Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния автоматизации маркшейдерских работ 7
1.1 Анализ средств измерения ,обработки и отображения геолого-маркшейдерской -информации на СП «Эрдэнэт» 7
1.2 Мобильные средства маркшейдерских измерений 12
1.2.1 Оценка влияния горнотехнических факторов на стабильность работы GPS 23
1.2.2 Определение координат точек используемых для развития съемочного обоснования на карьерах 26
2. Геологические и технологические особенности разработки месторождения «Эрдэнэт-Овоо» 34
2.1 Геолого-технологические характеристики месторождения «Эрдэнэт-Овоо» 34
2.2. Горные технологии 42
2.3. Управление качеством руд и формирование рудопотоков стабильного качества 48
3. Мобильные компьютерные технологии для автоматизации маркшейдерских работ 72
3.1. Трехмерные цифровые модели месторождения 72
3.2. Геоинформационные системы 83
3.3. Нейронные сети 95
3.3.1 .Основы теории нейронных сетей 99
3.3.2. Общие принципы и условия построения нейронных сетей ... 110
4. Применение методов автоматизации маркшейдерских работ для управления качеством рудопотоков на СП «Эрдэнэт» 132
4.1. Оперативное управление качеством руд 132
1. Основные этапы формирования и взаимосвязь задач системы управления качеством руд 142
2. Создание мобильной системы GPS управления горными работами 150
3. Оперативное планирование горных работ с использованием компьютерных технологии 156
Диспетчеризация управления горно-транспортным оборудованием 160
Внедрение системы DISPATCH 176
Заключение 179
Литература 181
- Анализ средств измерения ,обработки и отображения геолого-маркшейдерской -информации на СП «Эрдэнэт»
- Геолого-технологические характеристики месторождения «Эрдэнэт-Овоо»
- Общие принципы и условия построения нейронных сетей
- Основные этапы формирования и взаимосвязь задач системы управления качеством руд
Введение к работе
Актуальность работы. Развитие компьютерной техники и радиоэлектроники, а также вывод на орбиту искусственных спутников Земли позволили разработать прогрессивные высокоточные методы определения координат фиксируемых точек земной поверхности, основанные на работе глобальных систем местоопределения.
Опыт применения как американских, так и российских спутниковых технологий, показывает, что работа спутниковых навигационных систем во многом определяется техническими особенностями приемоиндикаторов; применение GPS на карьерах связано с возможностью использования относительного (дифференциального) метода определения координат точек земной поверхности; возможности спутниковых навигационных систем соответствуют требованиям к точности определения координат фиксируемых точек, совокупность которых отражает пространственное положение отдельных элементов карьера.
Результаты экспериментов для условий технологической схемы добычи, транспортировки и дробления руды на ГОКе «Эрдэнэт» показали, что по технологической цепи происходит уменьшение колебаний качества мелкодробленой руды от забоя до склада примерно в четыре раза. Наибольшее влияние на колебания качества руды оказывают отклонения от плановой сменной производительности, причем увеличение отклонений по плановой производительности свыше 20% приводит к возрастанию колебаний качества в рудопотоке из карьера на обогатительный передел в квадратической зависимости.
Проблема управления качеством рудопотоков решается на ГОКе «Эрдэнэт», отрабатывающем открытым способом медно-молибденовый штокверк, на основе цифровой модели месторождения, построенной с
5 помощью имитационного моделирования с использованием
геологоразведочных данных и результатов маркшейдерских съемок.
Эффективность решений по управлению качеством рудопотоков из карьера
до обогатительного передела зависит от оперативности и уровня
автоматизации маркшейдерских работ. Поэтому разработка методики
автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством
рудопотоков из карьера с использованием спутниковых технологий является
актуальной.
Цель работы - на основе интегрированной автоматизированной системы управления качеством рудной массы разработать методику автоматизированного маркшейдерского обеспечения управления качеством рудопотоков из карьера на обогатительный передел с использованием спутниковых технологий, позволяющую повысить оперативность и эффективность управления качеством рудной массы.
