BRPI1009932A2 - sistema de automoção integrado com sistema de compilação de imagem - Google Patents

Abstract

sistema de automação integrado com sistema de compilação de imagem métodos e sistemas são descritos para a geração de uma representação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região. o método compreende o recebimento de uma informação especificando uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região; o recebimento de dados heterogêneos descritivos da região; a associação dos dados recebidos nas respectivas zonas localizadas; a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas nas representações de dados das zonas localizadas; e a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

Description

SISTEMA DE AÜTOMAÇAO INTEGRADO COM SISTEMA DE COMPILAÇÃO DE

IMAGEM

CÃMPO DA. INVENÇÃO

Esta invenção se refere à condução de operações integradas em uma região geográfica definida e, em particular,· a operações envolvendo um equipamento autônomo.

A. invenção tem várias aplicações e, etn uma de suas modalidades possíveis, tem aplicação a um sistema de automação para minas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Há. um uso crescente de sistemas de controle para a automação de processos industriais ou maquinário, já que a

automação pode prover	maior	eficiência e	segurança.
Conforme a complexidade	dos j	>rocessos ou do	maquinãrio
15 aumenta, mais complexo	se torna o sistema de	automação.
Isto é particularmente	assim	quando operações	autônomas

estão envolvidas,

Um exemplo de uma aplicação complexa em que operações autônomas podem ser usadas é na mineração, üma mineração a 20 céu aberto convencional, por exemplo, de um mineral portando metal ou rocha, normalmente envolve o acesso progressivo d.e uma jazida seguido pela perfuração, denotação, carregamento e transporte do material liberado. No caso de minério de ferro, ele é minerado em grandes 25 blocos a partir de uma série de frentes e as várias atividades de mineração (além da detonação} são realizadas concorrentemente, resultando em um equipamento diverso e, frequentemente, pessoas, estando presentes simultaneamente no local da mina, Uma frente de minério tipicamente de 40 m 30 de comprimento x 20 m de profundidade x 10 método de altura

2/75 fò contendo da ordem de 8 quilotoneladas de minério é <«.

prímeiramente perfurada para a formação de um padrão de fôros de detonação e o resíduo de perfuração é analisado, como uma etapa em uma. análise mais extensiva, para se 5 determinar se o material a ser detonado compreende, em média, um minério de alto grau, um minério de baixo grau ou um material de resíduo. 0 material detonado é coletado por pás mecânicas, escavadeiras e/ou manipuladores telescópicos, carregado em caminhões de transporte e 10 transportado a partir do poço de mina. O material então é processado fora do poço de mina, dependendo da determinação de grau; o material de rejeito tipicamente sendo usado como preenchimento da mina, o minério de grau baixo sendo empilhado ou combinado com. minério de grau alto, e o 15 minério de grau alto sendo processado adicionalmente, conforme requerido para a formação de um produto comerciável,

Operações autônomas ate agora foram adotadas a uma extensão muito limitada em locais de mina. Os exemplos 20 incluem a operação de veículos de transporte automatizados sob um controle remoto a partir de sistemas de controle centralizados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é 25 provido um método de geração de uma representação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o método compreendendo*

a) o recebimento de uma informação especificando uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras 30 geográficas definidas por operação na região;

3/·?5

b) ο recebimento de dados heterogêneos descritivos da região;

^y c) a associação dos dados recebidos -com respectivas zonas localizadas;

d) a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas rias representações de dados das zonas local1zadas; e

e.) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região 10 geográfica.

De acordo com um segundo aspecto da invenção, e provido ura aparelho para a geração de uma repx*esentação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o aparelho IS compreendendo:

a) meios para o recebimento de uma informação especificando uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região?

b) meios para o recebimento de dados heterogêneos? 20 descritivos da região;

c) meios para a associação dos dados recebidos com respectivas zonas localizadas;

d) meios para a fusão dos dados recebidos associados ãs zonas localizadas nas representações de dados das zonas localizadas; e

e) meios para a integração das x~epresentações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

De acordo coro um terceiro aspecto da invenção, ê provido um sistema para a geração de um modelo de um

4/75 ambiente no qual uma pluralidade de unidades de equipamento « é empregada para a extração de pelo menos um recurso do ambiente, em que o ambiente é dividido era uma hierarquia de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas 5 por operação, o sistema compreendendo:

uma unidade de gerenciamento para a configuração de uma pluralidade de compiladores de modelo correspondendo às zonas localizadas, cada compilador de modelo compreendendo unidades de modelagem selecionadas a partir do conjunto que lü consiste ^ em:

a) uma unidade de modelagem pré-extração configurada para receber dados a partir de uma primeira pluralidade de sensores heterogêneos e para a fusão dos dados em um modelo pré-extração descritivo da zona localizada correspondente;

b) uma unidade de modelagem de equipamento configurada para receber dados de equipamento relativos a uma ou mais unidades de equipamento operando na zona localizada correspondente e para a combinação dos dados de equipamento em um modelo de equipamento; e c; uma unidade de modelagem pos-extração configurada para receber dados a partir de uma segunda pluralidade de sensores e para a fusão dos dados em um modelo pôs-extração descritivo do material extraído.

De acordo com um aspecto adicional da invenção, ê provido um programa de computador que compreende um código que pode ser lido em máquina para controle da operação de um sistema de processamento de dados no qual o código é executado para a realização de um método de geração de uma representação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o

5/7S * ........

« mé todo compreendendo;

a) o recebimento de uma informação especificando uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região;

b) o recebimento de dados heterogêneos descritivos da região; .......... ........ ......

c) a associação dos dados recebidos com respectivas zonas localizadas;

dl a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas nas representações de dados das zonas locali zada s; e

e) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma 1’epresentação de dados comum da região geográfica;

De acordo com um aspecto adicional da invenção, é provido um programa de computador que compreende um código que pode ser lido em máquina gravado em um meio de gravação que pode ser lido em máquina para controle da operação de um sistema de processamento de dados no qual o código é executado para a realização de um método de geração de uma representação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o métudo compreendendo;

a) o recebimento de uma informação especificando uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região;

b) o recebimento de dados heterogêneos descritivos da região;

c) a associação dos dados recebidos com respectivas ü zonas 1oca1i zadas;

d) & fusão dos dados recebidos associados ãs zonas A· localizadas nas representações de dados das zonas Idealizadas; e

e) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

A invenção será mills plenamente entendida a partir da descrição a seguir de uma modalidade de exemplo na forma de um Sistema de Automação de Mina (MAS) completo. A descrição 10 é provida a titulo de ilustração e com referência a. representações diagramãticas mostradas nos desenhos associados.

