d ictio n .   T h e   p ro p o se d   m e th o d   u se h isto ri c a tra ff ic  p a tt e rn a n d   tem p o ra fe a tu re to   p re d ict  f u tu re   d e m a n d   f lo o rs  a n d   p ro a c ti v e ly   re p o siti o n   i d le  e lev a to rs  b e f o re   p a ss e n g e re q u e sts  o c c u r.   A   c o m p re h e n siv e   si m u latio n   w a c o n d u c ted   f o r   m u lt ip le  o ff ice - b u il d i n g   c o n f ig u ra ti o n w it h   v a r y in g   n u m b e rs  o f   flo o rs  a n d   e lev a to rs  o v e o n e   y e a o f   o p e ra ti o n   u si n g   re a li stic  traf f ic  p a tt e rn s.  T h e   p ro p o se d   p re d ictiv e   stra teg y   w a c o m p a re d   w it h   a   c o n v e n ti o n a re a c ti v e   c o n tro a p p r o a c h .   Re su lt sh o w   th a th e   p ro p o se d   f ra m e w o r k   re d u c e c u m u lativ e   p a ss e n g e w a it in g   ti m e   b y   a p p ro x im a t e l y   1 1 % 2 2 % ,   with   larg e r   im p ro v e m e n ts  o b se rv e d   in   h ig h - rise   a n d   h ig h - traf f ic  s c e n a ri o s,  w h il e   m a in tain in g   c o m p a ra b le  e n e rg y   c o n su m p ti o n .   T h e   stu d y   d e m o n stra tes   th a li g h tw e ig h su p e rv ise d   m a c h in e   lea rn in g   c a n   p r o v id e   a n   e f fe c ti v e   a n d   c o m p u tatio n a ll y   e ff icie n so lu t io n   f o p re d ictiv e   e lev a to c o n tr o i n   e m b e d d e d   sm a rt - b u il d i n g   sy ste m s.   K ey w o r d s :   E lev ato r   o p ti m izatio n   E m b ed d ed   s y s te m s   Ma ch i n lear n i n g     P r ed ictiv m o v e m en t   S m ar t b u i ld in g s   S m ar t e le v ato r s   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Satis h   B .   A s h w at h   Nar a y an     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g Da y a n an d Sa g ar   C o lle g o f   E n g i n ee r in g   B an g alo r e,   I n d ia   E m ail:  s a tis h . as h w at h @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   E lev ato r   s y s te m s   p la y   f u n d a m en tal  r o le  in   m o d er n   m u lti - s to r e y   b u ild in g s   b y   e n ab lin g   ef f icie n t   v er tical  tr an s p o r tatio n   o f   p eo p le  an d   g o o d s .   A s   u r b an   en v ir o n m e n t s   in cr ea s i n g l y   r ely   o n   h i g h - r is e   in f r astru ct u r e,   ele v ato r   p er f o r m an ce   d ir ec tl y   in f l u en ce s   p as s e n g er   co m f o r t,  o p er atio n al  e f f icien c y ,   an d   o v er all  b u ild in g   f u n c tio n ali t y .   T h th eo r etica f o u n d atio n s   o f   elev a to r   tr af f ic  an al y s i s ,   p ass en g er   d em a n d   m o d elli n g ,   an d   p er f o r m a n ce   ev al u atio n   wer ex ten s i v el y   e s tab lis h ed   b y   B ar n e y   a n d   Al - Sh ar i f   [ 1 ] ,   w h o s w o r k   p r o v id es   th co r an al y tical  p r in cip les   g o v er n i n g   w aiti n g   ti m e,   h a n d lin g   ca p ac it y ,   an d   tr af f ic  b e h av io u r   in   ele v ato r   s y s te m s .   I n   ad d itio n ,   J etter   [ 2 ]   h ig h lig h ted   t h b r o ad er   ar ch itect u r al  an d   u r b an   s i g n if ic an ce   o f   ele v ato r s ,   d em o n s tr ati n g   h o w   v er t ical  tr an s p o r tatio n   tec h n o lo g ies   h a v s h ap ed   t h d ev elo p m en t   o f   m o d er n   citie s .   T h ese   s tu d ie s   e m p h as ize  th i m p o r tan ce   o f   ef f icien elev ato r   co n tr o s y s te m s   i n   co n te m p o r ar y   s m ar b u ild in g   in f r astru ct u r e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 291 - 3 0 5   292   P ass en g er   d e m an d   i n   o f f ice  b u ild in g s   e x h ib its   s tr o n g   te m p o r al  v ar iab ilit y   d r iv e n   b y   p r ed ictab le  h u m a n   ac ti v it y   p atter n s   s u c h   as  m o r n i n g   lo g i n   p er io d s ,   lu n ch   b r ea k s ,   an d   en d - of - d a y   d ep ar tu r es.  E m p ir ical   in v e s ti g atio n s   b y   K u u s i n en   et  a l .   [ 3 ]   d em o n s tr ated   th at  p ass e n g er   ar r iv als  f o ll o w   s to c h asti y et     ti m e - d ep en d en p at ter n s   in   m u lti - s to r e y   b u ild in g s ,   cr ea tin g   s ig n i f ican ch alle n g es  f o r   el ev ato r   s ch ed u lin g .   Si m i lar l y ,   P eter s   et   a l .   [ 4 ]   an al y ze d   p as s e n g er   d e m an d   ch ar ac ter is tic s   i n   m o d er n   o f f ice  b u ild in g s   an d   e m p h a s ized   th i m p o r ta n ce   o f   ac cu r atel y   m o d elli n g   te m p o r al  tr af f ic  p atter n s   f o r   ef f ec t iv e   elev ato r   p lan n i n g .   P er f o r m a n ce   a n al y s es  co n d u cted   b y   L ee   e a l .   [ 5 ]   s h o wed   th at  tr ad itio n al   r ea ctiv e lev ato r   d is p atch i n g   s tr ateg ie s   ten d   to   p er f o r m   p o o r ly   d u r in g   p ea k   tr af f ic  co n d itio n s ,   r esu lti n g   in   co n g es tio n   an d   in cr ea s ed   p ass en g er   w a iti n g   ti m es.  T o   i m p r o v tr af f ic  m o d elli n g   ac cu r ac y ,   Ma r k o s   a n d   Den ts o r as  [ 6 ]   p r o p o s ed   an   in te g r ated   m at h e m atica f r a m e w o r k   f o r   elev ato r   tr af f ic  a n al y s i s   t h at  en h a n ce s   d e m a n d   esti m a tio n   w h ile   m ai n tai n in g   co n v e n tio n al  r ea c tiv co n tr o l lo g ic.   T o   ad d r e s s   th li m ita tio n s   o f   co n v en t io n al  r ea ctiv co n tr o s tr ateg ies,  r esear ch er s   h av e   ex p lo r ed   v ar io u s   o p ti m iza tio n   an d   h e u r is tic  ap p r o ac h es  f o r   elev at o r   s ch ed u lin g .   A   co m p r eh e n s i v o v er v ie w   o f   h eu r i s tic  an d   o p ti m izatio n - b as ed   elev ato r   g r o u p   co n tr o tech n iq u e s   w a s   p r esen ted   b y   Gh ar b [ 7 ] ,   h ig h l ig h ti n g   b o th   th p o ten tial  i m p r o v e m e n ts   i n   s er v ice  ef f icie n c y   a n d   th s ca lab ilit y   c h alle n g e s   o f   s u ch   m et h o d s .   I n   th e   b r o ad e r   co n tex o f   s m ar b u il d in g   m a n ag e m e n t,  b u ild i n g   e n er g y   m an a g e m en s y s te m s   ( B E MSs)  h av b ee n   w id el y   ad o p ted   to   o p tim ize  H VAC  an d   li g h ti n g   o p er atio n s   w h ile  b alan c in g   en er g y   e f f ici en c y   a n d   o cc u p an t   co m f o r t.  Ho w ev er ,   th d y n a m ic  n a tu r o f   b u ild in g   en v ir o n m en ts ,   ag i n g   in f r as tr u c tu r e,   an d   co m p le x   in ter ac tio n s   a m o n g   s en s o r   d ata  o f ten   li m it  t h ef f ec ti v e n ess   o f   co n v e n tio n a co n tr o an d   an al y s i s   ap p r o ac h es,  m o tiv a tin g   th ad o p tio n   o f   ad v an ce d   in tell ig e n an d   d ata - d r iv en   m a n ag e m e n s tr ate g ie s   [ 8 ] .   Fu r th er m o r e C h a n   a n d   So   [ 9 ]   in tr o d u ce d   d y n a m ic  zo n i n g   s tr ate g ies  t h at   ad ap elev ato r   s er v ice  r e g io n s   ac co r d in g   to   r e al   ti m tr a f f ic  p atter n s ,   e n ab lin g   i m p r o v ed   p ass e n g er   d i s tr ib u tio n   ac r o s s   ele v ato r   g r o u p s .   Si m ilar l y ,   W u   a n d   Yan g   [ 1 0 ]   in v esti g ated   d ir e ctio n al  o p ti m izatio n   alg o r it h m s   f o r   elev ato r   s ch ed u li n g   in   co m p lex   tr a f f ic   s ce n ar io s ,   d e m o n s tr ati n g   i m p r o v ed   r esp o n s iv e n es s   u n d er   d is tr ib u ted   d e m an d   co n d itio n s .   W ith   th in cr ea s in g   a v ailab ilit y   o f   o p er atio n al  d ata  i n   s m ar t   b u ild in g s ,   m ac h in lear n i n g   t ec h n iq u es   h av e   also   b ee n   ap p lied   to   elev ato r   s y s te m s .   