WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«имитационные модели», построенные на основе эвристического подхода. Следует отметить, что такой подход является основой построения так называемых «человеко-машинных систем и моделей», в том числе и экспертных систем, для решения различных задач планирования ЭАК.

Таким образом, обзор технической литературы показывает, что ряд аспектов до настоящего времени не изучен и требует дальнейших исследований. К их числу относятся: комплексное влияние горнотехнических факторов на про­должительность элементов транспортного цикла, вероят­ностный характер погрузочно-транспортного процесса и особен­ности взаимодействия автосамосвалов с экскаватором в пункте погрузки, анализ надежности работы автосамосвалов в течение смены и закономерности ее изменения в различных ус­ловиях эксплуатации, параметры работы дизель-электрических автомобилей грузоподъемностью 75-180 т.

Актуальность данной работы также усиливается в связи с тенденцией применения на карьерах большой и средней мощности автосамосвалов большой и особо большой грузоподъемности (75-180 т, 180-220 т и более). Установленные при этом зависимости позволяют более обоснованно оптимизировать технологические параметры работы ЭАК путем комплексного учета формализуемых с их помощью факторов. Однако остаются неучтенными или недостаточно учитываемыми факторы, как известные, например, организационные, так и еще не выявленные, влияние которых в настоящий момент не поддается формализации. Учет этих факторов в настоящее время при современных возможностях вычислительной техники может быть обеспечен путем использования технологии систем искусственного интеллекта (ИИ). Наиболее подходящей системой для определения технологических параметров ЭАК является экспертная система.

Необходимо отметить, что в настоящее время технология экспертных систем используется для решения различных типов задач (интерпретация, предсказание, диагностика, планирование, конструирование, контроль, отладка, инструктаж, управление) в самых разнообразных проблемных областях, таких, как финансы, нефтяная и газовая промышленность, энергетика, транспорт, фармацевтическое производство, космос, металлургия, горное дело, химия, образование, телекоммуникации и связь и др. Примером может служить широко известная и эффективно используемая в горном деле экспертная система PROSPECTOR, предназначенная для консультаций при поиске залежей полезных ископаемых.

Можно дать следующее определение экспертной системы (рис. 2):

ЭС - это компьютерная программа, содержащая накопленные знания специалистов в определенной предметной области. Эта программа способна вырабатывать рекомендации, какие дал бы эксперт-человек, запрашивая при необходимости дополнительную информацию. Экспертные системы могут работать на том же уровне что и эксперты, а в некоторых случаях они лучше, потому что в них вложен коллективный опыт их создателей. Главным достоинством ЭС является возможность накопления знаний и сохранение их длительное время. В отличие от человека к любой информации экспертные системы подходят объективно, что улучшает качество проводимой экспертизы.

Рис. 2. Типовая схема экспертной системы

Обоснование основных направлений совершенствования методов планирования работы ЭАК на базе информационных технологий

Процессы погрузки и транспортирования горной массы в карьере, несмотря на их относительную самостоятельность (т. е. независимость составляющих процессы операций), технологически жестко взаимосвязаны.

Поэтому правильно рассматривать эффективность не каждого из этих процессов в отдельности, а погрузочно-транспортного процесса в целом и, следовательно, определять производительность погрузочно-транспортных комплексов, включающих экскаватор в забое и транспортные средства.

Анализ хронометражных наблюдений, проводимых кафедрой РМОС на различных горных предприятиях, показал, что продолжитель­ность пребывания автосамосвалов в пункте погрузки в зависимости от горнотехнических условий эксплуатации составляет до 2,5-3,2 часов в смену (рис. 3) или до 40-45 % транспортного цикла. Поэтому эффективность взаимодействия автосамосвалов и забойного экс­каватора в значительной степени определяет производительность карьерного автотранспорта.

В свою очередь, увеличение расстояния транспортирования с одновременным увеличением числа транспортных средств обусловливает увеличение простоев автосамосвалов в очереди на погрузку (рис. 4). С увеличением числа циклов экскавации простои в ожидании погрузки в расчете на один рейс возрастают на 10-17 %, а суммарные за смену на 2-5 %. Продолжительность пребывания автосамосвалов в забое при снижении соотношения вместимости кузова

Рис. 3. Теоретические кривые зависимости продолжительности пребывания автосамосвалов в забое (tпр.э) от расстояния транспортиро­вания (l): 1 - автосамосвалы БелАЗ-7521 в комп­лексе с экскаваторами ЭКГ-8И; 2 - БелАЗ-75145 с ЭКГ-8И; 3 - БелАЗ-7548 с ЭКГ-8И; 4 - БелАЗ-75145 с ЭКГ-12,5 и БелАЗ-7521 с ЭКГ-20; +, о, *, х – расчетные значения tпр.э.

