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露天矿卡车运输系统最佳调度的数学模型及其数值解法研究马义飞 李祥仪(北京科技大学资源工程系,北京,100083)摘 要 文章分析了目前卡车调度系统的建模情况,应用最佳控制的理论建立了卡车调度系统的数学模型,并结合一简例,分析了数值解法,给出简例的数值解。
通过对数值解的分析,说明数学模型和数值解法都是正确的。
关键词 计算机控制;卡车调度;最佳控制;数学模型中图法分类号 TD 571:O 224A M a them a tic M ode l of O p ti m a l C ontro lfo r T ruck D is pa tch S ys tem in O pe nca s t M iningM a Y ifei L i X iangyi(B eij ing U n iversity of S cience &T echnology ,B eij ing ,100083Ch ina )Abs tra c t T h is p ap er has exam ined the m odelling of truck disp atch system in op encast m in 2ing .W ith the op ti m al theo ry ,a m athem atical m odel has been con structed .T ak ing a si m p le case as exam p le ,the p ap er has analyzed the com p u tati onal m ethod of the p rob lem ,w ith the m ethod ,calcu lated the si m p le case and go t good resu lts w h ich p roved that the m athem atical m odel and the so lving m ethod are co rrect .Ke y w o rds com p u ter con tro l ;truck disp atch ;op ti m al con tro l ;m athem atical m odel1 当前国内外计算机卡车调度系统的应用情况[1] 国际上流行的计算机卡车调度系统是美国模块公司的D ISPA TCH ,它是综合监控系统,经过多年的发展,现在达到对设备状态自动监控,GPS 定位,自动派车的阶段。
露天煤矿矿用卡车无人驾驶发展概况摘要：露天矿山在智能化建设过程，面临着诸多挑战，如：烟囱系统林立，网络零散独立，数据打通困难；机房/数据中心老旧，难以满足业务发展；视频监控智能不足、覆盖有限；采剥运输安全隐患大，自动驾驶待成熟和普及等；通过提供的智能化露天煤矿整体方案，可以帮助矿企实现平滑数字化转型，构建企业核心竞争力，支撑智能矿山的少人、无人、安全、高效；初始阶段先行着重打造无人驾驶、智慧园区、智能作业管理等应用，并支撑行业合作伙伴围绕“穿爆采剥排运销”全流程，构建矿山数字化、智能化。
关键词：露天煤矿、智能化2022年7月17日西安科技大学“扬帆煤海，逐梦天山”发展成就观察团一行人来到国家首批智能化示范建设煤矿—新疆天池能源集团南露天煤矿。
进行了长达十天的参观学习交流活动，经过这次的实习交流活动让我们对于露天煤矿有了新的认识，也是除了井工矿之外第一次接触到露天煤矿极大的开拓了同学们的视野。
尤其是对于智能化矿井，大家有了自己独特的认识，除了此前在课本上了解的相关知识，也第一次在现实中看到了智能化的应用。
智能化在提高企业生产效率、增强安全生产等诸多方面有着巨大优势。
