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完整版露天矿生产的车辆安排

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露天矿生产的车辆安排

摘要

本文阐述了露天矿生产过程中的车辆安排问题。我们通过对模型的简化,将露天矿生产的车辆安排归结为一个多重目标多重约束的规划问题。首先我们跟据题给的要求,对原则一和原则二分别建立模型。然后在实际问题中对相关模型进行求解。

模型一以“总运量最小”和“卡车数最少”为双目标进行规划,利用实际情况中的品位(铁含量)限制,产量要求,电铲和卡车实际总数等为约束条件,从而建立了数学模型。运用软件lingo对整数规划进行了求解,求出了最优解。对于卡车的安排,在不改变卸点的情况下,采用贪心法给出了具体车辆的路线安排,同时绘制出了车辆的线路示意图。在原则一下的结果为:总运量=85628.62吨公里,出动7台电铲,分别安排在1,2,3,4,8,9,10七个铲位,卡车总数为16辆。

模型二以“产量最大”,“岩石产量最大”和“总运量最小”为目标,根据每个目标的优先顺序,进行多层次的规划(约束条件同模型一)。根据题目中要求,将此模型分为三个层次,第一次层以“产量最大”为目标,得到了11组最优解,第二层以“岩石产量最大”为目标,在之前的11组解中选出了符合岩石产量最大的5组解,第三层则以“总运量最小”为目标,最终得到了即满足“产量最大”,同时可实现“岩石产量最大”和“总运量最小”的最优解。在原则二的求解结果为:最大产量=103026吨,最大岩石产量=49280吨,对应最小运量=167412.63吨公里,出动7台电铲,分别安排在1,2,3,5,7,9,10七个铲位,出动20辆卡车。

在模型改进中,为了使每辆卡车尽可能的发挥其功效,我们认为在一个班次中有大量时间空闲的卡车可以改变卸点。该方法提高了卡车的平均利用率,减少了运输成本,使模型更加有利于最大限度的实现露天矿的经济效益,为实际情况所运用。

本文的最大特色在于模型求解法过程中,用线性规划与整数规划的相结合思想作为切入点将问题进行层层剖析,使模型一步一步深化,更接近实际。本文的算法虽然通俗易懂,但计算量较大。

关键字

线性规划整数规划贪心法车辆安排

一、问题的重述

钢铁工业是国家工业的基础之一,铁矿是钢铁工业的主要原料基地。许多现代化铁矿是露天开采的,它的生产主要是由电动铲车(以下简称电铲)装车、电动轮自卸卡车(以下简称卡车)运输来完成。提高这些大型设备的利用率是增加露天矿经济效益的首要任务。

露天矿里有若干个每个铲位已预先根据铁含量将石料分成矿石和岩石。一般来说,平均铁含量不低于25%的为矿石,否则为岩石。每个铲位的矿石、岩石数量,以

及矿石的平均铁含量(称为品位)都是已知的。每个铲位至多能安置一台电铲,电铲的平均装车时间为5分钟。

露天矿同时有若干卸点,包括卸矿石的矿石漏、2个铁路倒装场(以下简称倒装场)和卸岩石的岩石漏、岩场等,每个卸点都有各自的产量要求。从保护国家资源的角度及矿山的经济效益考虑,应该尽量把矿石按矿石卸点需要的铁含量(假设要求都为29.5%±1%,称为品位限制)搭配起来送到卸点,搭配的量在一个班次(8小时)内满足品位限制即可。从长远看,卸点可以移动,但一个班次内不变。卡车的平均卸车时间为3分钟。

所用卡车载重量为154吨,平均时速28hkm。卡车的耗油量很大,每个班次每台车消耗近1吨柴油。发动机点火时需要消耗相当多的电瓶能量,故一个班次中只在开始工作时点火一次。卡车在等待时所耗费的能量也是相当可观的,原则上在安排时不应发生卡车等待的情况。电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。卡车每次都是满载运输。

每个铲位到每个卸点的道路都是专用的宽60的双向车道,不会出现堵车现象,每段道路的里程都是已知的。

我们需要设计的一个班次的生产计划应该包含以下内容:出动几台电铲,分别在哪些铲位上;出动几辆卡车,分别在哪些路线上各运输多少次(因为随机因素影响,装卸时间与运输时间都不精确,所以排时计划无效,只求出各条路线上的卡车数及安排即可)。一个合格的计划要在卡车不等待条件下满足产量和质量(品位)要求,而一个好的计划还应该考虑下面两条原则之一:

1.总运量(吨公里)最小,同时出动最少的卡车,从而运输成本最小;

2.利用现有车辆运输,获得最大的产量(岩石产量优先;在产量相同的情况下,取总运量最小的解)。

请你就两条原则分别建立数学模型,并给出一个班次生产计划的快速算法。针对下面的实例,给出具体的生产计划、相应的总运量及岩石和矿石产量。

某露天矿有铲位10个,卸点5个,现有铲车7台,卡车20辆。各卸点一个班次的产量要求:矿石漏1.2万吨、倒装场Ⅰ1.3万吨、倒装场Ⅱ1.3万吨、岩石漏1.9万吨、岩场1.3万吨。

铲位和卸点位置的二维示意如图一,各铲位和各卸点之间的距离(公里)如下表:

表一

二、问题的分析

露天矿具有多个铲点和多个卸点,从而形成了运输的多条通道。在露天矿的生产中,岩矿石的运输占有很大的部分,运输成本对于露天矿的经济效应影响很大,因此合理的安排岩矿石的运输方案,实现运输成本的最小化,是露天矿优化设计中的一个重要问题。

