本科毕业设计论文--露天矿生产的车辆安排设计.doc

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1、露天矿生产的车辆安排摘要：本文主要研究了在露天矿生产过程中车辆安排的最优方案。问题1模型的目标是使总运量（吨公里）为最小，在此基础上使用最小数量的卡车，同时保证在卡车不等待的条件下满足产量与质量的要求，并考虑到各铲位铲车数量与总共卡车数量以及各铲位石料数量的限制。这个问题由于有电铲数量的限制，实际上是一个非线性规划问题，我们通过一定的技巧将问题转化为一个线性规划问题，通过MATLAB与LINDO软件进行求解。问题2模型的目标是在满足现有车辆数量的限制下获得最大的产量，在产量相同的情况下，优先考虑岩石的产量，并求出在上述两者相同的条件下总运量最小的解，同时考虑

2、问题1中的各个约束条件。本题模型简单，对铲点与卸点的数量，铲车与卡车数量以及其他条件没有特别的要求，适用面非常广泛。本问题最后的结果是：第一小题安排7台电铲，分别安排在铲位1，2，3，4，8，9，10,出动13辆卡车，具体的运输计划见后面模型求解中的表格3,最小的总运量是8.56万吨公里（其中岩石产量3.22万吨，矿石产量3.82万吨）。第二小题安排7台电铲，分别安排在铲位1，2，3，4，5,9，10,需要出动全部20辆卡车，具体的运输计划见后面模型求解中的表格4,最大的产量是10.19万吨，其中岩石产量是4.93万吨，在这个条件下，总运量最小是15.44万

3、吨公里。1．问题的重述第33页共33页1．1背景许多现代化铁矿露天开采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。1．2问题本题是一个来自实际露天矿生产的车辆安排的问题。由题目可知,石料分为矿石和岩石，同时每个铲位至多一台电铲，并且一个班次内卸点保持不变。题目要求卡车只点火一次且安排时不发生等待的情况，电铲与卸点同时只能为一辆卡车服务并且卡车每次都是满载运输，同时假设卡车在路上不会出现堵车现象。一个班次的生产计划应该包含出动几台电铲，分别安排在哪些铲位上；出动几

4、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）。该问题要求我们找出一个合格的班次生产计划，在卡车不等待条件下满足产量和质量（品位）要求，同时考虑下列两条原则之一：原则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。原则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）。并就这两条原则分别建立数学模型，同时给出一个班次生产计划的快速算法。在此要求的基础上，本问题还给出一实例，要求给出具体的生产计划，相应的总运量及岩

5、石和矿石产量。2.符号概念说明：2.1常用概念说明：1．工作量：在一个班次时间内完成一定任务所需要的卡车数量（单位：车次/班次，计算结果可能是非整数）。2．整工作量：工作量的整数部分。3．余工作量：工作量的小数部分。2.2符号说明：Si：第i个铲位标号。i＝1，2…n，n为铲位数,本实例中为n=10。Dj：第j个卸点标号。j=1,2…m，m为卸点数,本实例中为m=5。xij:从第i个铲位Si运送石料到第j个卸点Dj的运输次数。其中i=1,2,...n,j=1,2,...m。dij:第i个铲位Si到第j个卸点Dj的距离（单位：公里）。w:卡车的载重量（单位：吨

6、）。v:卡车的平均时速（单位：公里/小时）。k:矿石卸点数（包括矿石漏和倒装场），本实例中为3，分别为矿石漏，倒装场I，倒装场II。l:岩石卸点数（包括岩石漏和岩场），本实例中为2，分别为岩石漏，岩场。第33页共33页易见k+l=m。ri:第i个铲位Si的矿石数量。si:第i个铲位Si的岩石数量。tj:第j个卸点Dj一个班次的产量要求。qi:第i个铲位Si矿石的平均含铁量。qmin:卸点的含铁量要求的下限值。（本实例中，Pmin=29.5%-1%=0.285）qmax:卸点的含铁量要求的上限值。（本实例中，Pmin=29.5%+1%=0.305）M:总运量。

7、（单位：吨公里）H:总产量。（单位：吨）Q:提供的卡车数。N:出动的卡车数。P：提供的电铲数。U:出动的电铲数。R:所有可能路线的数目（不包括没有安排任务的路线数，经计算在本实例中R=12（即xij中不为零的个数））。T:一个班次的时间（本实例为8小时）。Tup:铲位的装载时间。Tdown:卸点的卸载时间。TTij:从第i个铲位Si到第j个卸点Dj进行一次运输所需要的运输时间。Tij:从第i个铲位Si到第j个卸点Dj进行一次运输总共所需要的时间（其中包装载时间Tup，卸载时间Tdown和运输时间TTij三部分）。yij:在第i个铲位Si到第j个卸点Dj这条线

8、路SiDj中，完全由若干辆卡车专门为此线路服务时所需