Сравнительная оценка методов диспетчеризации карьерного автотранспорта

В стратегии «М самосвалов и N экскаваторов» происходит одновременное размещение М самосвалов между N экскаваторами, что обычно достигается методами комбинаторной оптимизации. Эта стратегия позволяет вам принимать решения о доставке на основе глобального взгляда на проблему, поскольку соответствующие алгоритмы учитывают взаимодействие между различными аспектами проблемы.

Такая задача формулируется либо как задача распределения, либо как транспортная задача (классические задачи исследования операций). Первая формулировка – это индивидуальное распределение карьерных самосвалов, что означает, что каждый экскаватор получит только один грузовик, и каждый грузовик может быть направлен только к одному экскаватору. Отсюда следует, что М должно быть больше или равно N. Во второй постановке рассматривается задача о доставке определенного количества товара от группы поставщиков к группе получателей. Цель состоит в том, чтобы минимизировать общие транспортные расходы, используя все возможности поставщиков и в то же время удовлетворяя все потребности получателей. В этом случае поставщиками будут M самосвалов, а получателями N экскаваторов. Каждый поставщик предлагает одну единицу продукта, а каждому получателю необходимо определенное количество таких единиц, поэтому общее количество единиц, необходимых получателям, равно M [1].

На основе описания различных подходов и стратегий [2], а также их возможностей можно выделить некоторые условия, которые должны быть соблюдены при каждой качественной диспетчеризации карьерных машин в будущем.

Во-первых, такая система должна основываться на многоуровневом подходе, поскольку такой подход имеет серьезные преимущества перед одноуровневым. Они заключаются в основном в использовании системы предписаний, которая обеспечивает системе диспетчеризации гораздо более высокий уровень доступности информации, повышая качество диспетчеризации. Эти предписания задаются на верхнем уровне многоуровневых систем с помощью математических программ. Затем на эту «директиву» ссылаются при принятии оперативных диспетчерских решений. Математическая программа, используемая на верхнем уровне, может учитывать факторы, трудно оперируемые в одноуровневых системах: требования к составу горной массы в пунктах выгрузки, коэффициенты вскрыши, минимальные и максимальные пределы производительности экскаватора и др. Для конкретных условия производства, несколько целевых предписаний: минимизировать затраты, максимизировать производительность или даже размер прибыли, если данные доступны.

Чтобы быть эффективными, многоуровневые системы должны быстро реагировать на любые серьезные изменения в состоянии системы. Сегодня это стало возможным благодаря новым технологиям сбора данных, а также эффективности последних версий программ математического программирования. Отсюда следует, что проблема сложности быстрой адаптации многоуровневых систем к постоянным сменам карьеры теряет актуальность. В идеале обновленные предписания должны отражать не только текущее состояние системы, но и учитывать события, которые могут произойти и тем самым изменить условия работы в ближайшем будущем.

Затем нужно определить стратегию доставки на нижний уровень. Оказывается, что с непрерывным увеличением мощности ЭВМ, а также постоянным совершенствованием методов решения задач поиска операций становится возможным повышение комбинаторного характера задачи отправки зенитных аппаратов в для интеграции решений последовательного распределения. Вместо того, чтобы принять тот факт, что транспортные грузовики ведут себя очень индивидуально, т. е. каждый транспортный грузовик движется к месту назначения, игнорируя влияние будущих распределений, следует признать, что грузовики могут работать вместе. Это может обеспечить только стратегия «M самосвалов и N экскаваторов», так как учитываются все возможности распределения рассматриваемых в данной задаче карьерных самосвалов. Тем не менее необходимо избегать неудобств, присущих постановке задачи распределения или перевозки товаров. Скорее, следует рассмотреть более общие математические формулировки для учета возможных взаимодействий между транспортными средствами, прибывающими из разных мест, особенно в отношении времени простоя грузовиков, которое может широко варьироваться от одного задания к другому.

Поскольку карьеры являются динамическими системами, информация постоянно меняется и должна часто обновляться. Для эффективного функционирования системы необходимо, чтобы информация о ее состоянии была доступна в режиме реального времени. Как упоминалось ранее, необходимые технологии уже существуют. Эти технологии в основном основаны на использовании GPS с интеграцией мониторов «жизненных показателей» и компьютеров в бортовое оборудование мобильной техники. Эта реализация позволяет использовать GPS более широко, чем просто определение местоположения карьерных самосвалов и экскаваторов в режиме реального времени. С помощью спутниковой навигации можно, например, определить скорость самосвала и убедиться, что каждый грузовик движется по правильному маршруту к месту назначения. Таким образом появляется возможность формировать и динамически обновлять статистические данные о времени различных рейсов, которые необходимо соблюдать с высочайшей точностью на протяжении всей смены, чтобы получать качественные указания от диспетчерской системы. Наконец, можно отслеживать изменения в статистике времени в пути, чтобы определить, ухудшаются ли дорожные условия в определенных районах; на этой основе можно планировать работы по ремонту дорог.

