低碳限制下综合成本最小的露天矿卡车运输优化研究

露天卡车运输是露天矿山企业生产管理中的重要环节，合理控制卡车运输的能源消耗和碳排放量是低碳经济背景下保护资源环境的重要举措。在低碳限制下针对露天矿卡车运输问题，以油耗成本、碳排放成本和卡车启用成本最小为优化目标，综合考虑各装载点与各卸载点之间的多条运输路径和生产任务，建立了低碳限制下综合成本最小的卡车运输优化模型，然后利用IAS算法对模型进行求解，对卡车运输行驶的能源消耗进行了优化，并将3种不同目标函数做了对比，最后利用实例进行验证。结果表明：该优化研究能够有效减少运输成本、能源消耗和碳排放量，同时也能减少卡车使用数目，降低了矿山企业的经营成本，为建设资源节约型和环境友好型矿山提供了保障。     

综合考虑低碳低成本的露天矿卡车运输优化研究

针对露天矿山的卡车运输问题，将降低碳排放量和节约运输成本作为两个优化目标，建立一个关于17个装载点、4个卸载点的多目标线性规划数学模型，利用MATLAB软件分别采用传统的线性规划法和NSGA-Ⅱ法对模型进行求解，并将考虑低碳条件的模型运算结果与没有考虑低碳条件的实际结果进行相比。研究结果表明：综合考虑低碳低成本的运输模型研究不仅能提高经济效益，还能降低矿山卡车运输环节中的碳排放量。因此，在研究矿山卡车运输规划问题时，将降低碳排放量作为优化目标之一进行规划具有重要研究意义。     

基于 NSGA-Ⅲ和道路运输能力饱和度的露天矿卡车调度优化方法

为高效调配露天矿卡车运输,进一步降低矿山企业运输成本,提出一 种新的基于 NSGA-Ⅲ和道路运输 能力饱和度的露天矿卡车调度优化方法。 在车流规划阶段,以卡车总运输 量和卡车非作业时间最小为目标,以矿山 各生产要素和生产原则为约束,建立多目标数学模型。 采用 NSGA-Ⅲ多目 标遗传算法进行求解,求解出当前场景下 完成矿山任务需要启用的最少卡车数量,以及理想的车流规划。 在运输实 时调度阶段,提出道路运输能力饱和度的 调度策略,并和固定派车法组成综合调度方法来调整车流。 在某露天矿实 验结果表明:该方法提供了合理的车流规 划,在完成道路车流目标的同时,有效减缓了道路的拥挤程度,减少了卡车在 装载点和卸载点排队发生的频率,能对 矿山系统正常情况和特殊情况进行处理,实现了实时调度卡车排队最优。     

露天矿新能源纯电动卡车的智能调度优化及应用

随着我国“双碳”战略的提出,在绿色矿山建设背景下,新能源纯电动卡车在露天矿生产中的应用越来越广泛。为了提高新能源纯电动卡车的运输效率,降低矿山生产成本,从卡车的碳排放成本和矿山生产指标角度出发,综合考虑电池电量、车铲生产能力以及矿石品位等多种影响因素,构建了基于碳排放成本的露天矿新能源纯电动卡车多目标调度优化模型,并采用非支配邻域免疫算法(NNIA)对模型进行了求解。通过国内某露天矿的生产数据进行仿真分析发现,所建立的多目标优化模型求得的调度方案,提高了设备利用效率9.5%,增加了11.29%的矿石运输量,同时有效减少了电能消耗所带来的碳排放成本。     

露天矿生产车辆调度的优化选择

露天矿车辆优化调度问题,关键是如何分配和调度现有条件下的卡车和电铲,使设备的利用率达到最大,从而降低采矿成本。根据露天生产的实际要求,运用运筹学中的目标规划的方法,建立车辆调度的优化模型,利用Lingo11软件进行计算;利用卡车编队运输、卡车转移运输的思想和贪心算法,得出一种最优的调度方案。研究表明,优化结果能符合实际生产需求。     