Рис. 4. Теоретические кривые продолжительности простоев в ожидании погрузки (tож) на 1 рейс при различной дальнос­ти транспортирования (l): 1 - для автосамосвалов БелАЗ-7521 в комплексе с экскаватором ЭКГ-8И; 2 - БелАЗ-75145 с ЭКГ-8И: 3 -БелАЗ-7540В с ЭКГ-8И; 4 - БелА3-75145 с ЭКГ-I2,5; +, о, *, х – расчетные значения tож.

автосамосвала и ковша экскаватора с 8-11 до 4 уменьшается на 38-60 % при расстоянии транспортирова­ния l = 1,0 км и на 30-47 % при l = 4,0 км.

Расчеты показывают, что использование для погрузки автосамосвалов БелАЗ-7521 экскаватора ЭКГ-20 (г.к = 16 м3) вместо ЭКГ-8И позволит за счет снижения времени пребывания в забое по­высить сменную производительность автомобилей на 200-800 тонн или на 10-22 %.

При снижении коэффициента обеспеченности автотранспортом от 1,0 до 0,6 простои в ожидании погрузки в зависимости от расстоя­ния транспортирования уменьшаются на 18-30 %, а производитель­ность автосамосвалов увеличивается на 6-9 % (рис. 5).

Рис. 5. Теоретические кривые изменения производительности автосамосвалов БелАЗ-7540В (Qа) в зависимости от обеспечен­ности экскаватора автотранспортом (Коб): l - расстояние транспортирования; +, о, * – расчетные значения Qа.

По результатам исследований была разработана следующая методика планирования работы мощных ЭАК карьеров, учитывающая комплексное взаимовлияние погрузочного и транспортного звеньев. Основой методики является следующая формула:

Сменная производительность экскаваторно-автомобильного комплекса (экскаватора, работающего в комплексе) определяется следующим образом:

,

где Пк - сменная производительность экскаваторно-автомобильного комплекса в м3/смену или т/смену;

Тсм – продолжительность рабочей смены экскаватора, ч;

Тпр- интервал между началом смены и прибытием первого автосамосвала к экскаватору, ч;

Твых - интервал между окончанием погрузки последнего автосамосвала и окончанием смены, ч;

Тпрэ – технологически и организационно необходимые простои экскаватора, включая пересменку автосамосвалов при несовпадении суточных режимов работы погрузочного и транспортного звеньев, ч;

tобсл. – время, затрачиваемое на обслуживание одного автосамосвала, ч;

Еф - фактическая вместимость, м3 или грузоподъемность Qф в тоннах автосамосвалов, работающих в комплексе.

Сменная производительность одного автосамосвала, работающего в составе экскаваторно-автомобильного комплекса, определится следующим образом:

,

где Па - сменная производительность автосамосвала в м3/смену или т/смену;

Тсм – продолжительность рабочей смены автосамосвала, ч;

- продолжительность подготовительно–заключительных операций перед выходом автосамосвала на смену, ч;

- технологически и организационно необходимые простои экскаватора, независимые от автосамосвалов, работающих в комплексе (т.е. простои, не связанные с пересменкой автосамосвалов), ч;

- технологически и организационно необходимые простои автосамосвала, включая пересменку бригад экскаваторщиков при несовпадении суточных режимов работы погрузочного и транспортного звеньев, ч;

Tр - продолжительность рейса автосамосвала, ч;

Еф - фактическая вместимость кузова автосамосвала, м3 или его грузоподъемность Qф в тоннах;

- продолжительность простоев в ожидании погрузки в начале смены, приходящаяся в среднем на один автосамосвал;

- незаконченная половина последнего рейса автосамосвала.

Производительность ЭАК определяется как сумма производительностей работающих в нем автосамосвалов:

,

где - - сменная производительность автосамосвала jй модели, работающего с данным экскаватором на iй технологической схеме.

При планировании и управлении работой ЭАК как технологической системы используется формализованный алгоритм, а также опыт и профессиональная интуиция специалиста, представленные в виде ненормализованных знаний, которые корректируются по мере изменения горнотехнических условий эксплуатации и технологических схем работы ЭАК.