现阶段矿山存在诸多挑战，如：矿区运输环境差，安全风险高，交通事故易发；人员方面招工难，职业病多发；人工驾驶速度慢，运力差，运输效率低等，运输矿卡无人驾驶是解决上述问题的有效方案，因此是露天矿智能化建设的重要组成部分；通过矿卡智能无人驾驶解决方案，可以帮助矿企客户大幅降低人力成本，节约矿车能耗，将年整体效益提升超过10%。
主要有以下优点：降低安全隐患：作业人员撤离现场，实现运输作业少人化，保障生产安全，避免人员伤害导致停工停产。
降低维护成本：车速合理、路径合适，降低油耗和轮胎磨损；车况实时监测，实现预测性维护。
通过智能学习和训练，提升调度算法，达到运输效率提升。
矿用卡车无人驾驶技术的研究始于20世纪70年代，由于受到当时信息化和自动化技术水平的限制，进展相对缓慢。
矿山事故案例分析运输事故案例：2000年6月13日3时45分，平朔公司安太堡露天矿龙班由于7069号卡车刹车油管断裂着火，发生前车溜车撞后车，造成一起运输死亡事故，死亡1人。
统计属别：原煤生产发生地点：1300至1360运输坡道事故类别：运输事故性质：责任事故严重级别：一般事故死者简况：狄某，40岁，卡车司机，入矿前安全培训一、事故经过简况2000年6月13日夜班，采矿部龙班工人景志刚驾7069号卡车在采场1739号电铲装车往1360土场排土作业，工作至凌晨3点45分，该车在1300至1360运输坡道处，由于刹车油管断裂，造成发动机突然起火。
景志刚见状立即按下驾驶室内卡车发动机自动灭火器装置并熄火，同时急忙下车提一具手提式灭火器进一步灭火（当时火几乎扑灭）。
在提取第二具灭火器时，车开始向后溜滑。
此时景志刚一边追车，一边喊叫，并用手电筒光亮示意后车避开危险。
跟在其后运行的7027号卡车司机狄某见前车溜行过来，便采取躲开措施倒车。
当景志刚追上溜车见后车被撞，急忙爬上7027号卡车驾驶室抢救司机，受伤司机狄某终因伤势过重当场死亡。
二、事故原因（一）直接原因1、7069号卡车发动机左侧一根刹车油管接头处断裂，导致前后刹车压力释放，造成前车溜车撞后车（运输大卡车向后车溜72米），是事故发生的直接原因。
2、7027号卡车司机载货运行至1300坡道中，由于驾驶经验不足，安全自我保护意识不强，发现前车溜过来，判断失误，是造成事故发生的直接原因。
（二）间接原因1、1300至1360运输坡道路面局部不平整，路面有岩石块，7069号卡车溜车中左轮辗压而改变方向，是造成事故的环境原因。
2、7069号卡车发动机左侧一根刹车油管接头处断裂，液压油雾喷至发动机机体上而起火，7069号卡车司机在坡道上未按规程停放灭火，从而溜车，是造成事故发生的行为原因。
3、7069号卡车刹车油管接头处断裂，前后刹车压力释放并溜车，该卡车带“病”运转，存在安全隐患，是造成事故的设备缺陷原因。
矿用卡车使用分类及使用工况概述矿用卡车是在矿山等恶劣工作环境下使用的特种运输车辆，以其强大的载重能力和适应恶劣路况的特点广泛应用于矿业行业。
本文将对矿用卡车的使用分类及使用工况进行探讨。
矿用卡车使用分类1.按照载重能力的不同，矿用卡车可分为以下几类：–超大型矿用卡车：具有巨大的载重能力，通常用于大型露天矿山的物料运输，如煤矿等。
其载重能力通常超过200吨。
–大型矿用卡车：适用于中型矿山的物料运输，载重能力一般在100至200吨之间。
–中型矿用卡车：适用于中小型矿山的物料运输，载重能力在50至100吨之间。
–小型矿用卡车：适用于小型矿山或矿山的内部物料运输，载重能力一般在50吨以下。
2.按照驱动方式的不同，矿用卡车可分为以下几类：–机械驱动矿用卡车：采用柴油机作为动力源，传动系统通过变速箱和传动轴来驱动车轮。
–电动驱动矿用卡车：采用电动机作为动力源，通过电池组供电，无需燃油，环保节能，适用于密闭工作环境。
–混合动力矿用卡车：同时采用柴油机和电动机作为动力源，能够根据不同工况选择最优的驱动方式，具有灵活性和高效性。
