露天矿生产的车辆安排58260
11553-数学建模-2003年B题《露天矿生产的车辆安排》题目、论文、点评
2003年B题《露天矿生产的车辆安排》题目、论文、点评露天矿生产的车辆安排丁余良胡海林...本文研究了露天矿生产的车辆安排最优化问题。
利用主要目标法将多目标最优化问题转化为单目标最优化问题，根据主要目标(总运量)列出最小费用函数，将次要目标最小卡车数转化为约束条件，然后逐步简化，将非线性规划转化为线性整数规划，并通过SAS软件编程遍历120个线性规划子问题，经过比较得出最优解，最后在最优解基础上运用贪心算法求出所用的最少卡车数并给出了一个班次的运输方案。
对于问题一，得到最小总运量为85628．62吨公里，此时7台电铲分别放在第1．2，3．4，8，9，10铲点，所需卡车最少为13辆。
对于问题二，利用类似于问题一的解法，在充分利用现有卡车和铲车的条件下，求得最大的产量为103334吨，20辆车完全利用，相应的铲点为：1，2，3．4，8，9，10。
最小运输量为147792．26吨公里，相应的岩石产量为49280吨，矿石产量为54054吨。
我们还讨论了一辆卡车在不同的路线运输所产生的转移时间差和两辆卡车发生等待的条件，为解决等待问题提供了一种很好的方法。
露天矿生产的车辆安排.pdf (207.99 KB)露天矿生产的车辆安排于浚泊肖川...如何利用最小的资源消耗取得理想的产量要求，是本文讨论的重点问题。
文章采用两种方法——贪心法和线性规划建立模型，针对两个目标进行安排。
第1阶段：采用贪心法按距离、产量、品位等要求依次取得最优、次优……等若干较优的铲位，获得一些铲位的组合方案。
第2阶段：对这些组合进行线性规划：以车次为变量，根据不同目标建立目标函数，根据产量等条件限制建立约束方程，然后求整数解，在这些解中取最优者。
第3阶段：根据每条路线上的车次数再次利用贪心法进行具体的车辆安排。
露天矿生产的车辆安排(1).pdf (156.6 KB)露天矿生产的车辆安排苏勇潘信峰...本文以总运量最小为目标建立整数规划模型，求解中用连续松弛把该问题转化为线性规划模型，使解题难度降低。
露天矿生产的车辆安排模型
露天矿生产的车辆安排模型作者：张伟;张智鹏来源：《价值工程》2010年第16期摘要:本文结合实际体会,探讨了在实现资源保护和达到最大经济效益两条准则的前提下露天矿生产的车辆安排问题。
Abstract: This paper combined of practical experience, explored vehicle arrangements in open-pit mine production under two premises of resource protection and maximum economic efficiency.关键词:露天矿生产;车辆安排;研究Key words: open pit mine production;vehicles arrangement;research中图分类号:TD5文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)16-0130-011问题重述对于露天开采的现代化铁矿,它的生产主要是由电铲装车、卡车运输来完成。
在配矿要求下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。
露天矿的客观生产业务和生产条件描述如下:露天矿里有若干铲位,每个铲位已预先根据铁含量将石料分成矿石和岩石。
矿石、岩石的数量,以及矿石的平均铁含量(称为品位)都是已知的,这些石料要通过卡车运往不同的卸点,每个卸点都有各自的产量要求和对矿石的品位限制,所用卡车载重量为154吨,平均时速28km/h。
一个班次中卡车只在开始工作时点火一次,每个铲位到每个卸点的道路都是专用双向车道,不会出现堵车现象,每段道路的里程都是已知的。
