CN111259518A - 斗轮机堆取料路径寻优方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种斗轮机堆取料路径寻优方法，用于使斗轮机按照最优堆取料路径运行以达到降低运行能耗的目的。本申请实施例方法包括：数据处理系统在搭建了煤场输煤系统模型以及获取到斗轮机的运行操作模型之后，基于煤场输煤系统模型及运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，并利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径，其中最优的斗轮机堆取料路径可以是最节约能耗的斗轮机堆取料路径，则该最优的斗轮机堆取料路径可以指导斗轮机操作人员远程操控斗轮机，从而实现煤场运行设备的节能降耗。

Description

斗轮机堆取料路径寻优方法及相关设备

技术领域

本申请实施例涉及火电能源开发领域，具体涉及一种斗轮机堆取料路径寻优方法、数据处理系统及计算机存储介质。

背景技术

火电厂的发电成本大部分来自于燃料成本，燃料成本除了包括燃料购买成本，还包括煤场的燃料运送所产生的成本，煤场的燃料运送主要依赖斗轮机完成，因此，煤场的燃料运送所产生的成本主要是斗轮机在运行过程中所产生的能耗成本，斗轮机作为煤场重要的堆取料设备，主要用于燃料的堆取、转运、配煤等流程，其运行期间所产生的耗电量不容忽视。降低斗轮机运行能耗将有利于降低发电成本。

目前斗轮机的堆取煤作业仍需要操作人员远程控制其运行，也就是控制斗轮机的走行、取料、堆料、俯仰、回转等操作，但是，操作人员只能根据自身的工作经验对斗轮机进行控制，而操作人员控制的斗轮机堆取料路径不一定是最节省能耗的路径，因此，难以达到降低斗轮机运行能耗的目的。

发明内容

本申请实施例提供了一种斗轮机堆取料路径寻优方法，用于使斗轮机按照最优堆取料路径运行以达到降低运行能耗的目的。

本申请实施例第一方面提供了一种斗轮机堆取料路径寻优方法，包括：

搭建煤场输煤系统模型；

获取斗轮机的运行操作模型；

基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型；

利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

优选的，所述搭建煤场输煤系统模型，包括：

根据煤场边界、煤场分区、斗轮机运行轨道、输煤皮带系统及原煤仓排列位置中的一项或多项数据信息确定所述煤场输煤系统模型。

优选的，所述获取斗轮机的运行操作模型，包括：

根据所述斗轮机的运行操作规范或煤场条件，确定所述斗轮机的移动路径、作业区域、取料作业、堆料作业、俯仰、走行及回转中的一种或多种运行模式。

优选的，所述基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，包括：

根据所述运行操作模型及所述煤场输煤系统模型反馈的上煤方案、斗轮机初始状态、斗轮机的运行轨道、煤场煤种分布及原煤仓料位中的一项或多项数据信息，建立所述能耗测算模型。

优选的，所述利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径之后，所述方法还包括：

当所述斗轮机按照所述最优的斗轮机堆取料路径执行堆取料完毕之后，更新所述煤场输煤系统模型的参数数据。

本申请实施例第二方面提供了一种数据处理系统，包括：

第一模型建立单元，用于搭建煤场输煤系统模型；

获取单元，用于获取斗轮机的运行操作模型；

第二模型建立单元，用于基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型；

计算单元，用于利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

优选的，所述第一模型建立单元具体用于根据煤场边界、煤场分区、斗轮机运行轨道、输煤皮带系统及原煤仓排列位置中的一项或多项数据信息确定所述煤场输煤系统模型。

优选的，所述获取单元具体用于根据所述斗轮机的运行操作规范或煤场条件，确定所述斗轮机的移动路径、作业区域、取料作业、堆料作业、俯仰、走行及回转中的一种或多种运行模式。

优选的，所述第二模型建立单元具体用于根据所述运行操作模型及所述煤场输煤系统模型反馈的上煤方案、斗轮机初始状态、斗轮机的运行轨道、煤场煤种分布及原煤仓料位中的一项或多项数据信息，建立所述能耗测算模型。

优选的，所述数据处理系统还包括：

更新单元，用于当所述斗轮机按照所述最优的斗轮机堆取料路径执行堆取料完毕之后，更新所述煤场输煤系统模型的参数数据。

本申请实施例第三方面提供了一种数据处理系统，包括：

处理器、存储器、总线、输入输出设备；

所述处理器与所述存储器、输入输出设备相连；

所述总线分别连接所述处理器、存储器以及输入输出设备；

所述处理器用于搭建煤场输煤系统模型，获取斗轮机的运行操作模型，基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