Идея работы заключается в построении динамической системы управления качеством рудопотоков из карьера на обогатительный передел на основе цифровой модели месторождения с использованием нейронных и спутниковых технологий.
Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:
Впервые разработана методика автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков из карьера с использованием технологий GPS.
Разработана структурная схема интегрированной автоматизированной системы управления качеством рудной массы, отличающаяся использованием трехмерной модели месторождения и ГИС-технологий.
Разработана структурно-функциональная схема интеллектуальной системы управления горными работами на основе трехмерной цифровой модели месторождения, новизна которой заключается в использовании нейронных сетей.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются повышением точности координат местоположения забоя и горно-транспортного оборудования и оперативностью принятия оптимальных решений по управлению качеством рудопотоков на карьере СП «Эрдэнэт».
Научное значение работы заключается в разработке динамической системы управления качеством рудопотоков из карьера с использованием нейронных сетей и спутниковых технологий, позволяющей повысить оперативность принятия решений по управлению качеством рудопотоков.
Практическое значение работы - разработана методика применения спутниковых технологий для маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков из карьера, повышающая оперативность маркшейдерского обеспечения горного производства.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика автоматизированного маркшейдерского обеспечения мобильного управления качеством рудопотоков из карьера принята к использованию на ГОКе «Эрдэнэт».
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на международном маркшейдерском симпозиуме (Болгария, 1997), научно-технической конференции «Добыча сырьевой базы в XXI веке Монголии» (Монголия, 1999 г.), международной конференции «АРСОМ - 97» (США, 1997 г.).
Публикации. Содержание диссертации достаточно полно отражено в 7 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 12 таблиц, 35 рисунков и список литературы из 64 наименований.
Анализ средств измерения ,обработки и отображения геолого-маркшейдерской -информации на СП «Эрдэнэт»
На Монголо-Российском Совместном Предприятии "Эрдэнэт" с начала 80-х годов начали применять ЭВМ при производстве маркшейдерско-геологических работ. К настоящему времени накоплен значительный положительный опыт работы с такими известными системами, как TECHBASE, SDR MAPPING & DESIGN и некоторыми другими. Внедрение электронных тахеометров (полных станций) в комплексе с ЭВМ привело к полной интеграции различных видов маркшейдерских работ, а современные достижения спутниковых технологий открыли направления автоматизации маркшейдерско-геологического обеспечения, где последнее выступает как подсистема комплексной единой системы совместного решения всех производственных задач предприятия.
Огромный вклад в создание и развитие информационной базы СП «Эрдэнэт» внесли Давидкович А.С., Ш. Отгонбилэг, Зеленский А.С, Чурин Н.А., Коробко В.Н., Н. Буянтогтох, Л. Дэлгэрбат, Н. Батхуяг и др. / 10-13, 18-19,21-23,38-39/.
Информационная база геолого-маркшейдерского обеспечения (ГМО) условно разделена на цифровую модель месторождения (ЦММ) и цифровую модель карьера (ЦМК). ЦММ представляет собой массивы первичных данных опробования и маркшейдерской съемки взрывных скважин, а также скважин детальной и эксплуатационной разведки. Кроме того, ЦММ содержит по горизонтам карьера координаты контуров рудных тел с детализацией их по сортам. ЦМК содержит координаты X,Y,Z верхних и нижних бровок уступов, а также координаты горизонталей, отражающих рельеф поверхности в нагорной части карьера. С точки зрения программного обеспечения информационная база состоит из отдельных DBF-файлов:
CMMVS. DBF — первичные данные по взрывным скважинам; CMMRS .DBF — первичные данные по разведочным скважинам; CMMRT. DBF-контуры рудных тел по горизонтам карьера; СМК xxxx. DBF — файлы координат бровок уступов на начало каждого месяца (хххх — две цифры номера месяца и две цифры года).
Интегрированный пакет состоит из трех основных комплексов задач; «База данных», «Подсчет запасов», «Подсчет объемов вынутой горной массы», а также задач сервисного обслуживания.
