采区中部甩车场二次回转线路优化算法的研究.doc

采区中部甩车场二次回转线路题 目： 优化算法的研究姓 名： 高若翔 高乃志 班 级： 采 矿 066 学 号： 21 号 20 号 指导教师： 陈海波 采区中部甩车场二次回转线路优化算法的研究高若翔高乃志（黑龙江科技学院 资源与环境工程学院 采矿工程06-6班，哈尔滨 150027）摘 要：本文介绍了一款软件。该软件用于计算采区中部甩车场的各项参数。它能对采区中部辅助提升线路进行优化。它只针对二次回转且设高低道的线路。本文深入探讨了程序中的一个算法。该算法用来对斜面竖曲线段进行优化。它主要针对高低道竖曲线半径选取进行计算。最终实现整个线路的优化设计。关键词：中部车场；优化设计；vbResearch of optimum algorithm of the second turn route in the central mining area yardGAO Ruoxiang, GAO Naizhi(Heilongjiang Institute of Science and Technology ,Resource and Environment Engineering College。Mining Engineering Department ,Class 06-6,Harbin 150027,China)Abstract: This article introduces a program. This program is applied to figure out the very parameters of central mining area yard. It is designed only to the route which both have second turn and high-low rails。This article descripts the algorithm of the program deeply. The algorithm is applied to optimize the vertical curves of slant route。It is designed mainly to calculate the radius of the vertical curves, and then realize the optimization of the whole route finally.Key words: central yard; optimum design; visual basic1 概 述当今科技迅猛发展，特别是信息技术的发展，已经深入到各行各业、各个领域中。采矿行业也与时俱进，加大了信息化力度，实现高产高效。然而，作者了解到，在矿井设计中，虽然信息化水平比较高，但是计算机应用的发展比较滞后。比如采区中部甩车场线路的计算相当麻烦和费时费工，且容易出错。传统徒手计算非常困难，而文献矿井开采设计1中提到的电算化程序并不完整，而且很过时。本文介绍了一个基于vb的甩车场二次回转线路的优化程序，并且通过方案比较法讨论了其中的优化算法2 条件分析根据甩车场运料及其他要求，其低道竖曲线半径一般在915m范围内，高道竖曲线半径一般在1525m范围内选取。这样，由于高低道竖曲线组合的不同（711），则甩车场线路设计共有77种方案可供选取。为了从中选出比较优越的方案。下面将提到的算法1中设计了一个嵌套的的循环，用来实现对这77个方案的遍历。单就技术上言，选用L2值（绝对值）最小的设计方案，线路设计有可能最优。但是，车场工程量的大小随高低道竖曲线半径大小的变化而变化。因此，在L2优越的前提下(-1000L21000)选用高低竖曲线半径最小的方案，即可减少车场线路长度和井巷工程量，从而达到经济上优越的目的。实际上我们可以以RG、RD为坐标轴做直角坐标系，距离O点越远的点Z值越大。（其中Z为井巷工程量函数Z=RD+RG）我们又可以根据L1、L2同RD、RG的关系得到下列线性规划23关系。目标函数Z=RG+RD约束条件 其中下面即将讨论的算法二将用到上面这个理论。3 算法实现这里有两个算法(由于笔者计算机水平有限,这两种算法可能不是最优算法)，代码如下：算法For tRG = 15000 To 25000 Step 1000 For tRD = 9000 To 15000 Step 1000 If Abs(L2) tRG + tRD ThenZ = tRG + tRDRG = tRGRD = tRDEnd IfEnd If NextNextIf Z=999999999 Then CatchErr算法2For i = 0 To 16q = FalseFor u = 0 To i v = i uw = TrueIf u 10 Thenw = FalseElseo = uEnd IfIf v 6 Thenw = FalseElsep = vEnd IfIf w ThenRD=9000 + p * 1000RG=15000 + o * 1000 If Abs(L2) = 1000 Thenq = TrueExit ForEnd IfEnd IfNextIf q ThenExit ForEnd IfNext对于算法一，它是通过遍历，在限定条件|L2|1000内，找到最小的值，即高低道半径之和，最终实现设计的优化但是，由于它需要对77个方案全部计算一遍，计算速度较慢，所以没被采用算法二，看似复杂，主要是vb中的循环没有跳出和执行下一行的语句造成的。如果用C来编写的话，将会很简洁。前面也提到了，它的核心思想是线性规划。在线性规划中我们都熟悉这样一个图ORGRDZ=RG+RD随着直线Z向右移，Z的值不断增大，也就是直线Z距O点距离越远，Z越大。在研究中作者发现|L2|1000在图中表现为一个封闭圆域。这样当圆域在直线右侧时，当直线Z与圆相切时，即可得到最优解。最优解的坐标即为高低道的半径长度。当圆域在直线左侧时有两种情况：一种是圆域在边界以外没有解(右侧也有这种情况)，这种情况很少程序中没有考虑；另一种是直线与圆域相交。为了加速找到最优解，算法二被设计成一个逐行扫描的程序。算法二的扫描方式为：从O点开始，直线Z每向右侧移动一个单位，该程序就沿着直线Z扫描一次，当遇到圆域(|L2|1000),即停止扫描。这不但解决了相切问题，而且也可以解决相交问题。程序运行效果4 结束语本文中的程序只针对斜面二次回转线路设计，如果读者需要对一次回转等其它线路进行优化，则该程序并不适合。另外，文中优化线路时只考虑了高、低道半径这两个变量，没有考虑到存车线长度的变化，这有可能造成算法二中提到的没有解的情况。参考文献： 孙宝铮，刘吉昌，1986，矿井开采设计M，徐州：中国矿业大学出版社，374-377 胡运权，郭耀煌，2007，运筹学教程M，北京：清华大学出版社. R.K.Ahuja，T.L.Magnanti