專利名稱：計算機化礦井生產系統的制作方法
計算機化礦井生產系統
本發明主要涉及一種用于跟蹤預定地區內移動物體的方法和裝置。本發明具有用于跟蹤礦井生產場所處的移動機器的位置、運動和相關活動的特定用途，雖然預期其他用途，但將結合所述用途描述本發明。
數個廠商先前已經設計并使用了計算機化礦井生產系統。這些廠商包括Modular Mining System、Caterpillar、Wenco和Tritronics。雖然這些系統中的一些系統具有與本發明相似的目的，但先前使用的系統架構(architecture)明顯不同。最初,這些系統應用20世紀80年代早期可用的計算機和無線網絡技術開發。那時，便攜微處理器局限于大約8K到32K的可用RAM存儲器、8K到32K的ROM存儲器并具有大約IMHz的處理速度。那時，無線網絡技術應用窄帶UHF或VHF通信，其將峰值數據率限制到大約1200到9600比特 /秒。如今，廉價的移動微處理器方便地提供數百兆字節的RAM、千兆字節的閃存存儲器，并以IGHz和更高的速度工作。同樣地，無線網絡技術已發展為可提供11到54兆字節/秒的峰值數據傳輸速度。總之，微處理器速度和網絡帶寬二者提供早期開采系統的設計中所使用技術的至少1000倍的能力。
早期開采系統的設計中使用的計算機技術的有限能力要求這樣一種設計，在該設計中，大部分處理由單一中央計算機執行。移動設備是主要傳輸按鈕操縱和顯示文本消息的簡單接口(interface)，或者非常簡單的圖形接口。現有技術系統具有單一集中數據庫， 集中控制邏輯，以及通常為移動裝備提供最小數據存取能力。由于移動裝備不能直接訪問數據庫，因此，移動軟件通常利用短消息調用的RPC (遠程過程調用)與集中業務邏輯通信。
由于現有礦井控制系統將全部數據和算法設置在中央計算機上，所以這些系統必須在遍及整個生產區域中提供接近100%的網絡可用性。雖然利用窄帶UHF和VHF技術這是可能的，但諸如802. 11的新的無線網絡技術常有網絡覆蓋不到的盲區(shadow area)。 利用集中系統設計，移動用戶不能在網絡覆蓋不到的區域中操作。由于當計算機網絡不可用時系統設計不能操作，從而覆蓋和通信問題常困擾這樣的裝置安裝。此外，用于諸如攝影機、雷達或高精度GPS的裝備監控的現代技術需要邏輯車載裝備(logic on-board the equipment)0由于無線帶寬限制，這樣的設備集成在僅具有裝備的集中控制的系統中是不實際的。
數個廠商已經設計和配置了監控和控制開采操作中的貨車的礦井生產系統。這些系統中許多系統還為裝載裝備而執行貨車的自動任務和/或分配。現有系統使它們的分配策略基于存儲在中央數據庫中的預定分派，或者基于確定對于每個生產路線(path)上的貨車的最佳流速的數學模型。這樣的分配策略模型相當嚴格，期望所有裝備同樣執行，同時承受相同的負載并且移動步伐一致。雖然這樣的分配策略在理論上能夠很好實現，但實際操作沒有理想的好。
因此，工業中存在一迄今未解決的需求，以解決前述缺陷和不足。
本發明的實施方式提供跟蹤位于一場所的移動裝備的系統和方法。簡言之，在架構方面，系統的一個實施方式尤其可如下實施。該系統包括中央計算機單元，其包括計算機可用介質，該計算機可用介質具有設置在其中的計算機可讀程序代碼，并具有通過第一邏輯單元控制的第一數據庫。至少一個移動計算機單元與移動裝備連接。每個移動計算機單元具有由第二邏輯單元控制的第二數據庫。至少一個無線通信設備能在所述第一邏輯單元和第二邏輯單元之間進行通信，其中移動計算機單元可獨立于第一邏輯單元工作。
本發明還可認為提供用于跟蹤位于一場所的移動裝備的方法。在此方面，這樣一種方法的一個實施方式尤其可通過以下步驟大致概述利用連接至該移動裝備的移動計算機單元跟蹤關于該移動裝備的狀態的信息；把關于該移動裝備的狀態的信息存儲在連接到該移動裝備的該移動計算機單元上；以及將關于該移動裝備的狀態的信息從連接到該移動裝備的該移動計算機單元傳送到中央計算機單元。
在研究以下附圖和詳細說明后，本發明的其他系統、方法、特征和優點將變得顯而易見。全部這些另外的系統、方法、特征和優點意在包括在該說明書內，在本發明的范圍內， 并通過所附的權利要求受到保護。
參照以下附圖將更好地理解本發明的許多方面。附圖中的元件不必按比例繪制， 而是重點放在清楚地說明本發明的原理。而且，在附圖中，類似的附圖標記表示整個數個視圖中的相應的部分。