Conforme usado aqui, exceto onde o contexto requerer de outra forma, não se pretende que o termo -'compreender e 15 variações do termo, tais como compreendendo, compreende e compreendido, excluam outros aditivos, componentes, integrantes ou etapas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nos desenhosi a figura 1 é uma representação esquemática de uma arquitetura de nival alto de um sistema autônomo integrada para uma mina incluindo uma implementação de um sistema MAS de acordo com uma modalidade da invenção;

a figura 2 ilustra o .Sistema de Automação de Mina 25 (MAS) do sistema da figura 1;

a figura 3 ê uma representação esquemática de um

Sistema de Planejamento de Mina (MPS) do MAS da figura 2;

a figura 4 e uma representação esquemática de um

Sistema de Compilação de Imagem de Mina (MPCS) do MAS da 30 Figura 2;

7/75 a figura 5 mostra um esquema lógica de um sistema de fusão do MFCS cia figura 4;

* a figura € é uma. representação esquemática de um Sistema de Controle de Mina (MCSj do MAS da figura 2;

a	figura 7	e	uma	representação	esquemática	de uma
máquina	de estado	de	nive	ϊΐ alto para o	MAS da figura
a	figura 8	<á	uma	representação	esquemática	de una.

máquina de estada para um estado ’*RunJ4AS'^f da máquina de estado da figura 7;

a figura 9 ilustra um exempla de transição para uma entidade buscando uma transição a partir de uma. localização de começo em B para uma localização de fim em C de acordo com uma modalidade da invenção;

as figuras 10a a e ilustram um fluxo de informação 15 durante a transição mostrada na figura S;

a figura 11 é uma representação diagramática de um sistema de acordo com uma modalidade da. invenção;

a figura 12 ê uma representação diagramática de um MP3 de acordo com uma modalidade da invenção;

a figura 13 é uma representação diagramática de uma topologia de MCS de acordo com uma modalidade da invenção;

a figura 14 ê uma representação diagramática de uma comunicação entre cada Planejador de Tarefa da figura 12 e o MCS da figura 13;

a figura 13 é uma. representação diagramática de um emprego de MFCS de acordo com uma modalidade da invenção;

a figura 16 ilustra comunicações de controle para um plug-in de MFCS da. figura 15 no MCS da figura 13;

a figura 17 ilustra uma comunicação entre o MFCS da 30 figura IS, o MCS da figura 13 e o equipamento de mina mostrado na figura 11;

:?x · ........................................2 22............. 22 ...... _::: _:::

a figura 18 ê uma representação diagramática de uma configuração do MAS de acordo com os componentes descritas nas figuras .1.1 a 17; e a figura 19 é um exemplo de uma regulagem de uma região geográfica»

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

Definidos amplamente, os sistemas e métodos descritos abaixo permitem que operações anônimas sejam efetuadas em .10 uma região geográfica, definida. Uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação é estabelecida na região e sistemas operacionais autônomos realizam operações autônomas específicas nas zonas localizadas, os sistemas operacionais autônomos 15 controlando uma ou mais entidades autônomas, por exemplo, veículos autoguiados e operados, Um sistema, autônomo de uma parte de gerenciamento pode ser integrado com os sistemas operacionais autônomas. Um operador também pade (mas não necessariamente precisa) ser habilitado para exercer um 20 controle des supressão em relação ao sistema autônomo de parta de gerenciamento e, por meio daquele sistema, em relação aos sistemas operacionais autônomos,

A expressão *fronteiras geográficas definidas por operação ê para, ser entendida como significando fronteiras .2.5 que envolvem zonas nas quais as operações são conduzidas ou nas quais as operações pedem ser conduzidas de tempos em tempos. Por exempla, no contexto de um local de mina, uma fronteira que envolve uma zona de carregamento de frente ativa pode ser de definição de operação, como pode sér uma 3 0 que circunda uma rodovia estática ao longo da qual

9/75 caminhões de transporte operacionais podem viajar.

**

0s sistemas e métodos descritos têm várias aplicações; por exemplo, para um método de condução de operações autônomas em aplicações de mineração, agrícolas, florestais, marítimas ou militares, onde operações autônomas podem ser conduzidas em pelo menos uma zona {que tem uma fronteira geográfica definida por operação) em uma região definida. No contexto de uma aplicação agrícola, por exemplo, a invenção pode ser empregada, para facilitar a 10 implementação de controles em relação ao maquinário agrícola autônomo que é operado em zonas localizadas de uma propriedade, agrícola maior.

Também, conforme indicado previamente, os sistemas e métodos descritos podem ter e, de acordo com uma. modalidade 15 de exemplo realmente têm, aplicação em mineração, e a invenção pode incorporar um sistema de controle de mina (MCS*}. Como tal, o MCS opcionalmente pode ser integrado em um sistema de automação de mina {MAS) , com outros componentes do MAS opcionalmente compreendendo um sistema 20 de planejamento de mina l*MPS) e um sistema de análise de mina, o qual é referido aqui como um sistema de compilação de imagem de mina (MFCS ou “MPC) . Uma referência pode ser feita às Tabelas 12 e 11 para uma listagem destes e outros acrônimos e da terminologia usados por todo este 25 relatório descritivo.

O sistema integra unidades de operação (sistemas independentes de equipamento empregado na mina, os quais podem ter seus próprios sistemas de automação), um Sistema de Compilação de Imagem, um Sistema de Planejamento e um 30 Sistema de Controle.

10/75

O conceito de MAS de operações envolve zonas * .....................................................................................................................................................................

localizadas definidas de forma única ligadas ou regiões espaciais na região de mina empregando automação e/ou pessoal de operação. Cada uma destas zonas é considerada 5 como uma Ilha de Automação (loA) , que pode efetivamente mudar de localização cem o tempo, ou cuja fronteira pode mudar de formato, cada uma operando l.ocalmente com seu próprio conjunto de pontos de entrada, pontos de saída e regras e restrições.

IO Por segurança, deve haver uma separação estrita, entre as IcAs, com uma entidade estando apenas sob o controle de um único IcA em qualquer dado tempo e os métodos descr'itos proveem um meio para controle de interações. Uma combinação de barreiras físicas, tais como janelas e cercas,, ou de 15 ''barreiras virtuais, tal como um mapeamento baseado em bordas periféricas, pode ser usada para a separação das ilhas / zonas. Como todas as entidades na mina tipicamente terão uma capacidade de autolocalização, uma barreira virtual pode ser configurada para dar um alarme ou parar as 20 operações, quando as entidades se desviarem de suas regiões de operação,

No nível mais alto, a mina inteira pode ser considerada como uma loA única. Uma .hierarquia de ilhas sub··· regionais pode ser definida, então, para encapsular 25 áreas da trabalho específicas. Por exemplo, loAs separadas podem ser criadas de forma nocional na mina para uma rede de estreadas, uma. frente a ser perfurada e uma área sob escavação. Também, pode ser desejável em uma dada situação de mina criar uma hierarquia alojada de loAs menores nestas 30 áreas, caso isso seja requerido. Uma transição para a para τ j, / 7 R fora de uma loA é estritamente controlada e o conceito de *

uma zona de transição (descrita abaixo com referência às figuras 9 e 10) é usado para a definição da região em torno dos pontos de entrada e de saída, onde as transições são 5 gerenciadas. Om papel destas zonas de transição é prover limites estreitos para as áreas etn que uma transferência de controle pode ocorrer e garantir que esta entidade não esteja operando sem estar sob o controle de um sistema autenticado, o MAS e seus componentes podem ser implementados em uma arquitetura centralizada, distribuída ou descentralizada. Por exemplo, os sistemas de MPC e NCS podem ser distribuídos ou descentralizados, de modo que cada IoA possa ter uma unidade de controle dedicada e uma instância de MPC responsável por aquela IoA» 0 mesmo sistema também pode ser implementado em uma arquitetura centralizada. Por exemplo, os modelos gerados pelo Sistema de Compilação de Imagem de Mina podem ser armazenados em um banco da dados centralizado, ou o controle de todas as loAs pode ser calculado por um controlador centralizado e comunicado para cada IoA.

Os blocos de construção funcionais primários dos sistemas descritos são implementados em software. Quando aplicável, uma terminologia é usada, assim, por todo este 25 relatório descritivo, para a descrição de uma implementação em software.

O software requerido para o Sistema de Compilação de Imagem, o Sistema de Planejamento e o Sistema de Controle pode ser implementado com o auxílio de um hardware de 30 computador apropriado na forma de um sistema de computação,

12/75 tal como um servidor. 0 servidor compreende componentes adequados necessários para o recebimento, o armazenamento e a execução da instruções de computador apropriadas. Os componentes podem incluir uma unidade de processamento,, uma 5 memória, um armazenamento e uma interface de entrada saída. Um hardware de computação padronizado também inclui um barramento para comunicação dentre os componentes de hardware, Um exemplo de um sistema, adequado e o servidor PowerEdge M600 da Deli, o qual pode ser alojado em um 10 invólucro PowerEdge MlOOOe da Deli.