矿用卡车使用工况1.恶劣路况：矿用卡车常常需要在矿山等恶劣路况下行驶，如陡坡、泥泞、石堆等，因此矿用卡车需要具备强大的通过能力和对恶劣路况的适应性。
2.高载重要求：矿用卡车通常用于搬运矿石等重物，因此承载能力是其最重要的特点之一。
矿用卡车需要具备稳定的车身结构和强大的动力系统，以确保在高载重情况下的安全运输。
3.环境污染控制：矿用卡车通常在封闭的矿山环境中工作，为了减少对环境的污染，电动驱动矿用卡车成为了一种趋势。
电动矿用卡车无燃油消耗且减少了废气排放，符合现代社会对环保的要求。
4.安全性要求：由于矿用卡车常常需要在陡坡上行驶，因此其制动系统需要具备强大的制动能力，以确保在下坡时能够安全减速。
此外，对于一些特殊的矿山环境，如爆炸危险区域，矿用卡车还需要具备防爆等安全性能。
矿用卡车的发展方向1.自动化技术：随着自动化技术的发展，矿用卡车也越来越智能化。
第一部分：事故调查报告1事故概况1.1企业名称：甘肃金川有色金属公司1.2企业性质：有限责任公司1.3事故时间：2000年7月9日4时40分1.4事故地点：金川公司二矿区井下1.5事故类别：运矿卡车失火事故1.6事故伤亡情况：死亡17人，重伤2人1.7直接经济损失：188万元2事故单位基本情况二矿区始建于1966年，1982年投产，1998年1月与原井巷公司合并成立新的二矿区。
二矿区是金川公司的主力矿山。
矿石储量占金川矿区总储量的76.5%，到1998年底保有地质储量29720万吨，年出矿量220万吨。
矿山采用竖井、斜井、斜坡道联合开拓方式，机械化下向分层胶结充填采矿法，多风机并串联微正压通风系统。
目前矿区有两个主要回采中段：1250中段和1150中段。
1250中段回采1218分段，1150中段回采1138分段。
1250中段的1198分段和1150中段的1118分段目前正在开拓之中。
此次事故发生地点在1138-1118分段的斜坡道岔口处。
3事故发生经过及抢救救援情况2000年7月9日零点班接班后，9号车司机赵东芳下井与维修工修理9号车。
凌晨1时多，经试车仍不能正常运行。
赵因无活可干便步行到1150计量室，遇见12号车司机王培元在拉完9车矿石之后因感冒头晕在计量室休息。
王培元得知赵东芳的车未修好，便将12号车借给赵东芳，这时约是凌晨2时。
当赵东芳拉完第7车矿石后，看到车上温度表已达到170℃，便驾车到1138-1118水平的斜坡道岔口处熄火降温不到10分钟，大约凌晨4时40分再次启动后，发现发动机右后脚下面着火，就取下车上的灭火器灭火，没有灭掉，就跑到5号车范玉江处，两个各拿了一个灭火器灭火(有一个灭火器是空的)，但火还是灭不掉。
赵东芳又跑到一工区找灭火器，一工区值班员许发礼说"灭火器是空的"。
5时20分，许发礼在帮助灭火过程中，向矿调度室调度员夏学军作了电话汇报。
赵随后找了两个水桶，与13号车司机刘永宏、5号车司机范玉江提水去灭火，因火势很大，用水灭火也不起作用。
老挝卡车需求分析报告标题：老挝卡车需求分析报告一、引言老挝是东南亚一个内陆国家，主要依赖陆路交通来进行国内和国际贸易。
卡车作为一种重要的运输工具，在老挝的物流行业中扮演着重要角色。
本报告旨在对老挝卡车需求进行分析，以便卡车制造商和运输公司能够更好地了解市场需求，并做出相应的决策。
二、市场背景老挝的经济快速发展，国内贸易和对外贸易的需求日益增长。
卡车是运输货物和人员的主要工具之一，市场需求呈现出稳步增长的趋势。
同时，地理条件和道路状况也对卡车需求产生影响。
老挝地势复杂，道路建设相对滞后，因此需要耐用、越野性能好的卡车来适应特殊的交通环境。
三、卡车需求特点1.多功能需求：由于老挝缺乏铁路运输网络，卡车不仅用于国内货物运输，还承担国际贸易的任务。
