一种矿山智能化管理方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及智慧矿山技术领域，具体为一种矿山智能化管理方法和系统。包括：本发明专利技术提出一种无人矿卡调度成本计算方法对露天矿山进行调度成本计算；其中，所述无人矿卡调度成本计算方法由装载成本解析函数、运输成本解析函数和卸载成本解析函数组成，再根据不同区域的权重系数进行综合计算；所述装载成本解析函数根据工作面的开采难度和装载设备进行装载过程的成本计算；所述运输成本解析函数根据装载点和多个卸载点的运输路线，结合无人矿卡进行运输成本计算；所述卸载成本解析函数根据卸载区不同规模的无人矿卡排队卸载成本进行计算；为了实现最小化成本调度策略，本发明专利技术还提出一种调度优化方法，通过不断合并网格并设置约束条件，得到最佳效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智慧矿山，具体为一种矿山智能化管理方法和系统。

技术介绍

1、矿山作为自然资源(金属矿、煤矿和石油矿等)的开采地点，通常包含地下和地表两种场景。其中，以地表矿山开采为例，即露天矿山开采过程中由于复杂的开采环境和艰巨的开采难度对矿山企业造成了巨大的人力和物力消耗，因此采取一种有效的露天矿山智能化管理方法有助于矿山企业更好的对矿山进行开采，减少消耗。

2、矿山智能化管理是指通过利用先进的信息技术和智能化设备来提高露天矿山生产效率、降低成本和改善安全环境等管理方式。矿山智能化管理包括多个方面，如开采管理、运输管理、安全管理和环境管理等；其中，运输管理在众多管理项目中一个非常重要的环节，一个有效的运输管理方法可以减少运输过程中的浪费。通过合理规划路线、优化车辆利用率以及有效控制运输过程中的损耗和停工时间，可以降低运营成本。

3、随着研究的深入，许多学者在针对露天矿山运输的调度任务上提出了很多有效的优化方法。如2007年，学者姚在兴因遗传算法的自适应性和并行性，求解大规模的露天矿卡车调度问题所具有的优势来分别求解成本最小和矿山企本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种矿山智能化管理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，所述装载区数据包括：装载区位置和装载速率；所述工作面数据包括：工作面数量和工作面开采难度；所述地形数据包括：地形路线；所述电铲数据包括：电铲数量、电铲规模和电铲功率；所述无人矿卡数据包括：无人矿卡位置、无人矿卡规模、无人矿卡行驶速度、无人矿卡装载容量和无人矿卡装载状态；所述卸载区数据包括：卸载区位置和卸载容量。

3.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，所述装载成本解析函数的构造过程包括：获取所述网格内工作面的开采难度，构建开采难度集合MD...

【技术特征摘要】

1.一种矿山智能化管理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，所述装载区数据包括：装载区位置和装载速率；所述工作面数据包括：工作面数量和工作面开采难度；所述地形数据包括：地形路线；所述电铲数据包括：电铲数量、电铲规模和电铲功率；所述无人矿卡数据包括：无人矿卡位置、无人矿卡规模、无人矿卡行驶速度、无人矿卡装载容量和无人矿卡装载状态；所述卸载区数据包括：卸载区位置和卸载容量。

3.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，所述装载成本解析函数的构造过程包括：获取所述网格内工作面的开采难度，构建开采难度集合mdsi＝{γm1≤m≤m}；其中，mdsi表示为网格i的开采难度集合；γm表示为网格i内第m个工作面开采难度系数；m表示为网格i内工作面总数；计算所述工作面的开采量；其中，所述开采量的计算公式为：其中，mvi表示为网格i的开采量；ssk表示为第m个工作面第k个电铲规模；sspk表示为第m个工作面第k电铲设定功率；β1表示为电铲规模的开采量影响系数；β2表示为电铲设定功率的开采量影响系数；k表示为第m个工作面的电铲数量；获取网格i内矿卡装载状态其中，mclsi表示为矿卡装载状态；1表示为重载；0表示为空载；-1表示为装载；-2表示为卸载；

4.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，所述运输成本解析函数构造过程包括：根据所述网格的装载区和卸载区，构建无人矿卡调度网络图；其中，所述装载区作为所述无人矿卡调度网络图的源点；所述卸载区作为所述无人矿卡调度网络图的目的点；其中，所述无人矿卡调度网络图包含多个目的点；记录所述装载区的装载量，并获取所述网格内所有无人矿卡的位置信息；根据所述位置信息生成所述无人矿卡的每条可达目的地路线；计算所述可达目的地路线的可达路线成本；其中，所述可达路线成本的计算公式为：tca(xi)＝arci＝cmtsc(sprci,dprci)；其中，arci表示为网格i的所述无人矿卡调度网络图的可达路线成本；cmtsc()表示为网格i的当前开采运输调度成本函数；sprci表示为网格i中空载无人矿卡达到源点的成本；dprci表示网格i中重载无人矿卡达到多个目的点的成本；

5.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，所述卸载成本解析函数构造过程包括：获取各个卸载区排队卸载的重载无人矿卡信息；根据所述重载矿卡信息，计算卸载成本；其中，所述卸载成本的计算公式为：其中，upp表示为卸载区p的卸载成本；lcc表示为卸载区p中重载无人矿卡c的装载容量；urc表示为重载无人矿卡c的卸载速率；vsc表示为重载无人矿卡c的规模；η1表示为重载无人矿卡的卸载时间影响成本系数；η2表示为重载无人矿卡的车辆规模影响成本系数。

6.根据权利要求1所述的一种矿山智能化管理方法，其特征在于，优化所述无人矿卡调度平均成本的具体过程包括：合并网格gi和网格gi+1，得到新网格gnew；根据所述gnew的所述装载区数据、地形数据和卸载区数据生成无人矿卡调度网络图；初始化所述无人矿卡调度网络，得到无人矿卡可行性路线；其中，所述无人矿卡可行性路线指所述gnew中任一无...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘春宋，汤梅，陈兵，
申请(专利权)人：潘春宋，
类型：发明
国别省市：