圖I是根據本發明的第一不例性實施方式的礦井生產系統的第一不意表不圖。
圖2是根據本發明的第一示例性實施方式的礦井生產系統的第二示意表示圖。
圖3是根據本發明的第一示例性實施方式的礦井生產系統的方框圖。
圖4是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產的示例性通用計算機的方框圖。
圖5是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的第一圖形用戶界面視圖。
圖6是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的第二圖形用戶界面視圖。
圖7是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的第三圖形用戶界面視圖。
圖8是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的第四圖形用戶界面視圖。
圖9是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的第五圖形用戶界面視圖。
圖10是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的第六圖形用戶界面視圖。
圖11是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統的移動電子設備的前視圖。
參照圖1-3，根據本發明的第一示例性實施方式的礦井生產系統100可用于創建用于采礦工業的綜合數據采集、通信、控制和優化系統。礦井生產系統100包括在中央計算機單元105上的SQL數據庫124。SQL數據庫124與位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105通信。與位于移動裝備上的多個計算機的所述通信利用多個無線通信設備106 實現，該無線通信設備106可位于中央計算機單元105上或內，或移動裝備104上或內，和/ 或一場所本地的其他點。中央計算機單元105還與至少一個用戶接入點108通信，該用戶接入點可允許用戶或電子代理者管理移動裝備104的活動。
位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105可包括利用諸如802. lib、 802. Ilg或其他基于IP的無線網絡技術的現代無線系統的控制和圖形顯示計算機。位于移動裝備104上的至少一個移動計算機單元105可利用GPS定位技術來周期性地跟蹤移動裝備104的位置、速度和行進方向(heading)。位于移動裝備104上的移動計算機單元105 可與一個或更多現有車載監控系統接口交互(interface with),所述監控系統提供諸如有效載荷、弓I擎狀態、輪胎壓力或其他相關數據的信息。
礦井生產系統100通過連續監控礦井中所有貨車、挖掘機(shovel)和輔助裝備 (support equipment)的位置和狀態，以及做出最佳的工作任務，可用于增加采礦運輸循環的效率。應用計算機優化系統的礦井通常在裝備運行時間、產率和成本節約方面取得顯著收益。
存取關于礦井生產系統100或與礦井生產系統100連接的任何移動設備的信息的至少一個接入點108,可通過內聯網(Intranet)或因特網(Internet)IlO操作。接入點108 可通過PC機、膝上型電腦、PDA、移動裝備104上的計算機、或利用位于本地或遠程設置的有線和/或無線通信能與中央計算機單元105交互的其他電子設備而受到訪問。
具體參照圖3，中央計算機單元105通過無線通信設備106與位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105通信。無線通信設備106可位于中央計算機單元105上或內， 移動裝備104上或內，和/或一場所本地的其他點處。中央計算機單元105包括一個或多個通用計算機，如在此與圖4相關的描述。中央計算機單元105可包括礦井控制單元118、 中央SQL數據庫服務器120、中央SQL數據庫124、和/或消息和數據庫復制服務器122。礦井控制單元118可控制礦井生產系統100的全部或部分操作。即，礦井控制單元118可運行和存儲對控制礦井的操作有用的至少一些邏輯和軟件例程(routines)。