因此，卡车需具备多种功能，包括长途运输、货物分拣和短途配送等。
2.越野性能要求高：由于道路条件艰苦，特别是在农村地区，卡车需要具备出色的越野能力，以便保证货物的安全运输和及时送达。
同时，卡车的耐用性也是市场需求的一个关键因素。
3.负载能力与运输效率：老挝的货运需求多种多样，包括农产品、矿产资源等。
卡车的负载能力对于运输效率至关重要。
高负载能力的卡车能够减少运输次数，提高运输效率，降低运输成本。
4.燃油效率和环保要求：燃油价格在老挝占据重要地位，因此卡车的燃油效率成为用户选择的重要考量因素。
同时，随着环保意识的增强，市场对低排放和环保的卡车的需求也在不断增长。
四、市场竞争状况老挝的卡车市场竞争激烈，来自国际和本地的卡车制造商都在开拓这一市场。
国际品牌卡车在老挝市场上具有较高的知名度和市场份额，其产品质量和服务水平得到用户的广泛认可。
与此同时，本地卡车制造商也在通过提高产品质量和技术创新来积极开拓市场，与国际品牌展开竞争。
五、市场潜力与机会尽管老挝的卡车市场竞争激烈，但其仍然存在巨大的市场潜力和机会。
随着老挝经济的快速发展和基础设施的不断完善，国内贸易和对外贸易需求将进一步增长。
矿用MT5500卡车电控部件国产化应用研究
王瑞峰
【期刊名称】《露天采矿技术》
【年(卷),期】2018(033)003
【摘要】MT5500卡车是哈尔乌素露天煤矿剥离岩石的主要运输设备,MT5500卡车采用美国PA电控系统,进口部件价格非常高,造成其运行成本较高.为降低成本,我矿将其电控板、电动轮进行国产化应用研究,一定程度降低MT5500卡车的运行成本.
【总页数】5页(P101-104,111)
【作者】王瑞峰
【作者单位】神华准能集团有限责任公司机电管理部,内蒙古鄂尔多斯 010300【正文语种】中文
【中图分类】TD57
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---------------------------- 精选资料 矿用车可行性研究报告
一、矿用车的国内外市场分析 1、国内矿用车行业发展现状 我国的矿用自卸汽车规模化生产始于七十年代，产品主要分布于冶金、煤炭、水利电力、有色金属等七大行业。矿用汽车是矿山尤其是露天矿山开采中最重要的设备之一。前些年，随着矿山建设的持续火爆，矿山机械市场也水涨船高，目前矿用汽车市场每年也接近千台。除了传统的国际矿山设备制造商外，国内矿用汽车制造商也开足了马力，全力争抢这一蛋糕。国内矿用自卸车的厂商并不多，主要生产商只有5家，分别是北方股份，湘电股份、首钢重型、北京重汽和本溪重型，这五家企业目前都占有一定的市场份额，其中，北方股份的市场占有率最高。还有三一矿机、陕西同力、秦皇岛天业通联、宇通重工、重汽集团专用汽车公司、湖北三江万山特种车辆及小松常州等十几家企业。以下为国内主要厂家近几年的矿用车的销量情况： 国内主要矿用车企业近几年产销统计（台） 2006年 2007年 2008年 产 销 产 销 产 销 中环动力 179 193 191 155 231 223 首钢重汽 55 50 68 51 96 82 北方股份 235 231 389 363 522 462 本溪重汽 34 34 20 23 11 11 湘电重装 11 10 30 30 50 50 ---------------------------- 精选资料 合计 514 518 698 622 910 828
尤其值得一提的是进入2010年，中国重汽研发、济南特种车公司生产的HOVA60系列矿用自卸车，在1-5月份订单累计已近1200辆。在国际市场，HOVA矿用车的高性价比引起越来越多国外客商的注意，实现了批量出口，赢得了良好信誉，今年以来，已经成功出口300余辆。
