用于地下采矿的操作方法与系统技术方案

操作地下采矿系统包括：使用生产计划数据和图形数据填充数据模型，以及基于多个图形边缘的子集的累积权重来计算与将来自车队的机器分配到地下矿井中目标目的地相关联的成本。基于计算成本分配机器，并根据导航计划将机器调度到目标目的地。

Operation method and system for underground mining

Operating underground mining systems include the use of production plan data and graphic data to fill the data model, and the cumulative weight of the subset based on the edges of multiple graphics to calculate the cost associated with the distribution of the machine from the fleet to the target destination in the underground mine. The machine is allocated based on the computation cost, and the machine is dispatched to the target destination according to the navigation plan.

【技术实现步骤摘要】
用于地下采矿的操作方法与系统
本专利技术一般涉及在地下采矿环境中操作机器，并且更具体地涉及机器分配的基于成本的计算。
技术介绍
地下矿井存在于世界各地，并且通常被开发用于在较大深度或地面开采不可行的情况下提取矿石。在某些情况下，在已经变得太深而对于继续地面开发不可行的露天矿井下面可能会开发地下矿井。在其它情况下，地质或地形因素从一开始就可以使地下开发成为首选。典型的地下矿井(诸如，分块崩落矿井)被设置在被指定用于提取的采区中。通道网络可以通过采区，从而使设备和矿井人员能穿行于整个矿井，并移动提取的材料。作为目前提取目标的多个不同点(已知通常为牵拉点)位于每个采区内。放矿溜井通常位于采区附近，并且包括滑槽或其它通道，通过该通道将提取的矿石发送到破碎机，其最终将粉碎的矿石提供给诸如电梯的输送机构，以将矿石提取出矿井，用于进一步处理。一般来说，地下采矿一般并且必须根据相对复杂的生产计划进行。采矿地质学家、工程师和其他人员通常会生成生产计划，其规定了从地下矿井中提取的材料的位置和数量，以及与提取材料的方式和事件顺序有关的某些因素。由于地下采矿与某些危险有关，并且通常需要规定的材料倒塌，所以生产计划通常是非常复杂的，并且在计算机建模和仿真的协助下生成。所谓的牵拉卡是可用的采区列表，并且是用于地下矿井转移的采区中的特定绘点需要的提取目标。近年来，人们日益感兴趣在地下采矿中应用自动或半自动机器操作。在某些现有技术状态的矿井中，被称为装运卸(LHD)机器的机器在控制站的一个或多个操作员的监督下，在整个矿井中自动地导航。在这种系统中，操作者通常可以接管一些材料装载和卸载功能，而通过LHD机上的车载计算机与地下本地定位系统之间的相互作用可以实现整个矿井的机器的导航和推进。任何采矿操作的可行性和成功可能在很大程度上取决于机器和人员的运行效率、以及制定合适有效的生产计划。工程师已经用计算机可实现的技术实验了数十年，用于将某些机器分配给某些任务、指导机器业务、自动化以及与生产效率、安全性和符合环境和法律标准相关的几乎所有其它可想到的后勤因素。Cohen等人共同拥有的美国专利第6,741,921号专利涉及多级卡车分配系统和方法。Cohen提出了在包括多个源和多个处理场所的露天矿井环境中向车辆提供调度任务的方法。获得关于环境的当前信息，以及用于操作和/或生产的最佳标准的信息。根据这些信息确定生产计划，生产计划和预期未来状况的考虑以及其它因素用于确定对每个车辆的调度分配。如上所述，有许多不同类型的矿井，并且地下矿井具有一系列与露天矿井(诸如，Cohen等人的)不同的具体挑战和要求。
技术实现思路
一方面，一种操作地下采矿系统的方法包括：利用用于地下矿井中的采区的生产计划数据填充用于管理自动或半自动机器的运行的数据模型。生产计划数据限定与采区相关联的多个目标目的地，并且多个目标目的地包括多个材料牵拉点和至少一个材料输送点。该方法进一步包括：利用用于多条不同的行驶路线的图形数据填充数据模型，每条行驶路线在多个目标目的地之一处结束。图形数据限定多个图形节点和多个图形边缘。该方法进一步包括：至少部分地基于多个图形边缘的子集的权重，计算与将机器从机器车队分配给多个目标目的地之一的成本，多个图形边缘的子集由多条不同的行驶路线之一限定。该方法进一步包括：至少部分地基于计算成本将机器分配给多个目标目的地之一，并且根据基于多条不同的行驶路线之一的导航计划将所分配的机器调度到目标目的地之一。在另一方面，地下采矿系统包括装载机器车队，每个装载机器包括用于在地下矿井内进行自动导航的车载电子控制装置，以及构造成与车队中的每个装载机器通信的计算机系统。计算机系统包括：存储用于管理装载机器车队的运行的数据模型的机器可读存储介质。数据模型由用于地下矿井的采区的生产计划数据填充，生产计划数据限定与采区相关联的多个目标目的地，并且多个目标目的地包括多个材料牵拉点和至少一个材料输送点。数据模型进一步由多条不同的行驶路线的图形数据填充，每条行驶路线在多个目标目的地之一处结束。图形数据限定多个图形节点和多个图形边缘。计算机系统进一步被构造为：至少部分地基于多个图形边缘的子集的权重来计算将装载机器之一分配给多个目标目的地之一的成本。多个图形边缘的子集由多条不同的行驶路线之一限定。计算机系统进一步被构造为：至少部分地基于计算成本将装载机器之一分配给多个目标目的地之一，并且根据基于多条不同的行驶路线之一的导航将所分配的机器调度到目标目的地之一。附图说明图1是根据一个实施例的地下采矿系统的示意图；图2是根据一个实施例的图形数据的概念逻辑图；图3是根据一个实施例的路线边缘元素和基数的类图；图4是示出根据一个实施例的图形中的边缘权重属性的方框图；图5是根据一个实施例的过程的流程图；以及图6是根据一个实施例的另一过程的流程图。具体实施方式参考图1，示出了在地下矿井100处的地下采矿系统6。地下采矿系统6可以包括装运卸(LHD)机器中固有的装载机器10的车队8，LHD被配置为在地下矿井100内进行自动或半自动运行，并且包括用于地下矿井100的自动导航的车载电子控制装置12。本领域技术人员将熟悉LHD机器10的各种特征，这些特征涉及功率、推进、转向以及装载和倾倒材料(诸如，矿石或覆盖层)的装备。本文考虑了这些实施例，其中机器10通过从驻留在地下矿井100中的本地定位系统接收本地定位系统信号而自动导航通过地下矿井100内的通道104，但是手动和远程控制装载和倾倒材料。在其它情况下，运行可以是完全自动的，或者可以相对更大程度地集成手动控制。每个机器10进一步可以配备有用于接收本地定位系统数据以及分配和调度数据的接收器18。从下面的描述将会更加清楚，地下采矿系统6被独特地配置用于有效的任务分配、调度和整体运行。地下采矿系统6可以进一步包括计算机系统14，计算机系统14包括与机器可读存储介质17以及发射机16通信的一个或多个数据处理器15。发射器16或多个发射器可以位于地下矿井100之一或多个位置，并且被构造成将控制信号、分配数据以及各种其它种类的信息中的任何一种信息发送到地下矿井100内的机器10和其它计算机化的机器或人员，以用于本文进一步讨论的目的。地下矿井100可以包括一个或多个用于在多个牵拉点106处提取材料的采区102。牵拉点106可以被理解为采区102内的位置，其被指定用于提取由机器10之一装载并被运送到输送位置108(诸如，通往矿石破碎机110的滑槽)的材料。为了本说明书的目的，可以将牵拉点106和输送位置108理解为目标目的地。如本文进一步讨论的，计算机系统14可以被构造为将机器10中的任何一个分配给根据生产计划指定用于提取材料的任意一个牵拉点106。如上所述，牵拉卡可以指定矿井中针对给定位移的提取位置(换言之，牵拉点)和提取目标。牵拉卡和生产计划数据可以随着材料移除的进行而被更新。如从以下描述将进一步理解的，计算机系统14将不仅有效地分配、路由和调度机器10，而且还按照适用的牵拉卡进行。为此，机器可读存储介质17可以存储用于管理车队8以及潜在的其它机器的运行和地下矿井100的活动的数据模型。所存储的数据模型可以用采区(诸如，地下矿井100的采区102)的生产计划数据填充。生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作地下采矿系统的方法，包括：填充数据模型，用于管理自动或半自动机器车队的运行，其中生产计划数据用于地下矿井中的采区，所述生产计划数据限定与所述采区相关联的多个目标目的地，并且所述多个目标目的地包括多个材料牵拉点和至少一个材料输送点；用多条不同的行驶路线的图形数据填充所述数据模型，每条路线各自在所述多个目标目的地之一处结束，所述图形数据限定多个图形节点和多个图形边缘；至少部分地基于所述多个图形边缘的子集的权重，计算与将所述机器从所述机器车队分配给所述多个目标目的地之一的成本，所述多个图形边缘的子集由所述多条不同的行驶路线之一限定；至少部分地基于计算成本将所述机器分配给所述多个目标目的地之一；和根据基于多条不同的路线之一的导航图，将所述分配的机器调度到所述目标目的地之一。