Комплекс задач «База данных» предназначен для создания и ведения информационной базы и состоит из отдельных функциональных задач, основными из которых являются: «Съемочное обоснование», «Маркшейдер», «Геолог», «Скважина», «Геологический, контроль». Эти задачи автоматизируют инженерные расчеты геологической и маркшейдерской служб предприятия и одновременно выполняют свое основное предназначение — формирование информационной базы ГМО.
В задаче «Съемочное обоснование» определяются координаты и средние квадратические погрешности (СКП) пунктов съемочного обоснования. При этом используются методы обратной, прямой и боковой засечек, а также теодолитных ходов. Результаты решения задачи выдаются на экран дисплея в текстовом и графическом режимах, на принтер, а также записываются на магнитный диск и в дальнейшем используются в задаче «Маркшейдер».
Ежедневно маркшейдеры рудоуправления производят съемку устьев взрывных скважин на обуриваемых блоках. Исходные полевые данные обрабатываются с помощью задачи «Маркшейдер». Расчетные декартовы координаты скважин очередного обуренного блока записываются в ЦММ. Место каждой взрывной скважины в базе данных определяет ее призначная часть: отметка горизонта, номер обуренного блока и номер скважины. В задаче «Маркшейдер» предусмотрена возможность использования современных теодолитов со встроенным программным обеспечением. В этом случае читаются файлы координат съемочных объектов, а после преобразования записываются в ЦММ. Одновременно с маркшейдерами на обуриваемом блоке геологи рудоуправления отбирают пробы и передают их химической и рудоиспытательной лабораториям. Результаты опробования с помощью задачи «Геолог» обрабатываются и записываются в ЦММ с учетом призначных данных: отметка горизонта, номер обуренного блока и номер скважины. Задача «Скважина» выполняет обработку данных по разведочным скважинам (детальной и эксплуатационной разведки). Данные по эксплуатационной разведке непосредственно записываются в ЦММ. По исходным данным глубоких колонковых скважин, включающим интервалы опробования, содержание компонентов в каждой пробе, азимутальные и зенитные углы искривлений, осуществляется расчет мощностей и содержания различных сортов руд и вмещающих пород по эксплуатационным уступам карьера с учетом установленных кондиций. Результаты расчета выдаются на экран дисплея, на принтер и записываются в ЦММ. При этом на диске сохраняется копия первичных сведений по скважинам. Кроме данных по скважинам, ЦММ содержит контуры рудных тел по горизонтам карьера. Формирование контуров выполняется в двух режимах: ручном и автоматическом. В первом случае с помощью диджитайзера с погоризонтных геологических планов координаты рудных тел вводятся в модель. Во втором случае оконтуривание рудных тел выполняется с помощью специализированного пакета «SURFER». В этом пакете на первом этапе строится регулярная сеть, в узлах которой по данным всех имеющихся скважин ЦММ исходного горизонта определяются кондиционные показатели. При этом используются методы интерполирования: взвешенных средних и «крайгинг». По результатам интерполяции строятся в графическом режиме изолинии, по одному кондиционному слою. С помощью специально разработанной программы в среде графического пакета «AutoCAD» обрабатываются полученные результаты и записываются в ЦММ. Внутренний и внешний контроль геологического опробования выполняется с помощью задачи «Геологический контроль». Минимальные трудозатраты на формирование ЦММ достигаются путем использования локальных задач, автоматизирующих одновременно инженерные расчеты геологической, геологоразведочной и маркшейдерской служб комбината. Использование сервисных программ, работающих в графическом режиме, практически исключает ошибки при введении базы данных.
На информационной основе ЦММ разработан комплекс задач «Подсчет запасов», предназначенный для определения объемов и содержания руд и вмещающих пород в любых заданных контурах. Комплекс задач используется в двух режимах: автоматическом и по запросу. В первом случае подсчет запасов осуществляется в процессе решения оптимизационных задач планирования. При этом координаты исходных контуров формируются в задачах планирования и автоматически передаются к подключаемому модулю автоматизированного подсчета запасов. Во втором случае координаты исходных контуров снимаются с погоризонтных планов с помощью диджитайзера.
