權利要求

1.礦山運輸管理方法，其特征在于：包括如下步驟： S1.1：獲取礦山開采信息及交通工具各項數(shù)據(jù)信息； S1.2：根據(jù)各項數(shù)據(jù)信息對礦山運輸任務進行劃分； S1.3：根據(jù)劃分的運輸任務分配交通工具進行運輸； S1.4：將運輸任務發(fā)送至交通工具，交通工具確認分配則任務分配成功；交通工具取消分配則重新分配下一輛，直至交通工具確認分配； S1.5：繼續(xù)分配下一個任務直至任務被完全分配。2.根據(jù)權利要求1所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：所述S1.1中礦山開采信息包括礦山日開采量、開采地點及開采起止時間；所述交通工具各項信息包括交通工具類型、駕駛人員狀態(tài)及交通工具數(shù)量。 3.根據(jù)權利要求1所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：所述S1.2中劃分礦山運輸任務步驟如下： 根據(jù)礦山開采區(qū)域的每日開采總量T，劃分P個任務區(qū)域、Q交通工具，設交通運輸工具的決策變量為 ，得到： ； 其中，i為選取的交通運輸工具類型，j為限定特定交通工具執(zhí)行的任務，其中， ，M為礦山任務類型總量。 4.根據(jù)權利要求3所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：以任務完成時間最小化和各交通工具執(zhí)行任務的平均時間最小化為目標構建目標函數(shù)： ； 其中， 為分配的第 個任務，其中， ， 為任務權重系數(shù)， 為交通工具i完成任務j需要的時間，對于 ： ； 其中， 為離開礦山運輸至目標地點的時間， 為裝運等待時間， 為離開目標地點返回礦山的時間。 5.根據(jù)權利要求4所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：所述目標函數(shù)約束條件如下： ； 其中， 為不同礦山資源種類，限定特定交通工具執(zhí)行任務； ； 其中， 為每輛交通工具單次運輸任務最大量， 為每輛交通工具運輸任務最大量； ； 其中， 為下次任務開始時間， 為本次任務結束時間； ； 其中，所有任務量之和大于礦山每日開采量。 6.根據(jù)權利要求5所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：所述目標函數(shù)的懲罰函數(shù)如下： ； 其中， 為由系統(tǒng)統(tǒng)一設定的單個任務完成限制時間，q為懲罰常數(shù)。 7.根據(jù)權利要求1所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：所述S1.3中，任務分配步驟如下： 共有y個任務，分配給Q輛交通工具，將Q輛交通工具進行依次編號， ，其中， ；任務分配過程滿足： ； 按照上式的分配規(guī)則進行任務分配，根據(jù)決策變量 的值確認任務分配情況，當 時，任務分配成功，繼續(xù)分配下一個任務，當 時，重新分配給下一輛交通工具，遵循循環(huán)遍歷分配原則，直至任務被完全分配。 8.根據(jù)權利要求1所述的礦山運輸管理方法，其特征在于：所述S1.4中運輸任務包括運輸位置、運輸任務量、運輸時間及禁入?yún)^(qū)域。 9.一種礦山運輸管理系統(tǒng)，其特征在于：包括： 數(shù)據(jù)采集模塊（100）：用于采集礦山開采數(shù)據(jù)及交通工具數(shù)據(jù)； 任務劃分模塊（200）：用于對礦山運輸任務進行劃分； 任務分配模塊（300）：用于根據(jù)劃分的礦山任務分配相應的交通工具及人員進行運輸； 無線傳輸模塊（400）：與任務分配模塊（300）連接，形成數(shù)據(jù)交互，用于傳輸任務分配信息； 定位判定模塊（500）：用于獲取交通工具的實時定位數(shù)據(jù)，并根據(jù)位置懲罰函數(shù)對車輛位置進行判定； 數(shù)據(jù)存儲模塊（600）：用于存儲各類數(shù)據(jù)信息。 10.根據(jù)權利要求9所述的礦山運輸管理系統(tǒng)，其特征在于：所述定位判定模塊（500）中位置懲罰函數(shù)如下： ； 其中，q為懲罰常數(shù)，當車輛未駛入禁入?yún)^(qū)域時，對車輛路線進行記錄，當車輛駛入進入?yún)^(qū)域時，記錄并上報車輛違規(guī)情況。