A funcionalidade de automação nas unidades de operação pode ser implementada u ido-se um hardware de computador e um software apropriados.

em unidades em uma dado pode ser rodado em um computador embutido cue suprimento de potência montado, omputador embutido compreendendo componentes adequados para receberem, armazenarem as instruções de computador ooriadas. Os componentes podem nc uma uma memória, um armazenamento uma interfa entrada saída. Um exemple· de um sistema adequado é o computador placa única LittleBoard¹

Ampro , provido

Ampro Computers, Inc. de San Joss,

Califórnia.

as unidades de automação forem empregadas em c ond i ç ue s duras, sistema de computador poderá ser alojado

A comunicação entre unidades e entre as unidades de operação e os componentes do MAS pode ser implementada usando-se. um sistema, de comunicação sem fio que suporte uma 30 comunicação bidirectional.

13/75

1, SISTEMA DE AUTOMAÇÃO INTEGRADO

A figura 1 ilustra uma arquitetura de nível alto 100 de um sistema de automação integrado para uma mina. Qs elementos chaves deste sistema incluem:

* Subsistemas de software • sistemas de hardware embutidos- * Sistemas de sensor « sistemas de fusão, processamento e armazenamento de dados ♦ Subsistemas de planejamento inteligente, programação e controle ♦ Veículos autônomos * Redes de comunicação,

O elemento de núcleo do sistema autônomo é o Sistema de Automação de Mina (MAS) 1Q1, o qual é um sistema de automação em tempo real distribuído. O MAS inclui interfaces, subs1stemas, conexões lógicas e enlaces de disseminação de informação para se ter uma interface som e suportar operadores e elementos de automação e de informação de terceiros genéricos.

1,1 Controle de operador

Uma supervisão humana de operações autônomas é um aspecto da arquitetura da sistema e isto é ilustrado na figura 1, onde o elemento de operador 102 é usado para encapsular toda a interação humana com o MAS 101, Isto pode incluir operadores fisicamente distribuídos por todo o local de mina, em uma sala de controle de mina central e em um centro de operações remoto (ROC) (não mostrado).

A arquitetura de MAS pode ser estruturada para se permitir* que qualquer elemento no sistema seja consultado por operadores humanos 102 e papéis de operadores podem ser definidos para se permitir um controle e a monitoração de todos os processos autônomos _f com autoridade para suplantar sistemas de automação ou pará-los. Este nível de controle ê provido para casos de emergência e segurança e, desejável mente, não deve ser exercido durante operações de rotina,

Os elementos chaves dos papéis de operadores podem incluir:

* Monitoração do status de entidades na mina;

* Operações de gerenciamento, planejamento e programação na mina;

♦ Lida com e gerenciamento de situações de emergência;

• Avaliação reguladora de sistemas de informação.

1.1,1 enlace 1-1

A Tabela 1 mostra as interações de informação entre operadores humanos 102 e o MAS 101. As trocas de informação, conforme descrito para todos os enlaces no sistema (L-l a L~ll), são descritas apenas através do tipo de informação que é transmitido, e não do formato ou protocolo de mensagem específico.

A. localização do Enlace L-l é ilustrada na figura 1, operadores humanos 102 podem adicionar, editar, atualizar ou apagar uma informação em qualquer subsistema do MAS 101. Os operadores têm uma interação direta com o

MPS 201., o MCS 203 e o MFCS 202 mostrados na figura 2 e têm uma capacidade de autorizar ou rejeitar dados ou qualquer atividade nestes subsiscemas.

L-l

FONTE

Agentes de tomada de decisão planejadores

15/75

	Iwanos
DESTINO	Sistema de Automação de Mina (MAS)
L-l. 1	Informação para o MPS.
	L-l.1.1	Informação sobre o Plano de Mina.
	L-l.1.2	Informação sobre o Plano de Serviço.
		Informação- sobre o Plano de Tarefa,
ÍBvlii)................	Informação para MFCS.
	L-l. 2.1	Informação sobre o gerenciamento de instâncias de MPC.
	1:-1.,2,2	Informação sobre o modelo de equipamento.
	L-1. .2.3	Informação scbre o modela de dentro da solo.
	L-l,2.4	Informação sobre o medeio de fora do solo.
L-l . 3	Informação para MCS.
	L-l.3.1	Informação sobre o gerenciamento de instâncias xIC.
	L-1.3.2	Informação sobre o status de planos de controle de entidades operando na mina.
FONTE	Sistema de Automação de Mina (MAS)
DESTINO	Agentes de tomada de decisão / planejadores humanos
L-1.4	Informação a partir do MPS.
	L-l. 4.1	Informação sobre o Plano de Mina.
	L-1,4.2	Informação sobre o Flano de Serviço.
	L-l.4.3	Informação sobre o Plano de Tarefa.
L“ 1.5	Informação a partíi do MFCS,
	L-l.5.1	Informação sobre a configuração de MPCS.

L6/75

	L-l.5.2	Informação sobre o modelo de equipamento.
	L-1,5.3	Informação sobre o modelo de dentro do solo·. ........ ..................................................................................................... ................s............
ΪΖ i	L-l.5.4	Informação sobre o modelo de fora do solo.
L-X.6	....... . ...... ....... ......................... ................ Informação a partir do MCS. 1
	L-l.5.1 L-l.6.2	Informação sobre a configuração de MCS. j Informação sobre o status de planos de controle de entidades operando na mina. |

Tabela It Troca® de íaformagão entire o MAU 101 e oa operadores humanos 102 (Enlace &-1).

1,2 Sistemas de terceiros

A arquitetura de MãS 101 é. disposta para suportar uma informação a partir de ambos os sistemas existentes e futuros., os quais podem ser sistemas de terceiros e serviços 103. Isto é gerenciado através do uso de componentes de interface de plug-in flexíveis no sistema 100. Os plug-ins podem ser escritos para suporte de 1D transformações entre as representações de. sistemas externos

1.03 e os elementos do MAS 101 e, conforme novos sistemas se tornarem disponíveis.. novos plug-ins podem ser desenvolvidos para garantia da compatibilidade.

Os sistemas 103 que têm uma interface com o MAS 101 podem incluir sistemas e serviços de informação 105 e/ou sistemas e serviços de automação 104. Um exemplo de sistema de automação de terceiros é um veículo que tem seu próprio sistema operacional autônomo, incluindo seus próprios protocolos de comunicação para comunicação de comandos para o sistema autônomo. Os exemplos de sistemas e serviços de informação de terceiros 1GS incluem bancos de dados e

17/75 sistemas de planejamento. Alguns sistemas de informação de terceiras podem não suportar de forma nativa os formatos de informação usados no MAS 101. Se requerido, interfaces de plug-in para o MAS 101 pude prover um non. junto de transformações para a conversão dos formatos de infor-mação,

O MAS 101 pode ter uma interface com sistemas e serviços de automação de terceiros 104, que proveem maquinâ.río especializado e serviços, tais como:

« Caminhões de transporte autônomos;

* Programadores de recurso;

* Sistemas de. sensor- especializados e métodos de análiser e * Serviços de comunicação pela mina,

A arquitetura do MAS 101 facilita pontos de interface chaves para a integração destes sistemas de automação de terceiros 104. Aqueles que se adequam às especificações de interface devem se integrar sem emendas.