中央SQL數據庫服務器120可控制訪問中央SQL數據庫124以及分配來自中央 SQL數據庫124的信息。中央SQL數據庫124可存儲對于控制礦井生產系統100的操作有用的至少一些信息。包含在中央SQL數據庫124中的表可包括實時和/或歷史操作數據， 其包括，但不限于，性能(performance)信息、移動裝備104的位置和/或機能(health)等等。中央SQL數據庫124還可包括采礦場所相關的數據，其包括，但不限于沿該場所的已知通道、這些通道的等級(grades)和條件、以及類似信息。可基于移動裝備的行進和與移動計算機單元的通信采集與采礦場所相關的一些數據。
礦井生產系統100已知可利用用于在此所述的中央SQL數據庫124的PostgerSQL 數據庫操作，但在不偏離本發明的范圍的情況下，其他可購買到的或私人設計的數據庫可用于中央SQL數據庫124。中央SQL數據庫124還可以能夠通過中央SQL數據庫服務器120 與其他數據庫服務器接口交互，諸如，但不限于，MySQL, Oracle或SQL服務器。
中央SQL服務器124可以與消息和數據復制服務器122通信。所述通信可用于接收、處理和/或更新中央SQL數據庫124的信息。所述通信可進一步用于將更新的信息復制到位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105中的一個或更多移動計算機單元。中央SQL服務器124還可以能夠與其他采礦系統接口交互。
位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105可包括消息和數據庫復制客戶端 126。消息和數據庫復制客戶端126可通過無線通信設備106與消息和數據庫復制服務器122通信。消息和數據庫復制客戶端126可上傳本地變化到消息和數據庫復制服務器122 和/或接收來自消息和數據庫復制服務器122的復制更新。消息和數據庫復制客戶端126 可利用車載客戶端進一步處理中央SQL數據庫124查詢和數據庫通知。消息和數據庫復制客戶端126可用于復制存儲在中央SQL數據庫124上的一些或全部數據。
位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105可包括移動SQL數據庫128。移動SQL數據庫128可以是中央SQL數據庫124的復制。其可以周期地、定期地和/或不斷更新并與中央SQL數據庫124同步。移動SQL數據庫128的更新和同步可通過消息和數據庫復制客戶端128實現。如果位于移動裝備104上的一個移動計算機單元105與中央計算機單元105失去聯系，則移動SQL數據庫128可存儲任何本地變化。當中央SQL數據庫 124不可利用時，位于移動裝備104上的移動計算機單元105可設計為主要或只使用移動 SQL數據庫128。一旦用于位于移動裝備104上的移動計算機單元105的網絡連接恢復，中央SQL數據庫124和移動SQL數據庫128可同步。移動SQL數據庫128，例如，可利用開源 sqlite (www. sqlite. org)數據庫,其提供輕量級嵌入式SQL數據庫,但在不偏離本發明的范圍內，可類似應用其他可購買到的或另外創建的數據庫。
移動SQL服務器128中的一個可能表是分布式系統配置表。至少一些設備的配置存儲在分布式系統配置表中。在啟動(boot)時，至少一些設備可查詢移動SQL數據庫128 以初始化該設備獨有的軟件模塊。該架構可允許移動裝備104上的礦井生產系統100軟件的集中配置。
位于移動裝備104上的多個移動計算機單元105可包括移動設備控制模塊130、 設備監控系統138和車載GPS系統140。移動設備控制模塊130可在移動裝備104上運行礦井生產系統100軟件。即使不連續，設備監控系統138也可以能夠以規則間隔精確確定移動裝備的速度和位置。速度和位置可以作為信息被跟蹤并被存儲在移動計算機單元105 上。即使不連續，也可以以規則間隔利用時間戳存儲速度和位置信息。
