一種實現(xiàn)井下機車作業(yè)優(yōu)化調(diào)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及井下礦山、電子信息領(lǐng)域，主要針對井下礦山參與生產(chǎn)的運輸機車作業(yè)情況，提出一種最優(yōu)調(diào)度的方法，綜合利用計算機學(xué)、運籌學(xué)和GIS等技術(shù)，實現(xiàn)井下機車生產(chǎn)作業(yè)的優(yōu)化調(diào)度。
【背景技術(shù)】
[0002]目前井下礦山作業(yè)機車的調(diào)度系統(tǒng)大多為人工調(diào)度，部分依靠可編程控制器(PLC)為主的“信集閉”系統(tǒng)，通過人工操作，由PLC控制道岔、紅綠燈等設(shè)備狀態(tài)實現(xiàn)對井下機車的調(diào)度，存在無法及時掌握井下路況信息、只能針對局部進(jìn)行調(diào)度、運輸效率低等問題。隨著井下礦山現(xiàn)代開采技術(shù)自動化程度的提高，礦山企業(yè)面對如何提高工作效率、提高工作安全系數(shù)、提高運營效率等現(xiàn)狀，對井下作業(yè)設(shè)備的自動化、信息化乃至無人化的需求也越來越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有人工調(diào)度的缺陷，以車站、單軌路段、道岔等作為約束條件，模擬現(xiàn)實井下機車軌道路網(wǎng)情況生成路口數(shù)據(jù)，建立地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合實時獲取的機車信息和路況信息，以及預(yù)先設(shè)定的調(diào)度規(guī)則形成機車作業(yè)調(diào)度優(yōu)化算法，通過該算法得到機車的最優(yōu)調(diào)度指令，并下發(fā)給每一輛機車，實現(xiàn)自動派車，自動控制道岔及紅綠燈狀態(tài)，有效的縮短了機車工作時間，提高井下機車運輸生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0004]圖1機車優(yōu)化調(diào)度工作流程圖2優(yōu)化調(diào)度算法的輸入與輸出圖3機車運行軌道GIS地圖
圖中:1為機車，2為機車司機，3為車載終端，4為無線通信網(wǎng)絡(luò)，5為地面調(diào)度中心，6為監(jiān)控計算機，7為調(diào)度人員(生產(chǎn)指揮人員)，8為匯車站點，9為岔道，10為單軌路段，11為調(diào)度區(qū)域，12為紅綠燈。
【具體實施方式】
[0005]在井下礦山作業(yè)的機車(1)上安裝車載終端(3)，車載終端(3)通過井下無線通信網(wǎng)絡(luò)(4)與調(diào)度中心(5)的監(jiān)控計算機(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，調(diào)度中心(5)的監(jiān)控計算機
[6]上運行優(yōu)化調(diào)度算法和井下礦山機車運行軌道的真實數(shù)字GIS地圖。
[0006]機車運行軌道GIS地圖模擬現(xiàn)實井下軌道道路網(wǎng)情況，將井下軌道線路中有2條或者多條軌道并行的停車區(qū)域分解定義為匯車站點(8);將連接不同單軌路段的站點分解定義為岔道(9)，具有多個可選擇的行進(jìn)方向；將匯車站點(8)和岔道(9)間的連接軌道分解定義為單軌路段(10)，單軌路段(10)被機車占用后只允許與其一行進(jìn)方向的機車行駛。匯車站點(8)、岔道(9)和單軌路段(10)作為機車軌道GIS的基本單元和機車行駛必經(jīng)或必占用的關(guān)鍵點，我們定義其為路口數(shù)據(jù)。將路口數(shù)據(jù)連接起來，建立地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0007]崗位司機⑵通過車載終端(3)進(jìn)行工作指令申請，調(diào)度中心(5)監(jiān)控計算機(6)上的優(yōu)化調(diào)度算法依據(jù)車載終端(3)上傳的工作指令申請；將地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中由單軌路段
(10)和岔道(9)連接組成的獨立區(qū)域分解成多個調(diào)度區(qū)域(11);根據(jù)機車當(dāng)前所在地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的位置和所去目的地的位置，獲取機車途經(jīng)的調(diào)度區(qū)域(11)列表和該機車當(dāng)前所在及下一個調(diào)度區(qū)域(11)內(nèi)其他機車當(dāng)前位置信息、行進(jìn)方向、對軌道的占用情況以及調(diào)度區(qū)域(11)各機車的預(yù)計運行時間。
