• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      單斗卡車工藝下挖卡協(xié)同動態(tài)調度策略選擇

      2023-11-06 03:24:32康慶微何玉東
      露天采礦技術 2023年5期
      關鍵詞:挖機裝車卡車

      康慶微,何玉東

      (1.新疆天池能源有限責任公司,新疆 昌吉 831799;2.北京易控智駕科技有限公司,北京 100083)

      露天煤礦是我國煤炭工業(yè)的重要組成部分,截至目前,我國共有露天煤礦376 處,產(chǎn)能9.5 億t/a,占全國煤炭總產(chǎn)能的17.8%[1-2]。近20 年來,我國露天煤礦在開采工藝及設備方面取得了一定進步,以黑岱溝、元寶山、伊敏、霍林河南露天煤礦等為代表的國有大型露天煤礦引進了連續(xù)、半連續(xù)、吊斗鏟倒堆工藝,單斗挖掘機斗容最大已達75 m3,自卸卡車載重最大已達400 t,破碎機(站)能力最大可達12 000 t/h[3]。在露天礦設計與實踐中,單斗-卡車間斷工藝由于機動靈活,建設速度快,適應性強等優(yōu)點,在國內(nèi)外露天礦山得到廣泛應用[4]。

      合理的車鏟選型和鏟車數(shù)量匹配是露天礦采用單斗-卡車工藝需要研究的主要問題。從提高挖掘機效率角度考慮,采用大車型有利;從卡車有效運行時間角度考慮,采用較小的車型可以減少裝車時間在礦卡循環(huán)時間中的比重,有利于礦卡利用效率的提高[5-6]。但是選用小型車會導致礦卡的工作面入換次數(shù)增加,入換時間占挖掘機工作時間比例增大,影響挖掘機效率(當采用雙側裝車時影響會小得多);而且選用小車型還會導致露天礦采場內(nèi)車流密度增大,礦卡數(shù)量增加,從而增加所需的司機數(shù)量[7-8]。

      特變電工南露天礦采用單斗-卡車間斷開采工藝進行土方剝離與煤礦采掘,且同時有大車型和小車型、大挖機和小挖機等多種組合;因此,考慮在這種工藝條件下,同時存在不同的挖機類型(斗容不同)以及不同的卡車類型(滿載方量不同)時,如何進行車輛的動態(tài)調度,以提升整個運輸系統(tǒng)的效率。

      1 基于車鏟匹配的效率

      在考慮動態(tài)調度策略之前,需要保證車鏟的產(chǎn)能是匹配的,即:

      式中:Pt為所有卡車的運能,m3/h;Pti為編號為i的卡車的運能,m3/h;n 為卡車數(shù);Pe為所有挖機的產(chǎn)能,m3/h;Pei為編號為i 的挖機產(chǎn)能,m3/h;m 為挖機數(shù)。

      由此可見,車鏟的產(chǎn)能匹配是以挖機的產(chǎn)能為基礎,所有車輛的運能必須不小于挖機的產(chǎn)能,才能發(fā)揮出挖機的效率。當考慮多挖機類型與多卡車類型時,產(chǎn)能的匹配公式如下:

      式中:k 為卡車的型號編號;Nk為型號k 的卡車的數(shù)量,Ptk為型號為k 的卡車的單車運能,m3/h;l 為挖機的型號編號;Ml為型號l 的挖機的數(shù)量;Pel為型號為l 的挖機的單挖機產(chǎn)能,m3/h。

      當挖機確定后,整個系統(tǒng)的運輸效率可定義為對挖機效率的發(fā)揮程度,即:

      式中:Ptc為卡車的實際總運能,m3/h;Ptic為卡車i 的實際運能,m3/h。

      實際上,由于挖機的總運能是理論上挖機的最大運能,因此效率始終小于1。

      2 挖機裝車時間

      不同的挖機在對不同卡車進行裝載時,裝載時間是不同的。為了分析在多挖機、多卡車情況下的效率最優(yōu)動態(tài)調度,需要分析不同型號挖機對不同型號卡車的裝載時間分布。通過實證研究的方法,利用現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)對裝載時間進行建模。

      以測試使用的挖機與卡車型號為基礎,采集了不同挖機對不同開車的裝載時間數(shù)據(jù),其中,挖機型號包括:卡特395、卡特390、卡特349;卡車型號包括:臨工96 L、同力65。

      采集數(shù)據(jù)前,首先對裝載區(qū)的作業(yè)面進行了修整,并且所有數(shù)據(jù)的采集均在1 個裝載點位進行,防止由于物料不同帶來的數(shù)據(jù)誤差。對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析,得到每個挖機與卡車的配對的均值和方差。為分析裝車時間的概率分布特點,以卡特395 為臨工96 L 裝車的時間數(shù)據(jù)為例,繪制其概率分布圖,卡特395+臨工96L 裝車時間概率分布如圖1。

