一种矿山智能调度系统的制作方法

本发明属于智能矿山技术领域，更具体地，本发明涉及一种矿山智能调度系统。

背景技术：

全椒海螺露天矿是现代化露天开采的水泥矿生产企业。运输方式主要采用铲装作业、矿用卡车运输。采区作业范围广，地点移动变化大，设备状态变化快，采用传统的生产调度与生产组织方式不能及时、全面、准确掌握现场作业条件频繁变化的情况，调度员靠个人经验调整生产，无法保障采矿生产过程的优化与高效率。

技术实现要素：

本发明提供一种矿山智能调度系统，旨在实现gps卡车的智能调度。

本发明是这样实现的，一种矿山智能调度系统，所述系统包括：

m台铲车，每台铲车上设置有gps定位仪一，

n台卡车，n>m，每台卡车上设有gps定位仪二；

调度装置，gps定位仪一、gps定位仪二与调度装置无线通讯连接；

设于指定位置的碎石场，碎石场内设有k个碎石站，每个碎石站均配置有一个用于存储待破碎的矿石料仓；

铲车在采石场进行采矿采集作业，卡车基于调度装置规划的行驶路线在采石场与目标碎石站之间做往返运动，碎石站对负载卡车输送的矿石进行破碎。

进一步的，调度装置包括：目标碎石站确定单元及路线规划单元，其中，

目标碎石站确定单元确定负载卡车的目标碎石站；

路线规划单元规划负载卡车从起始站点至终止站点的最短行驶路径，同时确定负载卡车与空载卡车的行驶优先级，起始站点为距采矿位置最近的站点，终止站点为目标碎石站。

进一步的，将终止站点设置为目标碎石站的停车区域，停车区域是用于碎石站的卡车排队等候区域，目标碎石站确定单元基于如下方法来确定目标碎石站，该方法具体如下：

确定各碎石站的料仓是否已经满仓，将未满仓的碎石站作为候选碎石站，加入候选集中；

若候选集为空，即各碎石站均已满仓，则统计停车区域内排队待卸载的负载卡车数及即将达到对应停车区域的负载卡车数，并计算两者之和，取数值最小的碎石站作为目标碎石站；若候选集为非空集，即存在碎石站未满仓，将料仓内矿石存储量最少的碎石站作为目标碎石站；

即将达到对应停车区域的负载卡车数是指位于采石场与碎石场之间，且目标位置为对应停车区域的负载卡车。

进一步的，路线规划单元基于如下方法来进行最短行驶路径的规划，该方法具体如下：

s1、卡车在载重完毕后，检测碎石场是否处于满负荷状态，若检测检测结果为是，执行步骤s2，若检测结果为否，则执行步骤s3；

s1、卡车在载重完毕后，检测碎石场是否处于满负荷状态，若检测检测结果为是，执行步骤s2，若检测结果为否，则执行步骤s3；

s2、空载卡车优先负载卡车行驶，将采石场与碎石场间的最短距离路径作为负载卡车的行驶路径；

s3、负载卡车优先空载卡车行驶，将采石场与碎石场间的最短距离路径作为负载卡车的行驶路径。

进一步的，在步骤s1之前还包括：

s4、在采石场向碎石场的延伸方向上设置若干站点，同时设定相邻站点之间的路径。

进一步的，碎石场的负荷状态检测方法具体如下：

检测碎石站对应停车区域内的排队待卸载的负载卡车数量大于数量阈值，则认定碎石站处于满负荷状态，碎石场内的所有碎石站均处于满负荷状态时，则认定碎石场处于满负荷状态，否则，处于非满负荷状态。

进一步的，在检测到碎石场处于满负荷状态时，降低处于工作状态的铲车出矿速率，同时较少每辆铲车的服务卡车数，在检测到碎石场处于非满负荷状态时，提升处于工作状态的铲车出矿速率，同时增加每辆铲车的服务卡车数。

