【正文】 術(shù)較為先進，國內(nèi)技術(shù)較為落后。國內(nèi)大部分礦山企業(yè)無法購進先進的卡車調(diào)度系統(tǒng)。數(shù)據(jù)現(xiàn)有的調(diào)度軟件近乎都有數(shù)據(jù)捕獲功能，但效果參差不齊，且不是十分令人樂觀。算法優(yōu)化算法不完善優(yōu)化調(diào)度效果較差 國內(nèi)外研究狀況盡管國內(nèi)對露天礦卡車電鏟計算機調(diào)度系統(tǒng)的研究已經(jīng)有了部分的進步，但是由于其開發(fā)技術(shù)難度大、本身進口系統(tǒng)的成本高，通訊效果較差，優(yōu)化算法不完善等缺點依然存在，故在實驗室進行實驗研究模擬，對把露天礦山車鏟調(diào)度系統(tǒng)真正工業(yè)化、實用化來講，意義極其重大。例如：如果只對卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)進行研究而不進行商品化運作的話，就無法創(chuàng)造更多的價值。江西德興銅礦從美國Modular公司引進的調(diào)度系統(tǒng)和煤炭科學研究總院撫順分院為伊敏煤電公司露天礦研制的調(diào)度系統(tǒng)功能基本相同，運行穩(wěn)定性、可靠性均良好，經(jīng)統(tǒng)計可分別提高生產(chǎn)效率9．3％、8％。性價比相對來說很高。軟件產(chǎn)品的設(shè)計標準在市場調(diào)研之后主要還有以下5個內(nèi)容：需求分析、概要設(shè)計、詳細設(shè)計、編碼和測試，還有最后的維護階段直至軟件生命周期的結(jié)束。具體構(gòu)造模型如圖21所示：產(chǎn)品構(gòu)造界面模塊功能模塊數(shù)據(jù)庫模塊支撐平臺模塊安全模塊系統(tǒng)接口模塊系統(tǒng)維護模塊車輛運輸模塊維護模塊動態(tài)數(shù)據(jù)庫模塊分布式數(shù)據(jù)庫模塊系統(tǒng)安全模塊數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫安全模塊內(nèi)部接口外部接口數(shù)據(jù)更新模塊新技術(shù)模塊系統(tǒng)的完善圖21 產(chǎn)品構(gòu)造模型我公司生產(chǎn)的卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)軟件界面友好：全中文圖標，全鼠標操作以及觸屏技術(shù)，方便快捷，即使不太熟悉計算機操作的人員亦能操作；用戶不用編程, 通過人機交互輸入必要數(shù)據(jù), 系統(tǒng)可以自動生成諸如采掘工程圖、通風系統(tǒng)圖等安全生產(chǎn)調(diào)度指揮需要的工程圖形及三維可視化圖形, 并具有對工程的修改、查詢、分析、終止等功能。另一個是維護模塊，提供了實時查詢，統(tǒng)計報表等功能。1. 車輛運輸模塊：（1）設(shè)備跟蹤 系統(tǒng)能對每臺出動電鏟、卡車的所在位置和作業(yè)狀態(tài)進行跟蹤顯示，如空重車識別、運行速度、鏟車巖種、運行軌跡等。（3）設(shè)備配置系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)計劃能隨時對鏟車和車隊做出最優(yōu)化的調(diào)配方案。（5）自動導航當卡車到達指定目標點(如裝卸點、加油站等)時，卡車終端可自動點亮到達燈，并進行語音提醒，表明卡車到達指定目標點。：（1）實時查詢系統(tǒng)可隨時對卡車在某段時間內(nèi)的生產(chǎn)情況進行查詢，并具有回放功能。（3）故障報警當卡車、電鏟出現(xiàn)事故時車、鏟司機可以通過其終端按故障類型向調(diào)度中心報告，調(diào)度員根據(jù)報警提示安排處理故障。（5）道路網(wǎng)實時修改中心站可根據(jù)采場道路網(wǎng)的實際變化，利用卡車軌跡自動生成并對照采礦現(xiàn)狀圖及卡車運行軌跡在大屏幕上隨時進行道路網(wǎng)的修改。：1. 動態(tài)數(shù)據(jù)庫模塊建立礦山生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫，建立群決策支持系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)在線學習與在線滾動優(yōu)化的需要。 