Al - S h ar if   e a l .   [ 1 1 ]   ap p lied   s u p er v is ed   l ea r n in g   m et h o d s   t esti m ate  tr af f ic  i n ten s it y   an d   p ass en g er   d e m a n d   ch ar ac ter is tics   in   b u ild in g s ,   e n ab lin g   d e m an d - a w ar co n tr o d ec is io n s .   Si m ilar l y ,   T alw a n d et  a l .   [ 1 2 ]   p r o p o s ed   m ac h i n lear n in g - b ased   m o d els  f o r   p r ed ictin g   elev ato r   ca p ac it y   an d   i m p r o v in g   s y s t e m   u tili za tio n .   Mo r r ec en tly ,   Sh et  a l .   [ 1 3 ]   d ev elo p ed   an   lo n g   s h o r t - ter m   m e m o r y   ( L ST M ) - b ased   d ee p   lear n in g   m o d el  f o r   p r ed ic tin g   s h o r t - ter m   ele v ato r   tr af f ic  f lo w ,   e n ab lin g   an ticip ato r y   ele v ato r   d is p atch   s tr ateg ie s .   R ein f o r ce m e n lear n i n g   ( R L )   h as  also   e m er g ed   as  p r o m i s in g   p ar ad ig m   f o r   elev ato r   g r o u p   co n tr o l   p r o b lem s .   E ar l y   w o r k   b y   C r it es  an d   B ar to   [ 1 4 ]   d em o n s tr ated   th at  m u lti - a g en R L   ca n   o u t p er f o r m   tr ad itio n a l   h eu r i s tic  d is p atch   s tr ateg ie s   b y   lear n i n g   o p ti m al  co n tr o p o licies  th r o u g h   in ter ac tio n   w it h   th e n v ir o n m e n t.   B u ild in g   u p o n   th i s   f o u n d atio n ,   W ei  et   a l .   [ 1 5 ]   a p p lied   d ee p   as y n c h r o n o u s   ac to r cr itic  lea r n in g   m et h o d s   f o r   elev ato r   g r o u p   co n tr o l,  ac h ie v in g   i m p r o v ed   p er f o r m a n ce   i n   co m p le x   tr a f f ic   s ce n ar io s .   Fu r t h er   r esear ch   b y   [ 1 6 ] - [ 1 8 ]   ex p lo r ed   ad v an ce d   R L   ap p r o ac h es   f o r   elev ato r   co n tr o l,  d em o n s tr ati n g   i m p r o v ed   ad ap ta b ilit y   at  th e   ex p en s o f   i n cr ea s ed   co m p u t atio n al  co m p lex i t y .   Si m ilar l y ,   W an   et  a l .   [ 1 9 ]   p r o p o s ed   tr af f ic - p atter n - a w ar d ee p   R L   s tr ate g ies  t h at  s ig n if ica n tl y   i m p r o v ed   ele v ato r   d is p atch   p er f o r m a n ce   u n d er   d y n a m ic  p ass e n g er   d em a n d   co n d itio n s .   P ar allel  to   s ch ed u li n g   o p ti m i za tio n ,   r esear ch er s   h av al s o   f o cu s ed   o n   i n te g r ati n g   ele v ato r s   in to   b r o ad e r   s m ar b u ild i n g   ec o s y s te m s .   Fo r   ex a m p le,   Min g   et   a l .   [ 2 0 ]   d ev elo p ed   an   in ter n et   of   t h i n g   b ased   elev ato r   m o n ito r i n g   s y s te m   to   im p r o v s y s te m   s a f et y   a n d   f au l d etec tio n   ca p ab ilit ies.  Si m ilar l y ,     Ku m ar   et  a l .   [ 2 1 ]   p r o p o s ed   an   i n ter n et   of   th i n g - en ab led   v er tical  tr a n s p o r s a f et y   s y s te m   u s i n g   d is tr ib u ted   s en s o r s   f o r   r ea l - ti m m o n ito r in g .   Dee p   lear n in g - b as ed   f a u lt  d etec tio n   f o r   elev ato r   co n tr o ca b in ets  w as   in v e s ti g ated   b y   C ao   et  a l .   [ 2 2 ] ,   en ab lin g   i m p r o v ed   p r ed ic tiv m ai n te n an ce   o f   ele v ato r   s y s te m s .   Fro m   a n   en er g y   e f f icie n c y   p er s p ec tiv e ,   T h eb u w e n et  a l .   [ 2 3 ]   s tu d ied   o p tim izatio n   s tr ate g ies  f o r   r ed u cin g   en er g y   co n s u m p tio n   in   v er tical  m o b il it y   s y s te m s   o f   h ig h - r is b u ild i n g s ,   w h ile  R a s h ed   et  a l .   [ 2 4 ]   d em o n s tr ated   th at   co n n ec ted   s m ar elev ato r   s y s te m s   ca n   s i m u lta n eo u s l y   r ed u ce   p ass en g er   w aiti n g   ti m an d   p o w er   co n s u m p tio n .   Fu r t h er m o r e,   Van   et  a l .   [ 2 5 ]   p r o p o s ed   an   in teg r ated   in t ellig e n elev a to r   d ev elo p m e n an d   m an a g e m e n t   f r a m e w o r k   th at  co m b in e s   m o n ito r in g ,   a n al y tics ,   an d   ad ap tiv co n tr o l f o r   s m ar t b u ild i n g   en v ir o n m en ts .   R ec en t   s t u d ies  h a v co n ti n u e d   to   ex p lo r p r ed ictiv an d   ar tif icia i n telli g en ce   ( AI ) - d r iv e n   e le v ato r   co n tr o s y s te m s .   Z h a n g   et  a l .   [ 2 6 ]   p r o p o s ed   tr an s f o r m er - b as ed   n eu r al  n et w o r k s   f o r   p r ed ictiv ele v ato r   g r o u p   co n tr o l,  d em o n s tr ati n g   i m p r o v ed   m o d ellin g   o f   te m p o r al  d em an d   p atter n s .   Si m ilar l y ,   Z h o u   et  a l .   [ 2 7 ]   a p p lied   s i m u lat io n - b ased   ad ap tiv o p t i m iz atio n   to   p ass en g er   f lo w   c o n tr o in   m etr o   s y s te m s ,   o f f er i n g   i n s i g h ts   t h at  ca n   b ex ten d ed   to   elev ato r   t r af f i m a n a g e m e n i n   lar g b u ild in g s .   A d d itio n a ll y ,   No h   [ 2 8 ]   p r o p o s ed   AI - b ased   n o n - co n tact  ele v ato r   s y s te m s   d esig n ed   to   i m p r o v u s er   s a f et y   an d   o p er atio n al  ef f icie n c y   i n   m o d er n   b u ild in g s .   Desp ite  th ese   e x te n s i v d ev el o p m e n ts   i n   elev ato r   s c h ed u li n g ,   o p ti m izatio n ,   an d   i n telli g e n co n tr o l,  m o s e x i s tin g   ap p r o ac h es  f o c u s   ei th er   o n   r ea ctiv e   d ec is io n - m a k i n g   af ter   p as s e n g er   r eq u est s   o cc u r   o r   o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Op tima l lift mo ve men t b a s ed   o n   r est p r ed ictio n   ( S a tis h   B .   A s h w a th   N a r a ya n )   293   co m p u tati o n all y   i n te n s i v R L   f r a m e w o r k s   th at  r eq u ir lar g tr ain in g   d atasets   a n d   s ig n i f i ca n co m p u ta tio n a l   r eso u r ce s .   C o n s eq u e n tl y ,   r elat iv el y   litt le  atte n tio n   h a s   b ee n   g iv e n   to   lig h t w e ig h s u p er v is e d   m ac h in lear n i n g   ap p r o ac h es  th at  o p tim ize  el ev ato r   p o s itio n in g   d u r in g   id le  p er io d s   th r o u g h   r est - f lo o r   p r ed ictio n .   Su ch   p r ed ictiv r ep o s itio n in g   s tr ate g ies  co u ld   s i g n i f ican tl y   r ed u c p ass en g er   w ai tin g   ti m es  w h ile  m ai n tai n in g   lo co m p u tatio n al  co m p le x it y   s u it ab le  f o r   em b ed d ed   elev ato r   co n tr o ller s .   T o   ad d r ess   th is   g ap ,   th is   p ap er   p r o p o s es  p r ed ictiv elev ato r   co n tr o f r a m e w o r k   b ased   o n   th e   eXtr e m g r ad ien b o o s ti n g   ( XGB o o s t)   m ac h i n lear n i n g   alg o r ith m   f o r   r est - f lo o r   p r ed ictio n .   T h p r o p o s ed   m et h o d   u s es  h i s to r ical  elev ato r   tr af f ic  d ata  an d   te m p o r al  f ea tu r es  to   p r ed ict  th m o s p r o b ab le  f u t u r d em a n d   f lo o r .   W h en   elev ato r s   b ec o m id le,   th e y   ar p r o ac tiv ely   r ep o s itio n ed   to   th p r ed icted   r est  f lo o r ,   th er eb y   r ed u cin g   th e x p ec ted   tr av el  d is tan ce   to   f u t u r p ass e n g er   ca lls .   T h s ig n if ica n ce   o f   t h i s   w o r k   lies   i n   d e m o n s tr ati n g   th a l ig h t w ei g h s u p er v is ed   m ac h i n lear n i n g   m o d el s   ca n   p r o v id p r ac tical  p r ed ictiv co n tr o f o r   elev ato r   s y s te m s   w it h o u th co m p u ta tio n al  o v er h ea d   o f   R L   ap p r o ac h es.  