露天矿无人驾驶卡车多目标车流分配调度算法及应用
发布时间：2021-08-18 06:08
随着露天采矿的不断发展,为更好地提高现代化露天矿安全生产效率,使用无人驾驶卡车代替传统的卡车作为运输工具,将在露天矿生产过程中发挥越来越重要的作用。在无人驾驶卡车的背景下,露天矿无人驾驶卡车车流分配调度是新型露天矿无人驾驶卡车调度的核心内容,合理的车流分配调度将大幅度提高智能开采效率。为了促进新型露天矿的发展朝着无人化、智能化、精细化、高效化发展,论文针对露天矿无人驾驶卡车多目标车流分配调度问题,展开了以下研究:（1）对国内外矿卡车流分配调度模型理论研究和优化研究进行了总结,对传统人工驾驶车流分配调度问题进行概述,对新型露天矿无人驾驶卡车车流分配调度与传统人工驾驶卡车调度问题的异同进行分析,为建立无人驾驶卡车多目标车流分配调度模型做理论基础。同时对多目标优化基本概念和多目标优化算法进行了概述,为求解无人驾驶卡车多目标车流分配调度模型做理论铺垫。（2）根据目前研究文献总结出,露天矿卡车车流分配调度时遵循的需求主要来源于收益、成本、矿石质量三个方面,建立了以运输成本最小、无人驾驶卡车总排队时间最小、品位偏差最小为目标函数的传统露天矿卡车多目标车流分配调度模型。通过与传统人工驾驶卡车车流分配...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西安建筑科技大学硕士学位论文92相关理论本文研究的基础内容包括露天矿卡车车流分配调度问题和多目标求解问题。本章对露天矿卡车车流分配调度问题进行了概述，分析了无人驾驶与人工驾驶卡车车流分配调度问题的不同点，然后对多目标优化理论进行了阐述，以及对多目标优化问题的基础求解算法进行了总结。露天矿无人驾驶卡车车流分配调度问题是露天矿无人驾驶卡车多目标车流分配调度模型构建的基础，多目标优化理论是求解无人驾驶卡车多目标车流分配调度问题算法的基础算法，同时对求解多目标优化问题的优化算法进行了总结，为后续分解约束支配NSGA-II优化算法的提出奠定基矗2.1露天矿矿车车流分配调度问题2.1.1车流分配调度概念露天矿矿车调度系统中的矿车车流分配调度是依据露天矿装载点和卸载点之间的最佳距离，对卡车进行合理分配的过程。随着无人驾驶技术在露天矿开采中的发展，露天矿无人驾驶卡车车流分配调度在露天矿矿车调度中的重要性逐渐升高，它是新型矿山调度系统的核心。图2.1为无人驾驶卡车车流分配调度示例，通过远程超控，卡车被分配不同的地点，有序完成开采运输任务。图2.1露天矿无人驾驶卡车车流分配调度示例
西安建筑科技大学硕士学位论文19图3.1露天矿卡车等待图在露天矿的生产开采中，矿山要求混合矿石后矿石质量的偏差不能太大，这使品位波动进入矿山企业的视野中[78]。减小品位波动，不仅提高矿石质量，也是可持续的进行精细化生产管理的一种体现。因此如何在车流分配调度过程中减小品位波动成了露天矿企业追求的目标。露天矿的要求不同，模型中的目标就会不同，所带来的效益也就不同。传统人工驾驶卡车车流分配调度模型一般从每一个方面选取一种指标作为目标，组成传统的露天矿卡车车流分配调度模型的目标函数。由于矿山特定场景的约束，根据不同的生产实况，需建立不一样的调度模型，一般需要满足其一定需求。为了满足矿山企业的全面管理需求以及适应多种矿山企业，本文选取的露天矿卡车多目标车流分配调度模型的目标函数为：以收益方面的卡车总排队时间最小，成本方面的运输成本最小，矿石质量方面的品位波动最校由于运输成本最孝无人驾驶卡车总排队时间最小，品位偏差最小各目标之间存在一定的相互矛盾的关系，所以可以以运输成本最孝无人驾驶卡车总排队时间最小，品位偏差最小三个目标构建露天矿卡车多目标车流分配调度模型。传统露天矿人工驾驶卡车的调度模型的部分已知条件如下，其他已知条件参数见下表3.2。（1）n个装载点1,2,3,4,,iAin，装载点的装载率已知；（2）m个卸载点1,2,3,4,,jBjm，卸载点的卸载率已知；（3）卡车数量为k；所有的车流分配调度参数统称为S，构建的精细化传统露天矿人工卡车多目标车流分配调度模型目标函数如下：123FSMinimizarFS,FS,FS(3-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人卡车的发展现状与应用前景[J]. 石立群. 现代商贸工业. 2019(30)