支撐平臺模塊：支撐平臺模塊包括計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。調(diào)度指揮控制中心與井下之間有語音通信、數(shù)據(jù)通信、工作面及運輸中轉(zhuǎn)站現(xiàn)場圖像傳輸?shù)?。保證系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)通信以及后臺數(shù)據(jù)存儲的正常運行。系統(tǒng)接口分為外部接口、內(nèi)部接口。兩部分接口共同完成調(diào)度任務(wù)。這些模塊并行運作，共同維護卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)軟件運行。 算法技術(shù)車輛調(diào)度系統(tǒng)是從采場出礦點到選礦廠、廢石場之間的一條完整的運輸線路, 這些運輸線路構(gòu)成運輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)引入遺傳算法, 則是力圖生成一個比較理想的車輛調(diào)度方案。其中遺傳優(yōu)化的流程如圖24 所示圖24 遺傳算法優(yōu)化流程圖采礦作業(yè)生產(chǎn)主要是對礦山爆破后，通過電鏟車輛，挖掘機挖掘，運輸車裝載運輸至溜井粉碎礦，再到選礦作業(yè)區(qū)進行礦優(yōu)化精選的方式來實現(xiàn)。主要用蟻群和遺傳算法以及相關(guān)算法結(jié)合對排程進行優(yōu)化的具體流程如圖25所示：圖25 蟻群遺傳算法優(yōu)化流程圖++開發(fā)語言C++語言是優(yōu)秀的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，C++程序設(shè)計語言是由來自ATamp。C++既具有適合于系統(tǒng)程序設(shè)計的C語言所具有的可適應(yīng)性和高效性，又能在其程序組織結(jié)構(gòu)方面具有像Simula那樣的語言設(shè)施（Simula所支持的這種程序組織結(jié)構(gòu)通常被稱為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計風格）。在通訊導航功能模塊中，使用HTTP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)接口等一些計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。國內(nèi)大中型露天礦上百個，間斷工藝為主，卡車自動化調(diào)度應(yīng)用前景廣闊。目前制約國內(nèi)卡車調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用的因素有很多，概括起來有四點：本卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)的目的主要是利用遺傳和蟻群算法通過減少電動輪汽車、電鏟的非生產(chǎn)性的怠滯時間，使具有一定車鏟臺數(shù)的礦山提高生產(chǎn)能力，或使有確定生產(chǎn)能力的礦山減少需要的車鏟臺數(shù)，從而達到降低生產(chǎn)成本或節(jié)省投資費用的目的。能令礦山生產(chǎn)能力提升如此之高，是因為本軟件尤其獨特的優(yōu)勢： 核心算法優(yōu)勢優(yōu)化調(diào)度是整個卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)的核心，卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)的一切工作都是圍繞優(yōu)化調(diào)度進行的，優(yōu)化調(diào)度的好壞將直接影響設(shè)備效率的發(fā)揮及整個系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，因此作用十分明顯。為了盡量的實現(xiàn)調(diào)度系統(tǒng)的核心，本系統(tǒng)采用先進的遺傳和蟻群算法為主，多種算法結(jié)合的方式，進行高效的優(yōu)化排程，生產(chǎn)排程模塊主要基于遺傳算法，按照相應(yīng)的日期計劃與生產(chǎn)運行信息，生成每日或每班詳細的生產(chǎn)排程，為操作人員進行相應(yīng)的操作提供指導。