T h is   m a k e s   th p r o p o s ed   f r a m e w o r k   p ar ticu lar l y   s u itab le  f o r   e m b ed d ed   in ter n et   of   th i n g   elev ato r   co n tr o ller s   an d   r ec o n f ig u r ab le  s m ar b u ild i n g   s y s te m s ,   w h er ef f icien r ea l - ti m o p er atio n   an d   en er g y - e f f icie n v er tical  tr an s p o r tatio n   ar ess en tial r eq u ir e m en ts .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   E x p lain i n g   t h s tu d y   co m p ar e s   t w o   ele v ato r   co n tr o s tr ateg i es   r ea cti v b ase lin e   an d   a   p r ed ictiv e   co n tr o ap p r o ac h   to   o p tim i ze   elev ato r   m o v e m e n b y   m i n i m izi n g   p as s en g er   w ait  ti m e .   T h m et h o d o lo g y   co n s is ts   o f   co m p r eh e n s i v s i m u lat io n   ca p tu r i n g   r ea li s tic   o f f ice  b u ild i n g   tr af f ic  p atter n s   a n d   m ac h i n e   lear n in g   m o d el  u s ed   to   an ti cip ate  elev ato r   r est  f lo o r s   f o r   p r o ac tiv r ep o s itio n in g .   N   f lo o r s   in d ex ed   a s     = [ 0 , 1 , 2 , , 1 ] ,   elev ato r s ,   in d ex ed   as  = [ 1 , 2 , , ] .   P a s s e n g er   ca ll  r eq u est s   ar r iv as  ti m e - d ep en d en s to c h asti c   p r o ce s s   ( ) .   T h p ass en g er   ar r iv a r ate  at   ti m ,   w h er ( )   v ar ies   ac co r d in g   to   o f f ice  tr af f ic  p atter n s   ( m o r n i n g   r u s h ,   lu n c h ,   co f f ee   b r ea k s ,   an d   n o r m al  w o r k i n g   h o u r s ) .   E ac h   ca ll  r eq u est    at  tim   is   r ep r esen ted   as  = ( , , ) ,   th o r ig i n   f lo o r ,   ,   is   th d esti n atio n   f lo o r ,     is   t h e   r eq u est ti m e.     2 . 1 .     Rea c t iv elev a t o c o ntr o l si m ula t io n   At   an y   ti m ,   th s tate  o f   ele v ato r     is   d ef in ed   as  ( ) = ( ( ) , ( ) ) , ( ) is   th cu r r en t   f lo o r   p o s itio n   o f   elev ato r   ( ) { id le , m o v in g }   is   its   o p er atio n al  s ta te  u n d er   r ea ctiv co n tr o l,  elev ato r   ass i g n m e n is   p er f o r m ed   o n l y   af ter   ca ll  is   g e n er ated ,   w ith o u p r ed ictio n .   Fo r   ca ll  ,   th ass i g n ed   ele v ato r   j   is   s elec ted   as t h n ea r est a v ail ab le  elev ato r   g iv e n   b y   ( 1 ) :     j = a r g   min   ( )   ( 1 )     T h is   g r ee d y   d is ta n ce - b ased   allo ca tio n   en s u r es  m i n i m al  i m m ed iate  tr av el  d is ta n ce   b u t   d o es  n o ac co u n f o r   f u t u r d e m a n d .   P ass e n g er   w ait in g   ti m   f o r   r eq u est    is   d ef i n ed   as  t h ti m elap s ed   b et w ee n   ca ll g en er atio n   an d   ele v ato r   ar r iv al  at  th o r ig in   f lo o r   g iv e n   b y   ( 2 ):     = a r r   ( 2 )     w h er a r r   is   t h ar r iv al  ti m o f   el ev ato r   j   at  f lo o r   .   I n   th s i m u latio n - b ased   r ea ctiv b aseli n e,       is   m o d eled   as a   s t o ch asti v ar iab le  as g i v e n   in   ( 3 ) :     ( m i n , m ax )   ( 3 )     w it h   m i n = 10   s , m ax = 120   s   r ep r esen tin g   r ea lis tic  p ass en g er   w a iti n g   e x p er ien ce s   o b s er v ed   in   o f f ic e   b u ild in g s .   T h cu m u lati v w ai tin g   ti m o v er   th s i m u lat io n   h o r izo n     is   g i v e n   b y   ( 4 ) :     tot a l = ( ) = 1   ( 4 )     w h er ( )   is   th to tal  n u m b er   o f   p ass en g er   ca lls   d u r in g   p er io d   .   Fo r   ea ch   r eq u est  ,   th to tal  n u m b er   o f   f lo o r s   tr av er s ed   b y   elev a to r   j   is   g iv e n   b y   ( 5 ) :     = ( ) +   ( 5 )     af ter   s er v i n g   th r eq u e s t,  th e lev ato r   p o s itio n   is   u p d ated   as p er   ( 6 ) :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 291 - 3 0 5   294   ( + ) =   ( 6 )     An   elev ato r   j   is   co n s id er ed   i d le  at  f lo o r   x j ( t )   if   it  r em ai n s   s ta ti o n ar y   f o r   m o r th a n   p r e d ef in ed   th r es h o ld   = 30   s .   R ea cti v co n tr o d o es  n o t   o p ti m ize   id le  p o s itio n i n g ;   ele v ato r s   r e m ain   at  t h eir   l ast  s er v ed   d esti n atio n   u n til  n e w   r eq u e s ar r iv es.  T h r ea ctiv alg o r ith m   m o d els  ele v ato r   o p er atio n s   r esp o n d in g   to   ca lls   as  th e y   o cc u r   w i th o u p r ed ictio n   o r   p r o ac tiv r ep o s itio n in g .   P ass en g er   ar r iv al s   ar g en er a ted   b ased   o n   tim e - of - d a y   d ep en d en s to ch ast ic  r ates  r ef lecti n g   p ea k   o f f ice  p er io d s   s u ch   as  m o r n i n g   lo g in ,   lu n c h ,   an d   co f f ee   b r ea k s .   T h r ee   d if f er en s ce n ar io s   w er test ed   to   en s u r th v alid it y   o f   th s t u d y .   P ass en g er   tr ip   r eq u ests   ar s i m u lated   w it h   o r ig in   an d   d est in at io n   f lo o r s   alig n ed   w it h   t y p ical  o f f ice  m o v e m e n p atter n s   ( e. g . ,   b ase  f lo o r   t o   u p p er   f lo o r s   d u r in g   m o r n i n g   r u s h ) .   Fo r   ea ch   tr ip ,   th n ea r est  av ai lab le  elev ato r   is   a s s i g n ed .   W ait  ti m is   esti m ated   as  r an d o m   v ar iab le  b et w ee n   1 0 1 2 0   s ec o n d s   r ef lecti n g   t y p ica p as s en g er   ex p er ien ce .   E lev ato r   p o s itio n s   a n d   s ta tes  ar u p d ated   o v er   s i m u lated   o n e - y ea r   p er io d   o f   w o r k i n g   h o u r s ,   a n d   d etailed   tr ip   d ata  is   r ec o r d e d   f o r   an al y s i s .     2 . 2 .     P re dict iv e   elev a t o co nt ro l us ing   eXt re m g ra dient  bo o s t ing   T o   en h an ce   t h b aselin r ea c tiv co n tr o l,  p r ed ictiv co n tr o f r a m e w o r k   is   d ev elo p ed   lev er ag i n g   XGB o o s t,  g r ad ien b o o s ti n g   m ac h in lear n i n g   m o d el.   His to r ical  tr ip   d ata  g en er ate d   f r o m   t h r ea cti v e   s i m u lat io n   is   u s ed   to   tr ain   th m o d el.   Feat u r es  i n cl u d t e m p o r al  in f o r m atio n   ( h o u r ,   m in u te ,   an d   d ay   o f   w ee k ) ,   ca ll  an d   d esti n atio n   f lo o r s ,   p ass e n g er   co u n t,  an d   r ec o r d ed   w ait  ti m es.  T h m o d el  p r ed icts   th n e x elev a to r   r esti n g   f lo o r   ( n ex ca ll  f lo o r )   to   en ab le  p r o ac tiv r ep o s itio n in g   o f   elev ato r s   w h en   id le.   Du r in g   s i m u latio n ,   elev ato r   r est  f lo o r s   ar ch o s en   b ased   o n   XGB o o s t p r ed ictio n s ,   allo w i n g   elev ato r s   to   r ep o s itio n   s tr ateg icall y   to   f lo o r s   w it h   a n ticip ated   ca ll  r e q u ests .   r ep o s itio n i n g   p en alt y   ti m i s   i n co r p o r ated ,   s im u la tin g   co s o f   m o v i n g   elev ato r s   w it h o u p ass e n g er s .   C u m u lati v p as s en g er   w ait  ti m i s   t h p er f o r m a n ce   m etr ic  w h ic h   is   ca lcu lated   f o r   b o th   r ea ctiv an d   p r ed ictiv s tr ateg ie s .   Fo r   ea ch   ele v ato r   d ec is io n   ep o ch   ,   f ea tu r v ec to r   x ( )   is   co n s tr u cted   f r o m   h is to r ical  an d   te m p o r al  d ata.   T h f ea tu r s et  in clu d e s   x ( ) = [ ( ) ,   ( ) ,   ( ) ,   ˉ ( Δ : ) ,   ˉ ( Δ : ) ,   ( ) ]   ( )   is   h o u r   o f   d a y ,   ( )   is   m i n u te  o f   h o u r   ( )   is   d a y   o f   w ee k ,   ˉ ( Δ : )   is   m ea n   p ass e n g er   w ai ti m o v er   s lid in g   w i n d o w   Δ ˉ ( Δ : )   is   th m ea n   p ass en g er   co u n t,  ( )   is   cu r r en f lo o r   p o s itio n   o f   elev ato r   .   T h e   s lid in g   w in d o w   Δ   ca p tu r es  s h o r t - ter m   tr af f ic  d y n a m ics.  