Геолого-технологические характеристики месторождения «Эрдэнэт-Овоо»
С целью внедрения GPS на железорудных карьерах России проводились исследования по применению приемоиндикатора Wild GPS - Sistem 200 фирмы Leika /47,53/. Фиксированные точки были выбраны в пределах горного поземельного отводов Лебединского ГОКа. В процессе проведения работ было установлено, что при обеспечении требуемой точности эти точки будут использованы как пункты съемочного обоснования. Места для закладки пунктов были выбраны так, чтобы по возможности, обеспечивалась их длительная сохранность и хорошая видимость их с любой точки карьера. Учитывалось также требование "видимости" приемоиндикатором не менее 4-х спутников. На одиннадцати новых пунктах установлены 9 пирамид и 2 вехи. Все 11 новых пунктов были рассредоточены между 12-ю старыми пунктами съемочной сети. Для контроля, измерения проводились на всех 23-х пунктах, как единой опорной сети (рис. 1.6), производя переопределение координат старых и определение координат новых пунктов.
При измерениях использовались рекомендации фирмы-изготовителя аппаратуры и первый работы с высокоточными приемниками Wild GPS -Sistem 200. Была запроектирована схема построений: центральная или лучевая форма создания геодезической сети и дифференциальный метод измерения. При данной схеме один из приемоиндикоторов GPS располагался на центральном пункте и работал в режиме "базовой" опорной станции, а другой идентичный приемоиндикатор, работающий в режиме "передвижной" станции, последовательно перемещался с одного пункта на другой. Обе станции работали независимо друг от друга.
В связи со сравнительно с небольшими расстояниями между "базовой" и "передвижной" станциями в условиях Лебединского карьера (расстояния не превышают 4-5 км) выбран наиболее целесообразный режим работы станций, разработанный фирмой Leika и получивший название "Быстрая статика" (Repid Static). При этом режиме измерения проводятся в сжатые интервалы времени (5-10 мин на "передвижной" станции) без потери точности в сравнении с режимом "Static" и с получением надежных результатов. Использовался специальный показатель, автоматически фиксируемый на табло контролера и указывающий рост набираемого объема информации 0 до 100 % и более, чтобы проконтролировать, достаточно ли количество информации для качественного проведения последующей обработки материалов полевых измерений.
Другим показателем, отслеживаемым в процессе полевых наблюдений, являлась величина геометрического фактора (GDOP), характеризующего взаимное расположение спутников с точки зрения получения максимальной точности определения координат искомого пункта при использовании пространственной линейной засечки. Точные измерения производились при значениях геометрического фактора GDOP=8. Наряду с проектированием геометрических связей между исходными ("старыми") и определяемыми ("новыми") пунктами планировалось также время, наиболее благоприятное для измерений. Для этого, предварительно, с помощью компьютера и стандартной программы, входящей в пакет SKI из комплекта оборудования, составлялся альманах спутников на дни работ в Лебединском карьере. По альманаху устанавливались время, при котором на приемник поступает информация от четырех и более спутников, геометрические параметры, характеризующие конфигурацию спутников, влияющую на точность измерений, взаимное расположение спутников, азимуты и углы их наклона к горизонту на конкретный момент времени. В получаемом на каждый день работы альманахе уточнялась информация о количестве спутников и коэффициентах PDOP и GDOP. В результате проведенных работ был составлен график производства измерений в пределах оптимальных для наблюдения спутников интервалах времени, т.е. при наличии в поле зрения приемников не менее 4-5 спутников, угол возвышения которых не превышал 15 градусов.
На каждом пункте осуществлялись следующие операции: тщательное центрирование штатива над центром пункта; горизонтирование подставки по уровням; установка в подставку сенсора, включающего в себя антенную систему; подключение сенсора и контроллера к аккумулятору; „измерение высоты расположения сенсора над центром пункта с точностью до 1мм; включение аппаратуры, установка в приемнике рабочего режима и ручной ввод в его память таких данных как, Название точки стояния, время и дата, высота установки сенсора над центром.