1.2.1 enlace 1«2

A Tabela 2 mostra as interações entre os sistemas e serviços de terceiros 103 e o MAS 101. A localização do Enlace L-2 é ilustrada na figura 1. Os sistemas, de terceiros são divididos em. categorias de informação 105 e de automação 104.

A informação transferida para e recebida dos sistemas e serviços de terceiros 103 é convertida em um formato compatível, com o MAS 101. Isto pode ser realizado através de um suporte nativo para formatos de informação de MAS nos sistemas de terceiros 103, ou do uso de interfaces de plugin especiais no MAS 101.

Os sistemas e serviços de terceiros 103 podem

18/75 interagir com cs MPS 201 para funções de planejamento e de pxogramaçào_f com o MPCS 202 para fusão da informação de informação geométrica, geológica e de equipamento e com o MCS 203 para fins de centrole e monitoração.

L - 2
FONTE	Sistema de Automação de Mina (MAS)
DESTING	Sistemas e Serviços de Terceiros ............................
L-2.1	Informação para os Sistemas e Informação de Terceiros.	Serviços	de
	0-2,1.1 Informação sobre o MFCS.
	L-2.1.2 Informação sobre o MCS.
	L-2.1.3 Informação sobre o MPS.
L-2.2Í 5<<............ ....................	InfoiAmação para inserção Sistemas	e Serviços	de
.......... : Içt i	Automação de Terceiros.
li:: ................ |	L-2.2.1 Informação sobre o MFCS.
	L-2.2.2 1 Informação sobre o MCS.
	L-2.2.3 Informação sobre o MPS.
FONTS	Sistemas e Serviços de Terceiros
DESTINO	Sistema de Automação de Mina (MAS)
L - 2.3	Informação para MPS.
L~ 2 .4	informação a partir do MCS.
L-2.S	Informação a partir do MFCS,

Tabela 2: Trocas de informação entre o MAS Xül e os sistemas e serviços de terceiros 183 (Enlace b-2?.

1.3 Arquitetura de Sistema de Automação de Mina

MAS 101 mostrado em maiores detalhes na figura 2 compreende um sistema integrado que inclui subsistemas de 10 planejamento, estimativa e controle, os quais normalmente serão distribuídos espacialmente por toda a operação de uma mina. Especificamente, os módulos de função principal do

19f7S

MAS são;

*

1< Sistema de Planejamento de Mina, MPS 201,

2. Sistema de Compilação de Imagem de Mina, MFCS 202, e

3. Sistema de Controle de Mina, MCS 203.

Estes sistemas operam em uma topologia plenamente conectada, conforme ilustrado na figura 2.

Existem dependências importantes entre estes elementos do sistema; o MCS 203 tendo uma dependência do MPCS 202 e o 10 MP3 201 tendo dependências do MPCS 202 e do MCS 203. Dado isto, a ordem de emprego, quando rodando o MAS 1.01 é:

1. MPCS 202;

2. MCS 203; então

3. MPS 201.

1.3.1. Enlace L-3

As trocas de informação entre o MP3 201 e o MPCS 202 ocorrem através do Enlace L-3 e são mostradas na Tabela 3. A localização deste enlace é ilustrada na figura 2.

Iltií 1::
FONTE	Sistema de Planejamento de Mina (MPS)
;DESTINO	Sistema de Compilação de Imagem de Mina (MPCS)
------........----------.........	*· ... ....... ----..........---....-----------...------..... . ...-------..............---------.........---......-------------..........----...............----...-----------------------------
	Informação para o Gerenciador de MPC.
	L-3.1.1 | Informação sobre o gerenciamento de
	1 instâncias de MPC.
...---------..------._.....—	....----............------------L....-------------------------------------.....-------------........--------------------...-----------------------------------------
L-3.2	Informação para instâncias de MPC.
FONTE	Sistema de Compilação de Imagem de Mina (MFCS)
DESTINO	Sistema de Planejamento de Mina (MPS)
L-3.3	Informação para Planejador de Mina.
	L-3.3.1 1 Informação sobre a configuração de MPCS.

20/75

1.................................1.................(.......................................................... Γ^-I = (1,-3.3.2 |Informação sobre o modelo de equipamento.( *, ri-----!---------------------i

............ ....................te................8 ......

( iL-3.3,3 (Informação sobre o modelo de fora do i j__j solo._____________________—________________ . .. | ( (L-3.3,4 |Informação sobre o modelo de dentro do( i I .1 ãdlõ,| §-------------------μ--------- ;

<te ........................................^:^:tel ...................................<te............................<< ^:te<^{: .........}............4.............................. <<<<<<.........................-í-tetel ............ ^.................te| (L-3,4 (Informação para Planejador de .Serviço.

( (1-3.4.1 ( Informação sobre o Plano de Mina.__ ; (L-3.4.2 (informação sobre o Plano de Serviço.

( (L-3,4.3 (informação sobre o Plano de Tarefa. __ (L-3.5 (informação para Planejador de Tarefa, ( |L~3.S.1 ( Informação sobre o modelo de equipamento.

( lb-3.5.2 (informação sobre o modelo de fora do

I i (solo.

------------------1-------------------|.........................................................................................

( ( L-3.5.3 ( Informação sobre o modelo de dentro do

I | ( solo._________________ ..... ____

Tabela 3.· Trocas da informação entra o MP3 201 e c MPÇS 202 (Enlace L-3J.

1.3.2. Enlace I»-4

As trocas de informação entre o MPS 201 e o MCS 203 ocorrer pelo Enlace L-4 e são mostradas na Tabela 4. A localização deste enlace ê ilustrada na figura 2.

L-4
FONTE	Sistema de Planejamento de Mina (MPS)
DESTINO	Sistema de Controle de Mina (MCS)
L-4.1	Informação para o Gerenciador de xIC.
te '/I	L-4.1.1 Informação sobre a configuração de xlC.
L-4.2	Informação para instâncias de xIC.
	L-4.2.1 I Informação sobre um Plano de Tarefa.
FONTE	Sistema de Controle de Mina (MCS)

Ο •’ξ Ζ *7 e h ,Α ·1 .Λ

DESTINO Sistema de Planejamento de Mina (MPS)j * Γ Γ...................................-----^ - ..ι

L-4.3 Informação para Planejador de Mma.|

L-4,4 I informação para Planejador de Serviço.

11-4.5 Informação para Planejador de Tarefa. j

I IL-4.5.1 I Informação sobre um. Plano de Tarefa. |

Tabela Trocas de informação entre o MP# 201 e o MCig 203 fEnlace £-4),

1.3.3. Enlace L-5

As trocas de informação entre o MPCS 202 e o MCS 203 ocorrer pelo Enlace L-5 e são mostradas na Tabela 5. A localização deste enlace é ilustrada na figura 2_,________

L-5/_______________________ J í FONTE j Sistema de Compilação de Imagem de Mina (MFCS)|

DESTINO | Sistema de Controle de Mina (MCS)|

.. 5·,, i......... ]. informãçld;. .>ãra.. . de , xíc ....................................................

| | L-5.1.1 | Informação sobre instâncias de MFC.| |ε··5.2 i Informação para instâncias de xlC.ί

ÍL~5>2.1 iInformação a partir do modelo del | j iequipamento.

| L-5.2.2 iInformação a partir do modelo de dentro

I i ido solo.

l·--' — -4.................................+........................................................................................................................................................................

| ÍL~5.2.3 iInformação a partir do modelo de fora do | j solo.

FONTE | Sistema de Controle de Mina (MCS) i

.......................... ......... ........ ............................................................ „ -:--7.- - -7

DESTINO ί Sistema de Compilação de Imagem de Mina (MPCS) L-5,3 jInformação para Gerenciador de MPC, jL-5.3,1 | Informação sobre a configuração de MCS.