說明書

技術領域

本發(fā)明涉及礦山運輸管理技術領域，尤其是一種礦山運輸管理系統(tǒng)及管理方法。

背景技術

礦山開采過程中，根據(jù)礦山的類型、位置會采用不同的交通工具進行運輸。合理的運輸分配是礦山開采運輸過程中極為重要的步驟。例如礦山開采運輸中，翻斗卡車運送作為生產(chǎn)物的礦石到達處理設備并投入到加料斗中。在礦山中，為了確保產(chǎn)量必須在礦山的多個地點進行挖掘并運輸作為生產(chǎn)物的礦石，要使用多輛翻斗卡車。可是，翻斗卡車是昂貴的機械設備，如果臺數(shù)多就會造成礦山的投資過大。因此，要盡量減少翻斗卡車的臺數(shù)而降低礦山的投資。于是，為提高生產(chǎn)量，高效率運輸?shù)V石就成為必要了。并且為了把需要的礦石按需要量在規(guī)定時間投入處理設備就必須要始終掌握作為工作機械的油壓式鏟車和翻斗卡車的位置。目前現(xiàn)有的采礦運輸管理仍需要人為計算后電話通知各車輛進行邀約,車輛異常時也不能及時調整運力保障生產(chǎn)任務的按時完成。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是通過提出一種礦山運輸管理系統(tǒng)及管理方法，以解決上述背景技術中提出的缺陷。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

提供一種礦山運輸管理方法，包括如下步驟：

S1.1：獲取礦山開采信息及交通工具各項數(shù)據(jù)信息；

S1.2：根據(jù)各項數(shù)據(jù)信息對礦山運輸任務進行劃分；

S1.3：根據(jù)劃分的運輸任務分配交通工具進行運輸；

S1.4：將運輸任務發(fā)送至交通工具，交通工具確認分配則任務分配成功；交通工具取消分配則重新分配下一輛，直至交通工具確認分配；

S1.5：繼續(xù)分配下一個任務直至任務被完全分配。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述S1.1中礦山開采信息包括礦山日開采量、開采地點及開采起止時間；所述交通工具各項信息包括交通工具類型、駕駛人員狀態(tài)及交通工具數(shù)量。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述S1.2中劃分礦山運輸任務步驟如下：

根據(jù)礦山開采區(qū)域的每日開采總量T，劃分P個任務區(qū)域、Q交通工具，設交通運輸工具的決策變量為 ，得到：

；

其中，i為選取的交通運輸工具類型，j為限定特定交通工具執(zhí)行的任務，其中， ，M為礦山任務類型總量。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：以任務完成時間最小化和各交通工具執(zhí)行任務的平均時間最小化為目標構建目標函數(shù)：

；

其中， 為分配的第 個任務，其中， ， 為任務權重系數(shù)， 為交通工具i完成任務j需要的時間，對于 ：

；

其中， 為離開礦山運輸至目標地點的時間， 為裝運等待時間， 為離開目標地點返回礦山的時間。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述目標函數(shù)約束條件如下：

；

其中， 為不同礦山資源種類，限定特定交通工具執(zhí)行任務；

；

其中， 為每輛交通工具運輸任務最大量；

；

其中， 為下次任務開始時間， 為本次任務結束時間；

；

其中，所有任務量之和大于礦山每日開采量。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述目標函數(shù)的懲罰函數(shù)如下：

；

其中， 為由系統(tǒng)統(tǒng)一設定的單個任務完成限制時間，q為懲罰常數(shù)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述S1.3中，任務分配步驟如下：

共有y個任務，分配給Q輛交通工具，將Q輛交通工具進行依次編號， ，其中， ；任務分配過程滿足：

；

按照上式的分配規(guī)則進行任務分配，根據(jù)決策變量 的值確認任務分配情況，當 時，任務分配成功，繼續(xù)分配下一個任務，當 時，重新分配給下一輛交通工具，遵循循環(huán)遍歷分配原則，直至任務被完全分配。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述S1.4中運輸任務包括運輸位置、運輸任務量、運輸時間及禁入?yún)^(qū)域。

提供一種礦山運輸管理系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集模塊：用于采集礦山開采數(shù)據(jù)及交通工具數(shù)據(jù)；

任務劃分模塊：用于對礦山運輸任務進行劃分；

任務分配模塊：用于根據(jù)劃分的礦山任務分配相應的交通工具及人員進行運輸；

無線傳輸模塊：與任務分配模塊連接，形成數(shù)據(jù)交互，用于傳輸任務分配信息；

定位判定模塊：用于獲取交通工具的實時定位數(shù)據(jù)，并根據(jù)位置懲罰函數(shù)對車輛位置進行判定；

數(shù)據(jù)存儲模塊：用于存儲各類數(shù)據(jù)信息。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案：所述定位判定模塊中位置懲罰函數(shù)如下：

；

其中，q為懲罰常數(shù)，當車輛未駛入禁入?yún)^(qū)域時，對車輛路線進行記錄，當車輛駛入進入?yún)^(qū)域時，記錄并上報車輛違規(guī)情況。