[0008]優(yōu)化調(diào)度算法依據(jù)車載終端(3)上傳的工作指令申請、調(diào)度區(qū)域(11)列表和其他機車情況信息，結(jié)合封閉路段不允許機車倒車避讓；低優(yōu)先級方向機車避讓，高優(yōu)先級方向機車行駛；優(yōu)先級相同的情況，到達(dá)目的地時間最短的機車優(yōu)先行進(jìn)等原則；自動全面規(guī)劃車輛和路段的運行及封閉狀況，得出對于該車輛的最合理調(diào)度指令，當(dāng)機車進(jìn)入到下一個調(diào)度區(qū)域時重復(fù)上述計算過程；通過井下無線通信網(wǎng)絡(luò)(4)下發(fā)到車載終端(3)和道岔
[9]及紅綠燈(12)的控制器(PLC)，控制器(PLC)接收指令后將道岔(9)和紅綠燈(12)置成相應(yīng)狀態(tài)；車載終端(3)接收到調(diào)度指令后，提示司機(2)按調(diào)度指令運行。從安全角度考慮，調(diào)度指令從監(jiān)控計算機(6)下發(fā)給車載終端(3)前，可提醒并顯示給生產(chǎn)指揮人員
(7)，由生產(chǎn)指揮人員(7)仲裁指令的可行性，確認(rèn)后再下發(fā)至車載終端(3)。
經(jīng)濟效益
[0009]本方法可實現(xiàn)對井下機車運輸過程的全程監(jiān)控與行進(jìn)避讓的自動控制，能夠縮短機車工作時間，提高礦區(qū)運輸能力，降低運輸運營成本，有效提高井下機車運輸生產(chǎn)效率與調(diào)度管理水平，為井下機車作業(yè)無人駕駛奠定基礎(chǔ)。
【主權(quán)項】
1.一種實現(xiàn)井下機車作業(yè)優(yōu)化調(diào)度的方法，其特征是模擬現(xiàn)實井下機車軌道路網(wǎng)情況生成路口數(shù)據(jù)，建立地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)機車當(dāng)前所在地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的位置和所去目的地的位置，將地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分解為多個調(diào)度區(qū)域(11);獲取該機車途經(jīng)的調(diào)度區(qū)域(11)列表和該機車當(dāng)前所在及下一個調(diào)度區(qū)域(11)內(nèi)其他機車當(dāng)前位置信息、行進(jìn)方向、對軌道的占用情況、各機車的預(yù)計運行時間，結(jié)合調(diào)度規(guī)則而形成，自動全面規(guī)劃車輛和路段的運行及封閉狀況，得出對于該車輛的最合理調(diào)度指令，當(dāng)機車進(jìn)入到下一個調(diào)度區(qū)域時重復(fù)上述計算過程，實現(xiàn)自動派車，自動控制道岔及紅綠燈狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征是將路口數(shù)據(jù)連接起來而生成;定義匯車站點(8)、岔道(9)和單軌路段(10)為優(yōu)化調(diào)度算法的路口數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度區(qū)域，其特征為地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中由單軌路段(10)和岔道(9)連接組成的獨立區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度規(guī)則，其特征為封閉路段不允許機車倒車避讓；低優(yōu)先級方向機車避讓，高優(yōu)先級方向機車行駛；優(yōu)先級相同的情況，到達(dá)目的地時間最短的機車優(yōu)先行進(jìn)。
【專利摘要】本發(fā)明針對目前井下礦山機車作業(yè)人工調(diào)度現(xiàn)狀，設(shè)計一套井下機車作業(yè)調(diào)度的優(yōu)化方法，優(yōu)化調(diào)度算法根據(jù)安裝在機車上的車載終端上傳的工作指令申請、機車當(dāng)前所在地圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的位置和所去目的地的位置，獲取該機車途經(jīng)的調(diào)度區(qū)域列表和該機車當(dāng)前所在及下一個調(diào)度區(qū)域內(nèi)其他機車當(dāng)前位置信息、行進(jìn)方向、對軌道的占用情況、各機車的預(yù)計運行時間，結(jié)合避讓、優(yōu)先級、到達(dá)目的地時間最短的機車優(yōu)先行進(jìn)等調(diào)度原則，自動全面規(guī)劃車輛和路段的運行及封閉狀況，實現(xiàn)自動派車，自動控制道岔及紅綠燈狀態(tài)。指導(dǎo)機車司機生產(chǎn)作業(yè)，可提高礦區(qū)運輸能力、降低運輸運營成本，有效提高井下機車運輸生產(chǎn)效率與調(diào)度管理水平，并為井下機車無人駕駛奠定基礎(chǔ)。
【IPC分類】B61L27/00
【公開號】CN105270444
【申請?zhí)枴緾N201410343455
【發(fā)明人】石國峰, 蘇新明, 李振環(huán), 何文超, 樵永鋒, 呂濤
【申請人】丹東東方測控技術(shù)股份有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月18日