[2]大型煤炭企业高质量转型发展的探索与实践[J]. 徐竹财. 煤炭经济研究. 2019(07)
[3]我国无人驾驶矿用自卸车发展现状和未来展望[J]. 李志国. 铜业工程. 2019(02)
[4]露天矿山运输无人驾驶关键技术与标准[J]. 张涛,路向阳,李雷,秦晓辉,栾小飞. 控制与信息技术. 2019(02)
[5]基于钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯含量测定有效抽采半径[J]. 高文贵,王贤田,武德尧. 中国煤炭. 2019(01)
[6]大明矿业:向绿色化、智能化矿山进军[J]. 杨益敏. 环境经济. 2018(12)
[7]智能互联网助推无人车快速发展[J]. 杜明芳. 中国信息界. 2018(02)
[8]智慧煤矿2025情景目标和发展路径[J]. 王国法,王虹,任怀伟,赵国瑞,庞义辉,杜毅博,张金虎,侯刚. 煤炭学报. 2018(02)
[9]进化高维多目标优化算法研究综述[J]. 刘建昌,李飞,王洪海,李田军. 控制与决策. 2018(05)
[10]露天矿车流路网均衡分配模型[J]. 孙效玉,赵松松,刘恒,张航. 煤炭学报. 2017(06)
博士论文
[1]露天矿运输系统优化与卡车调度问题研究[D]. 常永刚.沈阳工业大学 2018
[2]现代露天矿设计理论与方法研究[D]. 宋子岭.辽宁工程技术大学 2007
[3]露天矿卡车实时调度优化决策系统及应用效果预测研究[D]. 白润才.辽宁工程技术大学 2005
硕士论文
[1]基于多目标遗传算法的露天矿卡车调度优化研究[D]. 张明.西安建筑科技大学 2019
[2]基于分解的多目标优化算法的研究[D]. 梅志伟.南京航空航天大学 2017
[3]基于物联网的露天矿山卡车调度系统的研究[D]. 汪洋.安徽工业大学 2015
[4]露天矿卡车调度优化研究[D]. 马琳.河北工业大学 2015
[5]基于SA-GA算法的露天矿用卡车调度方法的研究[D]. 郭天中.内蒙古科技大学 2015
[6]露天矿采矿车辆调度算法研究及系统设计[D]. 褚春鑫.燕山大学 2015
[7]基于改进蚁群算法的露天矿卡车优化调度研究[D]. 刘浩洋.西安建筑科技大学 2013
[8]基于遗传算法的矿山资源优化调度模型的研究[D]. 黄宝祥.山东科技大学 2011
[9]基于模糊多目标格序决策的露天矿运输系统优化研究[D]. 朱华炜.辽宁工程技术大学 2011
[10]多目标优化的遗传算法研究[D]. 马小姝.西安电子科技大学 2010
本文编号：3349348
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
西安建筑科技大学硕士学位论文92相关理论本文研究的基础内容包括露天矿卡车车流分配调度问题和多目标求解问题。本章对露天矿卡车车流分配调度问题进行了概述，分析了无人驾驶与人工驾驶卡车车流分配调度问题的不同点，然后对多目标优化理论进行了阐述，以及对多目标优化问题的基础求解算法进行了总结。露天矿无人驾驶卡车车流分配调度问题是露天矿无人驾驶卡车多目标车流分配调度模型构建的基础，多目标优化理论是求解无人驾驶卡车多目标车流分配调度问题算法的基础算法，同时对求解多目标优化问题的优化算法进行了总结，为后续分解约束支配NSGA-II优化算法的提出奠定基矗2.1露天矿矿车车流分配调度问题2.1.1车流分配调度概念露天矿矿车调度系统中的矿车车流分配调度是依据露天矿装载点和卸载点之间的最佳距离，对卡车进行合理分配的过程。随着无人驾驶技术在露天矿开采中的发展，露天矿无人驾驶卡车车流分配调度在露天矿矿车调度中的重要性逐渐升高，它是新型矿山调度系统的核心。图2.1为无人驾驶卡车车流分配调度示例，通过远程超控，卡车被分配不同的地点，有序完成开采运输任务。图2.1露天矿无人驾驶卡车车流分配调度示例