本發(fā)明提供的礦山運輸管理系統(tǒng)及管理方法，與現(xiàn)有技術相比，其有益效果有：

本發(fā)明根據(jù)礦山的不同需求劃分不同的交通工具，并對礦山開采任務進行符合實際要求的劃分與分配，通過定位模塊對車輛的位置信息進行實時跟蹤，并通過無線傳輸模塊的返回值確認任務分配狀態(tài)，對交通工具進行循環(huán)遍歷分配運輸任務，降低了運輸成本，提高了礦山運輸管理效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例中系統(tǒng)框圖。

圖中各個標記的意義為：100、數(shù)據(jù)采集模塊；200、任務劃分模塊；300、任務分配模塊；400、無線傳輸模塊；500、定位判定模塊；600、數(shù)據(jù)存儲模塊。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實施例中的實施例及實施例中的特征可以相互組合，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參照圖1，本發(fā)明優(yōu)選實施例提供了一種礦山運輸管理方法，包括如下步驟：

S1.1：獲取礦山開采信息及交通工具各項數(shù)據(jù)信息；

S1.2：根據(jù)各項數(shù)據(jù)信息對礦山運輸任務進行劃分；

S1.3：根據(jù)劃分的運輸任務分配交通工具進行運輸；

S1.4：將運輸任務發(fā)送至交通工具，交通工具確認分配則任務分配成功；交通工具取消分配則重新分配下一輛，直至交通工具確認分配；

S1.5：繼續(xù)分配下一個任務直至任務被完全分配。

所述S1.1中礦山開采信息包括礦山日開采量、開采地點及開采起止時間；所述交通工具各項信息包括交通工具類型、駕駛人員狀態(tài)及交通工具數(shù)量。

所述S1.2中劃分礦山運輸任務步驟如下：

根據(jù)礦山開采區(qū)域的每日開采總量T，劃分P個任務區(qū)域、Q交通工具，設交通運輸工具的決策變量為 ，得到：

；

其中，i為選取的交通運輸工具類型，j為限定特定交通工具執(zhí)行的任務，其中， ，M為礦山任務類型總量。

所述以任務完成時間最小化和各交通工具執(zhí)行任務的平均時間最小化為目標構建目標函數(shù)：

；

其中， 為分配的第 個任務，其中， ， 為任務權重系數(shù)， 為交通工具i完成任務j需要的時間，對于 ：

；

其中， 為離開礦山運輸至目標地點的時間， 為裝運等待時間， 為離開目標地點返回礦山的時間。

所述目標函數(shù)約束條件如下：

；

其中， 為不同礦山資源種類，限定特定交通工具執(zhí)行任務；

；

其中， 為每輛交通工具運輸任務最大量；

；

其中， 為下次任務開始時間， 為本次任務結束時間；

；

其中，所有任務量之和大于礦山每日開采量。

所述目標函數(shù)的懲罰函數(shù)如下：

；

其中， 為由系統(tǒng)統(tǒng)一設定的單個任務完成限制時間，q為懲罰常數(shù)。

所述S1.3中，任務分配步驟如下：

共有y個任務，分配給Q輛交通工具，將Q輛交通工具進行依次編號， ，其中， ；任務分配過程滿足：

；

按照上式的分配規(guī)則進行任務分配，根據(jù)決策變量 的值確認任務分配情況，當 時，任務分配成功，繼續(xù)分配下一個任務，當 時，重新分配給下一輛交通工具，遵循循環(huán)遍歷分配原則，直至任務被完全分配。

所述S1.4中運輸任務包括運輸位置、運輸任務量、運輸時間及禁入?yún)^(qū)域。

提供一種礦山運輸管理系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集模塊100：用于采集礦山開采數(shù)據(jù)及交通工具數(shù)據(jù)；

任務劃分模塊200：用于對礦山運輸任務進行劃分；

任務分配模塊300：用于根據(jù)劃分的礦山任務分配相應的交通工具及人員進行運輸；

無線傳輸模塊400：與任務分配模塊300連接，形成數(shù)據(jù)交互，用于傳輸任務分配信息；

定位判定模塊500：用于獲取交通工具的實時定位數(shù)據(jù)，并根據(jù)位置懲罰函數(shù)對車輛位置進行判定；

數(shù)據(jù)存儲模塊600：用于存儲各類數(shù)據(jù)信息。

所述定位判定模塊500中位置懲罰函數(shù)如下：

；

其中，q為懲罰常數(shù)，當車輛未駛入禁入?yún)^(qū)域時，對車輛路線進行記錄，當車輛駛入進入?yún)^(qū)域時，記錄并上報車輛違規(guī)情況。