本申请实施例第四方面提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，该指令在计算机上执行时，使得计算机执行前述第一方面的方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

数据处理系统在搭建了煤场输煤系统模型以及获取到斗轮机的运行操作模型之后，基于煤场输煤系统模型及运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，并利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径，其中最优的斗轮机堆取料路径可以是最节约能耗的斗轮机堆取料路径，则该最优的斗轮机堆取料路径可以指导斗轮机操作人员远程操控斗轮机，从而实现煤场运行设备的节能降耗。

附图说明

图1为本申请实施例中斗轮机堆取料路径寻优方法一个流程示意图；

图2为本申请实施例中数据处理系统一个结构示意图；

图3为本申请实施例中数据处理系统另一结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种斗轮机堆取料路径寻优方法，用于使斗轮机按照最优堆取料路径运行以达到降低运行能耗的目的。

请参阅图1，本申请实施例中斗轮机堆取料路径寻优方法一个实施例包括：

101、搭建煤场输煤系统模型；

本实施例中，煤场输煤系统模型也就是关于煤场输煤系统的模型，煤场输煤系统包括了煤场中与燃料有关的所有数据信息，例如包括了燃料的储存、燃料的输送、燃料的盘点等与燃料有关的数据信息。其中，燃料包括但不限于原煤或者其他形式的燃料。

例如，燃料储存的数据信息可以是某个煤仓中燃煤的储量，或者是煤仓的地理位置信息；燃料输送的数据信息可以是燃煤从一个煤仓输送至另一煤仓的输送量、输送路径长度等信息，或者是燃煤输送所使用的斗轮机的性能参数、斗轮机的初始状态信息，或者其他与燃煤输送有关的数据信息。本实施例对煤场输煤系统包括的数据信息不作限定，只要是与燃料有关的数据信息即可。

数据处理系统可以基于地理信息技术建立煤场输煤系统模型，确定煤场中的所有要素的地理信息，并借助盘煤仪、激光测距仪等测量工具的测量获取到煤场输煤系统中的所有数据信息，还可以进一步结合无人机外出航测采编煤场的高精度影像，建立煤场中所有要素的地理位置分布模型。其中地理信息技术包括地理信息系统(geographicinformation system，GIS)、遥感技术(remote sensing，RS)、全球定位系统(globalpositioning system，GPS)等技术。

例如，数据处理系统可以基于地理信息技术并结合盘煤仪、激光测距仪等测量工具，对煤场中所有要素的数据信息进行采集，进而确定煤场输煤系统模型，其中煤场中所有要素的数据信息包括但不限于煤场边界、煤场分区、斗轮机运行轨道、输煤皮带系统及原煤仓排列位置中的一项或多项数据信息。

本实施例中，数据处理系统可以是数字化煤场系统、分布式控制系统(distributed control system，DCS)，也可以是厂级监控信息系统(supervisoryinformation system，SIS)，还可以是企业资源计划ERP系统或者其它生产信息系统。

102、获取斗轮机的运行操作模型；

斗轮机的运行操作模型是指建立在系统上的斗轮机的运行模式或者是作业方式，例如，运行模式可以是规定了斗轮机的移动路径或者作业区域，也可以是斗轮机的取料作业、堆料作业、俯仰、走行及回转中的一种或多种运行模式，具体的斗轮机运行模式的种类不作限定，只要是涉及了斗轮机的运行及作业的模式即可。数据处理系统获取斗轮机的运行操作模型的目的是建立确定的斗轮机运行模式，以便于为后续的能耗测算步骤提供计算基础。

数据处理系统可以任意地设置斗轮机的运行操作模型，例如可以依据斗轮机技术领域中的斗轮机的运行操作规范设置运行操作模型，由于斗轮机的运行操作规范是领域中普遍遵守的操作准则，因此依据斗轮机的运行操作规范设置得到的运行操作模型更能适用于大多数煤场，更具有普适性和科学性。

此外，数据处理系统也可以结合当前煤场的条件对斗轮机的运行操作模型进行不同的设置，例如结合煤场的环境条件、煤场所使用的斗轮机的性能特点等因素设置斗轮机的运行操作模型，结合煤场条件设置斗轮机的运行操作模型能够因地制宜，运行操作模型的设置更加灵活。

除了以上两种方式，还可以是，斗轮机的操作人员可以根据自身对斗轮机的操作经验在数据处理系统上输入斗轮机的运行操作模型，从而数据处理系统可以获取斗轮机的运行操作模型。本实施例对数据处理系统获取斗轮机的运行操作模型的方式不作限定。