同时从经济效益和保护资源的方面考虑,安排的生产计划还要满足下面两条原则之一:①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;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)。
2模型假设①随机因素影响忽略不计,卡车每次装车时间即为平均装车时间(5分钟);卡车每次卸车时间即为平均卸车时间(3分钟)。
B题露天矿生产的车辆安排
B题露天矿生产的车辆安排钢铁工业是国家工业的基础之一，铁矿是钢铁工业的主要原料基地。
许多现代化铁矿是露天开采的，它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。
露天矿里有若干个爆破生成的石料堆，每堆称为一个铲位，每个铲位已预先根据铁含量将石料分成矿石和岩石。
一般来说，平均铁含量不低于25%的为矿石，否则为岩石。
每个铲位的矿石、岩石数量，以及矿石的平均铁含量（称为品位）都是已知的。
每个铲位至多能安置一台电铲，电铲的平均装车时间为5分钟。
卸货地点（以下简称卸点）有卸矿石的矿石漏、2个铁路倒装场（以下简称倒装场）和卸岩石的岩石漏、岩场等，每个卸点都有各自的产量要求。
从保护国家资源的角度及矿山的经济效益考虑，应该尽量把矿石按矿石卸点需要的铁含量（假设要求都为29.5% 1%，称为品位限制）搭配起来送到卸点，搭配的量在一个班次（8小时）内满足品位限制即可。
从长远看，卸点可以移动，但一个班次内不变。
卡车的平均卸车时间为3分钟。
所用卡车载重量为154吨，平均时速28hkm。
卡车的耗油量很大，每个班次每台车消耗近1吨柴油。
发动机点火时需要消耗相当多的电瓶能量，故一个班次中只在开始工作时点火一次。
卡车在等待时所耗费的能量也是相当可观的，原则上在安排时不应发生卡车等待的情况。
电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。
卡车每次都是满载运输。
每个铲位到每个卸点的道路都是专用的宽60m的双向车道，不会出现堵车现象，每段道路的里程都是已知的。
一个班次的生产计划应该包含以下内容：出动几台电铲，分别在哪些铲位上；出动几辆卡车，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）。
一个合格的计划要在卡车不等待条件下满足产量和质量（品位）要求，而一个好的计划还应该考虑下面两条原则之一：1.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；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）。
露天矿生产的车辆安排
辆；
• Bij ：从i号铲位到j号卸点路线上一辆车最多可运行的次数 次；
• pi：i号铲位的矿石铁含量 p=(30,28,29,32,31,33,32,31,33,31) %
• qj : j号卸点任务需求，q=(1.2,1.3,1.3,1.9,1.3)*10000
吨
• cki ：i号铲位的铁矿石储量
i
1,
,10（4）铲位储量约束
10
xij
q j
/154 ,
j
1,
,5
（5）产量任务约束
i 1
x p 10
i1 10
(
ij
i 30.5) 0, j 1,2,5
x p ( 28.5) 0
ij
i
i1
（6）铁含量约束 （7）电铲数量. 约束
10
f 7 i i1
xij为非负整数 fi 为0-1整数
1 (29)
1 (37)
1 (47)
此外：6辆联合派车（方案略）
结论：
铲位1、2、3、4、8、9、10处各放置一台电铲。 一共使用了13辆卡车；总运量为85628.62吨公里； 岩石产量为32186吨；矿石产量为38192吨。
目标函数变化
最大化产量
优化建模
此外：车辆数量（20辆）限制（其实上面的模型也 应该有）
卡车在等待时所耗费的能量也是相当可观的，原则上 在安排时不应发生卡车等待的情况。
问题：出动几台电铲，分别在哪些铲位上；出动几辆 卡车，分别在哪些路线上各运输多少次 ?