Поскольку сам процесс наблюдений полностью автоматизирован, далее осуществлялось лишь слежение за автоматическим набором необходимого количества информации от спутников, коэффициентами PDOP и GDOP, характеризующими качество набираемой информации. Эти показатели фиксировались в запоминающем устройстве контроллера и вызывались на табло после подачи определенной команды. Измерения прекращались по достижении 100-110%-ного объема требуемой информации, на что затрачивалось порядка 5-6 минут чистого времени.
Камеральная обработка выполнялась в две стадии и велась по стандартной схеме с использованием стандартного пакета программ SKI фирмы Wild. Перевычисление координат пунктов из системы WGS-84 в прямоугольную систему координат, принятую на Лебединском ГОКе (имеется в виду система 1963 г.), выполнялось с помощью специальной программы DATUM/MAP, входящий в стандартный пакет программ SKI.
Выполнено сравнение полученных значений координат пунктов и существующих значений (табл. 1.3). Из которого видно, что разности значений координат варьируют в пределах от -0,030 м и менее. Выявленные расхождения сопоставимы с точностью триангуляции 2 и 3 классов.
Общие принципы и условия построения нейронных сетей
Для управления качеством руд и обеспечения его стабильности необходимо знать, как изменяются колебания качественных показателей по рудопотоку при смешивании партий руды из забоев с различными качественными показателями. В производственных условиях эту задачу решить трудно, так как необходимо регулярное опробование на каждом „из звеньев технологической цепи: в забоях, при транспортировании и дроблении, в накопительных и усреднительных емкостях. Поэтому на СП «Эрдэнэт» используется метод имитационного моделирования для анализа формирования качественных показателей рудопотоков.
Подходы, основанные на имитационных моделях, в настоящее время достаточно глубоко и всесторонне разработаны, в том числе применительно к задачам горного производства /1,19,20,23-24,37,39,55/. Выбор метода моделирования определяется требованиями задачи анализа формирования качества в рудопотоках.
Требования эти следующие: модель должна отображать статистические характеристики распределения качественных показателей руды в забое и их изменения во времени; - необходимо, чтобы алгоритм моделирования учитывал как реальную последовательность технологических операций горного производства, их детерминированные связи, так и случайные отказы оборудования и колебания его производительности; при этом должны быть учтены статистические характеристики отказов и времени восстановления оборудования с учетом причин отказов - это необходимо для адекватности моделирования; - модель должна допускать возможность перестройки структуры, т.е. связей между звеньями технологической цени и изменение ее состава - для анализа факторов, определяющих колебания качества руды; - в качестве исходной информации следует вводить характеристики элементарных технологических операций; конечные характеристики работы технологической цепи и ее участков должны получаться как результаты моделирования; - работе имитационной модели должно отображаться управление качеством руды на различных участках технологической цепи; модель должна имитировать движение автосамосвалов по транспортной сети с учетом правил движения и приоритетов, закрепления автосамосвалов за экскаваторами и управления транспортом внутри смены (вследствие необходимости регулирования качества и из-за отказов экскаваторов). Учет вышеперечисленных требований привел к выбору для условий СП «Эрдэнэт» в качестве инструмента исследования универсальный имитационный комплекс АСИМИРА /19,39/.