      圖1 卡特395+臨工96L 裝車時間概率分布圖

      由圖1 可見概率分布與高斯分布的概率密度曲線類似,因此可以認為裝車時間呈現(xiàn)高斯分布的特點。同理,對其他挖機和卡車的裝車時間也進行類似的分析,得到的結論與上述結論一致。

      為分析挖機的平均裝車時間與型號之間的關系,將挖機的方量數(shù)據(jù)、卡車的斗容數(shù)據(jù)進行分析,可以得到每次挖機為卡車裝車的平均裝車斗數(shù),不同挖機為卡車裝車的平均斗數(shù)見表1。為分析將平均裝車時間與平均斗數(shù)的關系,將其繪制在1 個圖中,挖機平均裝車時間與平均斗數(shù)關系如圖2。

      表1 不同挖機為卡車裝車的平均斗數(shù)

      圖2 挖機平均裝車時間與平均斗數(shù)關系

      根據(jù)圖2 可見,平均裝車時間與平均斗數(shù)基本呈現(xiàn)線性關系;通過直線擬合,得到平均裝車時間與平均斗數(shù)之間的關系如下:

      式中:TLa為平均裝車時間,s;Nla為平均斗數(shù)。

      當不同挖機給不同卡車進行裝車時,裝車時間與挖機的斗容呈反比,與卡車的容量呈正比。挖機斗容越大裝得越快,卡車的容量越大則裝得越慢。需要注意的是,上述分析是基于挖機手舒適作業(yè)的基礎上,實際上當小挖機給大車裝載時,需要裝的斗數(shù)線性增大,而對于每次裝車而言,挖機手的操作復雜度是一致的,因此如果裝車斗數(shù)越多,則挖機手將越容易疲勞,從而導致線性關系在平均斗數(shù)變大時誤差將增大,實際的裝車時間可能增加。

      3 動態(tài)調度策略選擇

      動態(tài)調度考慮裝載區(qū)內(nèi)挖機的動態(tài)調度,為進行動態(tài)調度策略的選擇,分別針對小裝載區(qū)和大裝載區(qū)2 種模型進行了分類討論。

      3.1 小裝載區(qū)模型

      小裝載區(qū)模型是對實際應用場景中的小裝載區(qū)進行的抽象,主要考慮裝載區(qū)內(nèi)沒有待裝的空間,車輛直接從路口進入裝載位進行裝載。針對小裝載區(qū)模型,擬分析對比的動態(tài)調度策略如下:

      1)策略1:隨機挖機選擇策略??ㄜ囋谶M入裝載區(qū)入口時,隨機選擇1 個可用挖機。

      2)策略2:選擇裝車時間最快的挖機??ㄜ囋谶M入裝載區(qū)入口時,選擇可用(當前空閑)挖機中,裝車時間最快(較大的挖機)的挖機。

      3)策略3:選擇與卡車產(chǎn)能最匹配的挖機??ㄜ囋谶M入裝載區(qū)入口時,選擇可用(當前空閑)挖機中,與當前卡車產(chǎn)能最匹配的挖機。具體的產(chǎn)能匹配方式為:對于大車,優(yōu)先選擇可用的大挖機,無大挖機可用時優(yōu)先選擇中挖機,無中挖機可用時,等待;對于小車,優(yōu)先選擇可用的小挖機,無小挖機可用時,選擇可用的中挖機,無中挖機可用時,等待。

      3.2 大裝載區(qū)模型

      大裝載區(qū)模型是對實際應用場景中的大裝載區(qū)進行的抽象,主要考慮裝載區(qū)比較大,可以容納所有的待裝車輛。針對大裝載區(qū)模型,擬分析對比的動態(tài)調度策略如下:

      1)策略1:選擇等待車輛最少的挖機??ㄜ囋谶M入裝載區(qū)入口時,隨機待裝車輛最少的挖機。

      2)策略2:選擇當前所有排隊車輛最早完成裝載的挖機??ㄜ囋谶M入裝載區(qū)入口時,根據(jù)車型與挖機的匹配關系,計算所有排隊車輛的裝完時間,選擇裝完時間最小的挖機。

      3)策略3:隨機選擇挖機。卡車在進入裝載區(qū)入口時,隨機選擇1 個挖機。

      3.3 數(shù)據(jù)結果分析

      以考慮的3 種挖機,2 種礦卡為例,3 種類型的挖機各1 個,為了保證產(chǎn)能匹配,結合產(chǎn)能匹配公式以及現(xiàn)場的運距情況,車輛配置表見表2。

      表2 車輛配置表

      為了分析裝載時間,將車輛在裝載區(qū)內(nèi)的行駛時間濾除,考慮裝載總時間,分別采集了小裝載區(qū)模型和大裝載區(qū)模型的10 組數(shù)據(jù)。