需要解决问题有:

a.共出动多少辆铲车

b.铲车分配到那些铲位上

c.共出动多少辆卡车,

d.卡车分配在那些路线上

e.卡车在每条路线上的运输次数。

本问题是一个有约束的规划问题,分别以总运量(吨公里)最小,同时出动最少的卡车,从而运输成本最小和利用现有车辆运输,获得最大的产量(岩石产量优先;在产量相同的情况下,取总运量最小的解)为目标,利用实际情况中的品位(铁含量)限制,产量要求,电铲和卡车实际总数等为约束条件,从而建立出数学模型,实现运输方案的最优化设计,从而实现经济效益的最大化。

三、符号说明

i:第i 个卸点(1为矿石漏,2为倒装场I ,3为岩场,4为岩石漏,5为倒装场II ) j:第j 的铲点(依次对应于示意图中的10个铲位)

ij

K :从第j 个铲点到第i 个卸点需要跑的趟数

ij L :第j 个铲点到第i 个卸点的距离(单位为公里)

i M :第i 个卸点的最低产量要求(单位为吨) j n :第j 个铲位所需最少车辆数

j O :第j 个铲位的矿石产量(单位为吨) j R :第j 个铲位的岩石产量(单位为吨)

j P :第j 个铲位所需的电铲数目(0表示此铲位没有有电铲,1表示此铲位有电铲) j ?:第j 个铲位所产矿石的平均铁含量

j T :第j 个铲位卡车工作的平均时间(单位为小时)

V :卡车时速,为28km/h W :卡车总运量,最小值为w C :单车载重量,为154吨,

四、 模型假设

1、 电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务;

2、 卡车只点火一次,每次都是满载运输,单车载重量为154吨,平均时速28km/h ,

卡车匀速行驶,在卡车工作过程中无车辆损坏等特殊情况发生; 3、 卸点在一个班次内位置不变,平均卸车时间为3分钟; 4、 每个铲位至多安置一台电铲,平均装车时间为5分钟; 5、 卡车运输过程中不堵车,不发生等待情况; 6、 各铲位的车辆分配后即固定,不会行驶到其他铲位,且最终回到原分配铲位; 7、 装、卸完货后卡车能立即出发,中间停顿时间忽略不计;

五、 模型建立

1、原则一:“总运量最小”和“卡车数最少”的双目标规划。

目标函数为:总运量最小10

5

11

min ij ij

i j W C K L ===∑∑和卡车数最小10

1

min j i N n ==∑

约束条件为:

(1)从每个铲位运出的矿石总量不大于此铲位的矿石产量:

125)(j j j j j CP K K K O ++≤

(2)从每个铲位运出的矿石总量不大于此铲位的岩石产量:

34()j j j j CP K K R +≤

(3)各个矿石卸点需要的铁含量要达到要求:

10

110

1

28.5%30.5%j

j

ij

j j

ij

j P K

P K

==?≤

≤∑∑

(4)一个工作班次周期为8小时,平均装车时间为5分钟,所以最到装车次数为

560

8?=96(次),即铲车8 小时持续一直工作也最多只能装96 辆车:

5

1

96(1,210)ij

i K

j =≤=∑K

(5)一个班次8 个小时自从第一辆车开始卸货之后一直有车在该卸点卸货,

860

3?=160,在一个卸点所卸的货物不能超过该卸点的饱和度:

10

1

160(1,25)ij

j K

i =≤=∑K

(6)每个铲点最多有一辆铲车或没有铲车,铲车总数应不大于7:

10

1

7j

j P

=≤∑且j P =1或0

(7)各个卸点一个班次的产量需要满足产量要求:

10

1

j ij ij j C P K M =≥∑

(8)分配到各个铲位的总的车辆数不大于20

10

1

20j

j n

=≤∑

2、原则二:

要求利用现有车辆运输,获得最大的产量(岩石产量优先;在产量相同的情况下,取总运量最小的解)。因此考虑目标函数为总产量10

5

111j ij j i Q C P K ===∑∑,岩石产量

1021

(3,4)j ij j Q C P K i ===∑,总运量105

311

j ij ij j i Q C P K L ===∑∑,同样为多目标规划问题,约束条

件与原则一相同。

3、因此问题的数学模型为: (1)

原则一: 105

11

min ij

ij j i W C

K

L ===∑∑,10

1

min j j N n ==∑

125)341011015

110

110

1

10

110

1

(()28.5%30.5%96(1,210)160(1,25)1710200(1,25)1,210)01,j j j j j j j j j j j ij j j ij j ij i ij j j j j j ij ij j j j ij j CP K K K O CP K K R P K P K K j K i ST P P C P K M n K i n =======++≤+≤?≤≤≤=≤=≤=≥≤≥==≥=∑∑∑∑∑∑∑K K K K 或且为整数(j 且为整数(j 210)

??

?????

??

???????????????????

?????K

(2)原则二:

105111

max j ij j i Q C P K ===∑∑,1021

max (3,4)j ij j Q C P K i ===∑,105

311

min j ij ij j i Q C P K L ===∑∑

125)341011015

110

110

1

10

110

1

(()28.5%30.5%96(1,210)160(1,25)2710200(1,25)1,210)01,j j j j j j j j j j j ij j j ij j ij i ij j j j j j ij ij j j j ij j CP K K K O CP K K R P K P K K j K i ST P P C P K M n K i n =======++≤+≤?≤≤≤=≤=≤=≥≤≥==≥=∑∑∑∑∑∑∑K K K K 或且为整数(j 且为整数(j 210)

??

?????

??

???????????????????