平面示意图
优化建模
问题数据
优化建模
距离 矿石漏 倒装Ⅰ 岩场 岩石漏 倒装Ⅱ
铲位1 5.26 1.90 5.89 0.64 4.42
露天矿生产的车辆安排
露天矿生产的车辆安排摘要针对本问题的分析，我们按照“规划铲位到卸点的最优路线和次数→规划卸点回到铲位所需最优车辆资源数→根据以上两个规划寻求最优卡车调度方案”—三步走的方式，针对原则一和原则二分别建立数学模型如下：原则一：第一步：我们用整数规划的方法求取满足最优目标的由铲位到卸点的运输次数和路线，解决岩石和矿石的最优运输问题。
目标为总运量最小；第二步：根据第一步规划求得的运输路线及次数规划出卸点到铲位所需最优车辆资源数。
目标为空载时间最短，最小为吨公里；第三步：根据以上两个规划指导和求取相应调度问题。
目标为总发车次数最少。
对题目中的实际问题求得结果为：最少发车次数为13辆，铲车数为7。
原则二：目标1：最大的产量，并且满足产量、质量要求，同时优先考虑岩石产量并且总运量最小；由于问题已确定了车辆数，所以无需对车辆数范围的规划目标2：具体安排在解第二问时我们采用了一个快速算法，虽然不能保证每辆车都不等待，但避免了，大规模整数规划，所以我们认为这种简化是合理的。
最后，结合模型分析对模型进行了评价。
所用铲车数为7，卡车数为20，总运量：103488吨.一、问题的分析在满足对矿山采运资源的限制条件下，我们将该问题的两个目标转化为最优规化问题。
经分析后我们采用三步规划的方法，在可解的条件下，将问题划归为三个整数规划问题。
为达到问题的两个最优目标，我们采用目标到调度的逆向分析方法，以“规划铲位到卸点的最优路线和次数→规划卸点回到铲位所需最优车辆资源数→根据以上两个规划指导和求取相应调度问题”三步走的方式求解问题的最终目标。
首先我们用整数规划的方法求取满足最优目标的由铲位到卸点的运输次数和路线，解决岩石和矿石的最优运输问题。
其次，再根据第一步规划求得的运输路线及次数规划出卸点到铲位所需最优车辆资源数。
最后，根据前两步结果，指导和安排相应车辆的调度，达到第一步对最优目标的规划。
二、模型的假设及说明在已满足题目中所有假设条件的前提下，我们补充两点如下：1). 模型只考虑满足题目要求的调度计划本身，而不考虑如何保证一个计划的内容在现实过程中实现；2). 卡车在一个班次中始终保持正常运行，不出故障；3). 电铲和卸点都不能同时为两辆及两辆以上卡车服务。
元宝山露天矿内车辆统计表
YL-145
YL--076
51
采矿一部
庆铃货车
YL-146
YL--075
52
53
54
55
56
57
58
59
60
元宝山露天矿矿内车辆统计表
序号
单位
车型
牌照号
司机
服务单位
备注
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
14
75
76
77
78
79
80
14
供电公司
战旗吉普
YL-115
YL--065
15
供电公司
电气试验车
YL-141
YL--056
16
汽车运输
8T吊车
蒙D12670
YL--001
17
汽车运输
40T吊车
蒙D07613
YL--003
18
汽车运输
100T吊车
蒙D07614
YL--004
19
汽车运输
5T货车
蒙D06963
YL--006
20
汽车运输
元宝山露天矿矿内车辆统计表
序号
单位
车型
牌照号
司机
通行证号
备注
1
采矿运输部
212
YL-119
YL--038
2
采矿运输部
解放皮卡
YL-048
YL--048
3
采矿运输部
陆铃皮卡
YL-018
YL--034
4
采矿运输部
露天矿生产的车辆安排模型
文 章 编 号 ：０ ６ ４ １ （０ ０）６ ０ ３ — １ １０ — ３ １２ １ １— １０ ０
