露天矿卡车调度优化研究

【摘要】：在露天矿运营生产中,卡车作为主要的运输方式在矿区生产作业中占有重要角色,卡车在运输过程中的能耗占矿区运营成本的比重非常大,据资料统计,卡车能耗约占矿区成本的40~72%。传统的人工调度易造成卡车滞停、排队等现象,这进而增加了生产作业中卡车的能耗。计算机控制卡车调度能够对矿区进行统筹监控、降低卡车的闲置时间,从而降低卡车能耗,提高矿区经济效益。因此,本文采用计算机控制方式对露天矿卡车调度进行研究。计算机控制卡车优化调度涵盖了控制工程、计算机应用、管理科学与工程、交通运输工程、图论与网络分析、应用数学、运筹学等学科理论,是一个复杂、系统的课题。本文以西藏某露天矿为实际应用背景,运用计算机仿真技术对露天矿卡车调度进行模拟研究。首先,本文深入分析了露天矿卡车调度问题的特点、原理及方案需求。介绍了车流规划理论及常用的车辆调度方法。其次,本文针对矿区自身实际道路状况特点,结合现有的数学规划理论,建立了符合该矿区的道路网络模型,在该模型的基础上,使用改进后的遗传退火算法对卡车在行驶过程中的最短路径进行优化。根据矿区的产量目标要求及实际矿区生产设备等条件,建立了车流规划模型,模拟矿区卡车调度。最后,本文以改进后遗传退火算法优化出的卡车行驶路径为基础,提出了一种卡车调度启发式算法,为了验证该算法的优越性,对该方法进行了仿真,并将结果与车流规划模型结果进行对比,实验证明启发式算法的调度效果更优,这种方法的提出为矿区卡车调度提供了一种可靠的科学方法。