?????K 六、 模型求解

1、 原则一的模型求解

已知:某露天矿有铲位10个,卸点5个,现有铲车7台,卡车20辆。各卸点一个班次

的产量要求:矿石漏1.2万吨、倒装场Ⅰ1.3万吨、倒装场Ⅱ1.3万吨、岩石漏1.9万吨、岩场1.3万吨。

依据已建立的线性规划模型,利用lingo 软件求解得(代码见附录1), 目标一的计算结果为:

总运量=85628.62吨公里

出动7台电铲,分别安排在1,2,3,4,8,9,10七个铲位。

将各条路线所需的卡车数简单加和得,一共需要13辆卡车。由于不变卸点的约束,卡车数量的简单加和在实际安排时是不可能实现的。下面我们将给出卡车的实际安排: 得到从第j 个铲位到第i 个卸点卡车需跑的趟数ij

K 为:

一辆卡车在卸点i 与铲位j 之间往返行驶一次需2/ij L V 分钟,装卸需(3+5)=8分钟,共需8+2/ij L V 分钟,这条线路上一辆卡车一个班次内可往返[/(82/)]ij ij C T L V =+次([ ]表示取整),则该线路需要卡车/ij ij K C 辆,卡车总数最多不能超过M=20辆:

510

11

/20ij

ij i j K

C ==≤∑∑

得到从第j 个铲位到第i 个卸点每辆卡车最多可跑的趟数ij C

为每辆卡车安排行驶路线及运输次数。我们采用贪心法。使每辆卡车发挥最大功效,即当此线路上卡车需跑的总趟数ij K 大于等于此线路上每辆卡车最多可跑的趟数ij C ,则在此线路和安排一辆固定路线的卡车,然后安排改变路线的卡车,通过改变铲位,将其他剩余的趟数跑完。由表三和表四数据可得:

露天矿生产的车辆安排模型论文

露 天 矿 生 产 的 车 辆 安 排 摘 要 本文用线性规划的方法,就在两条不同的原则要求下,分别给出了露天矿生产的车辆安排问题的数学模型。利用Mathematcia 软件进行运算,得出了一组解,根据具体要求,通过对解的分析和比较、讨论,然后得出铲位、路线、车次、总运量、总产量等一组最优结果。 针对所给实例,我们分别计算出了①最小总运量为8.48292万 吨公里,出动的最小卡车数是13辆以及一个经过优化的具体卡车运输安排表;②最大产量为10.3488万吨,优化出另一个具体的卡车运输安排表。而且我们验证了从各铲位到各卸点得石料场均满足题目所规定得要求。 关键字:目标规划、线性规划、铲位、卸点、品位、 品位限制、总运量、总产量 一、问题的提出: 露天开采铁矿,有固定的若干爆破生成的石原料(铲位)、卸货地点(卸点)、工作于铲位的电动铲车(铲车)和负责从铲位运输矿料到卸点的电动轮自卸卡车(卡车)。现在要求在一个班次(8小时)的时间内,计算要出动多少辆铲车,分布在哪些适当的铲位,通过那些合适的路线来运送石料,且这些矿料要满足每个不同的卸点所需的量和质(品位)的要求,使得:○1总运量(吨公里)最小,且出动的卡车数目最少,从而获得最低的运输成本;○ 2利用现有的若干车辆运输,获得最大的产量。 二、模型假设: 1、当铲位固有石料量不足一车时,不可以再运输 2、铲位上的岩石矿石都已分号,且数量、品位已知 3、铲车在一个铲点即可铲岩石,也可铲矿石 4、卡车每次都是满载运输(154吨/车次) 5、在实际运行过程中,装、卸车时间间隔允许有一些细小的调整 6、卡车可以在一个班次内跑不固定的铲位和卸点 7、卡车平均时速28km/h ,不熄火情况下消耗功率均为8 1吨/小时 8、铲车可以在铲位连续工作8小时不休息 9、 因为无法排时,不考虑卡车会在各铲位或者是卸点发生等待 10、矿石的铁含量要满足品位限制的要求 三、参数设置: 1、X ij ——从第i(i=0,1,2,3……n)个铲位到第j 个卸点(j=1,2,……k )所运输

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( 安全管理 ) 单位:_________________________ 姓名:_________________________ 日期:_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安全规定(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的 安全规定(通用版) 矿用卡车在矿内道路上或掘场发生故障无法行驶应立即通知当班班长,并进行现场核实,情况属实的通知修理人员,如果现场无法修复需拖回修理间检修的确定为必修拖挂车辆,应执行拖挂车辆的安全措施。(必修拖挂,有三个前提条件,一是矿用自卸汽车发生故障,影响了其他矿用自卸汽车的行驶或影响其他设备的正常作业,必修将其移到不影响其他车辆行驶或设备正常作业的地点,待修;二是矿用自卸汽车坏在坑内,需进入车辆修理厂检修;三是拖挂的区域是矿坑内的汽车道路,不是地面道路。)本规定要求必修拖挂时应采取安全措施,并设专人指挥监护。这是因为在矿坑内道路上拖挂车辆难度大,危险性大。矿坑内道路坡道多,弯道多,路面上行驶的车辆多,沿途两侧有行人和其他设备设施;被拖挂的矿用自卸

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10、严禁在暴雨、雷电、大雾等恶劣天气下,进行危险品运输作业。 11、在遇有坡度的地段装卸时,驾驶员严禁离开驾驶室,防止出现溜车现象。 12、工作完毕,应做好检查、保养工作并将车辆驾驶到规定地点,挂上低速挡,拉好手刹,上锁,拔出钥匙。