西安建筑科技大学硕士学位论文19图3.1露天矿卡车等待图在露天矿的生产开采中，矿山要求混合矿石后矿石质量的偏差不能太大，这使品位波动进入矿山企业的视野中[78]。减小品位波动，不仅提高矿石质量，也是可持续的进行精细化生产管理的一种体现。因此如何在车流分配调度过程中减小品位波动成了露天矿企业追求的目标。露天矿的要求不同，模型中的目标就会不同，所带来的效益也就不同。传统人工驾驶卡车车流分配调度模型一般从每一个方面选取一种指标作为目标，组成传统的露天矿卡车车流分配调度模型的目标函数。由于矿山特定场景的约束，根据不同的生产实况，需建立不一样的调度模型，一般需要满足其一定需求。为了满足矿山企业的全面管理需求以及适应多种矿山企业，本文选取的露天矿卡车多目标车流分配调度模型的目标函数为：以收益方面的卡车总排队时间最小，成本方面的运输成本最小，矿石质量方面的品位波动最校由于运输成本最孝无人驾驶卡车总排队时间最小，品位偏差最小各目标之间存在一定的相互矛盾的关系，所以可以以运输成本最孝无人驾驶卡车总排队时间最小，品位偏差最小三个目标构建露天矿卡车多目标车流分配调度模型。传统露天矿人工驾驶卡车的调度模型的部分已知条件如下，其他已知条件参数见下表3.2。（1）n个装载点1,2,3,4,,iAin，装载点的装载率已知；（2）m个卸载点1,2,3,4,,jBjm，卸载点的卸载率已知；（3）卡车数量为k；所有的车流分配调度参数统称为S，构建的精细化传统露天矿人工卡车多目标车流分配调度模型目标函数如下：123FSMinimizarFS,FS,FS(3-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人卡车的发展现状与应用前景[J]. 石立群. 现代商贸工业. 2019(30)
[2]大型煤炭企业高质量转型发展的探索与实践[J]. 徐竹财. 煤炭经济研究. 2019(07)
[3]我国无人驾驶矿用自卸车发展现状和未来展望[J]. 李志国. 铜业工程. 2019(02)
[4]露天矿山运输无人驾驶关键技术与标准[J]. 张涛,路向阳,李雷,秦晓辉,栾小飞. 控制与信息技术. 2019(02)
[5]基于钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯含量测定有效抽采半径[J]. 高文贵,王贤田,武德尧. 中国煤炭. 2019(01)
[6]大明矿业:向绿色化、智能化矿山进军[J]. 杨益敏. 环境经济. 2018(12)
[7]智能互联网助推无人车快速发展[J]. 杜明芳. 中国信息界. 2018(02)
[8]智慧煤矿2025情景目标和发展路径[J]. 王国法,王虹,任怀伟,赵国瑞,庞义辉,杜毅博,张金虎,侯刚. 煤炭学报. 2018(02)
[9]进化高维多目标优化算法研究综述[J]. 刘建昌,李飞,王洪海,李田军. 控制与决策. 2018(05)
[10]露天矿车流路网均衡分配模型[J]. 孙效玉,赵松松,刘恒,张航. 煤炭学报. 2017(06)
博士论文
[1]露天矿运输系统优化与卡车调度问题研究[D]. 常永刚.沈阳工业大学 2018
[2]现代露天矿设计理论与方法研究[D]. 宋子岭.辽宁工程技术大学 2007
[3]露天矿卡车实时调度优化决策系统及应用效果预测研究[D]. 白润才.辽宁工程技术大学 2005
硕士论文
[1]基于多目标遗传算法的露天矿卡车调度优化研究[D]. 张明.西安建筑科技大学 2019
[2]基于分解的多目标优化算法的研究[D]. 梅志伟.南京航空航天大学 2017
[3]基于物联网的露天矿山卡车调度系统的研究[D]. 汪洋.安徽工业大学 2015
[4]露天矿卡车调度优化研究[D]. 马琳.河北工业大学 2015
[5]基于SA-GA算法的露天矿用卡车调度方法的研究[D]. 郭天中.内蒙古科技大学 2015
[6]露天矿采矿车辆调度算法研究及系统设计[D]. 褚春鑫.燕山大学 2015
[7]基于改进蚁群算法的露天矿卡车优化调度研究[D]. 刘浩洋.西安建筑科技大学 2013
[8]基于遗传算法的矿山资源优化调度模型的研究[D]. 黄宝祥.山东科技大学 2011
[9]基于模糊多目标格序决策的露天矿运输系统优化研究[D]. 朱华炜.辽宁工程技术大学 2011
[10]多目标优化的遗传算法研究[D]. 马小姝.西安电子科技大学 2010
本文编号：3349348
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