(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111478815.7 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 李宁　吴亚辉　王李管　贾明滔　 任高峰　池秀文　王其洲　周阳　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 代理人 张璐 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 崩落法开采矿山铲运机出矿作业工时预测 方法及系统 (57)摘要 一种崩落法开采矿山铲运机出矿作业工时 预测方法， 包括： S1、 将铲运机出矿作业 分为铲装 和运输两个工况， 分别收集两个工况的作业时间 数据； S2、 分析两种工 况的作业环境， 分别确定影 响两种工况作业工时的影响因素； S3、 根据收集 的两种工 况下的铲运机作业时间数据， 采集影 响 两种工况作业工时的影响因素， 构建数据集， 将 数据集中的数据分为训练样本和测试样本； S4、 将支持向量机中的多项式核 函数和Laplacian核 函数进行复合组合， 构建复合核函数的最小二乘 支持向量机预测模型； S5、 使用改进的郊狼算法 对复合核函数的参数进行寻优， 对 预测模型进行 训练， 得到最优核 函数参数； S6、 输入相对应的测 试样本， 得到两种工况下的铲运机作业工时预测 值。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 114154726 A 2022.03.08 CN 114154726 A 1.一种崩落法开采 矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特 征在于， 其包括如下步骤： S1、 将铲运机出矿作业分为 铲装和运输 两个工况， 分别收集两个工况的作业时间数据； S2、 分析两种工况的作业环境， 分别确定影响两种工况作业工时的影响因素； S3、 根据收集的两种工况下的铲运机作业时间数据， 采集影响两种工况作业工时的影 响因素， 构建数据集， 将数据集中的数据分为训练样本和 测试样本； S4、 将支持向量机中的多项式核函数和L aplacian核函数进行复合组合， 构 建复合核函 数的最小二乘 支持向量机预测模型； S5、 使用改进的郊狼算法对复合核函数的参数进行寻优， 分别输入两种工况的训练样 本对预测模型进行训练， 得到最优核函数参数； S6、 在预测模型中输入相对应的测试样本， 得到两种工况下的铲运机作业工时预测值， 最后将两种工况下的预测值相加， 再加上固定的卸矿时间得到铲运机一个作业循环的作业 工时预测值。 2.如权利要求1所述的崩落法开采 矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特 征在于， 所述步骤S1中铲 运机出矿作业中运输 工况包括 运矿和返回环 节。 3.如权利要求2所述的崩落法开采 矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特 征在于， 所述步骤S2包括： S21、 确定影响铲 运机作业工时的第一因素； S22、 通过计算各影响铲运机作业工时的第一因素之间的斯皮尔曼Sp earman相关系数， 根据相关系数， 选取相关性弱的影响因素作为影响两种工况作业工时的影响因素。 4.如权利要求3所述的崩落法开采矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特征在于， 影 响两种工况作业工时的影响因素包括： 对于铲装工况， 人员方面： 驾驶员职业技能等级A1、 从事相关工作时长A2； 机器方面： 铲 齿强度A3、 铲齿磨损程度A4； 环境方面： 矿石爆破块度A5、 矿石硬度A6、 矿石松散系数A7、 工 作面氧气浓度A8； 对于运输工况： 人员方面： 驾驶员职业技能等级B1、 从事相关工作时长B2； 机器方面： 行 驶速度B3、 轮胎磨损程度B4、 转向次数B5、 矿石载重量B6； 环境方面： 行驶路面粗糙度B7、 巷 道氧含量B8。 5.如权利要求1所述的崩落法开采矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特征在于， 所 述步骤S4中构建复合核函数的最小二乘 支持向量机作业工时预测模型包括： S41、 核函数选取： ， Laplacian核函数： σ 为核函数带宽， Laplacian核 函数将向量之间的L2距离调整为L1距离； 选取具有全局属性的多项式核函 数： KP＝[(xgxi)+ 1]q， 其中x,xi为特征向量组， 对 应任意两组影响因素样本数据， q为多项式的次数， 为非负整 数； S42、 构造复合核函数： K(x,xi)＝ρ KP+ μKL+KPKL， 式中ρ， μ为两种核函数的权重系数； KP为 多项式核函数； KL为Laplacian核函数； S43、 将复合核函数带入到最小二乘支持向量机模型中， 构建基于复合核函数的最小二 乘支持向量机预测模型。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114154726 A 26.如权利要求1所述的崩落法开采矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特征在于， 所 述步骤S5包括： S51、 确定需要进行寻优的参数： 两种核函数KL和KL的权重系数ρ， μ、 KL的参数q、 KL的参数 σ 、 最小二乘 支持向量机惩罚参数c； S52、 使用模拟退火算法SA的更新机制对郊狼算法的更新机制进行改进； S53、 将训练样本代入预测模型， 得到对应的预测值， 计算预测模型的预测值和真实值 之间的误差， 构建改进的郊狼算法的适应度函数fit； S54、 设置改进的郊狼算法的终止条件， 在达 到终止条件时， 终止迭代。 7.如权利要求6所述的崩落法开采矿山铲运机出矿作业工时预测方法， 其特征在于， 所 述步骤S52包括： S521、 设置郊狼种群的群 体数NP， 每个群体郊狼个数NC， 变量维度D， 终止条件等 参数； S522、 初始化郊狼种群， t时刻第p个狼群内第c个郊狼的社会状态为： 其中， ubj,lbj分别表示第维数值的上、 下界， rj为[0,1]范围内的随机实数； S523、 计算郊狼的适应度： S524、 郊狼群 体更新， 找到当前群 体内的头 狼alphap,t， 计算郊狼群文化趋势cultp,t。 式中， 为t时刻p狼群中所有郊狼在为 NC奇数时第j维度的社会状态的中位数； 郊狼群中郊狼个体的更新， 计算头狼和郊狼群文化趋势对当前时刻对应的郊狼群内个 体更新产生的影响δ1， δ2， 有： 式中， 为郊狼群中两 头随机个 体； 在标准郊狼个体的更新公式中引入了衰减系数： 式中k为当前迭代次数， 改进后的个体更新公式为： 式中r1,r2为[0,1]之间的 随机数； 更新郊狼个 体适应度： 选择 郊狼个体 ： 引入模拟退化算法的 更新机 制对郊狼个体进行更新 ： 若权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114154726 A 3