L-5,4 jInformação para instâncias de MPC.

22/75

ΐϊ» << ........	L-5.4.1	Informação sobre cs planos de Trajetória
		de entidades.
	L~ 5.4.2	Informação sobre o status de Tarefas.

Tabela 5: Trocas de informação entre o MFCS 202 e o MCá 203 (Enlace L-5)«

1.3<4. Sistema operacional de MAS

Ê dada consideração, agora, à operação do sistema e aos aspectos da operação do MAS 101, incluindo os estados do sistema durante a partida e a execução, bem como sequências de informação chaves durante uma operação. Os módulos funcionais do MAS 101 são mostrados em maiores detalhes nas figuras 3 a 6,

A ordem de operações chaves no MAS 101 é:

1. Criar uma ilha de automação (XoA) e seu controlador de ilha associado 602, xIC. A criação de ilhas de automação pode ser um processo manual, um processo automático ou uma combinação de um processo manual e automático. Um processo manual pode envolver um operador em uma interface de usuário para o MAS 101 definindo as fronteiras de XoA. O operador pode ter a assistência do MPCS 202 na execução deste papel. Por exemplo, um operador pode identificar localizações de mineração, estreadas, plantas de 20 preces sarnento, etc. como XoAs. Os XoAs criados automaticamente podem ser fronteiras de locais de mineração específicos em que um equipamento deve se mover.

2. Criar um Planejador de Serviço 302 a partir do Planejador de Mina 301. isto podaria ser provido por um operador humano 102 ou gerado automaticamente pelo Planejador de Mina 301. O operador humano 102 pode usar de novo uma interface de usuário e um conhecimento das

3/75 capacidades de um equipamento disponível para a formulação

X de um plano de serviço. Um plano pode ssr criado para atividades diárias, e outros planos podem ser criados para atividades de duração mais longa. Uma informação a partir 5 do MFCS 202 pode ser usada para o estabelecimento de serviços, por exemplo, para planejai quando minerar era certas localizações. Alguns planos podem ser gerados automaticamente. Por exemplo, se um derramamento for detectado, um pla.no poderá ser criado automaticamente para 10 a atribuição do equipamento de limpeza requerido para a localização do derramamento, ou se um furo de perfuração for detectado como tendo colapsado parcialmente, um plano para uma unidade de perfuração perfurar de novo o furo formado. 0 plano pode ser formado como uma 'recomendação' 15 para um operador humano, para aprovar., rejeitai ou aprovar de forma modificada ou pode ser implementado automaticamente, sujeito a uma capacidade do operador de suprimir o plano, antes ou depois de ele ter começado.

3. Criar um Planejador de Tarefa 303 a partir do

Planejador da Serviço 302 para cada entidade identificada no pla.no de serviço. De novo, tarefas individuais podem ser criadas manual ou automaticamente. Em geral, em tarefas de nível mais baixo, a quantidade de automação pode ser aumentada. Para algumas tarefas, o sistema de automação de 25 mina pode deixar a criação de subtarefas para uma outra unidade de controle autônoma, por exempla, a unidade de controle autônoma de uma peça de equipamento individual.

4. O Planejador de Tarefa 303 comunica planos para a entidade para o nível de topo na hierarquia de xIC 610, a qual passa o comanda para o xIC 602 mantendo a entidade

24/75 naquele momento.

/:>♦. ........................../: /: : : : :

5. As entidades executam as tarefas apropriadas. Isto pode necessitar uma transição entre IcAs, requisitando manutenção e a execução das operações de mineração.

Na conclusão da tarefa, o Planejador de Tarefa 3O3 retorna seu status para o Planejador de Serviço 302. O plano de serviço é terminado quando todas as entidades no serviço tiverem completado suas tarefas.

7. 0 IoA pode ser apagado.

Estas sequências são descritas em maiores detalhes neste relatório descritivo.

O diagrama de estado de nível de topo 7 00 para o MAS

101 é mostrado na figura 7, ilustrando os estados de operação e as transições 705 entre eles. Quando executada, o MAS 101 entra em um estado de inicialização 701, onde a. inf raestrutura. chave ê configurada e aberta. Quando inicializadc de forma bem sucedida, o MAS 101 entra em um estado inativo 702, onde ele espera por comandos de um operador. A partir deste ponto, ele rodará 703 ou parará '704. Caso seja dado o comando de parada, a infraestrutura subjacente para cs MAS 101 será determinada. Caso seja rodado, o MAS 101 abrirá os próprios elementos.

diagrama de estado para o estado Run_MAS 703 é ilustrado na figura 8, e as dependências entre os subsistemas de MAS são refletidas nas transições de estado.

Mediante a entrada 802, o sistema passa através de um estado de inicialização e rodada, para cada componente sequencialmente. A inicialização de MFCS 804 é seguida pela rodada do MFCS 806 até o MCS ser inicializado 808. O estado de rodada de MPCS e MCS leva à inicialização do MPS 812.

25/75

Com todos os três módulos funcionais de MAS 101, MPS 201, ♦ .... .... ...... .... ......

MFCS 202, MCS 203, inicializados, o sistema entra no estado de rodada de MAS 814.

Quaisquer erros fazem com que o sistema reverta para um estado de erro, onde ele tentará resolver o problema e continuar. No caso de um erro no estado de inicialização de

MFCS 804, o sistema reverte para o estado de erro de inicialização de MFCS 818. No caso de um erro no estado de rodada de MFCS 806, o sistema reverte para o estado de erro de rodada de. MFCS 818. No caso de um erro no estado de inicialização de MCS 808, o sistema reverte para o estado de erro de inicialização de MCS 820. No caso de um erro no estado de rodada de MFCS e MCS 810, o sistema reverte para o estado de erro de rodada de MFCS e MCS 822. No caso de um erro no estado de inicialização de MPS 812, o sistema reverte para o estado de erro de inicialização de MPS 826.

No caso de um erro no estado de rodada, de MFCS e MCS «

810, o sistema reverte para o estado de erro de rodada de MPCS e MCS 822. Neste caso, o MCS parará 824 e o sistema tentará resolver o problema retornando para o estado de rodada de MPCS 806.

No caso de um erro no estado de rodada de MAS 814, o sistema reverte para o estado de erro de rodada de MAS 828. Neste caso, o MPS parará 830> e o sistema tentará resolver o problema retornando para o estado de rodada de MFCS e MCS 810. Se isto não for possível, o sistema parará o componente relevante, o MCS 824 ou o MPS 830, e continuará com uma funcionalidade reduzida, até ser fixado, ou sairá com um erro 834 após a parada do MFCS 832, se o erro não trader ser resolvido.

25/75

Quando as comandos de parada normais são emitidos, o * sistema termina cada um dos subais temas por sua vez, MP3 830, MCS 824 e MPCS 832, e, então, sai de maneira limpa 838 .

1.3,5 Sistemas operando na mina

Vários sistemas autônomos podem ser operados em uma mina, e estes elementos têm uma interface com o MAS 101, Cada um destes sistemas normalmente requererá um plug-ín de compilação de imagem de mina (MPC) 4 05 para fusão de sua 10 informação localmente gerada em um modelo global, conforme descrito abaixo com referência â figura 4. As entidades móveis também requererão noxmalmente um plug-in 808 para um controlador de ilha 602, conforme descrito abaixo com referência à figura 6, provendo um modelo de movimento 15 apropriado para planejamento de trajetória.

Automação de Perfuração ~ autoperfuração / reconhecimento de rocha; uma automação de perfuração pode ser empregada para a provisão de uma informação sobre propriedades de rocha geológicas e geofísicas na frente no 20 ponto em que o furo de detonação é perfurado.