移動設備控制模塊130可包括移動裝備控制和數據采集邏輯機制132。移動裝備控制和數據采集邏輯機制132可與車載GPS系統140和設備監控系統138接口交互。移動裝備控制和數據采集邏輯機制132還可跟蹤移動裝備104的當前活動和狀態以及計算和/ 或存儲來自移動SQL數據庫128的生產信息。移動裝備控制和數據采集邏輯機制132可基于速度和位置數據周期地或連續地計算到已知目的地的到達時間。計算得出的到達時間可周期地或連續地與中央計算機單元102關聯。移動控制模塊130還可包括對象/關系映射軟件134。對象/關系映射軟件134可將一個或更多SQL關系數據庫表映射到由移動裝備控制和數據采集邏輯機制132使用的對象模型并保持在移動SQL數據庫128中的引用完整性(referential integrity)。
移動裝備104的操作者可通過圖形用戶界面(⑶I) 136與移動裝備104上的一個或多個移動計算機單元105接口交互。GUI136可允許用戶與移動設備控制模塊130交互， 針對移動SQL數據庫128執行查詢，和/或接收數據庫更新通知。⑶1136可將豐富的圖形界面呈現給操作者，顯示具有所有道路的地圖、所有裝備的當前位置、以及其他車載狀態信肩、O
圖5是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統100的第一圖形用戶界面136A視圖。第一⑶I136A視圖是車輛機能顯示⑶I。礦井生產系統100可允許用戶6實時訪問用于車輛機能監控系統的數據，所述數據包括，例如，油溫142、油壓144、水溫146 和水壓148，以及對該數據隨時間的值制圖以及如果對于該數據的值達到預定報警值則顯示報警狀態。礦井生產系統100還可允許用戶執行當前數據和/或歷史數據的至少一部分的趨勢分析，所述數據可在移動裝備104上的一個或多個移動計算機單元105內或通過無線通信設備106得到。
圖6是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統100的第二圖形用戶界面136B視圖。礦井生產系統100的一種可能特征包括計算對于礦井中的移動裝備 104的優選行進路線的能力。圖6中所示的第二⑶I136B視圖關于此特征。第二⑶I136B 視圖可為每個裝載貨車顯示詳細路線信息并對于誤轉裝載(misixnited load)進行自動視聽(audio-visual)報警。另外,可顯示GPS的速度信息以及與預計值的實時比較。
圖7是根據本發明的第一示例性實施方式的用于采礦系統100的第三圖形用戶界面視圖136C。如圖7所示，礦井生產系統100可提供具有一個或多個挖掘機(excavator) 位置的詳細GPS136C視圖并更新挖掘機對所有現場(field)單元的運動。
圖8是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統100的第四圖形用戶界面136D視圖，以及圖9是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統100 的第五圖形用戶界面136E視圖。第四⑶I136D視圖是移動單元臺階顯示(bench display), 其可具有顯示不同層的信息的能力。第五GUI136E視圖是樣本裝載單元顯示。礦井生產系統100可加載來自礦井計劃包的臺階信息并允許用戶查詢礦井生產系統100從一個或多個有效臺階(active bench)得到完整的多邊形信息。
圖10是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統100的第六圖形用戶界面136F視圖。第六⑶I136F視圖包含有效的傾卸信息。用戶可使用⑶1136跟蹤傾卸信息，為傾卸速度執行趨勢分析，以及以3米以下的精確度對傾卸位置進行調整。
圖11是根據本發明的第一示例性實施方式的礦井生產系統100使用的移動電子設備150的前視圖。移動電子設備150可例如包括平臺獨立的軟件應用程序，其能被用在任何可購買到的耐震計算機(ruggedized computer)中。移動電子設備150,例如,可以配備有外部2. 4Ghz天線、GPS接收器并具有串行接口能力，其可與移動裝備104的機能監控系統本地通信，以及通過標準802. Ilx或用于任何其他無線通信設備106的基礎設施，與中央計算機單元105通信。本領域的技術人員將認識到在不偏離本發明的范圍的情況下，具有不同規格的相似裝備可與移動電子設備150結合使用。