Принцип построения универсальной системы имитации рудопотоков основан на выделении в технологической цепи унифицированных элементов, для которых может быть сформулирован общий алгоритм их моделирования. С этой целью технологическая схема погрузки и транспортирования руды рассматривается как сложная система потоков руды, перемещаемых различными механизмами. Рудопотоки могут проходить через промежуточные склады и перегрузочные пункты, предназначенные для временного накопления руды. При этом рудопотоки могут в случайные моменты времени прерываться, что связано с выходом из строя элементов технологической схемы, для выделения унифицированных элементов используется единообразие, на некотором уровне абстракции, сущности выполняемых операций при функционировании технологической цепи добычи руды. Особенности функционирования технологических цепей при добыче руды как сложных систем показывают, что весь рудопоток в целом и его элементы должны быть описаны как динамические вероятностные системы. В качестве общей математической модели описания унифицированных элементов, учитывающей специфику функционирования систем рудопотоков, использовано формальное описание агрегата. Теория агрегатных систем позволяет эффективно решать задачу построения универсальной системы имитации рудопотоков. Анализ различных типов агрегатов показал целесообразность использования для формализации динамических процессов формирования системы рудопотоков описание их с помощью кусочно-линейных агрегатов (КЛА), которые являются частным случаем стохастической динамической системы.
Теория кусочно-линейных агрегатов позволяет представить в качестве модуля систему массового обслуживания, автоматы различных типов, а также объекты, не принадлежащие к указанным системам. С помощью КЛА могут быть описаны в качестве модулей унифицированные элементы систем рудопотоков и комплексы. Это объясняется тем, что для описания динамики взаимосвязей элементов технологической цепи добычи руды всегда можно выделить интервалы времени между некоторыми событиями, в течение которых показатели функционирования элементов изменяются но линейному закону.
Таким образом, вся технологическая цепь рудопотоков может быть представлена как кусочно-линейная система с характеристиками, зависящими от параметров элементов и их взаимодействия. Это позволяет построить программу имитации по модульному принципу и удобно для обработки и анализа результатов экспериментирования на моделях.
Алгоритм работы КЛА для описания элементов системы рудопотоков может быть представлен следующим образом. Каждый элемент технологической цепи (агрегат) может находиться в одном из двух состояний - рабочем или нерабочем. Они называются основными состояниям и агрегата и являются его качественными характеристиками. Переход из одного состояния в другое определяется количественными показателями, которые имеют смысл ресурсов, оставшихся до перехода элемента в новое состояние, в том числе времени, оставшегося до наступления некоторого события. Например: масса руды, которую может пропустить элемент до случайного выхода из строя; промежуток времени, оставшегося до восстановления элемента, и др. Эти количественные характеристики называют дополнительными координата ми агрегата.
Значения координат, после достижения, которых наступает изменение состояния, являются, как правило, случайными величинами и определяются по вероятностным характеристикам. Замкнутую многомерную область возможных состояний будем называть пространством состояний.
Под влиянием внутренних закономерностей агрегат совершает движение, перемещаясь внутри области возможных состояний. Достижение некоторой координатной границы области означает переход в другое состояние, например из рабочего в нерабочее. При этом совершается скачок в новую область. Таким образом, движение агрегата содержит перемещения и скачки. После скачка в новую область определяются скорости изменения координат и выдается соответствующий выходной сигнал сопряженным элементам технологической схемы рудника. Под воздействием входного сигнала прекращается перемещение сопряженного агрегата и осуществляется его скачок в новую область состояний (рис. 2.2.) Таким образом, модель системы рудопотоков в виде взаимодействующих элементов А;є {А}. Каждый і-й элемент полностью характеризуется признаками, приведенными ниже.
Основные этапы формирования и взаимосвязь задач системы управления качеством руд
В данном примере рассмотрен случай, когда самосвал в пути выходит из строя (момент 0). Начинается восстановление, которое длится до / = t$,.C момента времени t3 самосвал начинает двигаться к перегрузочному пункту. В процессе этого движения убывает величина La„, которая представляет собой расстояние от самосвала до перегрузочного пункта и является одной из координат. В момент t4 эта координата становится равной нулю, начинается процесс разгрузки самосвала, который длится до t= (5..В момент времени ts координата /Д, которая заменила координату La„, и представляет собой расстояние от самосвала до экскаватора, начинает уменьшаться, так как самосвал начинает двигаться. В момент t6 самосвал подъезжает к экскаватору и ожидает начала погрузки — момента времени / , когда оканчивается восстановление экскаватора. Теперь начинается загрузка самосвала. Координата количества руды до заполнения самосвала убывает до нуля. Когда эта координата становится равной нулю (l= ts), процесс загрузки кончается и начинается движение самосвала к перегрузочному пункту, При этом убывает координата расстояния до перегрузочного пункта.