L et  ( )   d en o te  th o p tim al  r est  f lo o r   in f er r ed   f r o m   h i s to r ical  d ata,   d ef i n ed   a s   t h f lo o r   w h er t h n ex t   p ass en g er   r eq u e s o cc u r s   o r   w h er d e m an d   d e n s it y   i s   h ig h e s t.  T h p r ed ictiv task   i s   f o r m u lated   as a   m u lt i - cla s s   cla s s i f icatio n   p r o b lem   g iv e n   b y   ( 7 ) :       : x ( ) ( )   ( 7 )     w h er ( )   is   t h XGB o o s t   m o d el   p ar am e ter ized   b y   .   T h XGBo o s class i f ier   r ep r esen t s   t h p r ed ictio n   as   an   ad d itiv en s e m b le  o f   d ec is i o n   tr ee s   g i v en   b y   ( 8 ) :     ̂ ( ) = a r g   ma x   = 1 ( x ( ) )   ( 8 )     w h er e :       is   th n u m b er   o f   tr ee s .     tr e e   is   r eg r ess io n   tr ee   m ap p in g   f e atu r es to   class   s co r es.   T h tr ain in g   o b j ec tiv m in i m i ze s   th r eg u lar ized   lo s s   as  g i v en   b y   ( 9 ) :     ( ) = ( ( ) , ̂ ( ) ) + Ω ( = 1 )   ( 9 )     w h er Ω ( )   is   g iv e n   b y   ( 10 ) :     Ω ( ) = + 1 2 2   ( 1 0 )     w h e n   elev ato r   j   b ec o m es id le  a t ti m t ,   th p r ed icted   r est f lo o r   is   g i v en   b y   ( 1 1 ) .     ( ) = ( x ( ) )   ( 1 1 )     T h elev ato r   is   p r o ac tiv el y   r ep o s itio n ed   to   ( )   b ef o r n e w   p as s e n g er   r eq u es ts   ar r iv e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Op tima l lift mo ve men t b a s ed   o n   r est p r ed ictio n   ( S a tis h   B .   A s h w a th   N a r a ya n )   295   Fo r   f u t u r p ass en g er   r eq u est   = ( , , ) ,   th ex p ec ted   w ait in g   ti m u n d er   p r ed ictiv co n tr o is   g iv e n   b y   ( 1 2 ) :     ̂ = ( )   ( 1 2 )     w h er e :     ( )   is   th r est  f lo o r   o f   th as s i g n ed   elev ato r   p r io r   to   r eq u est ar r iv al .       is   av er ag tr a v el  ti m p er   f lo o r .   C o m p ar ed   to   r ea ctiv co n tr o l,   w h er th e lev ato r   r e m ai n s   a its   p r ev io u s   d esti n atio n   ,   p r ed ictiv co n tr o m i n i m izes t h w aiti n g   ti m as  g i v en   i n   ( 13 ) .     [ ̂ ] < [ ]   ( 1 3 )     2 . 3 .     Si m ula t io n a nd   e v a lua t io n   B o th   co n tr o s tr ateg ies  ar ev alu ated   o v er   th s a m tr ip   d ataset.   Ke y   p er f o r m an ce   i n d icato r s   in clu d e   r ed u ctio n   in   av er a g an d   cu m u lati v p ass e n g er   w aiti n g   ti m es.  Vis u al izatio n   o f   i n s ta n ta n e o u s   an d   cu m u lati v w ait   ti m es  f ac il itates  co m p ar ativ a n al y s i s ,   h i g h li g h tin g   t h ad v an ta g es   o f   i n co r p o r a tin g   m ac h in e   lear n i n g - b ased   p r ed ictiv r est f lo o r   s elec tio n   in   ele v ato r   co n tr o l s y s te m s .       3.   DE S I G N   3 . 1   E lev a t o s y s t e m   a rc hite ct ure   T h o v er all  d esig n   o f   th p r o p o s ed   elev ato r   co n tr o f r am e w o r k   co n s is ts   o f   t w o   p ar all el  co n tr o s tr ateg ie s r ea cti v co n tr o a n d   p r ed ictiv co n tr o l i m p le m en ted   w it h i n   u n if ied   s i m u lat io n   en v ir o n m e n to   en ab le  f air   an d   q u an titat iv c o m p ar is o n .   B o th   s tr ateg ies  o p er ate  u n d er   id en tical  p ass en g e r   d em an d   p atter n s ,   elev ato r   co n f i g u r atio n s ,   an d   en er g y   m o d els ,   d i f f er i n g   o n l y   i n   th eir   d ec is io n - m a k i n g   lo g ic  d u r in g   id le  p er io d s .   T h elev ato r   s y s te m   i s   m o d eled   f o r   b u ild in g   w it h   f l o o r s   an d   M   elev ato r s   o p er ati n g   d u r i n g   w o r k i n g   h o u r s .   E ac h   elev ato r   m ai n tai n s   s tate  d ef in ed   b y   its   cu r r en f lo o r   p o s itio n   an d   o p e r a tio n al  m o d e   ( id le  o r   m o v i n g ) .   P ass e n g er   r e q u ests   ar g e n er ated   as  ti m e - d ep en d en s to ch a s tic  e v en t s   an d   ar ch ar ac ter ized   b y   th eir   o r ig in   f lo o r ,   d esti n at io n   f lo o r ,   an d   r eq u es ti m e.   E lev ato r   m o v e m e n t s   ar u p d ated   at  d is cr ete  o n e - m i n u te  i n ter v als,  a n d   all  o p er a tio n al  ev e n t s   ar lo g g ed   f o r   s u b s eq u en t p er f o r m a n ce   e v alu a ti o n .   T h e   ch o ice  o f   t h XGB o o s alg o r ith m   f o r   r est - f lo o r   p r ed i ctio n   is   m o ti v ated   b y   its   s u it ab ilit y   f o r   s tr u ct u r ed   tab u lar   d atasets   a n d   its   co m p u tatio n al  e f f icie n c y   i n   r ea l - t i m d ec is io n   s y s te m s .   E lev ato r   tr af f ic  d ata   p r im ar il y   co n s is t s   o f   te m p o r al  an d   o p er atio n al  f ea tu r es  s u c h   as  ti m o f   d a y ,   d a y   o f   w ee k ,   p ass e n g er     co u n t,  a n d   elev ato r   p o s itio n ,   w h ic h   ar w ell  s u i ted   f o r   t r ee - b ased   en s e m b le  lear n in g   m et h o d s .   Gr ad ien t   b o o s tin g   tec h n iq u es,  p ar ticu l ar l y   XGB o o s t,  h av b ee n   s h o w n   to   ac h iev h ig h   p r ed ictiv p er f o r m an ce   o n   s tr u ct u r ed   d atasets   d u to   th eir   ab ilit y   to   m o d el  n o n li n ea r   f e atu r in ter ac tio n s   an d   h a n d le  h eter o g e n eo u s   d ata   ef f icien tl y   [ 29 ] .   C o m p ar e d   w ith   d ee p   le a r n in g   m o d els  s u ch   as   L S T M   n etw o r k s ,   XG B o o s t   r eq u i r es   s ig n if ic a n tly   lo w er   co m p u tati o n a r es o u r ce s   an d   tr a in in g   d ata   w h ile  m ain tain i n g   s tr o n g   p r e d i ctiv e   p er f o r m an ce   f o r   s t r u ctu r e d   d at ase ts .   L S T M - b ase d   ap p r o a ch es  a r e   ty p ic ally   m o r ap p r o p r iat f o r   c o n tin u o u s   s e q u en ti al  d at s u ch   as  ti me - s er i es   s ig n als ,   b u t   th ey   in t r o d u ce   h ig h e r   in f e r en c e   l aten cy   an d   c o m p u tati o n a l   c o m p lex i ty   th at   m ay   n o b e   s u itab le   f o r   em b ed d e d   el ev at o r   c o n tr o l le r s   [ 3 0 ] ,   [3 1 ].   R L   ap p r o ac h es  h a v also   b ee n   w id el y   s t u d ied   f o r   elev at o r   g r o u p   co n tr o p r o b lem s .   Ho w e v er ,     RL - b ased   s o l u tio n s   o f ten   r eq u ir ex te n s iv tr ain i n g   ep is o d es,  lar g s tate  s p ac es,  a n d   co n ti n u o u s   e x p lo r atio n   d u r in g   d ep lo y m e n t,  w h ic h   ca n   b d if f ic u lt  to   i m p le m e n in   s af et y - cr it ical  elev ato r   s y s te m s   [ 3 2 ] .   I n   co n tr ast,  th p r o p o s ed   s u p er v is ed   lear n in g   ap p r o a ch   en ab les  o f f l in m o d el  tr ain i n g   an d   lig h t w ei g h r ea l - ti m e   in f er en ce ,   m a k i n g   it  m o r p r ac tical  f o r   d ep lo y m e n t in   e m b e d d ed   b u ild in g   co n tr o l s y s te m s .   T h er ef o r e,   XGB o o s p r o v id es  an   e f f ec tiv b ala n ce   b et wee n   p r ed ictio n   ac cu r ac y ,   co m p u tat io n al  ef f icien c y ,   a n d   d ep lo y m e n t   f e asib ilit y ,   m a k i n g   it  s u itab le  f o r   p r ed ictiv r est - f lo o r   co n tr o in   s m ar b u i ld in g   en v ir o n m e n t s .     3 . 2 .     Rea c t iv co ntr o l st ra t eg y   In   th r ea ctiv co n tr o s tr ateg y ,   elev ato r   d is p atch   d ec is io n s   ar m ad o n l y   af ter   p ass en g er   r eq u est  is   g e n er ate d .   Up o n   th ar r i v al  o f   r eq u est,  t h s y s te m   a s s i g n s   th n ea r est a v ailab le  ele v ato r   b ased   o n   ab s o lu te   f lo o r   d is tan ce .   