基于人工鱼群神经网络进化的露天矿卡车优化调度研究

为提高露天矿生产运输效率,实现生产资源的有效回收和低成本运营,提出基于神经网络代理辅助的多目标露天矿卡车优化调度方法。依据露天矿卡车生产运输的特点,综合考虑卡车运输的各项成本,构建以卡车运输成本最小、卡车总等待时间最短,以及卸矿站品位偏差率最小为目标的多目标组合优化模型。在基本人工鱼群算法基础上,通过引入神经网络代理辅助模型训练历史调度数据,对雄安新区某露天矿的生产调度情况进行了仿真研究。结果表明,基于神经网络代理辅助的人工鱼群算法可有效提高算法计算速度约47.8%,降低露天矿卡车运输成本8.16%,减少等待时间12.12%,并减小品位偏差8.69%,在加快计算速度的同时,实现了平衡算法收敛性与多样性的目标。     

基于改进DCW-QPSO算法的露天矿卡车调度优化方法

为了提高露天矿卡车运输效率,有效降低矿山企业开采成本,针对量子粒子群算法(QPSO)在优化求解过程中易陷入局部最优的问题,本研究引入惯性权自适应调整的量子粒子群优化算法(DCW-QPSO),并借助于遗传算法的变异操作,将DCW-QPSO的粒子更新方法改进,然后将改进DCW-QPSO用于求解露天矿卡车运输调度方案。调度方案以总运输成本最低为目标函数,并综合考虑矿石产量、品位均衡、卡车等待时间最短等约束条件。通过在国内某大型露天铁矿的应用发现,卡车调度优化结果符合矿山实际生产需求,为企业管理者提高了决策依据。改进算法在模型求解过程中全局搜索能力及算法稳定性都得到显著提升,具有一定的实际应用价值。     

考虑能量回收的露天矿新能源卡车路径规划

随着我国能源结构的调整和低碳政策的实施,新能源卡车已成为露天矿运输的装备之一。但新能源卡车的电池能耗大,合理规划路径从而减少能耗始终是露天矿运输中的问题所在。通过对卡车行驶中电池能耗与回收的分析,综合考虑卡车速度、卡车载重、坡度和道路等级4个影响因素,建立以能耗最小为目标的露天矿能量优化模型;同时为减少里程焦虑问题,将车载剩余能量、充电站位置因素纳入到问题模型中。然后提出了一种基于角度的双向搜索策略改进A^*算法(IA^*)。最后通过仿真实验证明,建立的能量优化模型针对里程焦虑问题,得到了能耗最小的可行路径,更能反映真实露天矿环境下新能源卡车的运输情况,验证了所提方法的实用性。     

基于多目标遗传算法的露天矿卡车调度优化研究

为合理调配露天矿卡车运输,实现矿山企业降本增效,解决卡车运输调度管理的多目标需求,以卡车运输成本最低和等待时间最少为目标,以车铲生产能力、矿石品位以及生产原则为约束,构建了多目标卡车调度模型。模型采用优选因子分配车辆,使用多目标遗传算法进行求解,进而优化露天矿卡车的动态调配。针对某露天矿卡车调度进行多目标优化,研究结果表明:此方法可提供合理的优化调度方案,得到具体的卡车运输路线和运行时刻表,大大降低卡车运输成本,提高设备使用效率,从而为矿山的卡车调度提供具体合理的决策依据。     

基于布谷鸟搜索算法的露天煤矿运输路径优化研究

为了合理规划露天煤矿卡车运输路径,有效降低卡车能耗,减少矿山投入成本,将卡车行驶过程中克服重力做功与克服阻力做功之和作为卡车消耗总运输功,综合考虑卡车行驶速度、道路坡度、路面质量等因素,以最小化总运输功为目标,建立了露天煤矿卡车运输路径优化模型,在给定起始节点与目标节点前提下,提出以布谷鸟搜索算法为优化方法,根据其特有的莱维飞行方式搜寻卡车行驶最优路径。以宝日希勒露天煤矿为实例进行了应用研究,分析结果表明,布谷鸟搜索算法解出的优化运输路线比现场实际运输路线消耗运输功更小,能在一定程度上达到理想的优化效果,具有较高的实用价值。     

美卓方案为俄罗斯矿山露天采场降本增效

正随着高品位矿产资源的枯竭,未来的矿山企业不得不开采更多矿石,输送和加工更多物料,这就需要消耗更多的成本与能源。利用露天采场破碎与胶带输送系统,全部或部分取代常规卡车运输矿石与废石,可大幅降低运输成本、减少能耗和水耗、降低粉尘和噪音。同时实施采场预选、更先进的自动化检测和远程控制,露天采场破碎与胶带输送系统也开启了采矿与选矿技术的新未来。     