      在進行數(shù)據(jù)分析時,為了讓數(shù)據(jù)分析更符合實際運行情況,每組數(shù)據(jù)均采用隨機的方式將2 種車輛排隊??坑谘b載區(qū)入口,統(tǒng)計所有車裝完的總裝載時間。小裝載區(qū)模型不同策略的裝完時間如圖3,大裝載區(qū)模型不同策略的裝完時間如圖4。

      圖3 小裝載區(qū)模型不同策略的裝完時間

      圖4 大裝載區(qū)模型不同策略的裝完時間

      根據(jù)實測結果:對于小裝載區(qū)模型,最優(yōu)策略是策略3,即選擇與卡車產(chǎn)能最匹配的挖機;對于大裝載區(qū)模型,最優(yōu)策略是策略2,即選擇當前所有排隊車輛最早完成裝載的挖機。根據(jù)結果,分析主要原因如下:

      1)小裝載區(qū)模型策略。車輛均在路口等待,每個挖機只允許有1 個裝載車輛,且各挖機為不同類型車輛裝載的時間不一致,當采用隨機選擇時,可能會導致大車去小挖機,導致裝載時間過長。同理,選擇等待車輛最少的挖機也沒有考慮挖機與卡車的匹配關系,導致某個 挖機的裝載時間過長。

      2)大裝載區(qū)模型策略。由于車輛均可以進入裝載區(qū)等待,而車輛一旦進入裝載區(qū)內(nèi)選擇挖機之后,挖機的裝完時間就確定了,因此選擇多個挖機中裝完時間最快的挖機,肯定會帶來裝完時間的最小化。

      實際上,現(xiàn)場的情況較為多變,往往實際情況是鑒于小裝載區(qū)模型和大裝載區(qū)模型之間的,比如裝載區(qū)內(nèi)可以有1 個待裝車輛,其他車輛只能在路網(wǎng)上等待。針對這種更為復雜的情況,需要更精細的模型才能進行最優(yōu)的策略選擇,但是從實測數(shù)據(jù)可以看到,相同情況下,小裝載區(qū)模型的最優(yōu)策略比大裝載區(qū)模型的最優(yōu)策略總耗時更優(yōu)(小裝載區(qū)模型最優(yōu)策略時間為平均923 s,大裝載區(qū)模型最優(yōu)策略時間為平均1 730 s),由此可見,當無法確定是小裝載區(qū)還是大裝載區(qū)模型更適用時,考慮挖機與卡車匹配關系的小裝載區(qū)模型一般可以得到更好的效率。如果可以通過改造現(xiàn)場調整裝載區(qū)的大小,則效率更優(yōu)的方式是始終保持裝載區(qū)處于較小的狀態(tài),并采用挖機與卡車匹配關系的動態(tài)調度策略。

      4 結語

      基于車鏟匹配與挖機裝車時間分析,分別針對小裝載區(qū)和大裝載區(qū)2 種挖機動態(tài)選擇調度模型,設計了不同的動態(tài)調度策略。根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析,得到小裝載區(qū)模型下的最優(yōu)調度策略為選擇與卡車產(chǎn)能最匹配的挖機,大裝載區(qū)模型下的最優(yōu)策略為選擇當前所有排隊車輛最早完成裝載的挖機。實際應用過程中,如果無法明確區(qū)分小裝載區(qū)或是大裝載區(qū)模型,建議采用小裝載區(qū)模型進行應用。如果現(xiàn)場可改造,則效率更優(yōu)的方式是始終保持裝載區(qū)處于較小的狀態(tài),并采用挖機與卡車匹配關系的動態(tài)調度策略。

      猜你喜歡
      挖機裝車卡車
      許歡:讓挖機切瓜、跳舞、寫字、點鞭炮
      基于西門子S7-1200PLC的桁架裝車系統(tǒng)設計
      管廊施工主要機械設備配置及使用
      價值工程(2020年13期)2020-05-25 02:56:03
      3月份我國動力電池裝車量5.09GWh,環(huán)比增長126.98%
      镵頭咀新橋落成隨想
      忙碌的卡車
      IIHS強調:卡車側防鉆撞保護很有必要
      忙碌的卡車
      重載運輸裝車區(qū)車流組織的研究與探討
      2015年國內(nèi)挖掘機市場銷售榜單出爐
      米易县| 桦南县| 古丈县| 西华县| 德令哈市| 平利县| 满洲里市| 丘北县| 枝江市| 宜州市| 平果县| 镶黄旗| 栾城县| 松潘县| 瑞丽市| 建始县| 阆中市| 阿拉尔市| 新源县| 沾化县| 惠来县| 龙州县| 若尔盖县| 沙坪坝区| 广元市| 翁源县| 基隆市| 新余市| 莲花县| 东至县| 含山县| 元氏县| 明光市| 南靖县| 保亭| 衡阳县| 霍林郭勒市| 日土县| 双鸭山市| 扬州市| 青神县|