一种基于数据分析的矿区车辆智能调度系统的制作方法

本发明涉及矿区车辆管理领域，具体为一种基于数据分析的矿区车辆智能调度系统。

背景技术：

1、矿用卡车是在露天矿山为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的一种重型自卸车，其工作特点为运程短、承载重，常用大型电铲或液压铲进行装载，往返于采掘点和卸矿点，在采矿和采石业中，矿用卡车是高效、高产运营的关键。卡车与其他采矿设备紧密配合，须在一次运营中连续工作多日，矿用自卸车只在有限的矿区范围内行驶，汽车的外形尺寸不限制，为提高每车次的运输量，尽可能加大车厢容积，加宽加高整车外形尺寸，因此矿用车辆的运输一般都是通过拆解运输至矿区；

2、由于矿用车辆的特征，使得矿用车辆无法像普通车辆一样随时调配，因此若不能提前对矿用车辆进行调度，会导致矿区生产效率受到影响，目前，现有的矿用车辆调度系统仍存在不足之处，现有的调度系统在对车辆进行调度时，无法对车辆的运行使用状况进行智能分析，只能够对人工输入的调度行为进行执行，从而导致矿用车辆的调度提前性不足，影响生产；

3、针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明中，采取时间和任务量的双重分析，能够更好地贴合矿区车辆高负荷、高损耗的特征，使得车辆运行故障率的预估更加准确，对维护成本进行预测，降低了矿区车辆的维护成本，对维护时间进行预测，使得矿区车辆维护无法使用时提前进行车辆调度，保证运行中的矿区车辆满足生产需求，通过对车辆的运行故障、维护管理进行综合分析，根据分析结果结合矿用车辆的需求数量和现有数量，智能地生成车辆调度信号，使得车辆调度信号能够具有预见性，避免了车辆数量不足时临时调配无法满足矿区生产需求的问题，保证了车辆调配系统的科学性，解决调度系统无法对车辆的运行使用状况进行智能分析，导致矿用车辆的调度提前性不足，影响生产的问题，而提出一种基于数据分析的矿区车辆智能调度系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于数据分析的矿区车辆智能调度系统，包括车辆信息监管单元、维护统计管理单元、调度预处理单元、调度实时分析单元和车辆调度单元，所述车辆信息监管单元在矿区车辆运行时，对矿区车辆的运行状态进行采集，并根据采集结果进行分析生成车辆高故障率信号或车辆低故障率信号，并将车辆高故障率信号或车辆低故障率信号发送至调度预处理单元；

4、所述维护统计管理单元对矿区车辆的维护信息进行采集，根据采集结果生成维护成本预估和维护时间预估，并将维护成本预估和维护时间预估发送至调度预处理单元；

5、所述调度预处理单元在获取到车辆故障信号和维护预估后，进行结合分析，根据分析结果生成车辆调度需求，并将车辆调度需求发送至车辆调度单元，其中车辆故障信号包括车辆高故障率信号或车辆低故障率信号，维护预估为维护成本预估和维护时间预估；

6、所述调度实时分析单元获取到车辆调度至矿区所需要的时间，记录为调度时间，并将调度时间发送至车辆调度单元；

7、所述车辆调度单元获取到车辆调度需求后，根据调度时间进行分析，生成车辆调动信号以及车辆调动时间，并在到达车辆调动时间后将车辆调动信号发送至显示设备。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述车辆信息监管单元对矿区车辆的运行状态进行采集时，所采集的信息包括车辆工作量和车辆故障频次；

9、所述车辆信息监管单元获取到车辆每一次进行货物运输时所装载的重量，记录为载货量m，获取到车辆每一次进行货物运输时的行驶里程，记录为载货距离l，通过公式计算获取到车辆工作量g，其中a1、a2和q为预设的权重系数；

10、所述车辆信息监管单元在车辆发生故障时，获取到车辆距离上一次维护的时间间隔，记录为运行时间t，同时计算在运行时间t的时段内的车辆工作量g，所述车辆信息监管单元将运行时间t记录为故障时间频次，将车辆工作量记录为故障运输频次。

11、作为本发明的一种优选实施方式，所述车辆信息监管单元在获取到故障时间频次和故障运输频次后，将故障时间频次和预设的时间阈值进行对比，将故障运输频次和预设的运输量阈值进行对比，若故障时间频次小于等于预设的时间阈值，则生成故障时间异常信号，若故障时间频次大于预设的时间阈值，则生成故障时间合格信号，若故障运输频次小于等于预设的运输量阈值，则生成故障运输量异常信号，若故障运输频次大于预设的运输量阈值，则生成故障运输量合格信号；