基于居民消费视角的广州市能源消耗及碳排放特征

为了分析广州市居民消费碳排放特征,从城乡居民消费方面计算直接和间接的能源消耗量及碳排放量。结果表明,2000—2010年城镇居民和农村居民直接碳排放量持续增长,但农村居民直接碳排放量低于城镇居民直接碳排放量。城镇居民间接碳排放量呈波动性变化,农村居民间接碳排放量呈下降趋势,远低于城市居民间接碳排放量。食品、交通通讯、居住、教育文化娱乐是城乡居民主要的碳排放源。全市能源消耗和碳排放总量呈上升趋势,其中直接能耗和碳排放量呈递增趋势,间接能耗和碳排放量呈递减趋势。最后提出减少碳排放的几点建议,即推进新型城市化,加快建设低碳型城市;发展新能源,提高传统能源的利用效率;倡导低碳生活,改变传统消费模式。     

湖北省交通业碳排放影响因素及情景预测

论文选取城镇化率、客货运周转量、人均GDP和能源强度4个指标反映湖北省人口、经济和技术水平对湖北省交通业碳排放的影响。首先对湖北省碳排放情况和人口城镇化比例及能源强度进行整体的分析，然后运用STIRPAT扩展模型对湖北省交通业碳排放影响因素进行研究。在研究过程中，发现数据存在明显的多重共线性问题，此时普通的最小二乘法得到的结果不准确，故使用偏最小二乘法来消除解释变量之间的多重共线性。并使用留一法交叉验证得到的结果是否合理，最后对数据进行偏最小二乘法两次迭代映射分解得到碳排放量与其影响因素之间的系数。对结果进行显著性检验，验证了结果的可靠性，结果表明城镇化率、客货运周转量、人均GDP和能源强度4个指标均与交通业碳排放总量呈正相关关系。在此基础上根据2000—2018年的湖北省交通业碳排放数据，使用情景分析法设定低、中、高3种碳排放情景对2030年碳排放量进行预测。首先计算出3种不同情景下不同解释变量的年平均增长率，然后将结果带入碳排放量与解释变量之间的公式中计算得出2019—2030年碳排放量的年平均增长率，由此得出2030年的碳排放量在低排放情景、基准情景和高排放情景下分别为1 081.772万t、1 131.407万t和1 176.507万t。分析显示人口因素和技术因素对交通业碳排放量影响最大，城镇化率的提高和能源消耗强度的增强会导致能源需求量和碳排放量大幅度增加，加大了城市交通运行压力。结合2030年前完成碳峰值的目标，将3种情景下湖北省交通业碳排放量预测结果与目标进行对比，显示均完成目标达到碳排放峰值。最后针对影响碳排放的相关因素提出相关节能减排建议，以期优化交通能源结构，实现低碳经济和可持续发展目标。     

露天矿运输调度优化的生物地理学改进算法

露天矿生产运输调度优化问题是一类典型的具有非线性、多变量特征的优化问题。首先,在对露天矿卡车调度优化进行系统分析的基础上,以总运输费用最小为目标函数,给定矿石量、运输能力等约束条件,建立运输调度优化模型;然后,提出将差分算法中局部搜索功能引入到基本生物地理学优化算法的迁移策略中的改进生物地理学优化算法;最后,以MATLAB软件为平台,以露天矿实际生产运输实例数据为依据,计算出改进的生物地理学算法优化路径的综合运输成本比实际花费成本节约5 994万元,且比单一的生物地理学算法和差分算法优化路径的运输成本更低,验证了该算法求解露天矿运输调度问题的优越性。     

基于线性规划的露天矿排土运输模型构建及应用

为寻求简单、实用的露天矿排土运输优化模型与求解途径,结合昆阳磷矿实际生产环境,在其他影响因素相对确定的条件下,把运输费用的变化映射成运输能耗的函数,以各路线能源消耗最小为目标,构建了线性规划模型,并应用Excel规划求解工具,得到了最优排土策略,优化结果满足采剥地段时空量安排及排土场容量约束,运输总能源消耗节约2.3%。研究结果表明,在特定条件下,把露天矿排土运输系统简化为线性规划模型,采用Excel求解,其结果能很好的满足生产一线的应用需要,该建模与求解途径简单易用。     

