本發(fā)明涉及物料運(yùn)輸領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧礦山輔助運(yùn)輸綜合調(diào)度管控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、智慧礦山是一種基于現(xiàn)代信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和智能化裝備的礦山生產(chǎn)與管理模式，旨在通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的手段，實(shí)現(xiàn)礦山資源高效開發(fā)、安全生產(chǎn)、綠色環(huán)保和精益管理。其核心是將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5g通信、機(jī)器人等技術(shù)深度融合到礦山勘探、開采、運(yùn)輸、加工、安全監(jiān)測等全流程，推動(dòng)傳統(tǒng)礦業(yè)向智能化、無人化、可持續(xù)化方向升級。

2、近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、5g、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，智慧礦山建設(shè)已成為礦業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要方向。智慧礦山通過將先進(jìn)技術(shù)與礦山生產(chǎn)深度融合，實(shí)現(xiàn)了礦山生產(chǎn)的高效化、安全化和智能化。其中，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)為礦山生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其智能化改造需求日益迫切。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧礦山中的應(yīng)用為輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的綜合調(diào)度管控提供了技術(shù)支撐。通過傳感器、定位裝置和通信網(wǎng)絡(luò)的部署，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、路徑優(yōu)化的協(xié)同調(diào)度。

4、礦山的礦區(qū)內(nèi)通常有多個(gè)碎石站、多個(gè)采石場、多輛鏟車、多輛用于運(yùn)輸?shù)V石的卡車以及調(diào)度中心的調(diào)度裝置，其中鏟車在采石場進(jìn)行采礦采集作業(yè)，工人將采集的礦石裝入卡車，在一輛卡車裝滿礦石后，調(diào)度裝置首先為其選擇目標(biāo)碎石站并規(guī)劃行駛路線發(fā)送給卡車司機(jī)，卡車司機(jī)駕駛卡車基于調(diào)度裝置規(guī)劃的行駛路線將礦石從采石場拉動(dòng)目標(biāo)碎石站，碎石站對負(fù)載卡車輸送的礦石進(jìn)行破碎。但是調(diào)度裝置在選擇目標(biāo)碎石站時(shí)往往僅考慮碎石站距離卡車的遠(yuǎn)近，并未考慮到到達(dá)碎石站是否需要排隊(duì)，以及排隊(duì)時(shí)長的長短，從而可能出現(xiàn)卡車將礦石從采石場拉到碎石站進(jìn)行粉碎所花的時(shí)間成本不是最小時(shí)間成本的問題，從而導(dǎo)致礦石的處理效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的礦山輔助運(yùn)輸綜合調(diào)度管控方法存在礦石的處理效率較低的技術(shù)問題，本發(fā)明在如下的方面中提供方案。

2、在第一方面中，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧礦山輔助運(yùn)輸綜合調(diào)度管控方法，包括：獲取目標(biāo)卡車到多個(gè)碎石站的預(yù)估行駛時(shí)長、預(yù)估排隊(duì)時(shí)長和單輛卡車卸料時(shí)長預(yù)估值；

3、對所述多個(gè)碎石站，分別計(jì)算每個(gè)碎石站的時(shí)間成本，所述時(shí)間成本包括目標(biāo)卡車到碎石站的預(yù)估行駛時(shí)長、預(yù)估排隊(duì)時(shí)長和目標(biāo)卡車卸料時(shí)長預(yù)估值三者之和；

4、選取時(shí)間成本最小的碎石站作為目標(biāo)碎石站；其中，預(yù)估排隊(duì)時(shí)長為0或者全部在途卡車的第三卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)與目標(biāo)卡車的預(yù)估到達(dá)時(shí)刻之差；在途卡車是指到達(dá)該碎石站的預(yù)估時(shí)刻早于目標(biāo)卡車的卡車。

5、其有益效果為：本發(fā)明的方法在計(jì)算目標(biāo)卡車到碎石站的預(yù)估排隊(duì)時(shí)長時(shí)不僅考慮到了當(dāng)前時(shí)刻在碎石站排隊(duì)等候的卡車卸料完成時(shí)刻對在途卡車卸料完成時(shí)間的影響，還考慮到了在途卡車卸料完成時(shí)間對目標(biāo)卡車的預(yù)估排隊(duì)時(shí)長的影響，從而使得預(yù)估排隊(duì)時(shí)長的計(jì)算更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高了礦石的轉(zhuǎn)運(yùn)和粉碎的效率。

6、優(yōu)選地，所述預(yù)估排隊(duì)時(shí)長的獲取方法包括：獲取當(dāng)前時(shí)刻正在卸料的卡車的第一卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；依據(jù)第一卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前時(shí)刻卡車排隊(duì)等候區(qū)域的卡車數(shù)量以及單輛卡車卸料時(shí)長預(yù)估值，獲取當(dāng)前時(shí)刻卡車排隊(duì)等候區(qū)域的卡車全部卸料完成的第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；