进一步的，所述步骤s2具体包括具体如下：

s21、将距负载卡车所在位置最近的站点作为起始站点，检测起始站点是否为终止站点，若检测结果为否，则执行步骤s22；

s22、确定下一站点，即距起始站点路径距离最短的站点；

s23、检测起始站点与下一站点之间的路径上是是否已经存在空载卡车，若检测结果为是，执行步骤s24，若检测结果为否，则执行步骤s25；

s24、控制负载卡的进行避让，在空载卡车通过后，执行步骤s23；

s25、将起始站点与下一站点之间的路径作为当前行驶路径，并锁定该行驶路径，直至行驶至下一路站点，对该行驶路径进行解锁，并执行步骤s21。

进一步的，所述步骤s3具体包括如下步骤：

s31、以距负载卡车所在位置最近的站点作为起始站点，检测起始站点是否为终止站点，若检测结果为否，则执行步骤s32；

s32、确定下一个站点，即距起始站点路径距离最短的站点；

s33、检测起始站点与下一站点之间的路径上是否已存在空载卡车，若检测结果为否，直接执行步骤s35，若检测结果为是，则执行步骤s34；

s34、控制空载卡车进行避让，在空载卡车避让成功后，执行步骤s33

s35、将起始站点与一下站点之间的路径作为当前行驶路径，同时锁定该行驶路径，直至行驶至下一站点后，对该行驶路径进行解锁，同时执行步骤s31。本发明提供的矿山智能调度系统具有如下有益技术效果：

1)实现的gps卡车的智能调度，优化采矿生产过程的效率；

2)在采石场与碎石场之间设置站点，通过站点间的设定路径进行最短行驶路径的规划，基于设定的路径行驶，有利于卡车在采石场与碎石场间往返运行的安全性，此外，在多辆卡车同时作业时，基站点进行调度，有利于保证相会卡车间的安全性。

3)在进行卡车调度时，基于碎石站的破碎能力进行负载卡车与空载卡车的优先行驶设置，在破碎能力过剩时，负载卡车优先行驶，提升碎石站料仓的进料速度，在破碎能力不足是，空载卡车优先行驶，降低碎石站料仓的进料速度；

4)尽量实现铲车的出矿能力-卡车运载能力-碎石站破碎能力三者的平衡，避免某方能力过剩或能力不足。

附图说明

图1为本发明实施例提供的矿山智能调度系统的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图1为本发明实施例提供的矿山智能调度系统的结构示意图，为了便于说明，仅示与本发明实施例相关的部分。

该系统包括：

m台铲车，每台铲车上设置有gps定位仪一，

n台卡车，n>m，每台卡车上设有gps定位仪二；

调度装置，gps定位仪一、gps定位仪二与调度装置无线通讯连接；

设于指定位置的碎石场，碎石场内设有k个碎石站，每个碎石站均配置有一个料仓，料仓用于存储待破碎的矿石；

铲车在采石场进行采矿采集作业，卡车基于调度装置规划的行驶路线在采石场与目标碎石站之间做往返运动，碎石站对负载卡车输送的矿石进行破碎。

在本发明实施例中，调度装置包括：目标碎石站确定单元及路线规划单元，目标碎石站确定单元确定负载卡车的目标碎石站，路线规划单元规划负载卡车从起始站点至终止站点的最短行驶路径，同时确定负载卡车与空载卡车的行驶优先级，起始站点为距采矿位置最近的站点，终止站点为目标碎石站。

铲车在采石场内进行采矿作业，铲车采集到的矿石经卡车装载，运输至碎石场内，卡车在采石场和碎石场内做往返运动，在碎石场已完成卸载的卡车称为空载卡车，在采石场完成装载的卡车称为负载卡车，空载卡车与负载卡车的行驶方向相反。

将终止站点设置为目标碎石站的停车区域，停车区域是用于碎石站的卡车排队等候区域，目标碎石站确定单元基于如下方法来确定目标碎石站，该方法具体如下：

确定各碎石站的料仓是否已经满仓，将未满仓的碎石站作为候选碎石站加入候选集中；

若候选集为空，即各碎石站均已满仓，则统计停车区域内排队待卸载的负载卡车数及即将达到对应停车区域的负载卡车数，并计算两者之和，取数值最小的碎石站作为目标碎石站；若候选集为非空集，即存在碎石站未满仓，将料仓内矿石存储量最少的碎石站作为目标碎石站；

即将达到对应停车区域的负载卡车数是指位于采石场与碎石场之间，且目标位置为对应停车区域的负载卡车。

在本发明实施例中，路线规划单元基于如下方法来进行最短行驶路径的规划，该方法具体如下：

s1、卡车在载重完毕后，检测碎石场是否处于满负荷状态，若检测检测结果为是，执行步骤s2，若检测结果为否，则执行步骤s3；

在本发明实施例中，碎石场的负荷状态包括两种，一种是满负荷状态，另一种是非满负荷状态，非满负荷状态是指碎石场内的碎石机的破碎能力存在剩余，满负荷状态是指碎石场内的碎石机的破碎能力已饱和，碎石场的负荷状态检测方法具体如下：