基于燃油数据的露天矿卡车工作状态研究

对露天矿用卡车在运输中所产生的燃油数据以及所带来的燃油消耗进行了分析研究。基于卡车在运输过程中的燃油变化是其工作状态的直接体现,通过对卡车运输作业环节的燃油变化进行监测,采用卡尔曼滤波对在不同工作状态下燃油数据进行分析,研究其变化对卡车运输状态识别的可行性。研究结果表明,在建立循环神经网络的前提下,构建卡车工作状态识别模型,将有助于减少燃油非正常消耗,同时为露天矿的调度优化提供数据支持。     

基于STIRPAT模型的黑龙江省工业碳排放情景分析与峰值预测

在碳达峰、碳中和背景下,进行黑龙江省工业部门碳排放因素分析与情景预测研究,对实现黑龙江省工业绿色低碳发展具有重要意义。首先,根据IPCC准则测算黑龙江省历年工业碳排放量,基于拓展STIRPAT模型,从人口因素、经济发展水平、技术水平3个方面,确定人均生产总值的平方、人口规模、工业总产值、工业能源消耗、能耗效率、能源结构6个自变量,借助岭回归方法消除自变量间的多重共线性,建立黑龙江省工业部门的碳排放影响因素模型;然后,从经济发展、人口规模、能源消耗、能耗效率4个方面分析黑龙江省社会经济实际运行情况,并结合宏观政策,分别对自变量进行变量涨幅确定,对2020—2050年黑龙江省工业部门碳排放量设定基准情景、低碳情景、高能耗情景进行预测分析。研究发现：1)黑龙江省工业低碳发展面临化石能源需求大、能源转化效率不足的问题,在影响工业碳排放的6个变量中,人均生产总值的平方、工业总产值、工业能源消耗、能源结构对黑龙江省工业部门碳排放量起到促进作用,人口规模、能耗效率对黑龙江省工业部门碳排放起到抑制作用,其中工业能源消耗正向促进作用最为显著;2)黑龙江省工业碳排放量在各情景下均呈现先增加后减少的演变趋势...     

基于仿真的矿山生产计划优化研究与工程应用

煤矿生产是由采掘、洗选和装车运输等多个环节组成的复杂生产流程。针对矿山企业实际生产过程中调度参数优化问题,根据矿山生产任务和实际生产情况,以矿山资源消耗最小为优化目标,以采场地质因素、企业销售订单和各环节生产能力为约束条件建立多目标优化模型。通过构建矿山生产流程仿真平台和生产参数优化实现模型求解,最终利用生产调度实现生产资源的最优化配置。结果表明,基于仿真的生产计划优化方法能够较好地应用于生产实践。     

WiFi无线通信定位技术在露天矿中应用研究

针对露天矿实际生产管理需求,利用WIFI无线通信定位技术,在露天矿山建立卡车定位、语音生产调度和视频监控一体化的数字化监控调度平台。该系统不仅可以满足露天矿的日常生产调度,而且可以实现对矿山设备人员无线定位和视频监控,有利于矿山的安全生产管理,提高矿山企业的劳动生产效率,降低开采成本。     

延长南芬露天矿290 m平硐服务年限的实践

目前国内许多露天铁矿逐步进入中后期的深凹露天开采阶段,剥岩量增大,矿岩运距变长,采矿强度下降,成本增加,与采矿相关的挖掘、钻凿运输设备与备件、燃料的费用由于价格攀升却增加了许多,矿山企业运营举步维艰.在矿石生产中运输成本却占了矿山总成本的40%～60%,因而选择合理的运输方式在矿山经营中是至关重要的.南芬露天铁矿多年来采用汽车与平硐溜井汽车铁路联合运输工艺,对降低矿山运营成本颇有成效.但近几年随着采场水平下降,290m平硐的安全生产成为南芬露天铁矿的重要课题.该矿通过与东北大学、鞍山冶金设计研究院合作优化爆破技术参数、加固平硐支护工程达到延长290m平硐使用寿命来追求矿山企业最大的经济效益.