文档介绍：露天矿生产的车辆安排
问题的提出
问题的提出:
现代化铁矿是露天开采的,它的生产主要有电动铲车(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。
露天矿场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,以及矿石的平均含铁量(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。
问题的提出
问题的提出(续):
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(% 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。从长远来看,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28。卡车的耗油量很大,每个班次每台车消耗将近1吨柴油。发动机点火时需要消耗相当多的电瓶能量,故应该班次中指在工作时点火一次。卡车在等待时所消耗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。
问题的提出
问题的提出(续):
每个铲位到每个卸点的道路都是专用的宽60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括以下内容: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了几次(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)。
问题的提出
问题的提出(续):
我们将就两条原则分别建立数学模型,并给出一个班次生产计划的快速算法。针对下面的实例,给出具体的生产计划、相应的总运量及岩石和矿石产量。
然后细化到一个具体的实际问题:某露天矿有铲位10个,卸点5个,现有铲车7台,卡车20辆。各卸点一个班次的产量要求:、倒装场Ⅰ、倒装场Ⅱ、、。
问题的提出
问题的提出(续):
铲点和卸点位置的二维示意图如下,各铲点和各卸点之间的距离(公里)如下表:
铲位1
铲位2
铲位3
铲位4
铲位5
铲位6
铲位7
铲位8
铲位9
铲位10
矿石漏
倒装场 I
盐场
岩石漏
倒装场 II
问题的提出
问题的提出(续):
各铲位矿石、岩石数量(万吨)和矿石的平均铁含量如下表:
铲位1
铲位2
铲位3
铲位4
铲位5
铲位6
铲位7
铲位8
铲位9
铲位10
矿石量
岩石量
铁含量
30%
28%
29%
32%
31%
33%
32%
31%
33%
31%
模型的假设
模型的假设:
1. 卡车在一个班次中不应发生等待或熄火后再启动的情况;
2. 在铲位或卸点处由两条路线以上造成的冲突问题面前,我们认为只要平均时间能完成任务,;
3. 空载与重载的速度v都是28km/h,耗油相差却很