Основной задачей мониторов «жизненных сигналов» на борту карьерных самосвалов является выявление потенциальных механических проблем. Таким образом, чтобы уменьшить негативное влияние отказов грузовиков на производительность, вы можете отправить грузовик в ремонт сразу или запланировать его на более поздний срок (в зависимости от серьезности неисправности). Но вы можете использовать информацию с мониторов «показателей жизнедеятельности» и для задач системы диспетчеризации, чтобы повысить качество и оперативность принимаемых там решений. Таким же образом можно обновить статистику по времени в пути, так как текущая скорость самосвала всегда известна. Кроме того, контролируя температурный режим в двигателе и тормозной системе, можно, например, определить благоприятные и неблагоприятные условия эксплуатации, что может повлиять на различные статистические данные, получаемые из карьера.

Все это возможно только благодаря информации от работающих самосвалов. Но можно пойти и дальше, если учесть информацию, поступающую от экскаваторов. Например, используя мониторы состояния экскаватора в сочетании с GPS и геологической моделью скважины, можно определить тип горной массы, с которой работает экскаватор. Таким образом становится возможным получение информации о качестве каждой загрузки. Обладая этой информацией, помимо знания количества горной массы, загружаемой в автосамосвалы, можно тщательно проверять горную массу, направляемую в пункты обработки, и, следовательно, интегрировать требования к составу горной массы в диспетчерскую. решения.

Поскольку технологии сбора данных уже существуют и позволяют создавать достаточно сложные системы диспетчеризации, есть возможность приступить к разработке систем, соответствующих описанным выше требованиям.

Важнейшим элементом системы расстановки карьеров, оказывающим непосредственное влияние на качество ее функционирования, является стратегия, с помощью которой осуществляется оперативная расстановка карьерных машин на нижнем уровне многоуровневой системы. Поскольку погрузочно-транспортные процессы, протекающие в ЭАК карьеров, носят ярко выраженный стохастический характер, следует избегать использования аналитических методов для решения транспортной задачи (в ее распределении или транспортной постановке), так как они более характерны для описания детерминированных процессы. Имитационное моделирование предлагает большие возможности для решения подобных задач. Резюмируя сказанное выше, можно сделать следующие выводы.

1. Эффективность работы ЭАК современных карьеров во многом зависит от эффективности использования карьерных экскаваторов и самосвалов, которая определяется продолжительностью их простоя в течение смены в ожидании работы. В случае самосвалов требуется уменьшение времени простоя.
2. Основные резервы сокращения времени простоя погрузочно-транспортной техники заключаются в повышении эффективности системы диспетчеризации, используемой для карьерных машин в пределах карьера КЗК. Единого оптимального алгоритма распределения самосвалов по точкам погрузки создать не представляется возможным, и в каждом конкретном случае задача локальной оптимизации работы ЭАК решается математическими и эвристическими методами.
3. Предлагаемая модель распределения раздела ЭAK должна быть двухуровневой. На верхнем уровне устанавливается оптимальный план загрузки и транспортировки, который является целевым заданием (ТУ) для нижнего уровня. На нижнем уровне должен применяться алгоритм оптимального размещения майнинговых самосвалов в соответствии с выбранным критерием для достижения центра управления верхнего уровня. В качестве критерия для принятия решения о распределении может быть выбран комплексный критерий, учитывающий время полного простоя горно-погрузочной и транспортной техники, а также различные приоритеты экскаваторов и соответствующие им маршруты движения горной породы. масса.
4. Проведена сравнительная оценка с целью выявления перспективных направлений совершенствования диспетчеризации транспортных средств открытого типа.

1. Таха, Х.А. Введение в исследование операций, 7-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2007. – 912 с.: ил. – Парал. тит. англ. ISBN 978-5-8459-0740-0 (рус.)
2. Захаров А.Ю. Возможность реализации непрерывной диспетчеризации на основе решения оптимизационной задачи / А.Ю. Захаров, А.Ю. Воронов // Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности: материалы XIV международной научно-практической конференции, Кемерово, 18-21 сентября 2012 г. – Кемерово, 2012. – С. 166-168.