露天矿生产的车辆安排数学建模论文

摘要 本片论文通过建立线性约束模型,并用lingo进行求解,分别对所给的模型一和模型二求解。 我们首先确定模型一和模型二求解时所用的铲位,分别以模型一和模型二的要求为目标函数,题中各类要求为约束函数,在10个铲位的情况下,通过lingo 软件编程求解得到最优解,通过最优解分别剔除掉利用率最低的三个铲点,为下来模型的求解做铺垫。 针对模型一,我们确定了铲位1、2、3、4、8、9、10共7个铲位,以模型一的要求为目标函数,题中各类要求为约束函数,在确定铲位的情况下,求解得到需要出动7个电铲,13辆卡车,得到在满足各类条件的要求下最小运量为85628.6吨公里。并得到了13辆卡车的最优运输路线,具体参见下文。 针对模型二,我们确定了1、2、3、5、7、8、10共7个铲位,类似于模型一的求解,通过lingo编程求得需要出动7辆铲车,20辆卡车,得到在满足各类条件的要求下最大产量为100716吨,其中矿石产量为55594吨,岩石产量为45122吨。同时通过使卡车空载运行里程最短,也求出了20辆卡车在各条线路上的分配情况,具体参见下文。 论文最后我们也剖析了所选用模型的优点和需要改进的地方,也与实际联系比较。 关键词:露天矿车辆安排线性规划约束条件最优解 lingo

露天矿生产的车辆安排 一.问题重述 铁矿是钢铁工业的主要原料基地,它的生产主要是由电铲装车、卡车运输来完成。提高这些大型设备的利用率是增加露天矿经济效益的首要任务。 铲位情况: 露天矿里有若干个爆破生成的石料堆,每堆称为一个铲位,每个铲位将石料分成矿石和岩石。每个铲位的矿石、岩石数量,以及矿石的平均铁含量(称为品位)都是已知的。每个铲位至多能安置一台电铲,电铲的平均装车时间为5分钟。 卸点情况: 卸货地点(以下简称卸点)有卸矿石的矿石漏、2个铁路倒装场(以下简称倒装场)和卸岩石的岩石漏、岩场等,每个卸点都有各自的产量要求。矿石卸点需要的铁含量假设要求都为29.5% 1%,称为品位限制,搭配的量在一个班次(8小时)内满足品位限制即可。卸点一个班次内不变。卡车的平均卸车时间为3分钟。 所用卡车情况: km。卡车每个班次每台车消耗近所用卡车载重量为154吨,平均时速28h 1吨柴油。在安排时不应发生卡车等待的情况。电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。卡车每次都是满载运输。 车道情况: 每个铲位到每个卸点的道路都是专用的宽60m的双向车道,不会出现堵车现象,每段道路的里程都是已知的。 求解要求: 卡车不等待条件下满足产量和品位要求,并分别满足下列条件; 1.总运量(吨公里)最小,同时出动最少的卡车,从而运输成本最小; 2.利用现有车辆运输,获得最大的产量(岩石产量优先;在产量相同的情况下,取总运量最小的解)。

露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安全规定(最新版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. (安全管理) 单位:___________________ 姓名:___________________ 日期:___________________ 露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安全规定(最新版)

露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安 全规定(最新版) 导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 矿用卡车在矿内道路上或掘场发生故障无法行驶应立即通知当班班长,并进行现场核实,情况属实的通知修理人员,如果现场无法修复需拖回修理间检修的确定为必修拖挂车辆,应执行拖挂车辆的安全措施。(必修拖挂,有三个前提条件,一是矿用自卸汽车发生故障,影响了其他矿用自卸汽车的行驶或影响其他设备的正常作业,必修将其移到不影响其他车辆行驶或设备正常作业的地点,待修;二是矿用自卸汽车坏在坑内,需进入车辆修理厂检修;三是拖挂的区域是矿坑内的汽车道路,不是地面道路。)本规定要求必修拖挂时应采取安全措施,并设专人指挥监护。这是因为在矿坑内道路上拖挂车辆难度大,危险性大。矿坑内道路坡道多,弯道多,路面上行驶的车辆多,沿途两侧有行人和其他设备设施;被拖挂的矿用自卸汽车大都是“死车”,自身不能打转向,又无刹车。一旦发生连接两车的钢丝绳断开,被拖的汽车将沿坡道跑车,造成各种想象不到的事故:另外钢丝绳在拖挂

汽车导航系统

汽车导航系统 即车载GPS导航系统,其内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息,结合储存在车载导航仪内的电子地图,通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配,进行确定汽车在电子地图中的准确位置,这就是平常所说的定位功能。在定位的基础上,可以通过多功能显视器,提供最佳行车路线,前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。假如不幸GPS信号中断,你因此而迷了路,也不用担心,GPS已记录了你的行车路线,你还可以按原路返回。当然,这些功能都离不开已经事先编制好的使用地区的地图软件。 如何选购 1.地图设计要人性 硬件是基础,软件是灵魂,GPS导航仪的“灵魂”包括两个方面——软件引擎和地图数据,这两者是导航仪能否把你带到目的地的关键所在。电子导航地图是GPS导航仪赖以工作的另一个重要组件,电子导航地图的正确与否就直接决定了车主能否更快捷、更轻松地到达目的地。在当前的市场上,不论是国产还是完全进口,车载GPS产品内置的地图无非都是国内仅有的几个图商的资源,质量也是参差不齐。一般来说,正规品牌的GPS导航仪都会提供一年的免费更新,或者按次数计算,支持2次左右的免费更新服务。而在此之后更新地图就需要缴纳一定费用,一般来说GPS图商的地图更新维持在半年一次的水平,也有一些厂商每三个月更新一次数据,更新一次的费用在两百元左右。 2.搜星定位要快捷 作为导航产品,消费者最关心的当属它的收星能力,即信号接收能力。目前市场上销售的车载GPS大多数都会采用SiRFStarIII第三代芯片,这类芯片的优势是在有遮挡和天气情况恶劣的情况下可以捕捉和跟踪信号、减轻高楼林立带来的的信号干扰。此外,芯片的好坏还直接关系到计算路径时快捷准确的好坏。去同一个目的地,芯片的不同可能会出现不同的路线,而我们需要的是最佳路线。购买大品牌的产品不仅本身质量有保证,同时也可以享受一定年限的免费升级服务。选品牌其实也是在选售后,对于GPS导航产品来说,后续的服务问题更为重要,因为地图是在实时更新的。不同的厂商,获取地图数据的来源不同,免费的更新方式也有多种多样。购买时做好了解,可以避免使用后一些不避免的麻烦。此外,开机速度和反应速度都是重要参数,由于开车时要时刻注意安全并且汽车在高速行进中,因此速度快可以提升车辆导航的精确度,同时也可以节约使用者的操作时间,省时更省心。 3.导航要注重实用性

