露天矿生产的车辆安排(附件)【字数：7168】
Transporting Arrangement in Production of Strip Mine摘 要Transporting Arrangement in Production of Strip Mine摘 要本文主要解决露天矿产运输在一个班次内的生产计划安排。一个班次的生产计划包括出动了几台电铲，分别都在哪些铲位上；出动了几辆卡车，分别要在哪些路线上运输，并进行了多少次。这是一个多目标规划，由于各个铲位和卸点的位置是已知的并且它们之间的路程也是已知的，卡车的速度和载重量均是已知的变量，所以只需要求出各铲位到卸点的合理运输量就可以解决以上问题。就可以将多目标规划采用分层序列法转化为非线性规划模型然后进行求解。对于原则1的出动最少卡车条件，运用非线性规划的思想求解出最优运输量，在计算完总运量的最优值以后，可以用一个简单的方法求出最少卡车在每条运输线上配备该运输线所能容纳最多的卡车数量以后，然后一辆辆的减少每一个铲位的卡车数量，直到某一个运输线不能够满足运输量，此时所需要的卡车数量就是需要的最少卡车数量，这个可以让计算机通过循环算法实现。最后求出的结果为需要7台电铲，分别在铲位（1，2，3，4，8，9，10）上，总运量为8.5217万吨。一共需要17辆卡车，每个铲位的卡车数量为（2，4，2，2，0，0，0，3，2，2）。对于原则2，可以在原则1的基础上进行求解。在求出某一结果以后，可以将现有的卡车数量和求出的卡车数量进行对比，不断的修改条件，让现有的卡车数量等于求出的卡车数量。同时要考虑岩石产量优先原则，只需要矿石产量达到最低要求即可满足条件。最后求出的结果为，总运量8.62万吨，各个铲位需要的卡车数量为（2，6，0，3，2，0，0，3，2，2）。关键词多目标规划; 组合优化; 非线性规划
目 录
第一章 绪论 1
1.1问题背景 1
1.2研究目的 1
1.3研究现状 2
1.4建模方法 2
第二章 问题分析 3
2.1问题提出 3
2.2问题分析 4
第三章 模型的建立和求解 5
3.1符号定义 5
3.2模型建立 5
3.2.1建立规则1的模型 5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.2.2建立规则2的模型 8
3.3模型的求解 8
3.3.1求解原则1目标函数： 9
3.3.2求解原则2目标函数 11
第四章 模型的改进和推广 13
4.1模型的改进 13
4.2模型的推广 13
结论 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
绪论
1.1问题背景
钢铁工业是国家的基础工业项目之一，钢铁工业的主要生产原料是铁矿，露天矿场是生产铁矿石的主要原料基地。在现代，很多露天铁矿的生产都是靠电动铲车装货，电动轮自卸卡车运输，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。合理的安排有效线路和车次是减少生产成本的关键，而减少生产成本是露天矿生产利润最大化的有效手段。
露天矿的生产车辆安排问题是经典运输问题。运输问题模型是对实际问题的抽象表达，将实际问题中的复杂关系用抽象的数学关系和一些约束条件表示。决策变量、约束条件和目标函数是运输模型问题的组成要素。在数学上将运输归类为多目标线性函数规划的模型。关于设计该多目标线性函数规划的快速解法，一般采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。
1.2研究目的
将铁矿开采的生产运输问题数学建模，利用数学方法提高露天铁矿的生产和运输，减少铁矿开采的生产成本，提高露天矿生产的经济效益。根据露天矿场的生产过程中存在的问题：
1.卡车每次都不一定是满载，而且出现堵车情况。
2.发动机点火时需要消耗相当多的电瓶能量，故每个班次每台车只在开时点火一次。
3.卡车存在等待时间
4.在铲位或卸点处因两条路线（及以上）造成的冲突时，只要平均时间能完成任务即可，不进行排时讨论
根据这些问题进行数学建模，将该问题归类为多目标线性函数规划的模型，然后设计快速解法求解问题，来提高这些大型设备的利用率，合理的安排有效线路和车次从而减少生产成本，而减少生产成本是露天矿生产利润最大化的有效手段。利用数学方法，将题目转化为线性规划问题以便于求解。
1.3研究现状
露天矿的生产车辆安排问题，是经典运输问题的变形与升华。在数学上将其归类为多目标线性函数规划的模型。关于设计该多目标线性函数规划的快速解法，将题目中的条件要求转化为线性不等式。一般采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。设计该多目标线性函数规划的快速解法，我们采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。针对实例，给出具体的生产计划，就是将给出的数据分别代入建立的数学模型中计算。最后用Excel表给出具体的生产计划、相应的总运量及岩石和矿石的产量。然后由建立的基础数学模型运用lingo解答出结果。
1.4建模方法
露天矿的生产计划安排是一个多目标线性函数规划模型，为了给出该模型的一个快速解法，采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。我们将总运量作为目标函数，要求作为一些线性不等式要求，问题就转化为在这些不等式的限制下求目标函数的极值，可以用线性规划的方法求解。这个时候得到解只是每条线路上的运输量，然后将这些运输量转化成卡车需要运输的车次。
问题分析
2.1问题提出
针对以下实例，要求做出一个班次内的生产计划。计划内容包括：在哪条线路上出动了几辆铲车各运输了多少次。为了做出一个好的计划，还需要考虑两个原则。
