/**
 * 建筑对象，包含所有楼层和电梯组信息
 * 根据PDF研究，建筑特性直接影响交通模式和乘客行为
 */
public record Building(
    String id,
    String name,
    int totalFloors,
    double floorHeight, // 层高(米)
    BuildingType type,  // 建筑类型(办公楼、商场等)
    List<Floor> floors,
    List<ElevatorGroup> elevatorGroups
) {}

/**
 * 楼层对象，包含该楼层的用途、人数等特性
 * PDF研究表明，不同用途楼层的交通特性显著不同
 */
public record Floor(
    int floorNumber,
    FloorUsage usage,    // 楼层用途(大厅、办公、商业等)
    int population,      // 楼层人数
    double arrivalRate,  // 基础到达率(人/分钟)
    Map<TimePeriod, PopulationDistribution> populationByTime
) {}

/**
 * 人口分布，按时间段定义楼层人数和交通特性
 * 实现PDF中描述的不同时段(早高峰、午餐高峰等)特性
 */
public record PopulationDistribution(
    int population,
    double incomingTrafficRatio,   // 进楼交通比例
    double outgoingTrafficRatio,   // 出楼交通比例
    double interfloorTrafficRatio, // 楼层间交通比例
    BatchArrivalProfile batchProfile // 批次到达特性
) {}

/**
 * 批次到达特性，根据PDF研究实现
 * "批次到达可以建模为时间非齐次泊松过程"
 */
public record BatchArrivalProfile(
    double batchProbability,     // 批次到达概率
    List<BatchSizeProbability> batchSizeDistribution,
    double interArrivalMean,     // 批次间平均间隔(秒)
    double interArrivalStdDev    // 批次间间隔标准差
) {}

public record BatchSizeProbability(
    int batchSize,
    double probability
) {}

2.2.2 电梯相关实体

/**
 * 电梯组，包含控制类型和组内电梯列表
 * 实现PDF中描述的单控、并联、群控、目的选层四种控制方式
 */
public record ElevatorGroup(
    String id,
    ElevatorControlType controlType,
    List<Elevator> elevators,
    List<Integer> servedFloors,
    TrafficPattern currentTrafficPattern
) {}

public enum ElevatorControlType {
    SINGLE_CONTROL,    // 单控
    PARALLEL_CONTROL,  // 并联(2台)
    GROUP_CONTROL,     // 群控(3+台)
    DESTINATION_CONTROL // 目的选层
}

/**
 * 电梯对象，包含所有物理和运行参数
 * 参数设置基于PDF中描述的电梯动力学准确模型
 */
public record Elevator(
    String id,
    int capacity,             // 载客量(人)
    double ratedSpeed,        // 额定速度(m/s)
    double acceleration,      // 加速度(m/s²)
    double deceleration,      // 减速度(m/s²)
    double doorWidth,         // 门宽(m)
    int standbyFloor,         // 基准层
    Set<Integer> serviceFloors, // 服务楼层
    ElevatorStatus status     // 当前状态
) {}

/**
 * 电梯状态，实时跟踪电梯运行情况
 * 根据PDF中"EMS记录数据从每次电梯停靠包括时间戳"的描述设计
 */
public record ElevatorStatus(
    double position,          // 位置(米)
    ElevatorDirection direction,
    double speed,
    boolean doorOpen,
    long doorOpenTime,        // 开门已持续时间(毫秒)
    Set<Integer> registeredStops,
    List<Passenger> passengers,
    long lastStopTime,        // 上次停靠时间(仿真时间戳)
    int boardingPassengers,   // 正在上车的乘客数
    int alightingPassengers   // 正在下车的乘客数
) {}

public enum ElevatorDirection {
    UP, DOWN, STOPPED
}

2.2.3 乘客与流量相关实体

/**
 * 乘客对象，跟踪每个乘客的完整旅程
 * 基于PDF中"乘客旅程"的定义设计
 */
public record Passenger(
    String id,
    int originFloor,
    int destinationFloor,
    long arrivalTime,         // 到达电梯厅时间(仿真时间戳)
    long boardingTime,        // 进入电梯时间
    long alightingTime,       // 离开电梯时间
    PassengerType type,
    int batchSize             // 所属批次大小
) {}

public enum PassengerType {
    NORMAL,
    ELDERLY,
    DISABLED,
    CARGO
}

/**
 * OD矩阵，表示起点到终点的乘客流量
 * 实现PDF中描述的电梯行程OD矩阵估计
 */
public record ODMetric(
    int originFloor,
    int destinationFloor,
    int passengerCount,
    double probability
) {}

public record ODMetricMatrix(List<ODMetric> metrics) {
    // 提供矩阵操作方法
    public double getProbability(int origin, int destination) { /*...*/ }
    public int getTotalPassengers() { /*...*/ }
}

