露天矿安全生产管控及智能决策系统

1概论1
1.1露天矿山企业安全生产现状1
1.1.1露天矿产资源禀赋化生产新模式1
1.1.2双碳目标下矿山安全精益化生产2
1.2露天煤矿企业安全高效开采背景3
1.2.1新常态下矿山企业生产需求转变3
1.2.2露天矿无人开采技术研究现状4
1.3云服务下露天矿智能生产管控及智慧决策关键技术框架5
2基于物联网的露天煤矿全流程生产数据采集7
2.1数据预处理7
2.1.1多源监测数据时间同步7
2.1.2多源监测数据噪声清洗9
2.1.3多源监测数据缺失补充10
2.2多源异质生产数据集成表示与建模10
2.2.1全流程生产数据模型的功能模块11
2.2.2全流程生产数据模型的属性变化特征12
2.2.3基于空间-时间-属性的块体多源异质流数据时空模型14
2.3露天矿全流程生产计划数据组织与数据库优化18
2.3.1露天矿时空对象要素分类18
2.3.2露天矿时空对象数据获取方法19
2.3.3全流程生产计划数据访问接口技术19
2.3.4全流程生产计划时空数据库设计19
3露天矿无人驾驶卡车多目标车流分配调度22
3.1露天矿无人卡车与人工卡车车流分配调度建模对比22
3.2露天矿无人驾驶卡车多目标车流分配调度模型24
3.2.1配调度模型假设条件24
3.2.2调度模型的目标函数构建25
3.2.3调度模型约束条件25
3.3基于分解的多目标优化算法求解多目标东流分配调度模型27
3.4分解约束支配NSGA-Ⅱ优化算法的设计29
3.4.1权重向量选取29
3.4.2种群关联权重向量29
3.4.3分解约束支配排序30
3.4.4DBCDP-NSGA-Ⅱ算法流程31
3.5优化算法求解混合矿岩规划模拟算例33
3.5.1初始化设置33
3.5.2不同方法计算结果对比分析36
4多煤种多组分全要素智能配煤优化42
4.1炼焦煤的分布与分类42
4.1.1炼焦煤的分布42
4.1.2炼焦煤分类43
4.2炼焦配煤生产过程及相关技术44
4.2.1炼焦配煤工艺44
4.2.2配煤原则45
4.3焦炭质量影响因素及质量指标46
4.3.1焦炭质量与配合煤的关系46
4.3.2焦炭质量指标要求47
4.4配煤优化模型构建48
4.5融合多样性变异处理的TSSA算法50
4.5.1优化参数的TSSA算法50
4.5.2多样性变异处理51
4.5.3CTSSA算法设计52
4.6焦化厂实例结果52
4.6.1焦化厂原料煤数据52
4.6.2配煤优化约束条件确定53
4.6.3结果与分析54
5露天矿生产全流程智慧决策系统56
5.1智慧决策系统概述56
5.1.1系统开发运行环境56
5.1.2系统设计的目标与原则58
5.1.3云服务下系统架构59
5.2硬件系统技术实现61
5.2.1作业设备智能终端61
5.2.2监控中心硬件设备63
5.2.3无线通信网络系统67
5.2.4调度中心显示系统70
5.2.5GPS差分基站系统72
5.2.6云服务器及存储系统74
5.2.7无人驾驶装备设计与改造76
5.2.8滑坡灾害多场监测系统88
5.3系统主要功能95
5.3.1三维地质建模及仿真95
5.3.2高精度路网生成与定期更新96
5.3.3露天矿生产监控系统98
5.3.4可视化生产计划编制系统104
5.3.5露天矿智能配煤动态管理系统109
5.3.6露天矿卡车生产智能调度系统116
5.3.7矿岩量自动计量及生产数据动态监控系统124
5.3.8智能管控系统移动端133
5.3.9露天矿无人驾驶系统133
5.3.10多场融合边坡监测系统139
6结论与展望143
6.1研究成果的作用和影响143
6.2研究成果的应用前景145
6.2.1安全效益148
6.2.2经济效益149
6.2.3管理效益149
6.2.4社会效益150
6.2.5云服务下露天煤矿智能生产管控及智慧决策关键技术在露天煤矿与金属矿应用案例150
6.3研究中的问题154
6.3.1车载终端可靠性问题154
6.3.2GPS数据缺失或漂移问题154
6.3.3智慧决策系统鲁棒性问题155
6.4经验和建议155
6.4.1组建智能化运维团队155
6.4.2资金投入保障156
6.4.3开展岗位培训157
6.4.4做好硬件稳定性保障157
6.5展望158
参考文献159