礦井生產系統100能用硬件、軟件、固件或其組合實現。礦井生產系統可以用存儲在存儲器中并由適合的指令執行系統執行的軟件或固件實現。如果用硬件實現，則礦井生產系統100可利用例如以下任何技術或其組合實現，所述技術為本領域所公知具有用于對數據信號執行邏輯功能的邏輯門的分立邏輯電路，具有適當組合邏輯門的專用集成電路 (ASIC)、可編程門陣列(PGA)、現場可編程門陣列(FPGA)等。
礦井生產系統100能用軟件(例如固件)、硬件或其組合實現。礦井生產系統100可作為可執行程序用軟件實現，并由專用或通用數字計算機執行，諸如個人計算機(PC ;IBM 兼容機，Apple-兼容機或其他)、工作站、小型計算機或大型計算機(mainframe computer )0
圖4是根據本發明的第一示例性實施方式的用于礦井生產系統100的示例性通用計算機200的方框圖。一般地，就硬件架構而言，通用計算機200包括處理器212、存儲器214和一個或多個輸入和/或輸出(I/O)設備216 (或外圍設備)，其經由本地接口 218進行通信連接。本地接口 218可以，例如，但不限于，如本領域技術人員所知的一個或多個總線或其他有線連接或無線連接。本地接口 218可以具有額外元件，為簡明起見它們被省去， 諸如控制器、緩沖器(緩存)、驅動器、轉發器和接收器以使能通信。另外，本地接口可包括地址、控制和/或數據連接以使前述組件之間的適當通信能進行。
處理器212是用于執行軟件，尤其存儲在存儲器214中的軟件的硬件設備。處理器212可以是任何定制的或可購買到的處理器、中央處理單元(CPU)、與通用計算機200關聯的數個處理器中的輔助處理器、基于半導體的微處理器(以微芯片或芯片組的形式)、宏處理器(macroprocessor )或一般地用于執行軟件指令的任何設備。適宜可購買到的微處理器的實例包括Hewlett-Packard Company (惠普公司)的PA-RISC串行微處理器、或Intel Corporation (英特爾公司)的80x86或Pentium (奔騰)系列微處理器、IBM的PowerPC微處理器、Sun Microsysems, Inc (太陽計算機系統有限公司)的Spare微處理器和Motorola Corporation (摩托羅拉公司)的68xxx系列微處理器。
存儲器214可包括易失性存儲器元件(例如，隨機存取存儲器(RAM，諸如DRAM、 SRAM、SDRAM等)和非易失性存儲器元件(例如，ROM、硬盤驅動器、帶、CD-ROM等)任意其中之一或組合。而且，存儲器214可包括電、磁、光和/或其他類型存儲介質。注意到存儲器 214可具有分布式結構，其中不同組件彼此遠離設置，但可通過處理器212訪問。
存儲器214中的軟件210可包括一個或更多分開的程序，其中的每個程序包括用于執行邏輯功能的可執行指令的有序列表。在圖4的實例中，存儲器214中的軟件210可包括如在此所述的礦井生產系統100。
存儲器214還可以包括適宜的操作系統(0/S) 222。適宜的可購買到的操作系統 222的實例的不完全清單包括可從Microsoft Corporation(微軟公司)購買的Windows操作系統；可從Novell, Inc.購買的Netware操作系統,可從Apple Computer, Inc.(蘋果計算機有限公司)購買的Macintosh操作系統；可從包括惠普公司、太陽計算機系統有限公司和 AT&T Corporation等廠商購買到的UNIX操作系統；LINUX操作系統，其為在因特網上容易獲得的免費軟件；以及基于器具(appliance-based)的操作系統,諸如在手持式計算機或個人數據助理(PDA)中實施的操作系統(例如,可從Palm Computing Inc.購買的PalmOS, 以及可從Microsoft Corporation (微軟公司)購買的Windows CE)。操作系統222主要控制其他計算機程序的執行，諸如礦井生產系統100，以及提供調度、輸入-輸出控制、文件和數據管理、存儲器管理和通信控制和相關服務。
軟件210可包括源程序、可執行程序(目標代碼)、腳本或包括待執行的一套指令的任何其他實體。當為源程序時，則該程序需要經由可能包含在或可能不包含在存儲器214 中的編譯器、匯編器、解譯器或類似物翻譯，以結合0/S222正常操作。另外，軟件210可被編寫為(a)具有數據和方法類的面向對象編程語言，或者(b)過程編程語言，其具有例程、子例程和 / 或函數，例如但不限于 C、C++、Pascal、Basic、Fortran、Cobol、Perl、Java 和 Ada。 用于礦井生產系統100的核心消息系統可以用目標-C和純Java編寫以保證任何操作系統的可移植性(portability)。