Automação de Perfuração - autotraçado de percurso: um subsistema de autotraçado de percurso para automação de perfuração pode ser empregado para se efetuar um traçado de percurso automático e um posicionamento da broca sobre as 25 localizações de furo requeridas especificadas em um padrão de perfuração.

Automação de caminhão de transporte: um sistema de automação de caminhão de transporte pode consistir em um número de veículos de transporte capazes de se moverem de 32 um ponto a um ponto na mina de acordo com uma programação,

27/75 e capazes de estacionarem era um carregador ou pá mecânica e

........................<<<<<<<< 1 1 1 :: descarregaram na área da planta ou da resíduo.

Inspeção de face: uma inspeção de face automatizada pode empregar sensores para a aquisição de uma informação 5 relevante na face de mineração atual.

Ensaio em tempo real: uma informação sobre graus de minério pode ser obtida de forma autônoma a partir de ensaios químicos periódicos em tempo real realizados na planta de. processo.

Automação de pã mecânica: uma automação de pá mecânica tem por objetivo adquirir uma informação sobre onde uma escavação ocorre e sobre o que está sendo escavado em qualquer dado tempo. A informação pode ser explorada para a otimização e o controle da escavação de material e do processo de carregamento.

1.4. SISTEMA DE PLANEJAMENTO DE MINA

O MPS 201 é responsável pelas operações de planejamento e programação em uma mina. Isto inclui funções de planejamento de prazo curto, médio e longo, e os planos 20 no MPS 201. podem ser gerados automaticamente ou através de operadores humanos. Por exemplo, os alvos de produção em uma mina podem especificar a quantidade e a qualidade do material que deve estação rádio remetido e.m uma programação mensal, semanal e diária. Dadas estas metas, o pessoal de 25 operações juntamente com os engenheiros de minas e geólogos determina a sequência de blocos a. minerar (isto é conhecido como programação a céu aberto) e a alocação de recursos incluindo pessoal de minas, caminhões de transporte, pás, perfuratrizes, etc. Acima disto podem estar planos de longo 30 prazo cobrindo, por exemplo, períodos de 3 meses, 2 anos e anos. Os planus de prazo mais longo podem levar em consideração fatores como previsão econômica de longo prazo e capacidade total estimada de poço de mina <

O MPS 201 interage oom o MFCS 2 02 e o MCS 201 usando os enlaces de disseminação de informação L~3 e L~4 mostrados na figura 2. As estimativas em tempo real da mina providas pelo MFCS .20.2 são o modelo subjacente usado pelos Sistemas de Planejamento de Mina 201 para a geração e a programação de planos. Estes planos sâo executados, então, usando-se o MCS 203 no tempo programado.

A estrutura interna do MPS 201. é ilustrada na fiorura

.......... .......... ........ .................... ............. ...... < <:

3. Isto compreende um sistema de planejamento hierárquico com três níveis identifiçados;

1, Um. Plano de Mina é defínido como o conjunto de todos os serviços requeridos para a realização de todas as operações na mina, incluindo a programação de equipamento e/ou pessoal (também referidos como entidade ou entidades) para estes serviços,

2, Um Plano de Serviço ê uma coleção de uma ou mais tarefas discretas, as quais podem requerer um conjunto de entidades homogêneas ou heterogêneas. As tarefas usualmente são agrupadas para a obtenção de uma meta global.

3, Um Plano de Tarefa é um conjunto de ações discretas a serem realizadas por uma. entidade especifica.

O Planejador de Mina 301 ê o elemento de nível mais alto na hierarquia de planejamento e é criado quando o MPS 201 é aberto. O Planejador de Mina 301 realiza operações de planejamento em um nível estratégico através da mina.

O Planejador de Mina 301 usa o modelo da mina criado

0 pelo UE 220 para gerar planos. Uma informação a partir do

2'9/ 7S madelo que pode ser usada pode incluir;

- a geometria da mina, a qual pode ser usada, por exemplo, para a geração de um plana de terraplanagem para a criação de uma estrada ou a suavizaçãc de uma estrada existente para as exigências de um veiculo requerido para o transporte de material;

- informação geológica, a qual pede ser usada para indicar onde minerar.

	Q Plane j ador de	Mina	301	gera os	í planos	de acorda	com
10	um conjunto definido	de	rest	ríções.	Estas r	estríções	são
	introduzidas no sist	ema	por	operado	ra s humano s 102,	que

também supervisionam quaisquer planos que forem gerados. Os operadores 102 também podem modificai* e apagar planas geradas pela MPS 201 e adicionar seus próprios. Os exemplos 15 de restrições que podem ser introduzidas incluem:

- restrições de sinoronismo, por exemplo, quando um furo no plano de furo de perfuração deve ser perfurada antes de um outro;

- restrições sazonais, par exemplo, quando certas 20 serviços podem ser completados apenas, ou apenas completados de forma confiável ou eficiente durante certos períodos do ano;

restrições de característica de produto, por exempla, quando o material extraído a partir de uma mina 25 deve ser pré--misturado, de modo a resultar em certas blendas de minério;

- limitações de equipamento, pur exemplo, a capacidade das equipamentos de transportarem material, restrições de movimento de um veículo e a quantidade de equipamento disponível para ser usado.

30/75

O escopo das operações neste nível inclui o planejamento de áreas futuras de escavação por horizontes de tempo discretos, bem como o planejamento para o trabalho de inf reestrutura. Os exemplos do última incluem a criação 5 de planos para a construção e a manutenção de estreadas, incluindo rede de agua regular, graduação e inspeção. Quando eventos ocorrem que requerem que planos não programados sejam criados. O MPS 201 pode reprogramar dinamicamente prioridades e planos existentes para a 10 acomodação das ações requeridas >

Planejador de Mina 301 transforma os planos estratégicos para a mina em uma série de serviços que podem ser executados por entidades específicas. Estas planos de sei~vlçc< são executados pela criação de um Planejador de X5 Serviço 302 no próxima nível na. hierarquia de planejamento.

Um plano de serviço funcional do Planejador de Serviço 302 ê criado pelo Planejador de Mina 301 para todo serviço definido. Um plano de serviço consiste em um conjunto de tarefas separadas, as quais podem requerer múltiplas 20 entidades heterogêneas ou homogêneas para se completarem.

Uma ves criado, um plano de serviço existe até o serviço ser completado ou apagado. Os operadores 102 têm autoridade para consultarem, modificarem ou apagarem planos de serviço, conforme apropriado. Múltiplos planos de serviço 25 podem rodar simultaneamente.

O MBS 201 suporta uma alocação estática e dinâmica de entidades para tarefas. Uma alocação estática se refere ao caso em que uma entidade específica é prê-alocada para uma tarefa específica por um usuário, e a entidade deve 30 realizar aquela tarefa. Uma alocação dinâmica se refere a uma. reprogramação on-line, por meio do que a uma entidade específica ê alocada uma tarefa específica.

Um planejador de serviço de nível alto pode ser um Planejador de Produção (PP) . Q ?P recebe como uma entrada a partir do Planejador de Mina 301 um plano de médio prazo e gera serviços que podem satisfazê-lo. Ele associa uma. localização e, daí _f uma loA. a cada serviço, mas não a um veículo em particular que o executara. Cada serviço gerado s passado para um planejador de serviço de nível mais baixo. Por exemplo, o PP pode gerar os quatro serviços para conclusão em localizações específicas, as quais podem ser (especificadas na forma job_name(location {Loc)j em que o serviço é para ser completado): graderoad(Loc), pushtosoil(Loc), pickuptopsoil(Loc?, e crsatewaststockpile(Loc). Em qualquer dado tempo, os serviços gerados são aqueles que são executados concorrencemente e/ou de forma simultânea.