露天矿生产的车辆安排-数学建模

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):武汉工程大学 参赛队员(打印并签名) : 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 日期: 2015 年 8 月 6日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

露天矿生产的车辆安排 摘要 本文主要是通过建模求解出对车辆的合理安排的问题,在建模的过程中我们进行了部分的优劣筛选,从而满足题目中所给原则和要求。 在对目标一的建模时,我们首先利用贪心原理对需要安置电铲的铲位进行了合理的筛选,得出结论为:必须安置电铲的铲位为:1 2 3 4 9 10;可能安置电铲的铲位为:5 6 7 8;则该问题就需要求解4种方案,再通过lingo编程求解可知,当选择安置电铲的铲位为:1 2 3 4 8 9 10 时,总运量(吨公里数)最小:85628吨,且出动的卡车最少:13辆,从而运输成本最少,具体路线的车辆安排见正文。 对目标二的建模时,我们需要利用目标一的建模,将目标函数进行改变,从而得到当所选铲位为:1 2 3 4 7 9 10 时可以得到最大的产量:100100.0吨,此时的矿石产量为:50974.0吨,岩石产量为:49126.0吨,出动的卡车数目为:20辆,总运量(吨公里数)为:151964.1吨·公里,具体路线的车辆安排见正文。 最后,我们建立计算机仿真模型。 在论文的最后,我们还对模型进行了优缺点的分析,说明了模型的实际操作和使用的范围。 关键词:贪心原理lingo编程优劣筛选

露天矿卡车的调度学习资料

露天矿卡车的调度

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):西安交通大学 参赛队员(打印并签名): 1. 计红林 2. 万日栋 3. 尧文斌 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名): 日期: 2012 年 8 月 10 日

赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

露天矿生产的车辆调度 一.问题提出 钢铁工业是国家工业得到基础之一,铁矿是钢铁工业的主要原料基地。提高采矿玉树设备的利用率是增加露天矿经济效益的首要任务。 露天矿里有若干个铲位,每个铲位已预先根据铁含量将石料分成平均铁含量不低于25%的矿石和低于25%的岩石。每个铲位的矿石、岩石数量以及矿石的平均铁含量都是已知的(如附表12-1和附表12-2所示)每个铲位之多能安排一台电铲,电铲平均装车时间为5分钟。 卸货地点有卸矿石的矿石漏、2个铁路倒装场和卸岩石的岩石漏、岩场等(如附图所示),每个卸点都有各自的产量要求。要求应该尽量把矿石按矿石卸点需要的铁含量(假设都为29.5±1%,称为品味限制)搭配起来送到卸点,搭配的量在一个班次(8小时)内满足品味限制即可。从长远看,卸点可以移动,但一个班次内不变。卡车的平均卸车时间为3分钟。 所用卡车载重量为154t,平均时速28km/k。由于卡车损耗大,原则上在安排时不应 发生卡车等待的情况。电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。卡车每次都是满载运输。每个铲位到每个卸点的道路都是专用的宽60m的双向车道,不会出现堵车现象,每段道路的里程都是已知的。 一个班次的生产计划应该包含以下内容:

车辆定位导航系统的设计

车辆定位导航系统的设计 汽服1101班王园福 摘要:在人类文明历史上,车辆定位与导航系统的研究与发展已经有相当长的历史。智能车辆定位系统(IVLNS)是集中应用了自动车辆定位技术、地理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒体技术、无线通信技术等多项最新科技的多功能综合系统。本文详细介绍了包括地图匹配、最优路径规划技术研究、导航系统设计在内的关于车辆导航系统的设计思路。 关键词: IVLNS 嵌入式导航计算机车辆定位导航 1 引言 尽管车辆定位和导航系统仅仅在最近几年才开始出现在世界市场上,但却在世界范围内取得了迅猛的发展。从功能上划分,一个完整的IVLNS系统由以下功能模块构成:定位模块、包含车载电子地图数据库的地理信息系统、地图匹配模块、路径规划模块、路径引导模块、无线通信模块和人机交互模块。在目前汽车产业飞速发展、智能汽车正在展露头角的大环境下,车辆定位导航系统的设计和研发是很重要的。 2 地图匹配 地图匹配是一种基于软件技术的定位修正方法,其基本思想是将车辆定位轨迹与数字地图中的道路网信息联系起来,并由此确定车辆相对于地图的位置。地图匹配技术的应用有两个前提: 1)用于匹配的数字地图包含高精度的道路位置坐标。 2)被定位车辆正在道路网中行驶。 2.1地图匹配方式 导航电子地图的道路网数据以若干节点的形式存储,在每两个节点之间,道路都以直线近似,忽略道路的宽度。在每个节点处设立一个判断区域,当车辆在域外行驶时,可以认为其运动轨迹是一条直线;当进入判断域时,车辆将有可能作角运动。此时,利用定位传感器的输出来判断汽车是否开始转弯,若没有,则认为汽车还没有达到路口,进行地图匹配修正;若有角运动,则在更小的判断域内作进一步判断。当汽车开出判断域后,根据转弯的角度和路网信息确定下一条行驶路线,在新路线上进行位置匹配。 3 最优路径规划设计 车辆导航系统中的最优路径规划问题属于图论中的最短路问题,但是它具有自己的特点。首先车辆导航的实时性要求是显而易见的,在出行过程中一旦由于路况变化或其他原因使车辆未能按预定导航路线行驶,则系统必须重新计算最优路线,因此对规划算法的执行效率要求较高,即运行速度一定要快。一般来说,路径规划算法的高效实现可以利用三种方法来获得:采用先进的数据结构缩短运行时间;采用先进的搜索技术减小搜索空间;采用地图分层和分级搜索技术控制规划路网的规模。 4 车辆定位导航系统终端设计