2、国外矿用车行业现状 国际矿用车市场的市场容量在1300辆左右，总装载量20亿吨左右。矿用车的主要用在煤矿、金矿、铜矿和铁矿，用户主要分布在澳洲、美洲。澳大利亚是世界矿用车最大的用户，仅2004年就购进500台。我国目前矿用车保有量在3000台左右，2005年销量在580台，2006年预计销量在700台左右。前几年矿用车的市场需求主要以45吨以下为主，近年来大吨位需求开始上升，尤其是2005年以来，大吨位和电动轮销售比例出现大幅度上升。 大型矿用车国际上主要生产厂家是卡特彼勒（美国）、小松（日本）、特雷克斯（美国）（以及被特雷克斯收购的优尼特瑞格）、别拉斯（白俄罗斯）、日立（日本）、利勃海尔（德国），这些厂家在国际的市场份额占到90%以上。 小松HD465-7矿用卡车 卡特彼勒的机动轮矿用车市场份 额最大，由于有自己的发动机， 卡特彼勒的机动轮矿用车生产和研发能力很强，一般机动轮载重---------------------------- 精选资料 量都在150吨以下，如右图为CAT797矿用卡车，额定载重量为345吨，外形尺寸为14.5m×9.2m×7.6m,采用机械传动方式，卡特彼勒可以把机动轮矿用车做到和电动轮一样的载重量，最高可达360吨。最近，卡特彼勒也推出了电动轮矿用车。小松在240～360吨市场占有率最高，同时在中国常州建立工厂生产30吨到50吨的机动轮矿用车。特雷克斯机动轮矿用车占据第2的市场份额，同时其收购的优尼特瑞格电动轮具有较强的实力。日立和利勃海尔也具有较强的电动轮生产和研发实力。
3、市场前景分析 改革开放30年以来，中国工业获得了前所未有的发展，如今，已步入工业化快速发展阶段，对矿产资源的需求也日益增大，与此同时，我国对西部地区工业结构的调整也带动了采矿业的发展，采矿业的机械化程度也进一步提高。我国蕴含丰富矿产资源，每年煤、铁、有色金属等矿的开采量都非常大。据不完全统计，2006年，我国矿山运输方面的总装载量已超过了97亿吨，且平均每年以20%~30%的速度增长，越来越大的运载量也带来了矿企对运输设备的大量需求。矿山环境恶劣，路面情况特殊，几乎都是不平整的碎石路，则对运输设备提出更高的要求。 国外的矿用运输设备研发起步比我国早，技术也比较成熟，一些机械制造商已针对这种工况设计出 和铰接式卡车，主要品牌有卡特彼勒、小松、特雷克斯等。因此，我国采矿业使用的自卸车仍部分靠进口。然而，进口自卸车的价格是比较昂贵的，且厂家在国外，售后服务和维修都相对不便利，我国中小型矿企购买不起，只好把卡车改装成矿用车进行使用。从技术角度来说，一般卡车的最大载重只有10吨左右，远远不及矿用车的载重量，且其轮胎、车架、悬挂系统等设计都是主要针对道路运输的，面对松软、泥泞、爬坡多的非道路运输根本不合适，此外，路面运输车的速度比较快，最低时速为70公里，而在矿山里车辆一般达不到这个速度，反而会增加油耗。综合以上分析，改装的卡车不仅效率不高，使用寿命也不长，且没有安全保障。 ---------------------------- 精选资料 为满足国内经济发展的需要，国家在大力整顿矿业市场的同时，2008年已出台政策，鼓励国内企业自主研发、生产矿用车，并对进口该类车及其零部件停止执行免税政策。 结合当前国家政策，“十二五”期间，露天有色金属矿和露天煤矿的开发利用将大幅增长，对矿用车的需求也将大幅增长，预计总需求量在5000辆以上。同时，由于“十二五”期间煤炭行业的减产、关停、整合，都将对大吨位和超大吨位的矿用车产生较大的市场需求。
二、矿用车技术发展状况 1、矿用(非公路)自卸车的分类 按照结构形式不同，分类如下表所示： 用途 结构形式 特征
非公路型（露天矿用） 刚性式 采用4×2驱动方式，载重量20t-360t,载重量在45t以上难以用其它车种代替。
铰接式 一般采用6×6全轮驱动，载重量10-40t,使用最广为载重量20-25t，采用前后两体车架铰接式连接，牵引力强，通过性好。