智優(yōu)卡車調(diào)度系統(tǒng)軟件的算法較之其他系統(tǒng)算法具有明顯的優(yōu)勢，具體優(yōu)勢見表25：表25 算法優(yōu)勢調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度算法概述Dispatch系統(tǒng)近似算法近似算法還沒有多項式解題算法，通常只求近似解，用概率算法求解，只對問題特殊實例求解，近似的話很容易出現(xiàn)誤差。智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)遺傳算法、蟻群算法遺傳算法能構(gòu)建全局的優(yōu)化路徑，蟻群算法將多個步驟優(yōu)化，解決均衡算法無法解決的問題。使坐標圖像、分散繪圖、直方圖、圓分圖以三維立體狀態(tài)顯示出來，可讓用戶從不同角度觀察圖像，一目了然。 分布式智能本系統(tǒng)通過采用最新的環(huán)路適配器接口，能同時與10個服務(wù)器連接，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)流接近50000比特/秒。而現(xiàn)有的調(diào)度系統(tǒng)只是單線程操作，無法達到分布式智能的效果?，F(xiàn)有的調(diào)度系統(tǒng)最多精確到十米級甚至更低的精確度。通訊是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障，通訊研究重點解決以下3個問題： 表26列出了通訊問題解決方法：表26 通訊問題及解決方法類別解決方法系統(tǒng)的實時性系統(tǒng)的抗干擾性通訊盲區(qū)處理采用技術(shù)優(yōu)化輪詢備用信道 + 信道監(jiān)測 + 信道掃描 + 信道切換自動路由切換技術(shù) 方法優(yōu)勢輪詢采樣頻率根據(jù)移動目標的狀態(tài)自適應(yīng)改變，使數(shù)據(jù)采集的速率大為提高。 實時播報網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)力的的范圍、位置及信息轉(zhuǎn)發(fā)路徑表，解決通訊盲區(qū)問題。無論何時司機晚到，系統(tǒng)在不到幾秒鐘內(nèi)就向調(diào)度員發(fā)出通告。現(xiàn)有的調(diào)度系統(tǒng)不曾含有此功能?，F(xiàn)有的調(diào)度系統(tǒng)軟件計算準確率以及查詢信息數(shù)據(jù)模塊的效果不是十分令人樂觀。 產(chǎn)品應(yīng)用 智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)適用于中小型礦山的卡車調(diào)度，能夠使礦山上的各種資源達到最優(yōu)化的使用，提高效率和生產(chǎn)力。智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)極大地提高了生產(chǎn)效益，使系統(tǒng)本身費用可在很短時間內(nèi)收回，其主要應(yīng)用如下：，調(diào)度系統(tǒng)對每臺設(shè)備所在位置及卡車行駛方向和目標了如指掌。這種確定目的地的控制在生產(chǎn)管理中是非常重要的，因為一次錯誤卸載就會造成很大的經(jīng)濟損失。無論何時司機晚到，系統(tǒng)在不到幾秒鐘內(nèi)就向調(diào)度員發(fā)出通告。，礦石品位控制顯得非常重要，調(diào)度系統(tǒng)不僅能幫助經(jīng)營管理者滿足配礦目標，同時使噸公里數(shù)最小，并能保證要求的產(chǎn)量水平。，傳輸和存儲象油壓、電動輪電流和電壓以及電鏟和卡車的不同報警狀態(tài)等各種信息，直觀性好，能使維修人員在設(shè)備和卡車運行中發(fā)現(xiàn)潛在問題，避免造成昂貴的故障停車。，想做出準確報表和進行精確的時間統(tǒng)計幾乎是不可能的事。設(shè)備的停運、延誤和備用時間的記錄統(tǒng)計最好不過也只能做到近似準確。采用卡車調(diào)度系統(tǒng)，對任何時間要求的任何時間周期內(nèi)的任何報表，都能及時獲得數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算精確、數(shù)字平衡的結(jié)果。該項計劃得到了XX大學XX學院、XXXXX學院和撫順西露天礦的大力支持。我們與撫順西露天礦的合作將進一步深化，后期將與其開展智優(yōu)二、三代的開發(fā)與應(yīng)用。