PP deve tomar decisões que estejam em conformidade com o plano de médio prazo. Uma programação de bloco 20 conforme determinado no plano de médio prazo e especificando a cava de mina atual bem como a próxima cava de mina a ser minerada pode ser necessária a partir do Planejador de Mina 301 para a determinação da sequência de blocos a minerar. Um conhecimento desta programação pode 25 ser usado pelo PP para tomar decisões racionalmente sobre onde construir novas estradas e rampas de acesso para as operações atuais e futuras. Por último, um mapa geométrico do poço é uma entrada necessária usada na decisão quanto à construção da estrada / .rampa para, acesso à frente.

O Planejador de Serviço 302 cria uma instância

32/75 separada de Planejador de Tarefa 303 para cada entidade

.. ♦. .... .... ..........

definida era ura plano de serviço.. Se um tipo de entidade for conhecido,, mas uma entidade específica daquele tipo ainda não tiver sido alocada, o Planejador de Serviço 302 esperará até uma entidade específica se tornar disponível, antes de abrir aquele plano de tarefa. A alocação de entidades específicas a uma tarefa é manipulada por um elemento de programação no Planejador· de Mina 301, Quando todos os planos de tarefa em ura serviço estão completados, a instância do Planejador de Serviço 302 termina e retorna..

Cada serviço grado pelo Planejador de Produção é passado para um planej actor de serviço de nível mais baixo responsável pelo -refino adicional dele em uma coleção de

	tarefas	que podem satisfazer'	ao serviço (dependendo do
15	nível de	generalidade em	que o	PP opera, também pode haver
	serviços	intermediários	pelos	planejadores de serviço de
	nível	intermediário}.	Cada	tarefa especifica uma

localização e um veículo, conforme necessário, As tarefas são selecionadas para se permitir uma execução concorrente 20 e simultânea. Cada tarefa é passada para, um Planejador de

Tarefa para processamento adicional. De modo que um planejador de serviço crie um plano de tarefa, ele requer uma. informação sobre a disponibilidade de equipamento, isto ê, o número total de caminhões, escavadeiras, planadores, 25 pás e separadores disponíveis, bem como uma informação sobre as atribuições atuais de equipamento, utilização e programações de manutenção. Essa informação sobre os veículos da mina deve estar prontamente acessível através do Modelo de Equipamento de Sistema de Compilação de Imagem 30 da Mina,

33/75

Por exemplo, a partir dos quatro serviços grade road (Loo) , pushtoso.il (hoc) , pickuptopsoil(Lac), e createwaststockpile (bc-c; , então, as duas tarefas a seguir podem ser criadas; pickuptopsoil(Loc; veículo), a qual 5 toma dois parâmetros os quais são a localização a ser processada e o veículo que realizará a tarefa; e load(Loc, caminhão) , o que programa um caminhão em particular para carregamento de uma ilha de escavação.

Geralmente, cada JP tem responsabilidade sobre cada um dos diferentes tipos de operações que ocorrem em uma mina. Por exemplo, um planejador de serviço podería ser usado para a programação de operações de perfuração e detonação e. um outro pela programação de serviços de escavação.

Uma instância de um Planejador de Tarefa 303 é criada 15 por um Planejador de Serviço 302 para toda entidade em um plano de serviço. Ela se comunica diretamente com o MCS 203 para a execução dos planos nas entidades relevantes. 0 plano de tarefa, pode incluir a informação a seguir:

* A posição alvo para a entidade;

* Um conjunto de tarefas discretas a serem realizadas; e • Uma programação temporal para a realização do plano de tarefa >

Por exemplo, um planejador de tarefa pude receber como entrada a partir de um planejador de serviço a tarefa de

2.5 veículo pickuptopsoil(hoc; veículo) e gerar uma programação de ações que o satisfariam. Esta programação é passada para o Sistema de Controle de Mina para execução» Por exemplo, se. o veículo alocado pelo planejador de serviço para a tarefa pickuptopsoil(Loc; veículo) fosse o caminhão 1Q e o 30 solo de topo estivesse na localização A.< de modo que a

34/75 ..........

tarefa fosse pickuptopsoil(LocA; trucklO)_t um exemplo de uma sequência de ações pode ser navegar(locD, locB, trucklé), navegar{lobC, locA, truck10), serviço (excavator1, truckle). Esta programação significa que o caminhão terão que se mover de sua localização atual locD para a locA através da estrada locB e servir à escavadeira ali, 0 que o caminhão faz após o carregamento seria especificado pela análise gramatical de uma outra tarefa gerada por um planejador de serviço. conforme necessário, No exemplo acima, os subscritos denotam localizações e veículos individuais.

De modo a gerar um plano de tarefa para cada veículo, a representação topológica da mina, conforme criado pelo MC.PS pela fusão de dados de sensor, é considerada, Uma forma na qual a representação topológica pode ser considerada é um grafo. A figura 19 mostra um exemplo de representação de uma mina usando-se. um grafo. No grafo, cada vértice representa uma Ilha de Automação. As bordas entre os vértices mostram a conectividade entre XoAs. Um veículo pode viajar de um vértice para outro se uma borda de conexão dos dois existir. Q grafo pode ser atualizado on-line, de modo que, se um evento não previsto requerei* o fechamento de uma estrada, as bordas conectando o vértice correspondente possam ser removidas e não levadas em consideração na geração de programações.

Além disso, cada borda pode ser marcada com um peso (não mostrado na figura 19) , Bate peso pode ser uma função de muitos fatores, incluindo o número de veículos programados para viajarem entre dois vértices, a inclinação de uma estrada, a extensão de uma estrada, as propriedades

35/75 dos veículos programados para operarem sra uma IoA (por exemplo, caminhão plenamente carregado, caminhão vazio, veículo leve) e, possivelmente, outros relevantes para a criação das melhores programações que se conformem ao plano 5 e garantam a operação segura da mina. Algumas bordas podem ter pesos infinitos, denotando que, embora uma IoA em particular esteja plenamente operacional, ela atingiu a capacidade máxima. Por exemplo, regras de segurança podem ditar que não mais do que 4 veículos passam compartilhar 10 uma estrada au mesmo tempo, Como resultado, se 4 veículos já tiverem sido programados para navegarem em uma estrada em particular, um percurso alternativo deve ser gerado para um quinto veículo..

Usando	c gráfico	mostrado	na	f igura	19,	uma
15 programação	podería ser	gerada	para	um cam.í	:.n.hão	de
transporte	atribuído com	o nome	de	variável	truck01

atualmente servindo à escavadeira ex_s;; na XoA mining^ - O serviço pode ditar que o caminhão deve descarregar na pilha de estocagem de grau alto shgoi. Uma programação 20 consistindo em ações para este caminhão de transporte seria.:

serviço(ex_e2; mining^) navegar (mining_í)2; rampo?) navegar (r ampo₂; rampoi)

5 navegar (ramp,₂₁; rd_Oi) navegar (rd₀ <; rd_{s 4}) navegar (rd_!54; rdos) navegar(rd_ü5; rd₅§) na v egar (rd_{s e}; rd_{Q ?}} .3 0 navegar (rd_Si; ramp₅₅)

36/75 navegar f ramp_oe; shg»_λ) descarregar (shg^)

Esta programação é comunica para o sistema de controle de mina MCS para implementação, o que retornará uma 5 informação de status.

Apôs o descarregamento na pilha de estocagem de grau alto, o caminhão de transporte se torna disponível para uma outra tarefa, a qual poderia ser a execução de serviços na mesma escavadeira, era uma outra escavadeira ou ir para o .10 centro de abastecimento e manutenção £ο<·ι.