103、基于煤场输煤系统模型及运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型；

数据处理系统在搭建了煤场输煤系统模型及获取到运行操作模型之后，从煤场输煤系统模型中获取输入量，并结合斗轮机的运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型。其中能耗测算模型是指斗轮机的作业过程中所产生的能耗的测算模型。

例如，能耗测算模型可以是关于斗轮机的堆取料作业的能耗测算，则数据处理系统从煤场输煤系统模型中获取上煤方案、斗轮机初始状态、斗轮机的运行轨道、煤场煤种分布及原煤仓料位等输入量数据信息，并结合斗轮机堆取料作业的运行操作模型，构建出斗轮机的堆取料作业的能耗测算模型。

能耗测算模型也可以仅仅是关于斗轮机走行的能耗测算，则数据处理系统从煤场输煤系统模型中获取斗轮机初始状态、斗轮机的运行路径以及斗轮机的走行终点等输入量数据信息，并结合斗轮机走行的运行操作模型，构建出斗轮机走行的能耗测算模型。

104、利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径；

数据处理系统建立了能耗测算模型之后，利用寻优算法及能耗测算模型，对斗轮机在步骤101所建立的煤场输煤系统模型中的运行模式和作业方式进行能耗测算，最终得到最优的斗轮机堆取料路径。其中，最优的斗轮机堆取料路径可以是最节约能耗的斗轮机堆取料路径，也可以是最节约能耗且运行效率相对较高的斗轮机堆取料路径。

本实施例中，寻优算法可以是蚁群寻优算法，还可以是其他寻优算法，例如遗传算法或者是粒子群算法，优选的寻优算法是蚁群寻优算法，蚁群寻优算法的优化效果更好，实时性更强。

105、更新煤场输煤系统模型的参数数据；

数据处理系统利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径之后，输出该最优的斗轮机堆取料路径，以便于操作人员可以按照该最优的斗轮机堆取料路径运程操控斗轮机，操作人员向斗轮机发出堆料作业指令或取料作业指令，堆料作业指令中包括了堆煤煤种及堆煤的煤量，取料作业指令中包括了取煤煤种、煤量及对应的原煤仓，从而指示并操控斗轮机进行堆料及取料作业。

当斗轮机按照最优的斗轮机堆取料路径执行堆取料完毕之后，数据处理系统对煤场输煤系统模型的参数数据进行更新，以便于为下次作业提供数据支持。例如，在斗轮机执行完取料之后，数据处理系统对斗轮机取料的原煤仓的原煤储量进行更新；在斗轮机执行完堆料之后，数据处理系统对斗轮机堆料的原煤仓的原煤储量进行更新。

本实施例中，数据处理系统在搭建了煤场输煤系统模型以及获取到斗轮机的运行操作模型之后，基于煤场输煤系统模型及运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，并利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径，其中最优的斗轮机堆取料路径可以是最节约能耗的斗轮机堆取料路径，则该最优的斗轮机堆取料路径可以指导斗轮机操作人员远程操控斗轮机，从而实现煤场运行设备的节能降耗。

上面对本申请实施例中的斗轮机堆取料路径寻优方法进行了描述，下面对本申请实施例中的数据处理系统进行描述，请参阅图2，本申请实施例中数据处理系统一个实施例包括：

第一模型建立单元201，用于搭建煤场输煤系统模型；

获取单元202，用于获取斗轮机的运行操作模型；

第二模型建立单元203，用于基于煤场输煤系统模型及运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型；

计算单元204，用于利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

本实施例中，第一模型建立单元201具体用于根据煤场边界、煤场分区、斗轮机运行轨道、输煤皮带系统及原煤仓排列位置中的一项或多项数据信息确定煤场输煤系统模型。

获取单元202具体用于根据斗轮机的运行操作规范或煤场条件，确定斗轮机的移动路径、作业区域、取料作业、堆料作业、俯仰、走行及回转中的一种或多种运行模式。

第二模型建立单元203具体用于根据运行操作模型及煤场输煤系统模型反馈的上煤方案、斗轮机初始状态、斗轮机的运行轨道、煤场煤种分布及原煤仓料位中的一项或多项数据信息，建立能耗测算模型。