12、所述车辆信息监管单元在获取到故障运输量异常信号或故障时间异常信号中的任意一组时，生成车辆高故障率信号，所述车辆信息监管单元在同时获取到故障时间合格信号和故障运输量合格信号时，生成车辆低故障率信号。

13、作为本发明的一种优选实施方式，所述维护统计管理单元在对矿区车辆的维护信息进行采集时，选取任意一车辆，记录车辆维护所花费的成本，并预设一个采集周期，计算在一个采集周期内的维护所花费的成本总和，并将成本总和与预设的维护预算进行对比，若成本总和大于维护预算，则将车辆标记为高维护成本车辆，若成本总和小于维护预算，则将车辆标记为低维护成本车辆；

14、所述维护统计管理单元选一任意一车辆，并对车辆的历史维护次数进行统计，选取每相邻两次维护之间的时间间隔，记录为历史间隔，所述维护统计管理单元计算相邻的两次历史间隔的差值，并将其记录为间隔变化值，所述维护统计管理单元以时间为x轴，以间隔变化值为y轴，绘制间隔变化值浮动折线图，所述维护统计管理单元将计算间隔变化值浮动折线图上每相邻两点之间的差值，并对所有差值进行算术平均，获取到平均差值，所述维护统计管理单元选取间隔变化值浮动折线图上的最后一点，并在间隔变化值浮动折线图上的最后一点与平均查差值进行求和，获取到预测间隔；

15、所述维护统计管理单元选取到车辆历史维护次数中最后一次维护记录，并获取最后一次维护记录的时间，将最后一次维护的时间与预测间隔进行求和，获取到下一次维护的时间，记录为维护时间预估。

16、作为本发明的一种优选实施方式，所述调度预处理单元获取到当前矿区进行生产所需要的运输车辆，记录为需求车辆，并对当前矿区所拥有的运输车辆进行统计，记录为现有车辆；

17、所述调度预处理单元获取到现有车辆中的生成车辆高故障率信号的车辆和生成车辆低故障率信号的车辆，将生成低故障率信号的车辆和需求车辆进行对比，若生成低故障率信号的车辆数量大于等于需求车辆，则不作出反应，若生成低故障率信号的车辆数量小于需求车辆，则生成车辆调配信号；

18、所述调度预处理单元获取到低维护成本车辆，并将低维护成本车辆和需求车辆进行对比，若低维护成本车辆数量大于等于需求车辆，则不作出反应，若低维护成本车辆数量小于需求车辆，则生成车辆调配信号；

19、所述调度预处理单元获取到维护时间预估，并以天为单位计算同一天内维护的车辆数量，将现有车辆数量和同一天内维护的车辆数量进行差值计算，并将差值计算的结果和需求车辆进行对比，若差值计算的结果大于等于需求车辆，则不作出反应，若差值计算的结果小于需求车辆，则生成维护车辆调配信号。

20、作为本发明的一种优选实施方式，所述车辆调度单元获取到车辆调配信号后，生成车辆立即调动信号，所述车辆调度单元获取到维护车辆调配信号后，获取到维护的日期，并计算当前时间和维护的日期的差值，记录为维护剩余时间，将维护剩余时间和调度时间进行差值计算，若维护剩余时间小于等于调度时间，则生成车辆立即调动信号，若维护剩余时间大于调度时间，则将维护剩余时间和调度时间的差值记录为车辆调动剩余时间，并根据当前时间和车辆调动剩余时间计算车辆调动信号生成的最晚时间，生成包含最晚时间的车辆预备调动信号。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、本发明中，通过对车辆的运行故障、维护管理进行综合分析，根据分析结果结合矿用车辆的需求数量和现有数量，智能地生成车辆调度信号，使得车辆调度信号能够具有预见性，避免了车辆数量不足时临时调配无法满足矿区生产需求的问题，保证了车辆调配系统的科学性。

23、2、本发明中，在对车辆的运行故障进行统计分析时，采取时间和任务量的双重分析，能够更好地贴合矿区车辆高负荷、高损耗的特征，使得车辆运行故障率的预估更加准确。

24、3、本发明中，在对车辆的维护管理进行预测时，对维护成本进行预测，根据维护成本筛选出工况差，无法适应矿区生产的车辆，并将其在矿区车辆的数量分析中剔除，从而避免矿区车辆带病运行，提高了矿区车辆的运行效率，降低了矿区车辆的维护成本，对维护时间进行预测，使得矿区车辆维护无法使用时提前进行车辆调度，能够保证运行中的矿区车辆满足生产需求。