基于Multi-Agent技术的地下铀矿山运提系统可靠性仿真研究

来源 :南华大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yuanbowen
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铀作为核反应堆的基本燃料,是核电的主要原料,随着世界能源危机及国家发展的需要,对铀矿的开采规模势必越来越大。开采规模的增大直接导致了整个矿山生产系统的复杂化,这也使得对生产系统的可靠性分析变得越来越困难。在铀矿开采中,其余矿山条件正常的情况下,矿山全部生产大系统能够稳定经济运行的关键性前提就是能够有一个良好的提升与运输系统,它的可靠性直接影响到矿山的生产规模和经济效益。因此,本论文根据地下铀矿山生产系统特性,应用多智能体技术构建地下矿山运提系统可靠性模型,应用智能体的分布式自制和协商机制,结合随机过程理论,实现地下铀矿山运提系统的可靠性仿真。多智能体(Multi-Agent)建模理论拥有自立性、分布式自治性、妥协性,且拥有自我构造、学习和推理的本领。因此,Multi-Agent建模理论能够很好的构建和完善运输与提升系统的可靠性体系结构。首先,运用多智能体技术构建地下矿山运提系统的智能体结构,把地下铀矿山运输提升系统分解成主控Agent(单智能体)、运输Agent、提升Agent及通风Agent;然后,运用系统可靠性理论及Stateflow技术构建单智能体及它们之间的通讯机制,在Matlab软件中基于Simulink实现对生产系统的可靠性仿真。(1)基于Multi-Agent技术的地下铀矿山运输与提升系统可靠性仿真模型框架的研究。利用多智能体仿真方式,采用从下到上的顺序方法来进行建模。首先将每台设备可以看成是一个单独的设备任务单元Agent。阶段运输、提升以及通风子系统又是由这些任务单元Agent构成。(2)任务单元Agent模型的设计。整个地下开采生产系统按照面向任务的分解方法可以分为通风子系统、阶段运输子系统、竖井提升子系统。而每个子系统都是由若干担负不同功能的设备组成如阶段运输子系统,它由溜井、放矿机、矿车及电机车等这些主要的设备组成。本论文采用“自下而上”的建模思路,从系统的任务单元入手,这使得系统的建模过程大大简化,也提高了模型的可重用性。(3)生产系统可靠性仿真模型运行流程设计。通风、运输和提升三个子系统在物理上是串联的关系,但他们的可靠性关系却不是简单的串联关系,其中的某一个系统发生故障在一定的时间内可以恢复正常的话就不会影响整个系统的工作,所以可将它们看成是一个柔性串联系统。采用“自下而上”的建模技术将系统逐级分解,最终三个子系统的可靠性逻辑关系由主控智能体来实现。通过仿真分析,认为本文建立的铀矿山运输与提升系统可靠性仿真模型比较符合实际,得到的可靠性仿真结果也较为合理,得到的可靠性数量指标能够为矿山生产计划和维修计划的制定提供一些理论数据作为参考;由于使用了Stateflow仿真建模技术,使得仿真模型的创建工作量大大减少,后续仿真中对模型的修改也变得较为简单。
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