本实施例中，数据处理系统还包括：

更新单元205，用于当斗轮机按照最优的斗轮机堆取料路径执行堆取料完毕之后，更新煤场输煤系统模型的参数数据。

本实施例中，数据处理系统中各单元所执行的操作与前述图1所示实施例中描述的类似，此处不再赘述。

本实施例中，第一模型建立单元201在搭建了煤场输煤系统模型以及获取单元202获取到斗轮机的运行操作模型之后，第二模型建立单元203基于煤场输煤系统模型及运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，并由计算单元204利用寻优算法及能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径，其中最优的斗轮机堆取料路径可以是最节约能耗的斗轮机堆取料路径，则该最优的斗轮机堆取料路径可以指导斗轮机操作人员远程操控斗轮机，从而实现煤场运行设备的节能降耗。

下面对本申请实施例中的数据处理系统进行描述，请参阅图3，本申请实施例中数据处理系统一个实施例包括：

该数据处理系统300可以包括一个或一个以上中央处理器(central processingunits，CPU)301和存储器305，该存储器305中存储有一个或一个以上的应用程序或数据。

其中，存储器305可以是易失性存储或持久存储。存储在存储器305的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对数据处理系统中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器301可以设置为与存储器305通信，在数据处理系统300上执行存储器305中的一系列指令操作。

数据处理系统300还可以包括一个或一个以上电源302，一个或一个以上有线或无线网络接口303，一个或一个以上输入输出接口304，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等。

该中央处理器301可以执行前述图1所示实施例中数据处理系统所执行的操作，具体此处不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，其中一个实施例包括：该计算机存储介质中存储有指令，该指令在计算机上执行时，使得该计算机执行前述图1所示实施例中数据处理系统所执行的操作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-onlymemory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (11)

1.一种斗轮机堆取料路径寻优方法，其特征在于，包括：

搭建煤场输煤系统模型；

获取斗轮机的运行操作模型；

基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型；

利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

2.根据权利要求1所述的斗轮机堆取料路径寻优方法，其特征在于，所述搭建煤场输煤系统模型，包括：

根据煤场边界、煤场分区、斗轮机运行轨道、输煤皮带系统及原煤仓排列位置中的一项或多项数据信息确定所述煤场输煤系统模型。

3.根据权利要求1所述的斗轮机堆取料路径寻优方法，其特征在于，所述获取斗轮机的运行操作模型，包括：

根据所述斗轮机的运行操作规范或煤场条件，确定所述斗轮机的移动路径、作业区域、取料作业、堆料作业、俯仰、走行及回转中的一种或多种运行模式。

4.根据权利要求1所述的斗轮机堆取料路径寻优方法，其特征在于，所述基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，包括：

根据所述运行操作模型及所述煤场输煤系统模型反馈的上煤方案、斗轮机初始状态、斗轮机的运行轨道、煤场煤种分布及原煤仓料位中的一项或多项数据信息，建立所述能耗测算模型。

5.根据权利要求1所述的斗轮机堆取料路径寻优方法，其特征在于，所述利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径之后，所述方法还包括：

当所述斗轮机按照所述最优的斗轮机堆取料路径执行堆取料完毕之后，更新所述煤场输煤系统模型的参数数据。

6.一种数据处理系统，其特征在于，包括：

第一模型建立单元，用于搭建煤场输煤系统模型；

获取单元，用于获取斗轮机的运行操作模型；

第二模型建立单元，用于基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型；

计算单元，用于利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

7.根据权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，所述第一模型建立单元具体用于根据煤场边界、煤场分区、斗轮机运行轨道、输煤皮带系统及原煤仓排列位置中的一项或多项数据信息确定所述煤场输煤系统模型。

8.根据权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，所述获取单元具体用于根据所述斗轮机的运行操作规范或煤场条件，确定所述斗轮机的移动路径、作业区域、取料作业、堆料作业、俯仰、走行及回转中的一种或多种运行模式。

9.根据权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，所述第二模型建立单元具体用于根据所述运行操作模型及所述煤场输煤系统模型反馈的上煤方案、斗轮机初始状态、斗轮机的运行轨道、煤场煤种分布及原煤仓料位中的一项或多项数据信息，建立所述能耗测算模型。

10.根据权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，所述数据处理系统还包括：

更新单元，用于当所述斗轮机按照所述最优的斗轮机堆取料路径执行堆取料完毕之后，更新所述煤场输煤系统模型的参数数据。

11.一种数据处理系统，其特征在于，包括：

处理器、存储器、总线、输入输出设备；

所述处理器与所述存储器、输入输出设备相连；

所述总线分别连接所述处理器、存储器以及输入输出设备；

所述处理器用于搭建煤场输煤系统模型，获取斗轮机的运行操作模型，基于所述煤场输煤系统模型及所述运行操作模型，建立斗轮机堆取料路径的能耗测算模型，利用寻优算法及所述能耗测算模型计算得到最优的斗轮机堆取料路径。

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