Рассмотрим в целом принцип работы универсальной системы имитации технологических схем рудопотоков. Пусть в начальный момент времени все элементы системы находятся в заданных состояниях. Далее для каждого элемента определяется время наступления ближайшего события, заключающегося в смене состояний. Блок управления моделью, называемый координатором, выбирает элемент, координата которого первой выйдет на границу области возможных состояний. На этот момент времени пересчитываются значения всех координат имитационной системы, осуществляется скачок состояния данного элемента и выдается выходной сигнал. После реакции на поступивший 1 сигнал координатор в соответствии с очередностью событий отыскивает для моделирования следующий элемент, осуществляется следующий скачок и т.д. Получающееся при этом «переплетение» перемещений и случайных скачков состояний различных элементов имитационной системы отражает реальный процесс функционирования карьера практически во всем многообразии возникающих производственных ситуаций и режимов работы.
Прогноз показателей работы рудников и результатов управляющих решений базируется на использовании системы имитации рудопотоков «АСИМИРА» (рис.2.6.), включающей в себя следующие основные функциональные блоки: блок формирования модели рудопотоков и начальных условий имитационного эксперимента - для преобразования исходных данных о структуре и параметрах рудопотоков и построения матриц связности; блок имитации работы унифицированных элементов технологических схем рудников с учетом стохастического характера их работы; блок управления имитацией работы рудника - для определения моментов наступления событий в системе рудопотоков, выделения ближайшего события, имитации взаимодействия элементов; блок моделирования оперативно-диспетчерского управления - для выработки решений по управлению рудником; блок организации имитационных экспериментов - для варьирования параметров элементов технологических схем в соответствии с принятым видом планирования экспериментов; блок обработки результатов моделирования работы рудника — для определения прогнозных показателей организации систем рудопотоков; блок организации диалогового режима. В качестве исходных данных для проведения экспериментов задаются структуры технологических схем и диапазоны возможного варьирования их параметров. Затем составляется план проведения экспериментов. Модель позволяет также вести активное планирование экспериментов, при котором с целью отыскания оптимума по некоторому критерию, например по максимуму производительности, могут варьироваться виды и типоразмеры оборудования, анализироваться различные способы управления и т.д. Собственно эксперимент заключается в имитации работы вариантов схем путем моделирования элементов в соответствии с очередностью наступающих событий. При этом программный модуль «настраивается» на требуемый элемент путем подстановки соответствующих параметров из базы данных. В результате получают случайную реализацию деятельности карьера за добычную смену. Усредненные по достаточному числу реализации показатели среднесменной работы карьера и статистическая оценка надежности результатов позволяют сделать обоснованный вывод об эффективности того или иного организационно-технического решения. Адекватность моделирования должна обеспечиваться, кроме необходимых свойств модели, также достоверной статистикой отказов элементов технологической цепи. Эта статистика получена непосредственно в результате производственных наблюдений с учетом статистических критериев полноты и достаточности выборки, а также /-критерия Смирнова, обеспечивающего очистку статистических выборок от наблюдений, которые с высокой вероятностью могут быть признаны ошибочными. Кроме того, адекватность работы моделей проверялась по результатам моделирования. Моделировались условия работы за те смены, результаты которых были известны, т.е. имитировалась работа экскаваторов в тех же забоях, модель отображала работу такого же числа автосамосвалов, и они работали в том же режиме, что и в реальности. Так как имитационное моделирование является статистическим, каждая реальная смена моделировалась 30 сменами, затем результаты усреднялись (моделирование 30 смен требуется для достижения статистической устойчивости результатов). Фактические и модельные результаты работы технологической цепи сравнивались по статистическим критериям Фишера, Стыодента и Уилсона. После доказательства адекватности модели по статистическим критериям проводились основные имитационные эксперименты, исходные данные которых приведены ниже.