2003年B题露天矿生产的车辆安排

露天矿生产的车辆安排 (问题一的模型与求解) 摘要 本文针对2003年全国大学生数学建模赛题B的第一问建立了露天矿生产的总运量最优(目标一)和车辆安排最优(目标二)的数学模型。 首先,依据题目中的原则一,以及铲位、卸点、产量、品位、卡车不等待等诸多因素,分析出主次约束,在探讨的过程中对影响程度小的因素作出了合理的假设,明确目标函数,并对部分变量进行了整数约束或0-1约束,建立了双目标函数的整数规划模型。 其次,考虑到双目标函数同时求解的困难性,但又考虑到快速算法的实际需要,我们采用了“舍二求一法”,分别对两个目标进行了取舍性探究,并借助于LINGO软件的快速辅助计算(程序见附录),得出两种取舍法的相应结果,然后我们对两个结果进行了比较,并利用“递减决策法”对所得的结果合理性和最优性予以验证,经过回归实际探讨后给出了第一原则下的总运量和出动车辆的最优解,且根据计算所得的数据对出动的车辆具体安排情况列出表格(具体见表5),以供明览。 最后,我们综合评价了模型的优缺点,并阐述了模型在实际生产应用中的改进和推广,对于此类生产安排问题的决策者有一定的参考和指导意义。 关键词:多目标规划 0-1约束舍二求一法递减决策法 1.问题重述与分析

(1)问题重述 某露天矿内有若干个铲位,铲位中已按铁含量将石料分为矿石和岩石(平均铁含量不低于25%的为矿石,否则为岩石)。每个铲位至多能安置一台电铲,电铲的平均装车时间为5分钟。卡车负责将铲位内的矿石和岩石运送到相应的卸货地点,卡车的平均卸车时间为3分钟。卸货地点有卸矿石的矿石漏和2个铁路倒装场,卸岩石的岩石漏和岩场,总共五个卸点。按要求,矿石卸点需要的铁含量品位限制都为29.5% 1%(在一个班次8小时内满足品位限制即可)。 km。原则上在安排时不应发生卡所用卡车载重量为154吨,平均时速28h 车等待的情况,电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。卡车每次都是满载运输,并且排除堵车现象。 一个班次的生产计划包含以下内容:出动几台电铲,分别在哪些铲位上;出动几辆卡车,分别在哪些路线上。 一个合格的计划要在卡车不等待条件下满足产量和质量(品位)要求。 一个好的计划应该考虑下面两条原则之一: 1.总运量(吨*公里)最小,同时出动最少的卡车,从而运输成本最小; 2.利用现有车辆运输,获得最大的产量(岩石产量优先;在产量相同的情况 下,取总运量最小的解)。 问题一:就两条原则分别建立数学模型,并给出一个班次生产计划的快速算法。 问题二:针对下面的实例,给出具体的生产计划、相应的总运量及岩石和矿石产量。 某露天矿有铲位10个,卸点5个,现有铲车7台,卡车20辆。各卸点一个班次的产量要求:矿石漏1.2万吨、倒装场Ⅰ1.3万吨、倒装场Ⅱ1.3万吨、岩石漏1.9万吨、岩场1.3万吨。 各铲位和各卸点之间的距离(公里)如下表: 各铲位矿石、岩石数量(万吨)和矿石的平均铁含量如下表: (表2)

