一种矿渣智能运输控制系统及方法与流程

本发明涉及智能交通管理，尤其涉及一种矿渣智能运输控制系统及方法。

背景技术：

1、随着工业化进程的加快，矿渣的运输需求不断增加。矿渣作为工业副产品，其运输涉及到复杂的物流和运输管理。传统的矿渣运输方式依赖于固定的运输路线和简单的调度管理，这在实际操作中存在诸多挑战和问题。交通堵塞、道路施工、恶劣天气等因素都会对运输过程产生重大影响，导致运输效率低下、成本增加和安全隐患。

2、同时，随着现代信息技术的快速发展，地理信息系统（gis）、全球定位系统（gps）和传感器技术在各行业中得到了广泛应用。这些技术能够提供实时的地理信息数据和交通数据，为运输管理提供了新的解决方案。然而，现有的矿渣运输系统尚未充分利用这些技术，导致运输过程难以实现实时优化和智能化管理。

3、现有技术至少存在如下技术问题：难以适应动态变化的交通环境，无法根据实时交通数据进行路径动态调整，导致运输效率和安全性无法保障；缺少对车辆状态的实时监控和评估，影响车辆调度和管理的优化；无法实现对运输车辆的智能调度和管理，导致资源利用率低；缺乏数据驱动的优化机制，智能运输控制系统的适应性和预测能力不足，缺乏动态调整和实时优化能力，导致运输过程不够顺畅和高效。

技术实现思路

1、本发明提供一种矿渣智能运输控制系统及方法，以解决现有技术难以适应动态变化的交通环境，无法根据实时交通数据进行路径动态调整，导致运输效率和安全性无法保障；缺少对车辆状态的实时监控和评估，影响车辆调度和管理的优化；无法实现对运输车辆的智能调度和管理，导致资源利用率低；以及缺乏数据驱动的优化机制，智能运输控制系统的适应性和预测能力不足，缺乏动态调整和实时优化能力，导致运输过程不够顺畅和高效的问题。

2、本发明的一种矿渣智能运输控制系统及方法，具体包括以下技术方案：

3、一种矿渣智能运输控制方法，包括以下步骤：

4、s1、对矿渣运输路径进行初步路径规划，并计算每辆矿渣运输车的状态评分；基于矿渣运输车的状态评分对运输路径进行评分；动态调整矿渣运输车的状态评分，并实时更新路径评分，根据新的路径评分调整运输路径；

5、s2、将矿渣运输车的状态评分和路径评分输入到双层自适应蚁群算法中，进行全局搜索和局部优化，生成最优的矿渣运输路径。

6、优选的，所述s1，具体包括：

7、引入动态路径优化算法，进行初步路径规划；通过构建道路网络图，设置起点和终点，并计算每条边的权重，找到起点到终点的初步最优路径。

8、优选的，所述s1，具体包括：

9、通过构建车辆状态评估模型，计算每辆矿渣运输车的状态评分。

10、优选的，所述s1，具体包括：

11、在进行初步路径规划时，将矿渣运输车的状态评分作为边的权重调整因子；在构建道路网络图的过程中，基于矿渣运输车的状态评分计算每条边的权重。

12、优选的，所述s2，具体包括：

13、将矿渣运输车的状态评分和路径评分作为输入参数，输入到双层自适应蚁群算法中，生成初始种群；初始种群中每个个体表示一种调度方案，每个个体由矿渣运输车的状态评分和路径评分组成的权重向量表示；基于矿渣运输车的状态评分和路径评分初始化信息素浓度矩阵。

14、优选的，所述s2，具体包括：

15、双层自适应蚁群算法分为全局层和局部层，分别进行全局搜索和局部优化；通过设计全局层搜索方法，进行信息素浓度更新和路径选择。

16、优选的，所述s2，具体包括：

17、基于信息素的挥发和蚂蚁在路径上留下的新信息素量来更新信息素浓度，信息素浓度的变化影响蚂蚁在下一步选择路径的概率；计算每只蚂蚁选择路径的概率，蚂蚁选择路径的概率与所述路径在全局搜索中的优先级成正比。

18、优选的，所述s2，具体包括：

19、根据选择路径的概率，生成新的调度方案，选择概率最大的路径作为最优运输路径；将新的调度方案传递到局部层进行优化，并调整最优运输路径。

20、优选的，所述s2，具体包括：

21、通过设计局部优化方法，进行局部搜索并调整局部信息素浓度；局部搜索对每个新生成的调度方案进行优化；在局部搜索并调整局部信息素浓度完成后，更新信息素浓度矩阵，将更新后的信息素浓度传递回全局层。

22、一种矿渣智能运输控制系统，包括以下部分：

23、数据采集模块、初步路径规划模块、运输调度模块、全局搜索模块、局部优化模块；

24、数据采集模块，采集车辆的实时位置、速度、燃料状态信息，以及矿渣的运输需求和实时交通数据，并获取地理信息数据；数据采集模块与初步路径规划模块、运输调度模块相连；

25、初步路径规划模块，通过引入动态路径优化算法，结合地理信息数据和实时交通数据，进行初步路径规划；初步路径规划模块与运输调度模块相连；

26、运输调度模块，根据实时交通数据和车辆的实时位置，建立车辆状态评估模型，计算每辆矿渣运输车的状态评分；结合实时交通数据、地理信息数据和矿渣运输车的状态评分，对运输路径进行评分；通过车辆调度算法动态调整矿渣运输车的状态评分，并实时更新路径评分；根据新的路径评分调整运输路径；运输调度模块与全局搜索模块相连；

27、全局搜索模块，将矿渣运输车的状态评分和路径评分输入到双层自适应蚁群算法；双层自适应蚁群算法分为全局层和局部层，分别进行全局搜索和局部优化；设计全局层搜索方法，进行信息素浓度更新和路径选择；全局搜索模块与局部优化模块相连；

28、局部优化模块，设计局部优化方法，进行局部搜索并调整局部信息素浓度；局部搜索并调整局部信息素浓度后，更新信息素浓度矩阵，将更新后的信息素浓度传递回全局层；局部优化模块与全局搜索模块相连。

29、本发明的技术方案的有益效果是：

30、1、通过集成gis、传感器和gps设备，实时获取地理信息、道路状况和交通数据，实现对矿渣运输路径的智能规划和优化，采用动态路径优化算法，可以根据实时交通数据动态调整运输路径，确保运输过程的高效性；实时采集和分析交通事故、施工信息、天气情况等数据，及时调整运输路径，避免因突发事件导致的运输延误和安全隐患，从而保障运输车辆和驾驶员的安全。

31、2、通过建立车辆状态评估模型，综合考虑车辆的维护状态、燃料状态和行驶时间，计算车辆状态评分，结合路径评分进行车辆调度优化，采用双层自适应蚁群算法，实现对运输车辆的智能调度和管理，优化车辆资源的利用率；在运输过程中，根据运输车的状态数据和实时交通数据，动态调整矿渣运输车的车辆状态评分和路径评分，实时更新运输路径；持续收集和分析车辆的实时位置、速度、燃料状态等信息，以及矿渣的运输需求和实时交通数据，通过不断优化动态路径优化算法，提高路径规划的精准性和适应性。

32、3、通过优化运输路径和车辆调度，减少矿渣运输的行驶距离和时间，从而降低燃料消耗和车辆磨损，进而降低运输成本；同时，智能运输控制系统能有效避免因交通拥堵和突发事件造成的延误，进一步节约运输成本；通过集成gis，能够实时展示运输路径和交通状况，并通过车辆调度算法实现对运输车辆的智能调度和管理，确保运输过程的顺畅和高效。