后期，公司將開發(fā)出智優(yōu)系列產(chǎn)品，推出適合小型到超大型的礦山使用的系統(tǒng)，并且在功能方面更加細致俱全，使得整個礦山群體可以選擇本公司的軟件系統(tǒng)。公司將與XX大學XX學院及XXXXXXX學院合作，從界面到功能進行全方位設(shè)計和研發(fā)，使得第一代智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)在中小型礦山能夠得到廣泛應(yīng)用。公司將與煤炭科學研究總院沈陽研究院合作，在第一代智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進一步開發(fā)其功能上的模塊化，使得整個系統(tǒng)可以自適應(yīng)客戶選擇的功能模塊，并且加強系統(tǒng)在功能上的優(yōu)勢，這樣使得從小型到大型的礦山可以自行選擇需要的功能模塊，到達人性化、友好化。公司將開發(fā)出集相關(guān)硬件功能于一身的超大型自適應(yīng)功能模塊的綜合性調(diào)度系統(tǒng)，使得世界范圍內(nèi)的礦山，不論其什么規(guī)模，都可以很高效地利用我公司這款設(shè)計研發(fā)已久的軟件系統(tǒng)。使得礦山高效調(diào)度卡車，使其生產(chǎn)力大大提高各系列調(diào)度系統(tǒng)界面均友好，操作方便，從第二代開始功能模塊自適應(yīng)。礦山可以自行選擇其功能，非常靈活，功能強大，自適應(yīng)。為了保護自主知識產(chǎn)權(quán)，我們將采取以下措施：加大開發(fā)資金投入，擁有自己獨立的產(chǎn)品系列，避免被模仿的危險；與合作伙伴簽訂技術(shù)保密協(xié)議約束雙方行為，避免核心技術(shù)外泄；運用專利法、商標法、技術(shù)合同法等法律，打擊侵權(quán)行為。該系統(tǒng)應(yīng)用了多種算法結(jié)合的技術(shù)，諸如遺傳算法與蟻群算法相結(jié)合、信號處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、云計算、并行計算等先進技術(shù)， 從而實現(xiàn)為露天采礦卡車提供最佳行駛路線，行駛速度等有關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)露天礦開采中“電鏟—卡車”結(jié)合，有效地減少了所需卡車和電鏟的數(shù)量，減少生產(chǎn)成本，為提高礦山的生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益發(fā)揮了巨大的作用。我們的智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)和現(xiàn)有硬件設(shè)備兼容性良好，不需重新更新設(shè)備。算法優(yōu)勢：本軟件采用先進的算法，可以在最短的時間內(nèi)計算出最優(yōu)的“電鏟—卡車”結(jié)合方案。在這樣的思路下，我們分析現(xiàn)有的中小型礦山的發(fā)展情況來闡述智優(yōu)卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)的市場機會，通過分析現(xiàn)有的市場缺口來闡釋“智優(yōu)”調(diào)度系統(tǒng)的市場機會。從各方面信息來看，礦石市場前景廣闊，而未來國內(nèi)的以鐵礦石為主的礦石市場更將迎來一個高速發(fā)展的時期。當前，能源、資源緊缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。要把節(jié)約資源作為基本國策。鐵礦石作為煉鋼的重要材料，隨著社會的發(fā)展，其市場需求正處在飛速發(fā)展的階段。國際鐵礦石三大巨頭巴西淡水河谷公司，澳大利亞必和必拓公司，澳大利亞必拓公司均已調(diào)整對我國鋼鐵企業(yè)出售的鐵礦石價格。自然地，為了緩解供需矛盾，增加國內(nèi)鐵礦石的開采就成了必然的選擇。根據(jù)專家預測，今后的幾年內(nèi)，鐵礦石的需求量將繼續(xù)保持10%以上的增長率。事實上，品質(zhì)相差不多，然而價格低廉的國產(chǎn)礦石將獲得更大的開采量。在大型礦山中，目前成功應(yīng)用的卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)的僅有2套，一套是江西德興銅礦于1997年2 月全套引進的Dispatch 調(diào)度系統(tǒng)，1999 年投入運行，%。