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；
利用现有车辆运输，获得最大的产量（岩石产量优先；在产量相同的情况下，取总运量最小的解）。
现有一个露天矿场有20辆卡车，7台铲车，铲位10个和5个卸点。我们已知卡车重量为154吨，平均时速28km。各卸点一个班次的产量要求：矿石漏1.2万吨、倒装场Ⅰ1.3万吨、倒装场Ⅱ1.3万吨、岩石漏1.9万吨、岩场1.3万吨。
各个卸点和铲位之间的距离（公里）如下表所示：
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
5.26
5.19
4.21
4.00
2.95
2.74
2.46
1.90
0.64
1.27
倒装场Ⅰ
1.90
0.99
1.90
1.13
1.27
2.25
1.48
2.04
3.09
目 录
第一章 绪论 1
1.1问题背景 1
1.2研究目的 1
1.3研究现状 2
1.4建模方法 2
第二章 问题分析 3
2.1问题提出 3
2.2问题分析 4
第三章 模型的建立和求解 5
3.1符号定义 5
3.2模型建立 5
3.2.1建立规则1的模型 5
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.2.2建立规则2的模型 8
3.3模型的求解 8
3.3.1求解原则1目标函数： 9
3.3.2求解原则2目标函数 11
第四章 模型的改进和推广 13
4.1模型的改进 13
4.2模型的推广 13
结论 14
致谢 15
参考文献 16
附录 17
绪论
1.1问题背景
钢铁工业是国家的基础工业项目之一，钢铁工业的主要生产原料是铁矿，露天矿场是生产铁矿石的主要原料基地。在现代，很多露天铁矿的生产都是靠电动铲车装货，电动轮自卸卡车运输，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。合理的安排有效线路和车次是减少生产成本的关键，而减少生产成本是露天矿生产利润最大化的有效手段。
露天矿的生产车辆安排问题是经典运输问题。运输问题模型是对实际问题的抽象表达，将实际问题中的复杂关系用抽象的数学关系和一些约束条件表示。决策变量、约束条件和目标函数是运输模型问题的组成要素。在数学上将运输归类为多目标线性函数规划的模型。关于设计该多目标线性函数规划的快速解法，一般采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。
1.2研究目的
将铁矿开采的生产运输问题数学建模，利用数学方法提高露天铁矿的生产和运输，减少铁矿开采的生产成本，提高露天矿生产的经济效益。根据露天矿场的生产过程中存在的问题：
1.卡车每次都不一定是满载，而且出现堵车情况。
2.发动机点火时需要消耗相当多的电瓶能量，故每个班次每台车只在开时点火一次。
3.卡车存在等待时间
4.在铲位或卸点处因两条路线（及以上）造成的冲突时，只要平均时间能完成任务即可，不进行排时讨论
根据这些问题进行数学建模，将该问题归类为多目标线性函数规划的模型，然后设计快速解法求解问题，来提高这些大型设备的利用率，合理的安排有效线路和车次从而减少生产成本，而减少生产成本是露天矿生产利润最大化的有效手段。利用数学方法，将题目转化为线性规划问题以便于求解。
1.3研究现状
露天矿的生产车辆安排问题，是经典运输问题的变形与升华。在数学上将其归类为多目标线性函数规划的模型。关于设计该多目标线性函数规划的快速解法，将题目中的条件要求转化为线性不等式。一般采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。设计该多目标线性函数规划的快速解法，我们采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。针对实例，给出具体的生产计划，就是将给出的数据分别代入建立的数学模型中计算。最后用Excel表给出具体的生产计划、相应的总运量及岩石和矿石的产量。然后由建立的基础数学模型运用lingo解答出结果。
1.4建模方法
露天矿的生产计划安排是一个多目标线性函数规划模型，为了给出该模型的一个快速解法，采用分层序列法将多目标化为多个单目标来求解。我们将总运量作为目标函数，要求作为一些线性不等式要求，问题就转化为在这些不等式的限制下求目标函数的极值，可以用线性规划的方法求解。这个时候得到解只是每条线路上的运输量，然后将这些运输量转化成卡车需要运输的车次。
问题分析
2.1问题提出
针对以下实例，要求做出一个班次内的生产计划。计划内容包括：在哪条线路上出动了几辆铲车各运输了多少次。为了做出一个好的计划，还需要考虑两个原则。
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；
利用现有车辆运输，获得最大的产量（岩石产量优先；在产量相同的情况下，取总运量最小的解）。
现有一个露天矿场有20辆卡车，7台铲车，铲位10个和5个卸点。我们已知卡车重量为154吨，平均时速28km。各卸点一个班次的产量要求：矿石漏1.2万吨、倒装场Ⅰ1.3万吨、倒装场Ⅱ1.3万吨、岩石漏1.9万吨、岩场1.3万吨。
各个卸点和铲位之间的距离（公里）如下表所示：
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
5.26
5.19
4.21
4.00
2.95
2.74
2.46
1.90
0.64
1.27
倒装场Ⅰ
1.90
0.99
1.90
1.13
1.27
2.25
1.48
2.04
3.09
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