基于GPS的汽车导航系统的设计与实现

邮局订阅号:82-946360元/年技术 创新 汽车电子 《PLC 技术应用200例》 您的论文得到两院院士关注 基于GPS 的汽车导航系统的设计与实现 Realization and design of automobile guidance system based on GPS (吉林工程技术师范学院)张丹彤 ZHANG Dan-tong 摘要:设计并实现了一种以单片机为主要控制器件、基于GSP 模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统。GPS 定位系统主 要采用技术非常成熟的GPS 模块进行与单片机的接口通信完成,使用更方便,定位也更准确。所设计的电动导航系统具有全球定位、自动控制、实时性好等多方面优点为一体,应用在当今的汽车上有较好的发展前景。关键词:GPS;导航;数据采集中图分类号:U49文献标识码:A Abstract:The present paper introduced one kind take the monolithic integrated circuit as the primary control component,based on GSP module new intelligent electric automobile chassis guidance system design.The GPS localization mainly uses the technical ex -tremely mature GPS module to carry on with the monolithic integrated circuit connection correspondence completes,use more conve -nient,the localization is also more accurate.This chassis collection whole world localization,the automatic control,timeliness good and so on the various merit is a body,applies has the good prospects for development on the now automobile.Keywords:GPS;navigation;data acquisition 文章编号:1008-0570(2008)11-2-0255-02 近年来,我国私人小轿车拥有量呈上升趋势,单位用轿车拥有量也在快速发展,对于这一类车辆,GPS 领航系统侧重于电子地图领航,对运行路线不固定的车辆,可预先设置到达目的地,在运行中告知运行路线,起到领航的重要作用。本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件,基于GSP 模块的新型智能电动汽车底盘的导航系统设计。 1主体控制方案 本系统是以单片机为主要控制器件,基于GSP 模块的新型智 能电动汽车底盘的导航系统设计。该车底盘具有智能避障、 寻迹、测距、报警、寻光、行驶路程显示、行驶时间显示、车体所在环境温度显示、车体所在环境湿度显示、人工定位等功能。可以使用无线遥控器控制,并可以在上位机显示出它所在的位置等数据信息。本系统设计主要包括硬件电路的设计、实时操作系统程序设计、多机通信设计与总线接口的设计。系统框图如图1所示。 图1系统框图 本系统硬件电路主要包括控制模块、GPS 定位模块、电机 驱动模块、传感器数据采集模块、网络节点接口模块、光报警模 块、 显示驱动模块、时间模块、键盘模块与无线通信模块组成。传感器数据采集模块由光电传感器进行对光线的跟踪,红外传 感器进行对近距离的数据采集,声纳传感器进行对远距离的数 据采集,温度传感器对车体周围的环境温度采集,湿度传感器 对周围环境的相对湿度采集等。网络接口采用串行通信方式。 显示驱动模块由LED 数码管与液晶共同显示。无线通信模块采用FSK 方式进行无线传输。 2GPS 定位系统设计 GPS 定位主要采用技术非常成熟的GPS 模块进行与单片机的接口通信完成。电机驱动电路模块主要采用H 型电路构建而成。GPS 模块的电源接口供电有15v 、12v 、5v 、3.3v 不等,本系统为了设计简单采用全新台湾HOLUX 公司推出的SIRF 第三代高灵敏度超小型GPS 接收模块这是最新推出的产品,采用 SiRF 第三代芯片, 主要是定位灵敏度大大提高,例如在汽车上应用时,只要靠近车窗就能较好工作,使用更方便,定位也更准确。本模块主要是提供给从事GPS 模块二次开发的客户使用的,GPS 模块使用3.3伏 (70毫安)直流工作电压,默认每秒输出一次TTL 的NMEA-0183信号。 此模块接口定义如表1所示。GPS 控制模块口控制模块方框图如图2所示。为了使车具 有导航系统,所以在车体上安装了GPS 模块,本设计采用全新台湾HOLUX 公司推出的SIRF 第三代高灵敏度超小型GPS 接 收模块,该模块由6个控制脚组成。为了减轻主控CPU 的负担,并且为了模块化硬件,所以该GPS 模块由一块STC12C2052单 片机进行单独的控制,并且通过74HS573与主单片机进行总线通信。STC12C2052单片机与GPS 通过串行口连接,并且以4800bps 的波特率进行通信。单片机的P1口与74HC573的数据输入口相连接,作为并行的8为数据总线使用,而LE 端口通过一个反响器与STC12C2052单片机的P3.7连接,并且P3.7口 通过一个74HC14与主控单片机的INT0相连。这样当P3.7为张丹彤:副教授 255--

露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安全规定

露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安全 规定 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

露天矿矿用卡车在矿内道路上拖挂车辆的安全规定矿用卡车在矿内道路上或掘场发生故障无法行驶应立即通知当班班长,并进行现场核实,情况属实的通知修理人员,如果现场无法修复需拖回修理间检修的确定为必修拖挂车辆,应执行拖挂车辆的安全措施。(必修拖挂,有三个前提条件,一是矿用自卸汽车发生故障,影响了其他矿用自卸汽车的行驶或影响其他设备的正常作业,必修将其移到不影响其他车辆行驶或设备正常作业的地点,待修;二是矿用自卸汽车坏在坑内,需进入车辆修理厂检修;三是拖挂的区域是矿坑内的汽车道路,不是地面道路。)本规定要求必修拖挂时应采取安全措施,并设专人指挥监护。这是因为在矿坑内道路上拖挂车辆难度大,危险性大。矿坑内道路坡道多,弯道多,路面上行驶的车辆多,沿途两侧有行人和其他设备设施;被拖挂的矿用自卸汽车大都是“死车”,自身不能打转向,又无刹车。一旦发生连接两车的钢丝绳断开,被拖的汽车将沿坡道跑车,造成各种想象不到的事故:另外钢丝绳在拖挂用力之时突然断开也会伤害周围人员,所以必修采取可靠的安全措施。汽运段拖挂坏在坑下的“死车”的安全措施,基本内容是: 1.参加人员:指挥监护人员1人,由汽运班班长担任,负责全面指挥拖挂工作,任何人员不得越权指挥,或干扰其指挥。安全监护人1人,负责沿途拖挂工作的安全监护;汽车维修人员2人:负责钢丝绳连挂和沿

途中拖挂车辆或有关设备故障的处理;随车工作人员2人,负责沿途拖挂中停车,打掩木或协助安全监护及其他事宜。 2.准备设备和工具:1)做拖挂用的矿用自卸车一台,该车必须与被拖挂的“死车”载重量最小是等同,最好是大于“死车”;状态必须完好,确保在拖挂途中不发生事故,因为这台车相当于牵引列车的机车头。2)大型推土机一台,其铲刀最小和“死车”轮胎直径等同,最好大于“死车”轮胎直径,它的用途一是拖挂途中一旦发生跑车,它可用铲刀堵截;二是转弯时,推土机用大铲为“死车”转向。3)两根5米长的,能够承担起“死车”重量的钢丝绳。4)一辆作为指挥车用的普通汽车,乘坐拖挂“死车”的有关人员,在拖挂运行中,随拖挂车一起行驶,随时随地停车,还要有停车时防止跑车的掩木,指挥用的手旗等。 3.拖挂运行方法:分上拖和下拖,一般情况下上拖较多。上拖时,拖车在前,“死车”在后,两车用钢丝绳子连挂,推土机紧随“死车”后面,随时堵截“死车”的向后跑车,指挥车在前方引导,观察路况,不能和拖车相距太远,遇到转弯之处停下。推土机用大铲顶推“死车”轮胎,转到合适方向,继续运行。下拖时。推土机在下前倒退运行,大铲对准“死车”前方,拖车在“死车”后面,两车用钢丝绳子连挂,“死车”靠坡度滑行,拖车在“死车”后用刹车控制车速。