/**
 * 交通模式，实时识别当前主导交通流向
 * 根据PDF中"交通模式比例"的研究实现
 */
public record TrafficPattern(
    double incomingRatio,
    double outgoingRatio,
    double interfloorRatio,
    ElevatorDirection dominantDirection,
    long lastUpdated
) {}

2.3 领域规则与约束

2.3.1 乘客流量规则

批次到达规则：
- 早高峰和午餐高峰期间，乘客主要以批次形式到达
- 批次大小分布应符合PDF中描述的经验分布
- 批次间到达时间应遵循指数分布(泊松过程特性)
OD矩阵约束：
- OD矩阵必须满足流量守恒原则(进入某楼层的乘客数 = 离开该楼层的乘客数)
- 电梯行程OD矩阵估计问题应表述为网络流问题(LP问题)
- 随机化算法应产生比确定性算法质量更好的统计数据
建筑类型特性：
- 办公楼：早高峰以上行为主，晚高峰以下行为主，午餐高峰双向流量大
- 商场：楼层间交通比例高，各层流量相对均衡
- 住宅：交通模式较为分散，无明显高峰特征

2.3.2 电梯运行约束

物理约束：
- 电梯速度不能超过额定速度
- 加速度/减速度受机械限制
- 开关门时间与门宽、乘客数量相关
控制策略约束：
- 单控：每台电梯独立响应本梯召唤信号
- 并联：两台电梯共享召唤，采用最小等待时间算法
- 群控：多台电梯协同工作，考虑整体性能优化
- 目的选层：乘客先输入目标楼层，系统进行优化分配
性能约束：
- 停站时间 = 开门时间 + 乘客流动时间 + 关门时间
- 乘客流动时间 = 乘客数量 × (上/下时间) × 拥挤系数
- 运行时间 = √(2×距离/加速度) + (距离-加速段-减速段)/额定速度 + √(2×距离/减速度)

2.3.3 仿真时间规则

时间推进机制：
- 采用离散事件仿真方法，只在事件发生时推进时间
- 支持可配置的时间步长(1秒/5秒/30秒)用于数据记录
时段划分：
- 将一天划分为多个时段(早高峰、上午平峰、午餐高峰、下午平峰、晚高峰)
- 每个时段应用相应的流量模型参数
仿真持续时间：
- 支持短时仿真(15分钟，用于交通统计)
- 支持全天仿真(8-12小时，用于系统性能评估)

2.4 关键领域服务

2.4.1 OD矩阵估计服务

/**
 * OD矩阵估计服务，实现PDF中描述的LP、BILS、CP算法
 * "电梯行程OD矩阵估计问题可以表述为网络流问题"
 */
public interface ODEstimationService {
    
    /**
     * 使用线性规划(LP)方法估计OD矩阵
     * 
     * @param elevatorTrips 电梯行程数据
     * @param building 建筑信息
     * @return 估计的OD矩阵
     */
    ODMetricMatrix estimateWithLP(List<ElevatorTrip> elevatorTrips, Building building);
    
    /**
     * 使用BILS(带界约束的整数最小二乘)方法估计OD矩阵
     * 
     * @param elevatorTrips 电梯行程数据
     * @param building 建筑信息
     * @param withRandomization 是否启用随机化搜索
     * @return 估计的OD矩阵
     */
    ODMetricMatrix estimateWithBILS(List<ElevatorTrip> elevatorTrips, Building building, boolean withRandomization);
    
    /**
     * 使用CP(约束规划)方法估计OD矩阵
     * 
     * @param elevatorTrips 电梯行程数据
     * @param building 建筑信息
     * @return 估计的OD矩阵
     */
    ODMetricMatrix estimateWithCP(List<ElevatorTrip> elevatorTrips, Building building);
    
    /**
     * 验证OD矩阵的一致性
     * 
     * @param matrix 待验证的OD矩阵
     * @param building 建筑信息
     * @return 验证结果
     */
    ValidationResult validateODMatrix(ODMetricMatrix matrix, Building building);
}