1/0設備216可包括輸入設備,例如但不限于鍵盤、鼠標、掃描儀、麥克風、觸摸屏等等。1/0設備216還可包括輸出設備，例如但不限于打印機、顯示器等。1/0設備216可進一步包括與輸入和輸出通信的設備，例如但不限于調制器/解調器(調制解調器；用于訪問其他設備、系統或網絡)、射頻(RF)或其他收發器、電話接口、橋接器(bridge)、路由器、無線路由器等。
如果通用計算機200是PC、工作站或類似物，那么存儲器214中的軟件210還可包括基本輸入輸出系統(BIOS)(為簡潔省略)。BIOS是一套基本軟件例程，在啟動時其初始化和測試硬件，啟動0/S222，以及支持數據在硬件設備之間的傳輸。BIOS存儲在ROM中使得當通用計算機200激活時，BIOS可以執行。
當通用計算機200工作時，處理器212可配置為執行存儲在存儲器214中的軟件 210，以與存儲器214進行來回數據通信，以及依照軟件210 —般控制通用計算機200的操作。0/S222可以由處理器212讀取，可能在處理器212內緩沖，并隨后執行。
當礦井生產系統100至少部分用軟件210實現時，如圖4所示，應當注意到，為通過或結合任何計算機相關系統或方法使用，礦井生產系統100的一部分可存儲在任何計算機可讀介質上。在本文件的上下文中，計算機可讀介質是電、磁、光或其他物理設備或裝置， 其可包含或存儲通過或結合計算機相關系統或方法使用的計算機程序。礦井生產系統100 可以部分地以通過或結合指令執行系統、裝置或設備，或可從該指令執行系統、裝置或設備取指令并執行指令的其他系統使用的任何計算機可讀介質來具體體現，該指令執行系統、 裝置或設備諸如是基于計算機的系統、含處理器的系統。在本文件的上下文中，“計算機可讀介質”可以是為通過或結合任何計算機相關系統或方法使用的能夠存儲、通信、傳播或傳輸程序的任何裝置。該計算機可讀介質可以是，例如但不限于電、磁、光、電磁、紅外或半導體系統、裝置、設備或傳播介質。計算機可讀介質的更具體實例(不完全清單)包括以下具有一根或更多電線的電連接(電子)、便攜計算機磁盤(磁)、隨機存取存儲器(RAM)(電子)、 只讀存儲器(ROM)(電子)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM、EEPROM或閃存)(電子)、光纖 (光)和便攜光盤(compact disc)只讀存儲器(⑶-ROM)(光)。注意到,計算機可讀介質甚至可以是紙或程序印刷在其上的其他適宜介質，因為程序可以經例如紙或其他介質的光掃描而被電地俘獲，然后編譯，解釋或視需要以適合方式處理，并隨后存儲在計算機存儲器中。
利用如在此所述導出的準確位置信息，存儲在移動計算機單元105和/或中央計算機單元102的邏輯單元中的貨車分配算法可計算一套最佳的貨車任務，其最小化過剩行進時間、貨車等待時間和挖掘機空閑時間。舉例來說，算法可計算和/或處理一個或更多以下變量
N (t)在被分配的貨車的總數。
N (I)在被分配的加載單元的總數。
T ( i )第i LP選擇路線的行進時間。
F (i)第i LP選擇路線的目標給礦速率(feed rate)。
R (i)分配給第i LP選擇路線的當前移動平均給礦速率。
S (j)到給礦裝載單元的路線的第j任務集的貨車分配。
T (j)第j任務集中的所有貨車發生的過度行進時間。
X (T)過度行進時間的相對成本權重因子。
W ( j)第j任務集中的所有貨車發生的貨車等待總時間。
X (W)貨車等待時間的相對成本權重因子。
I (j)第j任務集中的所有挖掘機發生的總裝載單元空閑時間。
X (I)裝載單元空閑時間的相對成本權重因子。
C (j)S (j)的成本函數，估算為 X (T) *T (j)+X (W) *ff (j)+X (I)*I (j)。
每個分立的移動裝備104任務影響所有其他任務的貨車等待時間W ( j)和裝載單元空閑時間I U)。可以協調單個移動裝備104的任務以提高效率。每個任務集S (j)的總T (j)、W (j)和I (j)可以受到估算和比較。