從2009年開始，政府開始整合礦產(chǎn)資源，將一些中小型礦山整合，這些礦山急需更新、建設(shè)新的生產(chǎn)系統(tǒng)，以適應(yīng)新的生產(chǎn)需要。然而，國內(nèi)研發(fā)礦山卡車調(diào)度系統(tǒng)的公司并不多，由于其研發(fā)周期過長，其生產(chǎn)的調(diào)度系統(tǒng)遠遠不能滿足市場需求。卡車調(diào)度系統(tǒng)作為礦山開采系統(tǒng)中重要的一部分，其性能和價格直接決定了礦山開采的成本。作為鐵礦石開采系統(tǒng)的重要部分，調(diào)度系統(tǒng)算法的優(yōu)化性，直接決定了調(diào)度效果的優(yōu)劣，進而決定了企業(yè)的成本。對經(jīng)典算法進行了改進，該系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮電鏟、礦車和破碎站的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)了裝、運、卸生產(chǎn)過程的動態(tài)控制管理和生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置，為露天礦山ERP提供了實時、準確的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)．同時為數(shù)字礦山的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)?！爸莾?yōu)”調(diào)度系統(tǒng)軟件的出現(xiàn)，可以憑借其產(chǎn)品性能優(yōu)越，研發(fā)周期短，銷售價格低，迅速彌補市場的不足。我公司不僅可以獲得可觀利潤，可為資源節(jié)約，提高資源的優(yōu)化配置方面做出自己的貢獻。 目標市場容量及銷量預計通過市場調(diào)研及查閱相關(guān)資料，得出我國露天礦增長情況如表32： 表32我國露天礦增長情況表年份200420052006200720082009礦山數(shù)量（個)133140154177190204 在此基礎(chǔ)上，得出2014年我國礦山數(shù)量將達到248個（詳見附錄二的市場容量預測及分布狀況)。此外，經(jīng)調(diào)查有15%的礦山表示愿意購買我公司軟件。這類礦山開采時間早，已探明儲量大（占到全國已探明儲量的30%~40%），年開采量較大，并且擁有較大的資金支持。這類礦山由于開采量大，需要先進的卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)才可在已有基礎(chǔ)上進一步提高生產(chǎn)效率。 地方國有礦山主要分布在華北地區(qū)及遼寧省。但是這類礦山整體在國內(nèi)的礦山界也占據(jù)著舉足輕重的作用。但這類礦山更加追求生產(chǎn)效率，因此要求在現(xiàn)有設(shè)備的情況下，盡可能地提高生產(chǎn)效率，所需的調(diào)度系統(tǒng)算法就顯得格外重要。 個體礦山雖為國家所有，但是由個人獲得開采權(quán)利后，進行開采。這類礦山分布在全國大部分地區(qū)。個體礦山因為是個人承包經(jīng)營，因此為了獲得較大的經(jīng)濟利益，極大依賴于生產(chǎn)效率。我們公司的智優(yōu)卡車調(diào)度系統(tǒng)在性價比方面的優(yōu)勢在這類礦山市場中將會得到較大發(fā)揮。在公司成立的一到二年內(nèi)，公司將根據(jù)遼寧地區(qū)礦山的特點，集中力量占據(jù)遼寧省內(nèi)市場份額，進而向全國市場發(fā)展（具體策略見營銷分析）。公司所在地——遼寧省具有獨特的條件和環(huán)境。而本溪市南芬鐵礦又在遼寧礦山界占據(jù)了很大的份額，所以突破遼寧省首先要以南芬鐵礦為突破口。智優(yōu)礦山卡車自動化調(diào)度系統(tǒng)可以很好地在其現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，近一步更新調(diào)度系統(tǒng)，迅速降低生產(chǎn)成本，提高礦山的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)量。作為一家具有全局觀