另一种是按照矿用卡车的动力驱动方式不同，区分为机械式矿用卡车和电动轮矿用卡车。 ---------------------------- 精选资料 2、国内主要矿用车企业的技术现状
矿运卡车产品为采矿运输机械类，通常各生产企业称之为（非公路）矿用自卸车，属超阔型非公路车辆，是重卡的变型产品，驱动方式分机械驱动和电驱动两种，大部分为二轴车型，但也有三轴车型。以下为国内主要厂家近几年来的矿用车生产及销售情况： （1）目前，国内生产的矿用车吨位主要从25吨到100吨各种型号的机械传动轮矿用车，TEREX 3305F矿用卡车额定载重为32吨（见图1）。它的售价大约为180万元。
图1 TEREX 3305F矿用卡车 图2 360吨尤尼特瑞格MT5500型电动轮矿用车 ，而且特雷克斯北方采矿机械有限公司已经生产出120吨到360吨电传动轮矿用车，并且北方矿机是全球能够生产360吨电动轮矿用车（见图2）的三家制造商之一； 另外，特雷克斯北方采矿机械有限公司生产的MT5500B采用的是交流电传动系统，共有4种柴油发动机可供选择，[功率分别为2014kW-2723kW]，最大一款为MTU/DDC的Series4000，4冲程20缸，8845kg， 油箱容量为3028L，空车质量是232t。 ---------------------------- 精选资料 技术参数[MT5500B]： 外形尺寸：15.4m×9.5m×7m 最大功率：3705马力[2723kW] 额定载重：326t[360美吨] 车箱容积：218m3
（2）首钢重汽的主要产品有
SGA3722(42吨)、SGA3550（32吨）、SGA50（50吨）和SGA170（170吨）矿用汽车，SGA3722矿用汽车是首钢重汽自行研制开发的42吨级矿用汽车，属于超宽型非公路车辆。具有整体造型美观、结构布局合理、技术性能先进、质量稳定可靠、价格适中等特点。整车采用全液压动力转向，气压蹄式复合制动，液压后卸式举升，油气悬挂减震，液力 图3 SGA3722矿用车（42吨） 机械传动变速，舒适豪华驾驶环境，箱型截面的高强度车架。 首钢重汽最大可生产170吨级；SGE170电动轮汽车是首钢重汽自行研制开发的170吨矿用汽车，是用于冶金矿山、露天煤矿、水利。电力、有色金属、建筑工地等场所运送散装物料的设备，属于超阔型非公路车辆（见图4）。秦皇岛天业通联是矿用车新军，但也能生产100吨级；三一最大生产95吨级，SRT95矿用自卸车的发动机、变速箱、液压驱动元件等几大总成依然采用国际知名品牌产品；整车在可靠性、先进性方面下了很大功夫；驾驶环境方面经过进一步优化，作业强---------------------------- 精选资料 度和操作舒适性方面均有改善和提高。但计划在2012年前完善产品结构，最大也将达到360吨级，其它企业目前基本只生产30－60吨级，但30－60吨级也是市场容量最大的。
图4 首钢重汽――SGA170 电动轮矿用汽车 技术性能参数： 空车自重……………………………… 110 ton 有效载荷……………………………… 170 ton 满载总重……………………………… 280 ton 载荷分布 前轮 后轮 空载 48 ton 62 ton 满载 92.4 ton 187.6ton 燃油箱容积…………………………… 1900 L 轮胎规格……………………………… 36.00 R51 平装容积……………………………… 65 m 3 2 ： 1 堆装容积（ ISO6483 ） … 91 m 3 货箱底面为单坡度结构，两侧板为平行结构。 发动机 型号………………………………………… CumminsK1800E 型式………………………………………… 4 冲程 水冷 气缸型式…………………………………… 16 缸 V 型