由于可能的任務集的總數是N (1)**N (t)，因此可能不期望執行所有可能任務集的徹底搜索。例如，典型采礦操作可具有10或更多裝載單元以及50或更多貨車，使得可能的任務總數是105°。由于分立任務算法的目標是最小化對于給定任務集的等待時間、空閑時間和行進時間，并且檢測105°的可能任務可能產生額外的延遲，因此也不期望調查所有可能的任務集。可將該算法構建成避免所有混雜(blending)、挖掘速率、傾卸容量和在LP優化算法中已經優化的其他約束。因此，任務算法可被限制為僅調查接近匹配最佳LP選擇給礦速率F (i)的那些任務集，其大大減少了搜索的維數。
貨車任務算法由以下步驟組成創建任務集S，其包括當前分配給每個裝載單元的所有移動裝備104的有序隊列；找到最小化T (i)* (R (i)-F (i))的最需要路線P (j)； 估算C (j)，用于將每個未分配的貨車A (j)分配到路線P (j);以及對于C (j)的最小N 值，將貨車A (j)分配到任務集S (j)并在步驟2重復該算法。
該算法可繼續下去直到找到具有最小成本C (j)的任務集。注意該算法的維數與 N2成正比增加，其中N是對每個貨車估算的潛在任務數。實際上，由于成本C (j)的更高值更加不可能產生任務集S (j)的優化值，因此N的小值(例如，N=2到N=4)產生優化結果。
應當強調的是，以上所述的本發明的實施方式僅是實現的可能實例，僅為清楚理解本發明的原理進行描述。在基本不偏離本發明的精神和原理內，可對以上所述的本發明的實施方式進行各種修改和變型。在此所有這些修改和變型意在包括在本發明和該公開內容的范圍內，并通過以下權利要求書得到保護。
權利要求
1.一種用于跟蹤一場所處的移動裝備的方法，所述方法包括以下步驟 利用連接到所述移動裝備的移動計算機單元跟蹤關于所述移動裝備的狀態的信息； 把關于所述移動裝備的狀態的信息存儲到連接到所述移動裝備的移動計算機單元上； 將關于所述移動裝備的狀態的信息從連接到所述移動裝備的所述移動計算機單元傳輸到中央計算機單元；以及 為移動裝備分配任務，所述為移動裝備分配任務包括 利用任務集中的所有貨車發生的過剩行使時間的相對成本權重因子、任務集中的所有貨車發生的貨車等待總時間、以及任務集中的所有挖掘機發生的總裝載單元空閑時間來估算用于將每個未分配貨車分配給路線的成本的步驟。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，包括以下一個或多個特征 (a)進一步包括步驟在所述移動計算機單元處接收來自所述中央計算機單元的指令； 中斷所述中央計算機單元和所述移動計算機單元之間的通信；以及 在通信中斷時，基于所接收的指令引導所述移動裝備與所述移動計算機單元一起工作； (b)進一步包括使存儲在所述移動計算機單元中的多個數據與存儲在所述中央計算機單元中的多個數據同步的步驟； (C)其中所述跟蹤信息的步驟進一步包括跟蹤所述移動裝備的位置； Cd)其中所述跟蹤信息的步驟進一步包括跟蹤所述移動裝備的功能性數據； Ce)進一步包括利用所述移動計算機單元預測到達預定目的地的到達時間；以及將所述預測的到達時間轉發給所述中央計算機單元；以及 Cf)進一步包括將任務分配給移動裝備，該為移動裝備分配任務包括以下步驟 創建包括分配給每個裝載單元的所述移動裝備的有序隊列的任務集； 找到最需要路線，所述最需要路線最小化(移動裝備行進時間)* ((所述路線的平均給礦速度)-(所述路線的目標給礦速度))； 估算用于將每個未分配貨車分配給所述路線的成本；以及 對于最小總貨車成本數值，將所述移動裝備中的一個移動裝備分配給所述任務集。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，所述至少一個移動計算機單元和中央計算機之間的信息被周期地或定期地傳輸。
全文摘要
該系統包括具有由第一邏輯單元控制的第一數據庫的中央計算機單元。至少一個移動計算機與移動裝備連接。每個移動計算機單元具有由第二邏輯單元控制的第二數據庫。至少一個無線通信設備使得能夠進行所述第一邏輯單元和所述第二邏輯單元之間的通信，其中所述移動計算機單元是可獨立于所述第一邏輯單元操作的。
文檔編號G06Q10/00GK102982427SQ20121027222
公開日2013年3月20日 申請日期2006年12月8日 優先權日2005年12月9日
發明者喬納森·P·奧爾森 申請人:吉格索技術有限公司