检测碎石站对应停车区域内的排队待卸载的负载卡车数量大于数量阈值，则认定碎石站处于满负荷状态，碎石场内的所有碎石站均处于满负荷状态时，则认定碎石场处于满负荷状态。

在本发明实施例中，在检测到碎石场处于满负荷状态时，降低处于工作状态的铲车出矿速率，同时较少每辆铲车的服务卡车数，在检测到碎石场处于非满负荷状态时，提升处于工作状态的铲车出矿速率，同时增加每辆铲车的服务卡车数，尽量实现铲车的出矿能力-卡车运载能力-碎石站破碎能力三者的平衡，避免某方能力过剩或能力不足。

s2、空载卡车优先负载卡车行驶，将采石场与碎石场间的最短距离路径作为负载卡车的行驶路径；

在本发明实施例中，所述步骤s2具体包括具体如下：

s21、将负载卡车所在站点作为起始站点，检测起始站点是否为终止站点，若检测结果为否，则执行步骤s22；

s22、确定下一站点，即距起始站点路径距离最短的站点；

s23、检测起始站点与下一站点之间的路径上是否已经存在空载卡车，若检测结果为是，执行步骤s24，若检测结果为否，则执行步骤s25；

s24、控制负载卡的进行避让，在空载卡车通过后，执行步骤s23；

s25、将起始站点与下一站点之间的路径作为当前行驶路径，并锁定该行驶路径，直至行驶至下一站点，对该行驶路径进行解锁，并执行步骤s21。

起始站点为采石场附近的站点，起始站点可能设于采石场内或者是设于采石场的周边，终止站点为碎石场最近的站点，终止站点可能设于碎石场内或者是设于碎石场的周边。

s3、负载卡车优先空载卡车行驶，将采石场与碎石场间的最短距离路径作为负载卡车的行驶路径。

在本发明实施例中，所述步骤s3具体包括如下步骤：

s31、以负载卡车所在站点作为起始站点，检测起始站点是否为终止站点，若检测结果为否，则执行步骤s32；

s32、确定下一个站点，即距起始站点路径距离最短的站点；

s33、检测起始站点与下一站点之间的路径上是否已存在空载卡车，若检测结果为否，直接执行步骤s35，若检测结果为是，则执行步骤s34；

s34、控制空载卡车进行避让，在负载卡车通过后，执行步骤s33

s35、将起始站点与一下站点之间的路径作为当前行驶路径，同时锁定该行驶路径，直至行驶至下一站点后，对该行驶路径进行解锁，同时执行步骤s31。

在本发明实施例中，在步骤s1之前还包括：

s4、在采石场向碎石场的延伸方向上设置若干站点，同时设定相邻站点之间的路径；

站点的设置规则具体如下：在延伸方向选取若干短距离的条行驶路径，在路径上先基于设定距离取站点，将站点的位置及标识存储至站点集中，在将路径上特殊位置点作为站点放入站点集，特殊位置点包括：岔路口及转弯点，在相邻两站点之间存在多条路路径时，将行驶距离最短的路径作为两站点之间的路径，两站点之间的路径为单车道，避免两车交汇可能带来的危险，在路径及站点上均设有避让区。

本发明提供的矿山智能调度系统具有如下有益技术效果：

1)实现的gps卡车的智能调度，优化采矿生产过程的效率；

2)在采石场与碎石场之间设置站点，通过站点间的设定路径进行最短行驶路径的规划，基于设定的路径行驶，有利于卡车在采石场与碎石场间往返运行的安全性，此外，在多辆卡车同时作业时，基站点进行调度，有利于保证相会卡车间的安全性。

3)在进行卡车调度时，基于碎石站的破碎能力进行负载卡车与空载卡车的优先行驶设置，在破碎能力过剩时，负载卡车优先行驶，提升碎石站料仓的进料速度，在破碎能力不足是，空载卡车优先行驶，降低碎石站料仓的进料速度；

4)尽量实现铲车的出矿能力-卡车运载能力-碎石站破碎能力三者的平衡，避免某方能力过剩或能力不足。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。