基于Petri网和神经网络的半连续开采工艺系统的建模与仿真

基于Petri网和神经网络的半连续开采工艺系统的建模与仿真错误!未找到引用源。相结合建立了电铲装车、卡车运输及卸载、破碎机作业等各个环节子模型，并在子模型的基础上编制各个环节模拟子程序，通过轮询机制驱动仿真过程进行.利用这一系列子程序，可实现系统的整体模拟分析，可随意的变换系统结构，以便进行系统选优分析，具体的实验环境配置如下：操作系统：Windows10；编译环境：VisualStudio2017；编程语言：C#；实现平台：Winform；本文主体仿真控制流程如下：图3-1仿真模型程序实现流程Figure3-1Simulationmodelprogramimplementationprocess3.1仿真方法设计本文基于C#语言利用Winform平台中的Panel、Label、TextBox、Chart、Button、ComboBox、GroupBox等控件，共设计八个仿真页面，包括导航页面（主页面）、容器页面、系统组成页面、电铲参数设置页面、卡车参数设置页面、破碎机参数设置页面、模拟开采页面以及仿真结果展示页面.而对于露天矿半连续开采工艺系统，在一般情况下，煤矿的开采量主要取决于单斗卡车间断开采工艺+半固定破碎机，而胶带运输机对矿的产量几乎不影响.因此本文利用计算机进行仿真实验时，假设煤矿在经过单斗卡车间断开采工艺+半固定破碎机后就已经完成一次工作流程，即只针对电铲、卡车以及破碎机进行仿真实验.（1）电铲仿真方法设计在2.3节中已经提到：在半连续开采工艺系统中，电铲的仿真状态主要包括等装、装车、短故障和长故障状态.基于半连续开采工艺系统仿真模型的仿真规则，本文设计了电铲的仿真实验方法如下图：图3-2电铲仿真处理逻辑Figure3-2Shovelsimulationprocessinglogic上图建立的是电铲在仿真模型中的工作流程，主要是通过判断电铲是否故障以及电铲是否空闲，从而通过卡车排队时间确定相应的持续时间，进而得到电铲实际的工作时间.（2）卡车仿真方法设计同理，根据卡车的7个仿真状态：等装、装车、重运、等卸、卸车、空运以及故障状态，设计了其仿真实验方法如下图：图3-3卡车仿真处理逻辑Figure3-3Trucksimulationprocessinglogic图3-3主要阐述了卡车在空运、重运、等装、等卸、卸车、装车以及故障七种状态下的仿真处理逻辑.在进行仿真实验时，首先判断卡车所处状态，然后再根据图3-3以及卡车仿真规则进行仿真实验，最后得出卡车在仿真时间内七种状态下的持续时间.（3）破碎机仿真方法设计同理，根据破碎机的4个仿真状态：破碎、空闲和长故障、短故障，设计其仿真实验方法如下：图3-4破碎机仿真处理逻辑Figure3-4Crushersimulationprocessinglogic图3-1-3展示了破碎机四种状态下的仿真处理逻辑，说明破碎机在仿真实验时，主要是通过判断其所处状态决定其下一步处理逻辑，最后根据所处状态寻找相应状态下的仿真规则进行仿真实验，从而得出其仿真结果.3.2仿真结果（1）仿真参数设置本文以2台电铲，6辆卡车、2台破碎机为例，以定铲配定车的工作方式进行仿真、电铲、卡车以及破碎机的运动状态分布规律都选择正态分布规律、故障分布规律都选择负指数分布规律.图3-5基本参数设置Figure3-5Basicparametersettings（2）仿真结果展示通过对半连续工艺流程的参数设置，电铲、卡车以及破碎机的参数设置可得到最终仿真结果如下：图3-6电铲、卡车及破碎机仿真结果Figure3-6Simulationresultsofelectricshovel,truckandcrusher4结论与展望4.1结论（1）实现了机器学习技术与系统仿真技术的交叉融合，以探索露天矿半连续开采工艺系统的建模与仿真方法，提出了以现代数学及机器学习等智能方法为核心，以计算机模拟为驱动的复杂系统研究路线.（2）采用“从定性到定量的综合集成法”思想，建立了既包含静态属性，又包含动态特征的半连续开采工艺系统综合集成分析方法.（3）利用数学的抽象思维与面向对象的程序设计方法，以Winform为平台搭建了露天矿半连续开采工艺系统的数字化仿真模型.（4）建立的“半连续开采工艺系统数字化仿真模型”可对半连续工艺系统进行仿真模拟开采，使煤炭生产企业对生产管理进行预控，对突发情况进行预案，全面提高生产系统的可靠性和生产运行效率.4.2展望（1）建立更智能、更完