１ 问题 重 述 ４３考 虑 到 卡 车 等待 的费 用相 当可 观 ，故 我们 力求 保 证 卡 车 满 ． 对 于 露 天 开采 的现 代 化 铁 矿 ，它 的 生 产 主 要 是 由 电 铲 装车 、 卡 足不等待条件。 考虑在 同～条运输 线上卡车不必等待 ， 因为从铲位 ｉ
关键词 ： 露天 矿 生产； 辆安 排； 究 车 研
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ：ｏ ｎ ｐｔｍｉｅ ｐ ｏ ｃｉｎ ｖ ｈ ｃｅ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｒｓ ａ ｃ ｄｓ ｐｅ ｉ ｎ ｒｄｕ ｔｏ ； ｅ ｉｌｓａ ｒｎ ｅ ｎ ； ｅ ｅ ｒｈ
中 图分 类 号 ：Ｄ Ｔ５
文 献 标 识 码 ： Ａ
Ａ ｂ ｔａｃ ：Ｔｈｓｐａ ｒｃ ｍｂ ｎ ｄ ｏ ｒ ｃｉａ ｘ ｅ ｉｎ ｅ ｘ ｌｒｄ ｖ ｈｉｌ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｎ ｏ ｅ ｐｉ ｍｉ ｅ ｐ ｏ ｃｉｎ ｕ ｄ ｒｔ ｒ ｍｉｅ ｆｒ ｓ ｕ ｃ ｓｒ ｔ ｉ ｐｅ ｏ ｉ ｅ ｆｐ ａ ｔｃ ｌｅ ｐ ｒｅ ｃ ，ｅ ｐｏｅ ｅ ｃｅ ａｒ ｎ ｅ ｎｓｉ ｐ ｎ～ ｔ ｎ ｒｄｕ ｔｏ ｎ ｅ ｗｏ ｐ ｅ ｓ ｓｏ ｅ ｏ ｒｅ ｐｏｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｍａ ｉ ｍ ｃ ｎ ｍｉ ｆ ｃｅ ｙ ｒｔｃｉ ｎ ｘ ｍｕ ｅ ｏ ｏ ｃｅ ｉｎｃ ． ｏ ｉ
・１０ ・ ３
价值 工程
露 天 矿 生产 的车 辆 安 排模 型
Ｏｐｅ ｔＭ ｉ ｏｄ ｔｏ Ｖｅ ｃｅ ｒ ｎｇ ｍ ｅ ｏ ｅ ｎ Ｐｉ ｎｅ Ｐｒ ｕｃ ｉ ｎ ｈｉ ｌｓＡｒ ａ ｅ ｎｔＭ ｄ ｌ
张伟 Ｚ ａ ｇＷ ｅ； 智 鹏 Ｚ ａ ｇＺ ｉｅ ｇ ｈ ｎ ｉ张 ｈ ｎ ｈｐｎ
露天矿运输车辆管理规定
露天矿运输车辆管理规定集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]露天矿运输车辆管理制度1、在进入挖掘机作业区装车时听从挖掘机号志，在排土场卸车时服从现场员指挥。
在矿内道路上行驶的机动车辆时速一律不得超过15公里，严禁超速行驶。
在进出厂门、交叉路口、弯道时不得超过5公里，前后车保持足够的安全车距，不应小于50米。
2、车辆行驶时严禁熄火、空挡滑行。
3、矿内运输车辆必须按规定的路线行驶，不得私自更改行驶路线。
4、在行驶时，应做到“六减速”（在不平路上减速、在狭路减速、在转弯道时减速、在交叉路口减速、在人多处减速、在接近目的地时减速）。
5、在厂区内行驶不准超车或并列行驶，运输车辆严禁“超宽、超长、超高、超载”。
在运输时，如发现有不安全情况时，应及时停车，妥善处理。
6、车辆在厂区内停车时必须按规定停放，车辆停止后必须使用驻车制动，拔下钥匙。
严禁在厂区道路内停放，禁止占用生产、消防车道。
交叉路口、弯道、狭路、车间门口、消防栓附近、危险地段及要道一律不准停车。
7、运输车辆严禁带病出车，车辆必须按时检验，逾期未经检验的车辆不得行驶。
8、在车辆进出、交叉路口、弯道等视线死角处设置安全警示牌。
在经过交叉路口时，必须停车观察鸣笛，转弯时应减速、鸣笛、开启转向灯，确认安全的情况下缓慢行驶。
9、所有危险品运输车辆必须配备电瓶防护罩、导静电橡胶带、灭火器。
10、严禁在暴雨、雷电、大雾等恶劣天气下，进行危险品运输作业。
11、在遇有坡度的地段装卸时，驾驶员严禁离开驾驶室，防止出现溜车现象。
12、工作完毕，应做好检查、保养工作并将车辆驾驶到规定地点，挂上低速挡，拉好手刹，上锁，拔出钥匙。