[发明专利]一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法

权利要求书

1.一种抑制风力随机扰动的缆机运行线路规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：建立缆机吊罐工作过程中的运输路径约束条件，包括时间约束条件、碰撞约束条件和高度约束条件；

S2：确定缆机吊罐运行路径的相关影响因素，包括工期、机械使用效率和空间暴露风险；

工期计算方式如下：

t_s＝t_a+t_b+t_c

式中，t_s为缆机重载运输的工期；t_a、t_b、t_c分别为缆机重载运输加速、匀速、减速时间；l_a、l_b、l_n分别为缆机重载运输加速、匀速、减速运行水平距离；v_n为小车运行最大水平速度；a_e、a_b分别为小车重载运输加速度和减速度；I_x装料点到卸料点的水平距离；

机械使用效率计算步骤如下：

S21：根据缆机吊罐影响空间内的仓面施工机械各时刻工作状态r_k与缆机一次往返时间T_a，计算仓面施工机械的有效工作时间T_k：

S22：机械使用效率η可表示为：

式中：r_k为0-1变量，当施工状态为有效运行状态时，r_k＝1；当施工状态为等待、避让非有效施工状态时，r_k＝0；

空间暴露风险计算步骤如下：

S23：吊罐出现在空间暴露区域的概率P₂等于吊罐出现在空间暴露区域中的时间t_a与缆机往返运行时间T_a之比：

S24：根据缆机与仓面振捣机械同时上下作业时重叠部分的宽度_cy和振捣机械宽度c_d，计算空间暴露区域占据振捣机械数量O_s为：

S25：振捣机械出现在空间暴露区域的时间t_z可表示为：

式中：R为振捣机械振动半径，t_r为振捣机械在一个插点的作用时间，t_m为相邻插点之间的移动时间，k为仓面施工振捣机械数量，c_x为重叠部分的长度；

S26：根据某一层工作面混凝土总需求量及吊罐体积，该层总施工时间为：

式中：T_z为某一层坝体缆机总施工时间，w_x为待浇仓面长度，w_y为待浇仓面宽度，σ为松铺系数，c为分仓层厚度，Q为吊罐体积；

S27：在风速条件下，振捣机械出现在空间暴露区域的概率P₃为振捣机械出现在空间暴露区域的时间t_z与浇筑层施工总时间T_z之比：

S28：根据坝址附近各级风速v_f的概率P₁，若鲁棒控制风速为v_lb，利用联合概率得到风力作用下的浇筑空间暴露风险的期望值E：

S3：结合运输路径约束条件，以工期、机械使用效率以及空间暴露风险为目标，建立缆机运行路径多目标优化模型；

缆机运行路径多目标优化模型建立步骤如下：

S31：根据现场施工情况划定重叠区域，确定施工设备参数，F₁为工期目标，F₂为机械使用效率目标，F₃为空间暴露风险目标；

S32：通过对工期t_s、机械使用效率η和空间暴露风险E的缆机运行路径影响因素进行分析，得到缆机运行路径优化多目标函数；

S4：采用多目标鲁棒优化方法，构建缆机运行路径多目标鲁棒优化模型；

S5：采用交叉熵进化算法，通过快速非支配排序及适应度值的分配获取多目标折中解集，实现解集向帕累托前沿逼近并获得帕累托最优解。