2.4.2 乘客流量生成服务

/**
 * 乘客流量生成服务，基于PDF研究实现高保真度的乘客到达模型
 * "批次到达可以建模为时间非齐次泊松过程"
 */
public interface PassengerFlowService {
    
    /**
     * 生成指定时间段的乘客到达事件
     * 
     * @param building 建筑模型
     * @param startTime 仿真开始时间(秒)
     * @param duration 生成时长(秒)
     * @return 乘客到达事件列表
     */
    List<PassengerArrivalEvent> generatePassengerFlow(Building building, long startTime, long duration);
    
    /**
     * 生成符合批次特性的到达事件
     * 
     * @param floor 楼层
     * @param timePeriod 时间段
     * @param startTime 开始时间
     * @param duration 时长
     * @return 批次到达事件列表
     */
    List<BatchArrivalEvent> generateBatchArrivals(Floor floor, TimePeriod timePeriod, long startTime, long duration);
    
    /**
     * 基于OD矩阵生成乘客目的地
     * 
     * @param originFloor 起点楼层
     * @param odMatrix OD矩阵
     * @param passengerCount 乘客数量
     * @return 乘客目的地列表
     */
    List<Integer> generateDestinations(int originFloor, ODMetricMatrix odMatrix, int passengerCount);
}

2.4.3 电梯控制服务

/**
 * 电梯控制服务，实现不同控制策略的核心算法
 * 根据PDF中"电梯组控制"的研究实现
 */
public interface ElevatorControlService {
    
    /**
     * 处理电梯召唤请求
     * 
     * @param group 电梯组
     * @param request 召唤请求
     * @return 分配结果
     */
    AssignmentResult handleCallRequest(ElevatorGroup group, CallRequest request);
    
    /**
     * 计算电梯响应时间
     * 
     * @param elevator 电梯
     * @param floor 楼层
     * @param direction 运行方向
     * @return 预计到达时间(秒)
     */
    double calculateResponseTime(Elevator elevator, int floor, ElevatorDirection direction);
    
    /**
     * 更新电梯状态
     * 
     * @param elevator 电梯
     * @param currentTime 当前仿真时间
     * @return 更新后的状态
     */
    ElevatorStatus updateElevatorStatus(Elevator elevator, long currentTime);
    
    /**
     * 识别当前交通模式
     * 
     * @param group 电梯组
     * @param recentEvents 最近事件
     * @return 识别的交通模式
     */
    TrafficPattern recognizeTrafficPattern(ElevatorGroup group, List<SimulationEvent> recentEvents);
}

2.5 领域事件模型

系统采用事件驱动架构，关键领域事件包括：

/**
 * 仿真事件基类
 */
public abstract sealed class SimulationEvent permits 
    PassengerArrivalEvent, 
    CallRegistrationEvent,
    ElevatorStopEvent,
    PassengerBoardingEvent,
    PassengerAlightingEvent,
    ElevatorDirectionChangeEvent {
    
    protected final long timestamp; // 仿真时间戳(毫秒)
    protected final String buildingId;
    
    // 构造方法和通用方法
}

/**
 * 乘客到达事件
 * 对应PDF中描述的"乘客到达电梯厅注册接送请求"
 */
public final record PassengerArrivalEvent(
    long timestamp,
    String buildingId,
    int floor,
    List<Passenger> passengers
) extends SimulationEvent;

/**
 * 召唤注册事件
 */
public final record CallRegistrationEvent(
    long timestamp,
    String buildingId,
    int floor,
    ElevatorDirection direction,
    String passengerId
) extends SimulationEvent;

/**
 * 电梯停靠事件
 */
public final record ElevatorStopEvent(
    long timestamp,
    String buildingId,
    String elevatorId,
    int floor,
    int boardingCount,
    int alightingCount
) extends SimulationEvent;

/**
 * 乘客上车事件
 */
public final record PassengerBoardingEvent(
    long timestamp,
    String buildingId,
    String elevatorId,
    String passengerId,
    int floor
) extends SimulationEvent;

/**
 * 乘客下车事件
 */
public final record PassengerAlightingEvent(
    long timestamp,
    String buildingId,
    String elevatorId,
    String passengerId,
    int floor
) extends SimulationEvent;

本领域模型严格基于PDF研究资料和电梯工程实践设计，确保了系统对真实电梯交通行为的准确模拟。特别是对批次到达模型、OD矩阵估计和交通模式识别的实现，直接参考了PDF中的研究成果，为高保真度仿真提供了理论基础。