7、依據(jù)第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)、各輛在途卡車的預(yù)估到站時(shí)刻獲取全部在途卡車卸料完成的第三卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；若第三卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)早于當(dāng)前卡車的預(yù)估到達(dá)時(shí)刻，則所述預(yù)估排隊(duì)時(shí)長為0，否則，所述預(yù)估排隊(duì)時(shí)長為全部在途卡車的第三卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)與目標(biāo)卡車的預(yù)估到達(dá)時(shí)刻之差。

8、其有益效果為：本發(fā)明的方法在計(jì)算目標(biāo)卡車到碎石站的預(yù)估排隊(duì)時(shí)長時(shí)不僅考慮到了當(dāng)前時(shí)刻在碎石站排隊(duì)等候的卡車卸料完成時(shí)刻對在途卡車卸料完成時(shí)間的影響，還考慮到了在途卡車卸料完成時(shí)間對目標(biāo)卡車的預(yù)估排隊(duì)時(shí)長的影響，從而使得預(yù)估排隊(duì)時(shí)長的計(jì)算更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高了礦石的轉(zhuǎn)運(yùn)和粉碎的效率。

9、優(yōu)選地，獲取當(dāng)前時(shí)刻卡車排隊(duì)等候區(qū)域的卡車全部卸料完成的第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)包括：比較卡車到達(dá)碎石機(jī)服務(wù)點(diǎn)的預(yù)估時(shí)間點(diǎn)與碎石機(jī)空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)的大小，將兩者中較大的作為碎石機(jī)開始服務(wù)時(shí)刻；

10、將碎石機(jī)開始服務(wù)時(shí)刻與單輛卡車卸料時(shí)長預(yù)估值的和作為新的空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；

11、對于卡車排隊(duì)等候區(qū)域的卡車，按照排隊(duì)順序，迭代地獲取新的下一次空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)，將最后一次獲取的下一次空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)作為所述第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)的初始值為第一卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)。

12、其有益效果為：本發(fā)明的方法在獲取卡車排隊(duì)等候區(qū)域的卡車全部卸料完成的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，在獲取一輛卡車開始卸料時(shí)刻和卸料完成時(shí)刻之后，依據(jù)該輛卡車的卸料完成時(shí)刻獲取下一輛卡車的開始卸料時(shí)刻和卸料完成時(shí)刻，按照排隊(duì)順序進(jìn)行迭代，將最后一輛車的卸料完成時(shí)刻作為所述第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)，從而較為準(zhǔn)確地計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻卡車排隊(duì)等候區(qū)域的卡車全部卸料完成的第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)。

13、優(yōu)選地，獲取全部在途卡車卸料完成的第三卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)包括：判斷碎石機(jī)的空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)是否早于卡車到站時(shí)刻；若空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)早于卡車到站時(shí)刻，則將卡車到站時(shí)刻作為碎石機(jī)開始服務(wù)時(shí)刻，否則，將卡車從排隊(duì)等候區(qū)到達(dá)碎石機(jī)服務(wù)點(diǎn)的預(yù)估時(shí)長與第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)之和作為碎石機(jī)開始服務(wù)時(shí)刻；將碎石機(jī)開始服務(wù)時(shí)刻與單輛卡車卸料時(shí)長預(yù)估值的和作為新的空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；

14、對于每輛在途卡車，按照其預(yù)估到站時(shí)刻的前后順序迭代地獲取新的空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)，將最后一次獲取的新的空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)作為第三卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)；空閑預(yù)估時(shí)間點(diǎn)的初始值為第二卸料完成預(yù)估時(shí)間點(diǎn)。

15、優(yōu)選地，確定在途卡車的方法包括：獲取早出發(fā)卡車出發(fā)時(shí)估算的到達(dá)碎石站的預(yù)估時(shí)刻，并與目標(biāo)卡車的預(yù)估到達(dá)時(shí)刻進(jìn)行對比，將到達(dá)碎石站的預(yù)估時(shí)刻早于目標(biāo)卡車的預(yù)估到達(dá)時(shí)刻的早出發(fā)卡車作為在途卡車；早出發(fā)卡車是指出發(fā)時(shí)刻早于當(dāng)前時(shí)刻且與目標(biāo)卡車的目的地為同一碎石站的卡車。

16、優(yōu)選地，確定在途卡車的方法還包括：判斷當(dāng)前時(shí)刻是否處于交通繁忙時(shí)間段，若處于交通繁忙時(shí)間段，則重新估算早出發(fā)卡車到達(dá)碎石站的預(yù)估時(shí)刻。