Du r i n g   id le  p er io d s ,   elev ato r s   r em a in   s tatio n ar y   at  t h eir   last   s er v ed   d esti n atio n   w i th o u an y   p r o ac tiv r ep o s itio n in g .   P ass e n g er   w aiti n g   t i m a n d   en er g y   co n s u m p tio n   ar co m p u ted   f o r   ea ch   r eq u est  u s i n g   p r ed ef in ed   s to ch a s tic  a n d   d eter m in is tic  m o d els,  r esp ec ti v e l y .   T h is   r ea cti v s tr ate g y   s er v es  a s   th b ase lin e   s y s te m ,   r ep r esen tin g   co n v e n ti o n al  elev ato r   g r o u p   co n tr o w i th o u t p r ed ictiv i n tell ig e n ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 291 - 3 0 5   296   3 . 3 .     P re dict iv e   co ntr o l st ra t eg y   T h p r e d ictiv co n tr o f r a m e w o r k   a u g m e n t s   th b aseli n s y s te m   b y   i n tr o d u ci n g   p r o ac tiv r est - f lo o r   r ep o s itio n in g   d u r i n g   id le  p er io d s .   W h en   a n   elev a to r   b ec o m es  id le,   m ac h i n lear n in g   m o d el  p r ed icts   th e   m o s li k el y   f u tu r d e m a n d   lo ca tio n ,   r ef er r ed   to   as  th e   r est   f lo o r ,   u s in g   h is to r ical  tr af f ic   d ata  an d   tem p o r al   f ea t u r es.  T h p r ed icted   r est  f lo o r   is   tr ea ted   as  co n tr o co m m an d ,   p r o m p tin g   t h elev a t o r   to   r ep o s itio n   its el f   in   an t icip atio n   o f   f u tu r p as s e n g er   r eq u es ts .   T h p r ed ictio n   m o d u le   is   i m p l e m en ted   u s in g   a n   XGB o o s m u lti - clas s   clas s i f ier   tr ain ed   o n   h is to r ical   elev ato r   o p er atio n   d ata.   I n p u f ea t u r es  i n cl u d ti m e - of - d ay   in d icato r s ,   d a y - of - w ee k   in f o r m atio n ,   r ec en t   s lid in g - w i n d o w   s tat is tic s   o f   p ass en g er   w ai tin g   ti m es,  p ass en g er   co u n t s ,   en er g y   co n s u m p tio n ,   an d   cu r r en t   elev ato r   p o s itio n .   T h m o d el  o u tp u ts   p r ed icted   r est  f lo o r   co r r esp o n d in g   to   th h ig h est  e x p ec ted   n ea r - f u t u r d em a n d .   E lev a to r   r ep o s itio n i n g   is   e x ec u ted   o n l y   d u r i n g   i d le  p er io d s ,   en s u r i n g   t h at  o n g o in g   s er v ice  i s   n o t   d is r u p ted .     3 . 4 .     I nte g ra t io n o c o ntr o l lo g ic   B o th   co n tr o s tr ate g ies   s h ar e   th s a m p ass e n g er   ar r iv al  p r o ce s s ,   elev ato r   as s ig n m e n r u les  u p o n   r eq u est  ar r iv al.   T h s o le  d is tin ctio n   lie s   i n   id le - s ta te  b eh av io r u n d er   r ea ctiv e   co n tr o l ,   elev ato r s   r e m ai n   s tatio n ar y ,   w h er ea s   u n d er   p r ed ictiv co n tr o l,  id le  ele v ato r s   ar ac tiv el y   r ep o s itio n ed   b ase d   o n   lear n ed   d e m a n d   p atter n s .   T h is   d esig n   ch o ice  i s o lates  th e f f ec o f   r est - f lo o r   p r ed ictio n ,   en ab lin g   d ir ec an d   in ter p r etab le   co m p ar is o n   b et w ee n   r ea cti v an d   p r ed ictiv s tr ateg ie s .     3 . 5 .     P er f o rm a nce  ev a lua t io n   des ig n   S y s te m   p er f o r m a n ce   is   e v al u a ted   u s i n g   t w o   p r i m ar y   m etr ics cu m u lati v p ass e n g er   w aiti n g   ti m a n d   to tal  elev ato r   en er g y   co n s u m p tio n   o v er   th s i m u latio n   h o r iz o n .   P ass en g er   w ai tin g   ti m is   m ea s u r ed   f r o m   th e   in s ta n t a   r eq u es t is  g en er ate d   t o   th ar r iv al  o f   t h ass ig n ed   el ev ato r ,   w h ile  e n er g y   co n s u m p tio n   is   co m p u ted   as  f u n ctio n   o f   elev ato r   tr av el  d is tan ce   an d   p ass en g er   lo ad .   T h co m p ar is o n   o b j ec tiv ex p licitl y   m i n i m izes   cu m u lat iv w ai tin g   ti m u n d e r   p r ed ictiv co n tr o w h ile  en f o r cin g   an   e n er g y   n eu tr ali t y   c o n s tr ain r elativ to   th r ea ctiv b asel in e.     3 . 6 .     Desig r a t io na le   T h e   p r o p o s ed   d esig n   e m p h a s izes  p r ac ticalit y   a n d   s ca lab i lit y .   U n li k RL b ased   ap p r o ac h es  t h a t   r eq u ir co m p le x   s tate  r ep r esen tatio n s   an d   o n li n ex p lo r atio n ,   th p r ed ictiv f r a m e w o r k   r elies  o n   s u p er v is ed   lear n in g   w it h   o f f l in tr ain in g   an d   lig h t w ei g h r ea l - ti m in f e r en ce .   B y   f o cu s i n g   o n   r est - f lo o r   p r ed ictio n   r ath er   th an   f u ll  d is p atch   o p ti m iza tio n ,   th s y s te m   ac h ie v e s   s ig n i f ican r ed u ctio n s   in   p ass e n g er   w aiti n g   ti m w it h   m i n i m al  co m p u tatio n al  o v er h ea d   an d   w it h o u r eq u ir in g   ad d itio n al  s e n s i n g   in f r astr u ct u r e.   T h is   m ak e s   th e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   w ell  s u ited   f o r   r ea l - w o r ld   d ep lo y m e n t i n   o f f ice  b u ild in g s   w i th   p r ed icta b le  tr af f ic  p atter n s .     3 . 7 .     Alg o rit h m   p s eudo co de   T h e   p s eu d o co d u s e d   f o r   im p l e m en tin g   t h p r ed ictiv co n tr o l is g i v e n   in   A l g o r ith m   1 .     A l g o r ith m   1 .   R ea cti v e   an d   p r ed ictiv elev a to r   co n tr o w it h   r est - f lo o r   p r ed ictio n   I n p u t     Nu m b er   o f   f lo o r s     Nu m b er   o f   ele v ato r s     Si m u latio n   h o r izo n     P ass en g er   ar r iv al  r ate  f u n ct io n ( )     E n er g y   m o d el  p ar a m eter s ,     T r ain ed   XGB o o s m o d el:  ( )     Sli d in g   w i n d o w   s ize:  Δ   Ou tp u t     C u m u lati v w aiti n g   ti m ( R ea ctiv e) wa i t     C u m u lati v w aiti n g   ti m ( P r e d ictiv e) wa i t   I n itializatio n   1.   Set e lev ato r   p o s i tio n s   ( 0 ) = 0 { 1 , , }   2.   Set e lev ato r   s tate s   ( 0 ) = id le   3.   I n itialize  c u m u lat iv m etr ics wa i t = 0 , wa i t = 0   4.   I n itialize  h is to r ical  f ea t u r b u f f er s   f o r   s lid in g   w i n d o w   Δ     Gen er ate  s et  o f   p ass e n g er   r eq u ests   ( t)   u s i n g   t h ti m e - d ep en d en t a r r iv al  r ate  λ( t) .     Fo r   ea ch   elev ato r   j   1   to   M :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Op tima l lift mo ve men t b a s ed   o n   r est p r ed ictio n   ( S a tis h   B .   A s h w a th   N a r a ya n )   297   -   I f   elev ato r   j   is   id le:   a.   C o n s tr u ct  t h f ea t u r v ec to r   x ( t)   f r o m   h i s to r ical  an d   te m p o r al   d ata.   b.   P r ed ict  th o p tim al  r est  f lo o r   r j ( t)   f θ( x ( t) ) .   c.   Mo v elev ato r   j   to   th p r ed icted   r est f lo o r   r j ( t) .   d.   Up d ate  th elev ato r   p o s itio n   x j ( t)   r j ( t) .      Fo r   ea ch   p ass en g er   r eq u est  i   = ( o i d i t i )   in   ( t) :   -   Ass i g n   th ele v ato r     j   ar g   m i n j   | x j ( t)   −  o i |.     -   Sa m p le  t h r ea ctiv w ait in g   ti m W i ᴿ ~   U n i f o r m ( 1 0 ,   1 2 0 ) .   -   C o m p u te  th p r ed ictiv w ai tin g   ti m W i   | r j ⁎( t ⁻)   −  o i |   ·   τ f .   -   Up d ate  cu m u lati v w aiti n g   ti m es:    ᴿ   =    ᴿ   +    ᴿ ,    =      +    .   -   C o m p u te  th to tal  tr a v el  d is ta n ce   D i   | x j ( t)   −  o i |   | d i   −  o i |.   -   Up d ate  th elev ato r   p o s i tio n   x j ( t)   d i .     Up d ate  h is to r ical  f ea t u r b u f f e r s .     3 . 8 .     