露天矿卡车实时调度优化决策系统及应用效果预测研究

论文题目: 露天矿卡车实时调度优化决策系统及应用效果预测研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 采矿工程

作者: 白润才

导师: 马云东

关键词: 露天矿,卡车调度系统,调度准则,实时调度,卡车路段行程时间,人工神经网络,系统模拟,应用效果预测

文献来源: 辽宁工程技术大学

发表年度: 2005

论文摘要: 露天矿卡车自动化实时调度系统已在国外100多座汽车运输露天矿得到了成功应用,并取得了显著的经济效益。在我国,近十年来随着计算机技术、卫星定位技术、无线通讯技术、信息技术的飞速发展,已经由理论研究迅速地进入到实际开发应用阶段。卡车自动化实时调度系统的应用效果主要取决于拥有先进调度决策算法的软件系统支持,而现有调度模型所采用的调度准则、派车逻辑算法、计算参数的选取和预测等方面需进一步完善。同时加强露天矿卡车调度系统应用效果预测方法的研究,对促进国内露天矿卡车自动化实时调度系统的推广应用具有重要意义。 本文的研究工作结合辽宁省教育厅基金项目“露天矿卡车自动化实时调度决策支持系统”进行。根据露天矿调度工作的任务、目标及系统功能需求,结合电铲.卡车工艺系统的特点,分析总结了现有计算机卡车调度系统的研究和应用情况,详细设计分析了系统的功能结构和软硬件方案,主要深入研究了生产工艺系统运输网络生成与更新,运输路径优化,货流规划,优化调度目标和调度准则,优化调度数学模型,优化计算参数的选取和预测,露天矿卡车调度系统应用效果预测等方面优化调度的理论和关键技术。本文针对现有调度模型在派车逻辑算法上存在的不足,提出了基于产量偏差极小化和电铲、卡车等待时间,卡车运行时间极小化准则的实时优化调度模型,进一步完善了卡车实时优化调度决策的优化算法。本文在详细分析影响卡车路段行程时间诸因素基础上,利用人工神经网络理论建立了卡车路段行程时间的实时动态预测模型,克服了在卡车实时优化调度决策计算中,取用统计平均值存在的弊端,从而提高了调度决策的准确性、实时性和可靠性。本文提出的“同一班次标定-回放-模拟对比法”,不仅能科学地预测卡车优化调度系统应用效果,而且所建立的露天矿生产系统模拟模型,对于主要由电铲移动、新排土场启用、电铲优先方案、线路系统发生变化和可用卡车变化等因素引起的相关效应及对生产的影响迅速作出预测和评价,从而为露天矿生产技术决策提供可靠依据,具有较高的实用价值。

论文目录:

1绪论

1.1引言

1.2计算机卡车调度系统研究和应用情况

1.3论文研究的主要内容和目标

2露天矿卡车自动化实时调度优化决策系统的构成

2.1系统功能需求分析

2.2系统基本构成

3卡车实时优化调度系统软硬件方案及工作原理

3.1定位方案

3.2卡车工况监测系统

3.3通讯方案的研究

3.3.1通讯模式的选择

3.3.2竞争模式的确定

3.3.3通讯协议的研究

3.4调度系统总体结构方案的研究

3.4.1系统硬件构成方案

3.4.1.1硬件系统构成

3.4.1.2调度中心硬件构成

3.4.1.3系统技术指标

3.4.2系统软件构成方案

3.4.2.1软件系统基本需求分析

3.4.2.2系统数据采集及实时处理

3.4.3调度中心分布式网络数据库

3.4.3.1公用数据库

3.4.3.2专用数据库

3.4.4调度中心软件及系统软件构成

4生产计划辅助系统

4.1运输道路网络系统模型的建立

4.1.1运输道路网络的组成和描述

4.1.2运输道路基本网络的生成

4.1.3初始道路网络数据的形成与分析处理

4.1.4道路网络的实时更新

4.2最优行车路径的优化计算

4.3货流规划的研究

4.3.1货流规划的目标分析

4.3.2货流规划模型

5露天矿卡车实时优化调度决策方法的研究

5.1优化调度准则综述

5.2实时优化调度算法研究

5.3卡车实时调度动态规划模型的建立

5.3.1调度算法所遵循的原则

5.3.2当前贫铲线路的确定

5.3.3电铲所需卡车数的确定

5.3.4可分配卡车数的确定

5.3.5卡车分配原则

5.3.6卡车优化调度模型

5.3.7卡车优化调度的遗传算法

5.4实时调度的分类及其调度方法

5.5优化调度功能模块结构设计

6卡车路段行程时间的实时动态预测

6.1概述

6.2卡车路段行程时间样本数据采集

6.3卡车行程时间预测模型的人工神经网络结构

6.4神经网络预测模型训练

6.5神经网络预测模型仿真试验

6.6神经网络预测模型的优势分析

7露天矿卡车调度系统应用效果预测

7.1概述

7.2系统预测基本原理及方法

7.2.1系统标定及标定数据统计分析

7.2.2系统模拟模型

7.3应用实例

7.3.1系统选取

7.3.2系统标定数据统计结果及分析

7.3.3标定系统的回放和模拟分析

结论

致谢

参考文献

作者简介

发布时间: 2005-05-09

参考文献

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