ГОРНЫЕ МАШИНЫ

Оригинальная статья

УДК 622.333.004.942 © В.В. Зиновьев, И.С. Кузнецов, А.Н. Стародубов, 2021

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 7-2021 /1144/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2021-7-9-12

Название

Исследование человеко-машинного управления автосамосвалами в составе экскаваторно-автомобильного комплекса с применением имитационного моделирования

Авторы

Зиновьев В.В., канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник ФИЦ УУХ СО РАН, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: zv150671@gmail.com

Кузнецов И.С., аспирант ФИЦ УУХ СО РАН, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: is150794@mail.ru

Стародубов А.Н., канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник ФИЦ УУХ СО РАН, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: a.n.starodubov@gmail.com

Аннотация

С применением имитационного моделирования исследовано влияние долей дистанционного и автоматического управления, количества операторов и управляемых ими автосамосвалов на производительность вскрышного забоя, степень использования операторов и простои автосамосвалов при человеко-машинном управлении на угольном разрезе. В экспериментах установлено наиболее эффективное сочетание количества операторов и автосамосвалов, автоматизированных и роботизированных на разных уровнях.

Ключевые слова

Экскаваторно-автомобильный комплекс, угольный разрез, вскрышной забой, простои, автоматизация, роботизация, человеко-машинное управление, имитационное моделирование, вычислительный эксперимент.

Список литературы

1. Журавлев А.Г. Тенденции развития транспортных систем карьеров с использованием роботизированных машин // Проблемы недропользования. 2014. № 3(3). С. 164-175.

2. Клебанов Д.А. Разработка технико-технологических решений по созданию и применению роботизированных систем грузоперевозок: автореф. дис. …канд. техн. наук. М., 2015. 21 с.

3. Конюх В.Л., Тайлаков О.В. Предпроектный анализ шахтных робототехнических систем. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение. 1991. 182 с.

4. Стенин Д.В. Перспективы развития производства автономных тяжелых платформ для безлюдной добычи полезных ископаемых // Горное оборудование и электромеханика. 2019. № 6. C. 3-8.

5. Воронов А.Ю. Оптимизация эксплуатационной производительности экскаваторно-автомобильных комплексов разрезов: дис. … канд. техн. наук. Кемерово, 2015. 195 с.

6. Задорожных В.Н. Методы аналитико-имитационного моделирования систем с очередями и стохастических сетей: автореф. дис. …доктора техн. наук. СПб., 2011. 36 с.

7. Элина компьютер. [Электронный ресурс]. URL: http://elina-computer.ru/ (дата обращения: 15.06.2021).

8. Владимиров Д.Я. Обоснование параметров роботизированных горнотехнических систем в осложненных условиях открытой разработки месторождений полезных ископаемых: дис. … канд. техн. наук. Магнитогорск, 2016. 195 с.

9. Зырянов И.В., Ильбульдин Д.Х., Кондратюк А.П. Параметры системы дистанционного управления горнотранспортным оборудованием в условиях Удачинского ГОКа // Горная промышленность. 2016. № 5. С. 49-51.

Поддержка

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-37-90031 «Разработка специализированной компьютерной системы имитационного моделирования для исследования параметров безлюдной открыто-подземной геотехнологии».

Для цитирования

Зиновьев В.В., Кузнецов И.С., Стародубов А.Н. Исследование человеко-машинного управления автосамосвалами в составе экскаваторно-автомобильного комплекса с применением имитационного моделирования // Уголь. 2021. № 7. С. 9-12. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-7-9-12.

Информация о статье

Поступила в редакцию: 09.04.2021

Одобрена рецензентами: 27.05.2021

Принята к публикации: 15.06.2021

РЕЦЕНЗИЯ

На статью: «Исследование человеко-машинного управления автосамосвалами в составе экскаваторно-автомобильного комплекса с применением имитационного моделирования», авторы: Зиновьев В.В., Кузнецов И.С., Стародубов А.Н.

Рецензент

Казунина Г.А., доктор техн. наук, профессор Кафедры математики ФГБОУ Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева.

При добыче угля открытым способом с использованием традиционных технологий люди вынуждены работать в загрязненной среде, шуме, пыли, вибрациях. Все это существенно осложняет присутствие и участие человека в технологических процессах и снижает эффективность угольного разреза. Поэтому основным направлением повышения безопасности горных работ и эффективности добычи в данных условиях является разработка и внедрение безлюдных геотехнологий на основе применения средств автоматизации и роботизации на различных уровнях от дистанционного управления до полной роботизации, при которой горная машина на основе анализа информации самостоятельно принимает решения по выполнению той или иной операции. В настоящее время для ведения открытых горных работ наиболее отработаны решения по человеко-машинному управлению, где выполнение сложных операций, таких как установка автосамосвалов на погрузку/разгрузку находится в ведении оператора в ручном режиме, а монотонный труд, сводящийся в основном к автономному движению автосамосвалов в порожнем/груженом состояниях по заданной траектории, отдан автоматике. При человеко-машинном управлении автосамосвалами, когда часть операций выполняется устройством управления, а другая часть - дистанционно оператором, возникают задачи по исследованию влияния долей дистанционного и автоматического управления, количества управляемых автосамосвалов и количества операторов на производительность забоя, степень загруженности экскаваторов и операторов, а также простои автосамосвалов по причине ожидания операторов. Проверка таких задач в реальных условиях угольного разреза требует крупных затрат, так как от их решения будет зависеть оснащение автосамосвалов средствами навигации, позиционирования, формирование алгоритмов дистанционного и автоматического управления, создание распределенной сети для обмена цифровой информацией в реальном времени. Поэтому для решения подобных задач применяют математическое моделирование.

Общий характер материала: работа содержит новый подход, основанный на имитационном моделировании экскаваторно-автомобильного комплекса, позволяющий решать задачи по определению влияния долей дистанционного и автоматического управления, количества управляемых автосамосвалов и количества операторов на производительность забоев, степень загруженности экскаваторов и операторов, а также простои автосамосвалов, определять наиболее эффективное сочетание количества операторов и автосамосвалов, автоматизированных и роботизированных на различных уровнях.

Цели и задачи исследования вполне аргументированы. Представленные материалы соответствуют цели и задачам исследования. Научный материал собран и обработан на высоком уровне. Содержание и оформление работы соответствуют предъявляемым требованиям. Сделанные выводы вполне обоснованы. Замечания по содержанию, выводам рекомендациям и оформлению работы отсутствуют.

Заключение: рецензируемая статья «Исследование человеко-машинного управления автосамосвалами в составе экскаваторно-автомобильного комплекса с применением имитационного моделирования» рекомендуется к публикации в журнале «Уголь».