Si m ula t io p a ra m et er s   T h s i m u latio n   f r a m e w o r k   i s   d esi g n ed   to   e m u late  e lev ato r   o p er atio n s   in   a n   o f f ice   b u ild in g   en v ir o n m e n t,  ca p tu r i n g   k e y   p ar a m eter s   r eq u ir ed   to   r ea lis tical l y   m o d el  ele v ato r   p er f o r m an c o v er   an   ex te n d ed   o p er atio n al  h o r izo n .   T h d ata   g iv i n   [ 33 ] ,   [ 3 4 ]   w as  u s ed   as  r ef er en ce   to   p r o v id d ata  o f   eith er   1 0   o r   2 0   f lo o r s ,   s er v iced   b y   3 ,   4 ,   o r   6   elev ato r s ,   w it h   ea c h   ele v ato r   h av i n g   m a x i m u m   p as s en g er   ca p ac it y   o f   1 2   p er s o n s   p er   tr ip .   T h s i m u lati o n   s p an s   f u ll  ca le n d ar   y ea r ,   f r o m   J an u ar y   1   to   Dec e m b er   3 1 ,   w it h   ele v ato r   ac tiv it y   r es tr icted   to   s ta n d ar d   w o r k in g   h o u r s ,   n a m el y   Mo n d ay   th r o u g h   Frid a y ,   0 9 :0 0   to   1 7 :0 0 .   T h s y s te m   ev o lv e s   in   d i s cr ete  ti m s tep s   o f   o n m in u te,   allo w i n g   f in e - g r ai n ed   te m p o r al  a n al y s is   o f   elev ato r   b eh av io u r   an d   p ass en g er   d e m a n d .   W h ile  th s i m u latio n   f r a m e w o r k   ca p t u r es  r ea lis t ic  o f f ice - b u ild i n g   tr af f ic  p atter n s ,   th e   p ass en g er   d em a n d   d ata  u s ed   in   t h i s   s t u d y   is   s y n th et icall y   g e n er ated   b ased   o n   p r o b a b ilis tic  m o d els  d er iv ed   f r o m   p r io r   s tu d ie s   an d   p u b licl y   a v ailab le   d atasets .   S y n t h etic  d ata  en ab les  co n tr o lled   ex p er i m e n tatio n   an d   r ep r o d u cib le   ev alu a tio n   ac r o s s   d i f f er e n b u ild in g   co n f i g u r atio n s h o w e v er ,   it  m a y   n o f u l l y   ca p t u r th v ar iab ilit y   a n d   u n p r ed ictab ilit y   o f   r ea l - w o r ld   elev ato r   u s a g e.   I n   r ea b u ild in g s ,   p ass e n g er   tr af f ic  p atter n s   m a y   b in f l u en c ed   b y   f ac to r s   s u c h   as  b u ild in g   o cc u p an c y   v ar iatio n s ,   s p ec ial  ev e n t s ,   m e etin g   s c h ed u le s ,   an d   s ea s o n al   ch an g es  t h at  ar d i f f ic u lt  to   f u ll y   r ep r ese n i n   s y n t h etic  m o d el s .   C o n s eq u e n t l y ,   th g e n er ated   p ass en g er   d em an d   p atter n s   m a y   i n tr o d u ce   d is tr ib u tio n al  b ias,   p o ten tiall y   a f f ec ti n g   t h g en er aliza tio n   o f   t h p r ed ictiv m o d el  w h en   d ep lo y ed   in   r ea l e le v a to r   s y s te m s .   Nev er th e less ,   t h s y n th etic  d a taset  u s ed   in   th is   s t u d y   w a s   d esig n ed   to   clo s el y   e m u la te  t y p i ca o f f ice - b u ild in g   tr af f ic  c h ar ac ter is tic s   r ep o r te d   in   th liter at u r e,   in c lu d in g   ti m e - d ep en d en ar r iv al   r ates  an d   r ea lis tic   p ass en g er   m o v e m e n p atter n s .   T h is   ap p r o ac h   en ab les  s y s t e m atic  e v alu a tio n   o f   ele v ato r   co n tr o s tr ate g ie s   u n d er   co n tr o lled   co n d itio n s   wh ile  m ain tain in g   r ea s o n ab le  r e alis m .   P ass en g er   ar r iv als   ar m o d elle d   as  ti m e - v ar y i n g   s to ch a s tic  p r o ce s s es  to   r e f lect  r ea li s tic  o f f ice  tr af f ic   p atter n s .   Du r i n g   t h m o r n i n g   lo g in   p er io d   ( 0 8 :3 0 0 9 :3 0 ) ,   p ass e n g er   ar r iv als  r an g f r o m   5   to   1 5   p ass en g er s   p er   m in u te,   r ep r ese n ti n g   co n ce n tr ated   i n g r ess   i n to   t h b u ild in g .   L u n c h   h o u r s   ( 1 2 :3 0 1 3 :3 0 )   g en er ate  m o d er ate  d e m a n d   le v els  o f   3   to   8   p ass en g er s   p er   m in u te,   wh ile  co f f ee   b r ea k s ,   o cc u r r in g   t w ice  d ail y   ( 1 0 :3 0 1 1 :3 0   an d   1 4 :3 0 1 5 :3 0 ) ,   ex h i b it  ar r iv al  r ates  b etw ee n   2   an d   6   p ass en g er s   p er   m in u te.   Ou ts id th ese  p ea k   in ter v a ls ,   t y p ical  o f f ice  h o u r s   ex p er ien ce   lo w er   d e m an d ,   w it h   ar r iv al  r ates  r an g in g   f r o m   1   to   3   p ass en g er s   p er   m i n u te.   T r ip   g en er atio n   i s   s t r u ctu r ed   to   e m u late  r ea lis tic  e m p lo y ee   m o v e m en t,  in cl u d i n g   f r eq u e n tr av el   b et w ee n   th g r o u n d   f lo o r   an d   o f f ice  le v el s ,   as  w ell  as  v is i ts   t o   th ca f eter ia  lo ca ted   o n   th t o p   f lo o r .   E lev a to r   t r i p   ch ar ac t e r is ti cs  ar f u r th e r   r ef in e d   b y   ass ig n in g   o r ig in   an d   d est in ati o n   f l o o r s   b ase d   o n   tim e - d ep en d en t   m o v em en d i s tr i b u ti o n s   co n s is ten w ith   o f f ice   u s ag p a tte r n s .   E ac h   tr ip   ca r r i es  r an d o m ly   d et e r m in ed   n u m b er   o f   p ass en g er s   b etw ee n   1   an d   4 ,   w h ile  p as s en g er   w aitin g   tim es  a r e   s am p led   f r o m   u n if o r m   d is t r i b u ti o n   b e tw ee n   1 0   an d   1 2 0   s ec o n d s ,   r ep r es en tin g   ty p ical   d elay s   en c o u n te r e d   in   elev at o r   s y s tem s .   A ll  ele v ato r s   ar in itialized   at   th g r o u n d   f lo o r   at  th s tar o f   th s i m u latio n .   E lev a to r   p o s itio n s   ar co n tin u o u s l y   tr ac k ed ,   a n d   id le   co u n ter s   r ec o r d   th d u r atio n   f o r   w h ich   ea ch   e lev ato r   r e m ain s   s tat io n ar y .   T h ese   id le  s tati s tics   i n f o r m   r est - f lo o r   b eh av io u r   d u r i n g   p er io d s   o f   in ac ti v it y .   P ass e n g er   r eq u es ts   ar s er v ed   u s i n g   a   p r o x i m it y - b a s ed   ass i g n m e n s tr ateg y ,   w h er eb y   th ele v ato r   clo s est  to   th r eq u est  o r ig in   f lo o r   is   s elec ted   to   m i n i m ize  r esp o n s ti m e.   T h r o u g h o u th s i m u lat io n ,   co m p r eh en s i v d ata  lo g g i n g   is   p er f o r m ed .   E ac h   elev a to r   tr ip   is   r ec o r d ed   in   C SV  f o r m at,   ca p tu r in g   t h ti m es ta m p ,   elev ato r   id en ti f ier ,   o r ig i n   a n d   d esti n atio n   f lo o r s ,   p ass en g er   co u n t,  w ai tin g   ti m e,   an d   id le  f lo o r   s tatu s .   T h is   d etailed   d ataset  f o r m s   t h b asis   f o r   tr ain in g   an d   ev alu a tin g   t h p r o p o s ed   p r ed i ctiv ele v ato r   co n tr o m o d els.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 291 - 3 0 5   298   Fig u r 1   illu s tr ates  t h ti m s er ies  o f   p ass en g er   ca ll  v o lu m es  o v er   r e p r esen tativ w o r k d ay   i n   th e   s i m u lated   b u ild in g .   T h v er ti ca ax is   d e n o tes  t h n u m b er   o f   elev ato r   ca lls   r e g is ter ed   p er   m in u te,   w h ile  t h e   h o r izo n tal  a x is   r ep r esen ts   t h w o r k d a y   ti m eli n e.   Dis tin c s u r g es  i n   ca ll  f r eq u e n c y   ar o b s er v ed   d u r in g   k n o wn   p ea k   p er io d s .   p r o n o u n ce d   s p ik o cc u r s   s h o r tl y   a f ter   0 9 :0 0 ,   co r r esp o n d in g   to   th e   m o r n in g   lo g i n   i n ter v a l,   f o llo w ed   b y   g r ad u al  d ec lin to   lo w er   b aselin e.   A d d itio n a in cr ea s es  ar ev id en d u r i n g   th lu n ch   h o u r   an d   m id - a f ter n o o n   co f f ee   b r ea k s ,   r ef lecti n g   t y p ical  p atter n s   o f   i n tr a - b u ild in g   m o v e m e n t.  