【技术特征摘要】
2016.10.14 US 15/2941591.一种操作地下采矿系统的方法，包括：填充数据模型，用于管理自动或半自动机器车队的运行，其中生产计划数据用于地下矿井中的采区，所述生产计划数据限定与所述采区相关联的多个目标目的地，并且所述多个目标目的地包括多个材料牵拉点和至少一个材料输送点；用多条不同的行驶路线的图形数据填充所述数据模型，每条路线各自在所述多个目标目的地之一处结束，所述图形数据限定多个图形节点和多个图形边缘；至少部分地基于所述多个图形边缘的子集的权重，计算与将所述机器从所述机器车队分配给所述多个目标目的地之一的成本，所述多个图形边缘的子集由所述多条不同的行驶路线之一限定；至少部分地基于计算成本将所述机器分配给所述多个目标目的地之一；和根据基于多条不同的路线之一的导航图，将所述分配的机器调度到所述目标目的地之一。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述成本的计算包括：至少部分地基于所述子集中的所述图形边缘的累积权重来计算所述成本；其中所述成本的计算进一步包括：计算时间成本；其中所述成本的计算进一步包括：通过Dijkstra的单源最短路径算法来计算所述成本；并且进一步包括计算与以下至少一个相关联的第二成本：将所述机器分配到所述多个目标目的地中的第二个，或者将所述第二机器分配到所述多个目标目的地中的第一个，并将所述第一计算成本与所述第二计算成本进行比较。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二计算成本部分地基于由所述多条不同的行驶路线中的第二条限定的图形边缘的第二子集的累积权重，并且部分地基于获得至少一个材料输送点位置的预期延迟时间。4.根据权利要求1所述的方法，其中，用图形数据填充所述数据模型进一步包括：使用限定具有至少一个动态权重属性的图形边缘的图形数据填充所述数据模型。其中所述至少一个动态权重属性包括行驶干扰权重属性；其中用图形数据填充所述数据模型还包括：用限定具有正向属性和反方向属性的图形边缘的图形数据填充所述数据模型；并且其中所述成本的计算进一步包括：计算在所述多个材料牵拉点中一个材料牵拉点的提取的成本或在所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·普尔，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US