矿用卡车单位油耗神经网络预测.doc

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1、矿用卡车单位油耗的神经网络预测温廷新，马龙梅，唐小龙（辽宁工程技术大学工商管理学院，辽宁葫芦岛125105）摘要：利用TRAINCGF算法构建矿用卡车外部环境参数与卡车单位燃油消耗的BP神经网络预测模型。模型的输入信息为阶段产量、平均运距、平均高差、故障率、道路质量、司机操作、天气状况和日常维护，输出信息为单位油耗。BP神经网络模型为8-12-1结构，动量因子和学习因子分别为0.7和0.5。模型测试实验表明，相对误差最大值为4.5237%，相对拟合率值为0.9513，模型精度较高。该模型可为卡车油耗考核和油库进

2、油提供参考。关键字：矿用卡车；神经网络；作业环境；单位油耗中图分类号：U495文献标识码：ANeuralNetworkPredictionofUnitFuelConsumptionofMiningTruckWENTingxin,MALongmei,TANGXiaolong(CollegeofBusinessAdministration,LiaoningTechnicalUniversity,Huludao125105,China)Abstract:Back－Propagationartificialneural

3、networkmodelwithTRAINCGFalgorithmwasusedtopredictexternalenvironmentparametersandunitfuelconsumptionofminingtruck.Inthismodel,productioninacertainstage,averagehauldistance,averageelevationdifference,failurerate,roadquality,driveroperationlevel,weatherconditi

4、onsanddailymaintenancewereemployedasinputmessagewhileunitfuelconsumptionwasemployedasoutputmessage.Theoptimalnetworkarchitecturewasconsideredtobe8-12-1withmomentumfactorchosentobe0.7andlearningfactorchosentobe0.5,respectively.Thetestresultshowedthatthebigges

5、trelativetolerancewas4.5237%,andthecorrelationcoefficientwas0.9513,andthemodelwasofgoodaccuracy.TheresultstronglyindicatedthattheANNmodelwasatooltoprovidereferenceforfuelconsumptionassessmentandoil-taking.Keywords:miningtruck;neuralnetwork;workingenvironment

6、;unitfuelconsumption1引言我国投入生产的露天煤矿，超过一半的运输任务靠卡车完成。随着露天矿开采深度的增加、生产和边坡条件复杂化及油价持续攀升，卡车油耗已成为人们关注的焦点。卡车单位燃油消耗量是评价矿山燃油经济性的关键指标，探索露天矿卡车燃油消耗规律，建立燃油消耗预测模型，是控制矿山生产成本和实现矿山可持续发展的前提。关于矿山燃油的研究集中在两方面：一方面是分析影响卡车油耗的因素。徐鼎[1]首次提出克服高差派生运距的观点，他认为不同的露天矿运输方式有不同的适用条件，存在节省油耗的合理运距阈值；

7、尹卫荣[2]证明运输功随着台阶高度增大而增加，运距过长和运输功增加会消耗过多柴油；文献【3】认为矿用卡车油耗不仅和发动机构造特性和装配工艺质量相关，生产环境和维护条件等也会对燃油消耗产生影响。另一方面是优化运输系统，以降低燃油消耗。周玉民[4]在建立吨运输成本、油耗费用和保养费用等数学模型的基础上，归纳了矿用卡车的合理运距范围；文献【5】针对采煤半连续工艺，对运煤卡车通道的留沟水平进行优化，减少了矿山综合运距。对影响卡车燃油消耗的因素分析与运输系统优化的研究已较成熟，但未有对卡车单位油耗预测领域的研究，不能为卡

8、车油耗考核和油库进油提供依据。人工神经网络具有自组织、自适应和鲁棒性等特点，是新一代信息处理工具[6]。BP神经网络是一种广泛使用的预测模型，对噪声数据具有容错能力，能近似任何目标函数[7-9]。利用BP神经网络预测矿用卡车单位油耗，可克服传统回归方法忽略变量非线性关系的局限性。本研究以L露天矿卡车生产调度数据为基础，利用BP神经网络技术，建立了露天矿卡车单位油耗预测模型，并对建立的模