北斗车辆定位监控方案完整版

北斗车辆定位监控方案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

军用车辆北斗定位管理方案 目录 一、概述 北斗系统是自行研制的全球与(BDS),是继美(GPS)和俄之后第三个成熟的。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度高,授时精度高。2012年12月27日,北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布,北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、

导航、授时服务。北斗卫星导航系统和、格洛纳斯系统及欧盟一起,是卫星导航委员会已认定的供应商。 采用 BD2 B1/GPS/北斗 L1 双模模块,实现北斗/GPS/北斗双模卫星定位监控,结合汽车行驶记录仪,信息显示屏,TF 卡存储,打印机,驾驶员 IC 卡身份识别,语音通话,多媒体监控存储,多种数据接口。汽车标准安装嵌入式结构设计,一体化结构。完全符合国标 GB-T 19056-2012/部标 JT/T 794-2011 标准和交通部《道路运输车辆卫星定位系统北斗兼容车载终端技术规范》的要求。适合于交通部推广客车、货车和危险品车北斗应用的要求。 1.1系统设计目标及原则 1.1.1系统设计目标 通过对GPS/北斗应用需求的认真分析与仔细研究,确定以下设计目标: 车辆监控平台与TMS之间无缝对接,能够实现车辆状态实时查询,提升客户满意度。系统设计为各类车辆分别提供各种专有报表,系统统采用分组管理,不同类型的车辆归入不同分组,便于管理。保证系统安全的前提下采用国际通用的系统规范、传输协议和子系统接口,能比较容易的实现与其他系统的网络连接和数据共享以及系统扩容。 1.1.2系统设计原则 系统设计必须遵循以下原则: 1)经济高效性。技术方案设计充分考虑市场经济原则,既有利于车辆的安全方便 管理,又有利于降低系统投资成本,特别是运营成本,能够充分考虑主控中心的市场化经营模式。 2)系统的开放性。系统设计遵循开放性原则,能够支持多种硬件设备和网络系 统,并支持二次开发。 3)系统的继承性。最大限度利用原有部分设备,充分利用已有硬件设备和网络资 源。

露天矿生产的车辆安排

例 露天矿生产的车辆安排(CMCM2003B ) 钢铁工业是国家工业的基础之一,铁矿是钢铁工业的主要原料基地。许多现代化铁矿是露天开采的,它的生产主要是由电动铲车(以下简称电铲)装车、电动轮自卸卡车(以下简称卡车)运输来完成。提高这些大型设备的利用率是增加露天矿经济效益的首要任务。 露天矿里有若干个爆破生成的石料堆,每堆称为一个铲位,每个铲位已预先根据铁含量将石料分成矿石和岩石。一般来说,平均铁含量不低于25%的为矿石,否则为岩石。每个铲位的矿石、岩石数量,以及矿石的平均铁含量(称为品位)都是已知的。每个铲位至多能安置一台电铲,电铲的平均装车时间为5分钟。 卸货地点(以下简称卸点)有卸矿石的矿石漏、2个铁路倒装场(以下简称倒装场)和卸岩石的岩石漏、岩场等,每个卸点都有各自的产量要求。从保护国家资源的角度及矿山的经济效益考虑,应该尽量把矿石按矿石卸点需要的铁含量(假设要求都为% 1%,称为品位限制)搭配起来送到卸点,搭配的量在一个班次(8小时)内满足品位限制即可。从长远看,卸点可以移动,但一个班次内不变。卡车的平均卸车时间为3分钟。 所用卡车载重量为154吨,平均时速28h km 。卡车的耗油量很大,每个班次每台车消耗近1吨柴油。发动机点火时需要消耗相当多的电瓶能量,故一个班次中只在开始工作时点火一次。卡车在等待时所耗费的能量也是相当可观的,原则上在安排时不应发生卡车等待的情况。电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。卡车每次都是满载运输。 每个铲位到每个卸点的道路都是专用的宽60m 的双向车道,不会出现堵车现象,每段道路的里程都是已知的。 一个班次的生产计划应该包含以下内容:出动几台电铲,分别在哪些铲位上;出动几辆卡车,分别在哪些路线上各运输多少次(因为随机因素影响,装卸时间与运输时间都不精确,所以排时计划无效,只求出各条路线上的卡车数及安排即可)。一个合格的计划要在卡车不等待条件下满足产量和质量(品位)要求,而一个好的计划还应该考虑下面两条原则之一: 1.总运量(吨公里)最小,同时出动最少的卡车,从而运输成本最小; 2.利用现有车辆运输,获得最大的产量(岩石产量优先;在产量相同的情况下,取总运量最小的解)。 请你就两条原则分别建立数学模型,并给出一个班次生产计划的快速算法。针对下面的实例,给出具体的生产计划、相应的总运量及岩石和矿石产量。 某露天矿有铲位10个,卸点5个,现有铲车7台,卡车20辆。各卸点一个班次的产量要求:矿石漏万吨、倒装场Ⅰ万吨、倒装场Ⅱ万吨、岩石漏万吨、岩场万吨。

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