17、其有益效果為：由于礦區(qū)路段交通的繁忙度可能會(huì)發(fā)生變化，在交通的繁忙度低的情況下估算的到站時(shí)刻會(huì)早于交通繁忙度高的情況下估算的到站時(shí)刻，在當(dāng)前時(shí)刻處于交通繁忙度高的時(shí)間段的條件下重新估算早出發(fā)卡車到達(dá)碎石站的預(yù)估時(shí)刻，從而可有效提高早出發(fā)卡車到達(dá)碎石站的預(yù)估時(shí)刻的精確度。

18、優(yōu)選地，目標(biāo)卡車到某個(gè)碎石站的預(yù)估行駛時(shí)長獲取方法包括：

19、規(guī)劃目標(biāo)卡車到該碎石站的行駛路徑；

20、依據(jù)行駛路徑的長度和目標(biāo)卡車的平均行駛速度預(yù)估值計(jì)算預(yù)估行駛時(shí)長。

21、優(yōu)選地，還包括對預(yù)估行駛時(shí)長進(jìn)行修正，修正方法包括：

22、依據(jù)當(dāng)前時(shí)刻礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量計(jì)算礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)；并依據(jù)礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)計(jì)算每公里路徑在當(dāng)前繁忙度下產(chǎn)生的第一預(yù)估會(huì)車延遲時(shí)長；所述預(yù)估會(huì)車延遲時(shí)長與礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)成正相關(guān)；

23、將當(dāng)前繁忙度下每公里路徑產(chǎn)生的第一預(yù)估會(huì)車延遲時(shí)長與行駛路徑總長度的乘積作為第一補(bǔ)償量；依據(jù)第一補(bǔ)償量對預(yù)估行駛時(shí)長進(jìn)行修正。

24、其有益效果為：由于礦區(qū)的交通繁忙程度越大，不同卡車之間出現(xiàn)會(huì)車的可能性越大，本發(fā)明在對預(yù)估行駛時(shí)長進(jìn)行修正時(shí)，依據(jù)礦區(qū)的交通繁忙程度對每公里路徑可能出現(xiàn)的會(huì)車情況引起的到達(dá)碎石站的延遲時(shí)長進(jìn)行量化，并結(jié)合路徑總長度獲取整個(gè)行駛路徑對應(yīng)的總延遲時(shí)長對預(yù)估行駛時(shí)長進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高了預(yù)估行駛時(shí)長的準(zhǔn)確度。

25、優(yōu)選地，礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)為當(dāng)前時(shí)刻礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量與礦區(qū)可容納卡車總數(shù)量的上限的比值，或者當(dāng)前時(shí)刻礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量與礦區(qū)的總路網(wǎng)長度的比值。

26、其有益效果為：由于礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量越多，礦區(qū)內(nèi)的交通越繁忙，通過將礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量與礦區(qū)可容納卡車總數(shù)量的上限的比值作為礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確地對礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)進(jìn)行量化；此外由于礦區(qū)的總路網(wǎng)長度越長，說明礦區(qū)交通條件越好，不同卡車之間會(huì)車的概率越小，通過將當(dāng)前時(shí)刻礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量與礦區(qū)的總路網(wǎng)長度的比值作為礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確地對礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)進(jìn)行量化。

27、優(yōu)選地，目標(biāo)卡車到某個(gè)碎石站的預(yù)估行駛時(shí)長獲取方法包括：

28、規(guī)劃目標(biāo)卡車到該碎石站的行駛路徑；

29、依據(jù)行駛路徑的長度和目標(biāo)卡車的平均行駛速度預(yù)估值計(jì)算預(yù)估行駛時(shí)長。

30、優(yōu)選地，還包括對預(yù)估行駛時(shí)長進(jìn)行修正，修正方法包括：

31、依據(jù)當(dāng)前時(shí)刻礦區(qū)內(nèi)運(yùn)行的卡車數(shù)量計(jì)算礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)；并依據(jù)礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)計(jì)算每公里路徑在當(dāng)前繁忙度下產(chǎn)生的第一預(yù)估會(huì)車延遲時(shí)長；所述預(yù)估會(huì)車延遲時(shí)長與礦區(qū)交通繁忙度指標(biāo)成正相關(guān)；

32、將當(dāng)前繁忙度下每公里路徑產(chǎn)生的第一預(yù)估會(huì)車延遲時(shí)長與行駛路徑總長度的乘積作為第一補(bǔ)償量；依據(jù)第一補(bǔ)償量對預(yù)估行駛時(shí)長進(jìn)行修正。

33、在第二方面中，本發(fā)明提供了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧礦山輔助運(yùn)輸綜合調(diào)度管控系統(tǒng)，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧礦山輔助運(yùn)輸綜合調(diào)度管控方法。

34、本發(fā)明的有益效果在于：采用本發(fā)明的基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧礦山輔助運(yùn)輸綜合調(diào)度管控方法可以有效地提高礦石的轉(zhuǎn)運(yùn)和粉碎的效率。