本實施例中，以15輛卡車運輸煤礦的礦山資源為例。

數(shù)據(jù)采集模塊100采集被開采礦山的日開采量、開采地點及開采起止時間；以及卡車駕駛人員狀態(tài)及卡車數(shù)量，當駕駛人員當日為請假狀態(tài)時，不對其進行任務分配，當駕駛人員當日為工作狀態(tài)時，列入任務分配范圍內。

任務劃分模塊200對礦山單日任務進行劃分，根據(jù)礦山開采區(qū)域的每日開采總量T，劃分P個任務區(qū)域、Q交通工具，設交通運輸工具的決策變量為 ，得到：

；

其中，i為選取的交通運輸工具類型，j為限定特定交通工具執(zhí)行的任務，其中， ，M為礦山任務類型總量。

根據(jù)以時間最小化為目標的目標函數(shù)：

；

其中， 為分配的第 個任務，其中， ， 為任務權重系數(shù)， 為交通工具i完成任務j需要的時間，對于 ：

；

其中， 為離開礦山運輸至目標地點的時間， 為裝運等待時間， 為離開目標地點返回礦山的時間。通過計算運輸任務等待及完成的最短時間，以時間最小化為目標建立任務劃分目標函數(shù)，大大縮減了運輸時間。

目標函數(shù)的約束條件如下：

；

其中， 為不同礦山資源種類，限定特定交通工具執(zhí)行任務；

；

其中， 為每輛交通工具單次運輸任務最大量， 為每輛交通工具運輸任務最大量；

；

其中， 為下次任務開始時間， 為本次任務結束時間；

；

其中，所有任務量之和大于礦山每日開采量。

分配單個符合標準的任務量，對15輛卡車進行循環(huán)遍歷任務分配。遵循：

；

進行任務分配。任務分配模塊300根據(jù)人員執(zhí)行任務情況自動優(yōu)化任務分配情況，遵守交通運輸法則。運輸人員可通過無線傳輸模塊400直接做出接受任務的回應，如通過按下安裝在運輸車輛上的按鈕以回應，超過設定時間未回應則詢問下一輛運輸車輛，該輛未回應的車輛自動重新排隊，不需要再通過打電話確認，浪費等待信號接通的時間。例如，車輛到達礦山開采候車地點，無線傳輸模塊400在任務劃分完成后對第1輛卡車發(fā)出運輸任務，包括運輸位置、運輸任務量、運輸時間及禁入?yún)^(qū)域。第1輛卡車接收分配任務并執(zhí)行，卡車運輸過程中，定位判定模塊500對卡車位置信息進行實時定位記錄，當運輸時間超過系統(tǒng)設定運輸時間時，按照懲罰函數(shù)進行懲罰并記錄：

；

其中， 為由系統(tǒng)統(tǒng)一設定的單個任務完成限制時間，q為懲罰常數(shù)。

設 為3小時，即完成一個任務所需的最短時間（不違反交通規(guī)則）， 為3.5個小時，即系統(tǒng)設定的單個任務完成時間限制，當運輸人員運輸一個任務花費3.25個小時，沒有超出系統(tǒng)限定時間，則認定為任務完成；當運輸人員運輸一個任務花費3.75個小時，超出系統(tǒng)限定時間，則認定為任務未完成，根據(jù)懲罰函數(shù)進行懲罰并記錄，異常原因說明通過人工管理進行。當返回運輸場地后，定位判定模塊500自動向系統(tǒng)及運輸人員提示，運輸人員通過按鈕回應是否繼續(xù)下一個運輸任務，通過懲罰函數(shù)提高運輸人員積極性，通過定位判定模塊500自動確認運輸狀態(tài)，大大節(jié)省了時間。

當駛入礦山禁入?yún)^(qū)域后，根據(jù)位置懲罰函數(shù)進行懲罰并記錄：

；

其中，q為懲罰常數(shù)，當車輛未駛入禁入?yún)^(qū)域時，對車輛路線進行記錄，當車輛駛入進入?yún)^(qū)域時，記錄并上報車輛違規(guī)情況。

若車輛在規(guī)定時間內完成運輸任務，并未駛入禁入?yún)^(qū)域則任務完成，若為第一個完成任務的卡車，則進行排隊模式排入未執(zhí)行任務的卡車之后，為第16輛卡車。系統(tǒng)繼續(xù)分配后續(xù)任務并根據(jù) 的值選擇分配與否。例如系統(tǒng)分配第5個任務給第5輛卡車，第5輛卡車的 為0，系統(tǒng)則將第5個任務繼續(xù)分配給第6輛卡車，直至 值為1。數(shù)據(jù)存儲模塊600存儲各模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息并記錄，并與各模塊形成數(shù)據(jù)交互，便于后期任務及數(shù)據(jù)溯源。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

礦山運輸管理系統(tǒng)及管理方法.pdf