【技术实现步骤摘要】
一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法
[0001]本专利技术属于运输路径多目标优化领域，特别涉及一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法。
技术介绍
[0002]大坝建设过程中，各种大型施工机械被广泛使用。其中，缆机由于适用于地形复杂，难以容通行的施工场地、使用便捷、吊装范围大、受洪水的影响小等优点在整个大坝施工过程中发挥着重要作用。但是，在大坝施工过程中，由于有多种施工机械同时运行，工作区域重合，吊臂纵横交错，施工机械作业过程中，空间暴露时间越长，收到风力扰动概率越大，会使风险增大，给坝面施工机械和工作人员的安全带来很大影响。同时，我国拟建在建的水电工程大多位于干热河谷地带，干热河谷气候导致气流越过高山下造成焚风以及其他灾害性大风，会造成缆机吊罐的偏移，甚至可能造成高空坠物。鉴于此，考虑在风力作用下，研究风力不确定性扰动的缆机运行路径鲁棒优化方法具有重要意义。
[0003]中国专利申请“一种组合定位缆机运行监测系统和缆机防碰调控方法”(专利申请号：201810145806.8)该申请公开了一种缆机运行监测系...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：建立缆机吊罐工作过程中的运输路径约束条件，包括时间约束条件、碰撞约束条件和高度约束条件；S2：确定缆机吊罐运行路径的相关影响因素，包括工期、机械使用效率和空间暴露风险；S3：结合运输路径约束条件，以工期、机械使用效率以及空间暴露风险为目标，建立缆机运行路径多目标优化模型；S4：采用多目标鲁棒优化方法，构建缆机运行路径多目标鲁棒优化模型；S5：采用交叉熵进化算法，通过快速非支配排序及适应度值的分配获取多目标折中解集，实现解集向帕累托前沿逼近并获得帕累托最优解。2.根据权利要求1所述的一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法，其特征在于：所述步骤S1中，缆机吊罐工作过程中的运输路径约束条件建立步骤如下：S11：在不超过某一层坝体缆机最长施工工期T
zmax
条件下，时间约束条件表示为：T
z
≤T
zmax
式中，T
z
为某一层坝体缆机总施工时间；S12：假设吊罐位置为(x
i
,y
i
,z
i
)，障碍物的坐标为(x0,y0,z0)，则吊罐与障碍物之间的最小距离D
min
表示为：根据驾驶员的响应时间随机性k1、绳索摆动k2和风压k3对缓冲距离D
h
的影响，考虑缆机的速度v
i
以及正常制动加速度a
i
，则缓冲距离D
h
表示为：碰撞约束条件可表示为：D
h
≤D
min
S13：假设L为装料点到卸料点的垂直距离，h为吊罐高度，H
lb
为鲁棒控制高度，h
d
为吊罐底端距离坝面距离，高度约束条件表示为：L
‑
(h
d
+h)≤H
lb
。3.根据权利要求1所述的一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法，其特征在于：所述步骤S2中的工期计算方式如下：t
s
＝t
a
+t
b
+t
c
式中，t
s
为缆机重载运输的工期；t
a
、t
b
、t
c
分别为缆机重载运输加速、匀速、减速时间；l
a
、l
b
、l
n
分别为缆机重载运输加速、匀速、减速运行水平距离；v
n
为小车运行最大水平速度；a
e
、a
b
分别为小车重载运输加速度和减速度；I
x
装料点到卸料点的水平距离。
4.根据权利要求1所述的一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法，其特征在于：所述步骤S2中的机械使用效率计算步骤如下：S21：根据缆机吊罐影响空间内的仓面施工机械各时刻工作状态r
k
与缆机一次往返时间T
a
，计算仓面施工机械的有效工作时间T
k
：S22：机械使用效率η可表示为：式中：r
k
为0
‑
1变量，当施工状态为有效运行状态时，r
k
＝1；当施工状态为等待、避让等非有效施工状态时，r
k
＝0。5.根据权利要求4所述的一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法，其特征在于：所述步骤S2中的空间暴露风险计算步骤如下：S23：吊罐出现在空间暴露区域的概率P2等于吊罐出现在空间暴露区域中的时间t
a
与缆机往返运行时间T
a
之比：S24：根据缆机与仓面振捣机械同时上下作业时重叠部分的宽度c
y
和振捣机械宽度c
d
，计算空间暴露区域占据...
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