Ou ts id th e s p ea k   in ter v a ls ,   ca ll  v o lu m es  s tab ili z at  co m p ar ativ el y   lo w er   lev e l s ,   co n f ir m in g   th a th s i m u late d   d em an d   p r o f iles   clo s el y   ali g n   w it h   ex p ec ted   o f f ice  b u ild i n g   tr af f ic  b eh a v io u r .           Fig u r 1 P ass en g er   ca ll  v o lu m o v er   ti m e       T h is   e m p ir ical  ca ll  ar r iv al  p atter n   u n d er s co r es  th i m p o r ta n ce   o f   d y n a m ic  ele v ato r   s ch e d u lin g ,   as  h ig h   v o lu m e s   o f   s i m u l tan eo u s   p ass e n g er   r eq u e s ts   d u r in g   p ea k   p er io d s   ca n   ea s i l y   o v er wh el m   co n v en tio n al  r ea ctiv co n tr o s tr ateg ies.  S u ch   co n d it io n s   lead   to   p r o lo n g ed   p ass e n g er   w aiti n g   ti m es  a n d   in e f f icien u tili za t io n   o f   e lev ato r   r eso u r ce s .   C o n s eq u e n tl y ,   ac c u r atel y   ca p tu r in g   an d   m o d ellin g   t h e s te m p o r al  tr af f ic   f l u ctu a tio n s   i s   ess en tial  f o r   th d esig n ,   ev alu a tio n ,   an d   v a lid atio n   o f   co n tr o alg o r ith m s   th at  ca n   an ticip ate   d em a n d   an d   p r o ac tiv el y   o p ti m ize  elev ato r   s e r v ice  p er f o r m a n ce .   Fig u r 2   p r esen t s   t h cu m u la tiv d u r atio n   f o r   w h ic h   ele v a to r s   r e m ai n   id le  at  ea c h   f lo o r   o v er   th e   en tire   s i m u latio n   p er io d .   T h r esu lt s   r ev ea p r o n o u n ce d   i m b alan ce   in   id le - ti m d is tr ib u tio n   ac r o s s   f lo o r s .   E lev ato r   in ac ti v it y   i s   h ea v il y   co n ce n tr ated   at  th g r o u n d   f lo o r   ( f lo o r   0 )   an d   th to p   f lo o r   ( f lo o r   2 0 ) ,   w h er ea s   in ter m ed iate  f lo o r s   ex h ib it  s u b s tan tial l y   lo w er   id le  d u r atio n s .   No tab l y ,   th to p   f lo o r   ac co u n t s   f o r   th h i g h est   p r o p o r tio n   o f   to tal  ele v ato r   id le  ti m e,   f o llo w ed   clo s e l y   b y   t h e   g r o u n d   f lo o r   an d   t h p e n u lti m ate   f lo o r .   T h is   u n e v e n   d is tr ib u tio n   in d icate s   t h at  r ea cti v co n tr o s tr ate g ies  i m p licitl y   b ia s   ele v ato r   r esti n g   p o s itio n s   to w ar d   ter m i n al  f lo o r s ,   leav i n g   lar g p o r tio n s   o f   t h b u ild i n g   u n d er r ep r esen ted   d u r in g   id le  p er io d s .   Su c h   b eh a v io u r   co n tr ib u tes  to   d ela y ed   r esp o n s ti m es  f o r   ca lls   o r i g i n ati n g   f r o m   i n ter m ed iate  f lo o r s   an d   h ig h li g h ts   th e   n ee d   f o r   p r ed ictiv r est - f lo o r   p o s itio n in g   s tr ate g ies to   ac h iev m o r b alan ce d   elev ato r   av ailab ili t y .   T h e   id le - f lo o r   i m b ala n ce   o b s er v ed   in   F i g u r 2   d ir ec tly   in f o r m s   t h d esi g n   o f   t h p r o p o s ed   p r ed ictiv e   co n tr o alg o r ith m .   U n d er   r ea ctiv co n tr o l,  elev ato r s   i m p licit l y   ad o p ter m i n al  f lo o r s   as  r e s tin g   p o s itio n s   d u e   to   th ab s en ce   o f   p r o ac tiv r ep o s itio n in g   lo g ic,   lead in g   to   co n ce n tr ated   id le  ti m e s   at  t h g r o u n d   an d   to p   f lo o r s .   A lg o r it h m   1   ad d r ess es  th is   li m ita tio n   b y   ex p lici tl y   i n tr o d u cin g   r est - f lo o r   p r ed ictio n   as  co n tr o l   d ec is io n ,   w h ic h   is   ac t iv ated   wh en e v er   an   ele v ato r   en ter s   a n   i d le  s tate.   I n s tead   o f   r em a in i n g   s tatio n a r y   at  th last   s er v ed   d e s tin at io n ,   id le  elev ato r s   ar e   r ep o s i tio n ed   to   p r ed icted   r est  f lo o r s   b ased   o n   h is to r ical  tr af f ic  p atter n s   an d   te m p o r al  f ea tu r es.  T h is   d esig n   ch o ice  en ab les  th e   co n tr o ller   to   r ed is tr ib u te  elev ato r   av ailab ilit y   ac r o s s   f lo o r s   in   an ticip atio n   o f   f u t u r d e m an d ,   th er eb y   r ed u ci n g   r esp o n s d elay s   f o r   ca lls   o r ig in ati n g   f r o m   n o n - ter m in al  f lo o r s .   B y   e m b ed d in g   r est - f lo o r   p r ed ictio n   w it h i n   th e   id le - s tate  lo g ic  o f   A l g o r ith m   1 ,   th p r o p o s ed   f r am e w o r k   tr an s f o r m s   id le  tim f r o m   p a s s i v s tate  in to   a n   o p p o r tu n it y   f o r   p r o ac ti v o p tim izatio n ,   d ir ec tl y   tar g et in g   t h in ef f icie n cie s   id en ti f ied   i n   th r ea ctiv b aselin e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864       Op tima l lift mo ve men t b a s ed   o n   r est p r ed ictio n   ( S a tis h   B .   A s h w a th   N a r a ya n )   299       Fig u r 2 .   E lev ato r   id le  ti m p er   f lo o r       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     P r o v id e   t o   co m p r eh en s iv el y   e v alu a te  th e f f ec ti v en e s s   o f   t h p r o p o s ed   p r ed ictiv elev at o r   co n tr o l   f r a m e w o r k ,   s i m u lat io n   ex p er i m en ts   w er co n d u cted   f o r   th r ee   r ep r esen tativ b u ild i n g   co n f ig u r atio n s   o v er   a   o n e - y ea r   o p er atio n al  p er io d :     Scen ar io   1 : 1 0   f lo o r s   s er v iced   b y   3   elev a to r s .     Scen ar io   2 : 2 0   f lo o r s   s er v iced   b y   4   elev a to r s .     Scen ar io   3 : 2 0   f lo o r s   s er v iced   b y   6   elev a to r s .   Fo r   ea ch   co n f ig u r atio n ,   s y s te m   p er f o r m a n ce   u n d er   t h p r o p o s ed   XGB o o s t - b ased   p r ed ictiv r est - f lo o r   co n tr o w as  co m p ar ed   ag ain s th b aseli n r ea ctiv e   s t r ateg y .   P er f o r m a n ce   w as  ass e s s ed   u s i n g   t w o   k e y   m etr ics:   cu m u lati v p ass e n g er   w ai tin g   ti m ( h o u r s ) ,   w h ic h   r ef lects   en d - u s er   s er v ice  q u alit y ,   an d   to tal  ele v ato r   p o w er   co n s u m p tio n   ( k W h ) ,   wh ich   r ep r ese n ts   o p er atio n al  ef f icien c y .   A cr o s s   all  b u i ld in g   co n f i g u r at io n s ,   t h p r ed ictiv co n tr o s tr ateg y   co n s i s te n tl y   ac h iev e s   s u b s ta n tia l   r ed u ctio n   in   c u m u la tiv p as s e n g er   w aiti n g   ti m r elativ to   t h r ea ctiv b aseli n e,   as  s u m m ar ized   in   T a b le  1 .   I n   th 1 0 - f lo o r ,   3 - elev a to r   s ce n ar io ,   th p r ed icti v ap p r o a ch   r ed u ce s   to tal  w ait in g   ti m b y   1 1 . 2 %.  T h p er f o r m a n ce   g ain s   b ec o m m o r p r o n o u n ce d   in   t h ta ller   b u ild in g   co n f i g u r atio n s :   in   b o th   2 0 - f lo o r   s ce n ar io s s er v ed   b y   ei th er   4   o r   6   elev ato r s th r ed u ctio n   in   c u m u lati v w aiti n g   ti m ex ce ed s   2 2 %.  T h is   tr en d   in d icate s   t h at  t h b en e f i ts   o f   p r ed icti v r est - f lo o r   ass i g n m e n s ca le  p o s iti v el y   w it h   b u ild in g   h eig h a n d   s y s te m   co m p lex i t y .       T ab le  1 . O b tain ed   r esu lts   f o r   t h 3   ca s es   C a se   S t r a t e g y   W a i t   t i me   ( h r s)   1 0   f l o o r s,  3   l i f t s   R e a c t i v e   7 5 4 3 . 5 1   P r e d i c t i v e   6 7 0 2 . 3 3   2 0   f l o o r s,  4   l i f t s   R e a c t i v e   7 8 2 4 . 8 7   P r e d i c t i v e   6 0 4 7 . 8 2   2 0   f l o o r s,  6   l i f t s   R e a c t i v e   7 8 6 9 . 2   P r e d i c t i v e   6 0 9 4 . 0 6       I m p o r tan tl y ,   th e s i m p r o v e m en ts   in   p ass e n g er   s er v ice  ar r ea lized   w it h o u an y   i n cr ea s in   to tal  p o w er   co n s u m p tio n ,   d e m o n s t r atin g   t h at  th p r o p o s ed   a p p r o ac h   en h a n ce s   r esp o n s iv e n es s   th r o u g h   in tel lig e n t   r ep o s itio n in g   r ath er   th an   in cr e ased   elev ato r   m o v e m e n t.  