Для эффективного планирования необходимо среди множества факторов выявить основные факторы, которые являются определяющими при планировании работы ЭАК.

Основные влияющие факторы можно разделить на следующие группы:

  • конструктивные;
  • технологические;
  • организационные;
  • природные.

В каждой группе имеются факторы, которые находятся в корреляционной связи между собой. Известно, что взаимно коррелированные факторы можно заменить одним, определяющим всю группу этих факторов.

Таким показателем может быть, например, продолжительность движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлениях для каждого забоя.

Ход рассуждений следующий:

Тип трансмиссии влияет на динамичность автосамосвала, срок службы автосамосвала - на его надежность, средневзвешенный уклон автодороги и транспортно-эксплуатационные качества дорожных покрытий, сложность трассы и профиля автодороги влияют на среднетехническую скорость движения автосамосвала, которая, в свою очередь, выражается через время движения в грузовом и порожнем направлениях и т.д..

Известно, что по величине коэффициентов корреляции можно судить о тесноте связи между факторами. В табл. 1 приведены коэффициенты корреляции некоторых из перечисленных факторов друг к другу.

В результате проведенного анализа корреляционных зависимостей исследуемых факторов на производительность ЭАК для оценки чувствительности (реакции) производительности ЭАК от контролируемых факторов были выбраны следующие факторы:

Таблица 1

Установленные корреляции исследуемых

факторов*

Вид функции

Уравнение

R**

  1. tп = (d), где tп - время на погрузку одного автосамосвала, мин, d – диаметр куска негабарита, мм

tп = 1,02 + 0,013d

0,53

  1. tп = (S), где tп - время на погрузку одного автосамосвала, мин, S – процентное содержание фракций, размером более 400 мм

tп = 1,02 + 0,014S

0,52

  1. tпр.э = (l), где tпр.э – продолжительность пребывания автосамосвалов в забое, мин, l – расстояние транспортирования, км

tпр.э = 47,32/l + 103,10

0,95

  1. Vдв = (Iдв), где Vдв – скорость движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлении, км/ч, Iдв – интенсивность движения, автомоб./ч

Vдв = -5E-05Iдв2 - 0,0005 Iдв + 25,78

0,85

  1. tож = (l), где tож – продолжительность простоев в ожидании погрузки, мин, l - расстояние транспортирования, км

tож = 1,39l + 0,67

0,76

  1. = ( т), где - вместимость кузова автосамосвала (фактическая грузоподъемность), м3, т - угол естественного откоса горной массы при транспортировании, град.

= 0,004т2 + 0,019т + 35,40

0,85

* расчеты выполнены для автосамосвала БелАЗ-7549 (80 т) и плотности породы 2,15;

** коэффициент корреляции.

  • время на погрузку одного автосамосвала;
  • продолжительность движения автосамосвала в грузовом и в порожнем направлениях;
  • продолжительность разгрузки автосамосвала;
  • продолжительность маневров при установке на погрузку и на разгрузку;
  • номинальная грузоподъемность автосамосвала;
  • время ожидания автосамосвала на погрузку и разгрузку из-за неравномерности погрузочно-транспортного процесса;
  • продолжительность технологических простоев в течение рабочей смены экскаватора;
  • соотношение вместимостей кузова автосамосвала и ковша экскаватора;
  • коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала.

Для оценки эффективности выбранных управляющих факторов на производительность ЭАК был проведен расчет величины воздействия (реакции) управляющих воздействий. Он заключается в выявлении управляющих факторов планирования работы ЭАК и в распределении их по значимости влияния на величину производительности ЭАК. Результаты расчета сведены в табл. 2.

В результате расчета чувствительности (реакции) воздействия управляющих факторов на процесс моделирования работы комплексов были выявлены три фактора, влияние которых наиболее значительно:

  • грузоподъемность автосамосвала.
  • количество автосамосвалов в комплексе.
  • время движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлениях.

Эти результаты легли в основу создания продукционных правил экспертной системы.

Разработка экспертной системы планирования работы ЭАК

Основой блока принятия решения экспертной системы являются продукционные правила, реализуемые через выполнение человеко-машинных процедур (ЧМП). ЧМП – процедура общения эксперта и компьютера. Она состоит из совокупности шагов, каждый из которых включает фазу анализа, выполняемого экспертом, и фазу расчетов, выполняемых компьютером.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»