T h is   en er g y - n e u tr al  b eh av io r   h i g h l i g h t s   th ef f icie n c y   o f   th d ata - d r iv e n   s ch ed u li n g   m ec h a n is m .   T h ac co m p an y i n g   f ig u r es  v is u all y   r ei n f o r ce   th ese  o b s er v atio n s ,   illu s tr atin g   th w id e n in g   p er f o r m a n ce   g ap   b et w ee n   r ea ctiv an d   p r ed ictiv s tr ateg ie s   as  s y s te m   s c ale   in cr ea s es.  D u r i n g   p ea k   d e m a n d   in ter v als,  t h p r ed ictiv c o n tr o ller   en ab les  elev a to r s   to   an ticip ate  s p atial   d em a n d   p atter n s   an d   p o s itio n   t h e m s el v es  ad v a n ta g eo u s l y ,   lead in g   to   f a s ter   r esp o n s ti m e s ,   i m p r o v ed   p ass en g er   ex p er ien ce ,   an d   m o r ef f ec ti v u tili za tio n   o f   e lev ato r   r eso u r ce s   f r o m   b u i ld in g   m an a g e m e n t   p er s p ec tiv e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t ,   Vo l.  15 ,   No .   2 J u l y   202 6 291 - 3 0 5   300   Fig u r 3   co m p ar es  th cu m u l ativ p ass e n g er   w aiti n g   ti m u n d er   th co n v en t io n al  r ea cti v elev ato r   co n tr o s tr ateg y   an d   th p r o p o s ed   XGB o o s t - b ased   p r ed ic tiv co n tr o f r a m e w o r k   o v er   th f u ll   s i m u latio n   h o r izo n .   T h r esu lts   d e m o n s t r ate  clea r   an d   q u an t if iab le  p er f o r m a n ce   i m p r o v e m e n wh en   p r ed ictiv r est - f lo o r   p o s itio n in g   is   e m p lo y ed .   Sp ec if icall y ,   th p r ed icti v s tr ateg y   r ed u ce s   cu m u lati v p ass en g er   w ait in g   ti m e   b y   ap p r o x i m a tel y   1 1 f o r   lo w er - r is co n f i g u r atio n s   an d   b y   m o r th a n   2 2 f o r   h ig h er - r is b u ild in g   s ce n ar io s ,   r elativ to   th r ea cti v b aselin e.   T h ese  r ed u ctio n s   co n f ir m   th at  e v en   m o d es d ec r ea s es  in   i n d iv id u al  r esp o n s ti m es a cc u m u late  i n t o   s u b s ta n tial p ass e n g er   ti m s av in g s   o v er   lo n g - t er m   o p er atio n .   T h is   i m p r o v e m e n i s   d ir ec co n s eq u e n ce   o f   th r est - f lo o r   p r e d ictio n   m ec h a n i s m   i n tr o d u ce d   in   A l g o r ith m   1 .   Un d er   r ea ctiv c o n tr o l,  elev ato r s   r e m ai n   id le  at   th eir   last   s er v ed   lo ca tio n s   a n d   r esp o n d   o n l y   af ter   ca lls   ar r eg is ter ed ,   lead in g   to   i n cr ea s ed   r esp o n s d is tan ce s .   I n   co n tr ast,  A l g o r ith m   1   p r o ac tiv el y   r ep o s itio n s   id le  elev ato r s   to   p r e d icted   r est  f lo o r s   b ased   o n   lear n ed   te m p o r al  an d   s p atial  d em a n d   p atter n s ,   th er eb y   r ed u cin g   th e x p ec ted   d is tan c b et w ee n   ele v ato r   p o s itio n   a n d   f u t u r ca ll o r ig i n s .     Fig u r 4   p r esen ts   co m p ar a tiv v i s u al izatio n   o f   cu m u lat iv p ass en g er   w a iti n g   ti m u n d er   th e   r ea ctiv ele v ato r   co n tr o s tr ateg y   an d   t h p r o p o s ed   XGB o o s t - b ased   p r ed icti v co n tr o ap p r o ac h .   T h r esu lt s   in d icate   clea r   r ed u ctio n   in   t o tal  w a iti n g   ti m e   w h en   p r ed ictiv r es t - f lo o r   ass ig n m en is   e m p lo y ed .   W h ile   t h r ea ctiv s tr ate g y   ac c u m u la tes  h ig h er   p ass e n g er   d ela y s   d u t o   its   p u r el y   ev e n t - d r iv e n   r esp o n s b eh a v io u r ,   th e   p r ed ictiv co n tr o ller   co n s is te n tl y   lo w er s   cu m u lati v w a iti n g   ti m b y   p r o ac tiv el y   r ep o s itio n i n g   elev ato r s   d u r in g   id le  p er io d s .   Qu an titat iv el y ,   t h p r ed ictiv ap p r o ac h   ac h ie v es  r ed u ctio n   in   cu m u lati v p ass en g er   w ait in g   ti m o f   ap p r o x i m atel y   1 1 2 2 %,  d ep en d in g   o n   th e   b u ild in g   co n f i g u r atio n ,   r elat iv to   th r ea cti v e   b aselin e.               Fig u r e   3 .   1 0   f lo o r s   3   l if ts   Fig u r 4 .   2 0   f lo o r s   4   l if ts       T h is   p er f o r m a n ce   i m p r o v e m en ca n   b d ir ec tly   attr ib u te d   to   th co n tr o l o g ic  i m p le m en ted   in   A l g o r ith m   1 ,   w h er id le  ele v ato r s   ar r elo ca ted   to   p r e d i cted   r est  f lo o r s   d er iv ed   f r o m   lear n ed   te m p o r al   d em a n d   p atter n s .   B y   r ed u cin g   th ex p ec ted   d is tan ce   b et wee n   el ev ato r   p o s itio n s   an d   f u t u r ca ll  o r ig in s ,   th e   p r ed ictiv s tr ateg y   m i n i m izes   r esp o n s d ela y s   w h e n   p ass e n g er   r eq u e s ts   o cc u r .   As  ill u s tr ated   in   Fi g u r 4 th ese  lo ca lized   i m p r o v e m e n t s   in   r esp o n s t i m co m p o u n d   o v er   ex te n d ed   o p er atio n ,   r esu ltin g   i n   s u b s ta n tial   ag g r e g ate  ti m s a v in g s .   I m p o r tan tl y ,   th is   r ed u c tio n   i s   ac h i ev ed   w it h o u in cr ea s in g   to tal   elev ato r   tr av e o r   en er g y   co n s u m p t io n ,   d e m o n s tr atin g   th at  t h p r o p o s ed   p r e d ictiv f r a m e w o r k   en h a n ce s   p ass en g er   s er v ice  q u alit y   t h r o u g h   in te llig e n t id le - s tate  o p ti m izat io n   r ath er   th a n   in cr ea s ed   s y s te m   ac ti v it y .   Fig u r 5   co m p ar es   th e   cu m u l ativ p as s en g er   w a itin g   ti m o b tain ed   u n d er   r ea ctiv ele v a to r   co n tr o an d   th p r o p o s ed   XGB o o s t - b ased   p r ed ictiv co n tr o l stra te g y   f o r   h i g h er - d e m an d   b u i ld in g   co n f i g u r atio n .   T h e   r esu lt s   r ev ea p r o n o u n ce d   r ed u ctio n   i n   to tal  w ait in g   ti m w h e n   p r ed ictiv r est - f lo o r   p o s itio n i n g   i s   ap p lied .   Un d er   th e   r ea ctiv s tr ate g y ,   cu m u lat iv w aiti n g   ti m ap p r o ac h es  ap p r o x i m a tel y   7 , 9 0 0   h o u r s ,   w h er ea s   th e   p r ed ictiv ap p r o ac h   r ed u ce s   th is   v a lu to   ab o u 6 , 1 0 0   h o u r s ,   co r r esp o n d in g   to   r ed u ctio n   o f   o v er   2 2 %.  T h is   s u b s ta n tial  i m p r o v e m e n h i g h l ig h t s   th e f f ec ti v e n ess   o f   p r ed ictiv co n tr o i n   co m p lex ,   h i g h - tr a f f ic   en v ir o n m e n t s .   T h o b s er v ed   r e d u ctio n   is   a   d ir ec o u tco m o f   th p r o ac tiv r est - f lo o r   ass ig n m en m ec h a n i s m   e m b ed d ed   in   A l g o r ith m   1 .   B y   a n tic ip atin g   li k el y   d e m a n d   lo ca tio n s   an d   r ep o s itio n i n g   id le  elev a to r s   ac co r d in g l y ,   t h p r ed ictiv co n tr o ller   s ig n i f ican tl y   r ed u ce s   th d is tan ce   ele v ato r s   m u s tr av el  to   r esp o n d   to   in co m i n g   r eq u est s .   A s   s h o w n   in   Fi g u r 5 th ese  a n ticip ato r y   ad j u s t m en t s   lead   to   f as ter   r esp o n s ti m es  a n d   lo w er   ag g r e g ate  d ela y s ,   p ar ticu lar l y   d u r in g   p ea k   tr af f ic  i n te r v als  w h er r ea ctiv s tr ate g ies   ar m o s p r o n to   in e f f ic ien cie s .   I m p o r tan tl y ,   th i s   p er f o r m a n ce   g ai n   i s   ac h iev e d   w it h o u t i n cr ea s i n g   o v er all   en er g y   co n s u m p tio n ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.