1,4,1. Enlace L-6

As trocas de informação entre o Planejador de Mina 301 e o Planejador de Serviço 302 ocorrem através do Enlace L~6 e são mostradas na Tabela 6. A localização deste enlace é 15 ilustrada na Figura 3. Todos os Planejadores de Serviço 302 serão criados pelo Planejador de Mina 301.

1 L-6 FONTE	Planejador d.e Mina
[DESTINO	Planejador de Serviço
L--6.1	: : : ' ' ' ' /5: 555 /5 :<< / ' ' ; ; ; ; .............; : .............. ..... .......................................... ............ ................ $ Informação sobre Planos de Serviço
1 FONTE	Planejador de Serviço
j DESTINO	Planejador de Mina
; L 6.2	Informação sobre Planos de Serviço

Tabela 6; Trocas de informação entre o Planejador de Mina

301 s o Planejador de Serviço 302 1>»6J ,

1,4.2, Enlace L-7

As trocas de informação entre o Planejador de Serviço

302 e o Planejador de Tarefa 303 ocorrem através do Enlace

L-7, e são mostradas na Tabela 7. A localização deste

7/75 enlace ê ilustrada na Figura 3. Todos os Planejadores de Tarefa 303 serão criadas pelo Planejador de Serviço 302. Um plano de serviço pode conter um ou mais planos de tarefa,. Um Planejador de Tarefa 303 existirá para cada entidade operando na mira.

! L-7
I FONTE	Planejador de Serviço
| DESTINO	Planejador de Tarefa
JL-7.1	....................——. ..... . ........................ . ........ ..........................:::·7 .........| Informação sobre os planos de tarefa de entidades
1
1 FONTE	........................................................................................................ ....................... § Planejador de Tarefa
|DESTINO	Planejador de Serviço

L-7.2 ΐinformação sobre os planas de tarefa de entidades Tabela 7í Trocas de informação entre o Planejador de Serviço 30.2 e o Planejador de Tarefa 303 (Enlace L·-?).

1.5. Sistema de Compilação de imagem de Mina

MFCS 202 é ilustrado nas figuras 4 e 5 e funciona para integrar uma informação a partir de uma variedade de sensores espaciais, espectrais e geológicos (não mostradas) em uma imagem de operação comum única da mina. Esta integração pode ser realizada em tempo real com base em uma informação a partir dos vários sensores. As instâncias de MPC específicas descritas abaixo fundem os dados de sensor e comunicam os dados fundidos na. hierarquia. A palavra, imagem não deve ser limitada a uma imagem visual, mas se refere mais amplamente a uma representação de dados multidimensional ou caracterização da mina. Os dados podem incluir dados de imagem. O MFCS 202 opera, em muitas escalas e resoluções, integrando uma informação a partir de sensores de ârea ampla na saio ou no ar, com uma informação

38/75 a partir de sensores locais em veículos e outras plataformas. Em geral, os sensores são usados em conjunto com uma instância de MPC específica. Contudo, em alguns arranjos, dados de área ampla podem ser divididos e os 5 subconjuntos divididos podem ser associados a instâncias diferentes de MFC.

MFCS 202 representa diversos tipos de informação em uma forma comum e tem dois elementos chaves (conforme mostrado na figura 4):

1. um gerenciador de MPC 401; e

2, instâncias de fusão de MFC 402, incluindo (conforme mostrado na figura 4) um MPC pai 403 e dois MFCs filhos

404 ligados ao pai 403 através do enlace I.~9,

As instâncias de MPC 402 formam uma hierarquia 410.

Embora não mostradas na figura 4, as instâncias de MFC 402 podem ser interconectadas em situações apropriadas em qualquer hierarquia desejada. de pai, filho, etc. 410, incluindo, por exemplo, uma. tendo pelo menos um MFC neto (não mostrado na figura. 4) ligado a um ou outro MFC filho

404, Em algumas modalidades, há uma relação de um para um entre a hierarquia 410 de instâncias de MFC e a hierarquia, de xXCs com a est.rutu.ra dos xICs ditando a estrutura das instâncias de MFC.

Cada instância de MPC 402 tem plug-ins 40£ específicos para o equipamento e operadoras humanos aos quais é conectado.. A largura de banda requerida, dos canais de comunicação das instâncias de MPC 402 no nível mais baixo da hierarquia será determinada pela natureza dos plug-ins

405 interfaceados com a instância de MFC 402.

A informação de MPC é tornada acessível através do uso

9/75 de plug-ins de modelo 405. Os plug-ins de modelo 405 são elementos de software que se plugam no sistema, de modo que eles tenham acesso completo à informação de MPC interna, 0 sistema de fusão então ê construído usando-se a instância de MPC genérica 402 como uma estrutura, e pela escrita de plug-ins de modelo específicos 405 que podem atualizar a representação de MPC subjacente para cada tipo de informação diferente. A atualização por- um modelo de plugin 405 pode ocorrer, por exemplo, mediante o recebimento de 10 novos dados de sensor ou mediante o recebimento de uma informação que indica que o equipamento mudou de localização. A atualização pode ocorrer em tempo real ou em uma base programada, ou quando um outro gatilho de atualização ocorrer, Esta arquitetura permite que o MPCS 15 202 seja estendido para usar novos tipos de informação ou quando eles se tornarem disponíveis, sem a necessidade de reescrever quaisquer elementos ex.istent.es do sistema.

Também, cada instância de MPC 4 02 pode ter qualquer numero destes plug-ins 405, cada um dos quais podando 20 realizar uma tarefa diferente. Os plug-ins de MPC 405 tipicamente incluirão as funções a seguir;

• Leitura de informação de estado de MPC e saída para um usuário;

* Leitura de informação de estado de MFC, transformação para alteração de formato e saída;

♦ Atualização de modelos de PMC oom uma nova informação sobre a pose de entidade (posição e orientação);

* Atualização de modelos de MFC com nova informação a partir de sistema de reconhecimento de rocha;

« Atualização de modelos de MFC com nova informação a

40/75 partir de sistema de inspeção de face;

« Atualização de modelos de MFC cosí nova informação a partir de sistemas de terceiros.

gerenciador de MFC 401 é o componente de MFCS criado quando o sistema começa» Sua função é unicamente gerenciar a rede de instâncias de fusão de MFC hierárquica 402, as quais podem ser distribuídas espacialmente por toda a mina e um centro de operações remoto, ROC. Ele não mantém a informação fundida e não realiza operações de fusão.

As responsabilidades chaves des gerenciador de MPC 401 são criar, apagar, configurar e gerenciar a rede das instâncias de MPC 402, Estas instâncias 402 são criadas dinamicamente e gerenciadas com base na informação enviada para o gerenciador de MFC 401.

1.5.1. ENLACE L-8

As trocas de informação entre, o gerenciador de MFC 401 e a hierarquia de instância de MFC 410 (módulos de pai 4 03 e filho 404) acorrem através do Enlace h-8 e são mostradas na Tabela 8. A localização deste enlace é ilustrada na 20 figura 4. O gerenciador de MFC 401 é criado durante a operação de partida do sistema e cria as instâncias de MFC 4 02 sempre que necessária.

O gerenciador de MFC 4 0.1 é responsável pela criação, atualização e apagamento de instâncias de MFC 402. Cada 25 instância de MFC 402 estará localizada em um endereço ou índice específico que é usado para a identificação da instância de .MFC 402 na hierarquia de MPC 410.

l/irli............1/........Ill........_......iilllii/l........i)...................._......................_...................... i/ii........|................g/|_:............................................ ri.............................

I FONTE | Gerenciador de Compilação de Imagem de Mina

ι................................ — | DESTINO | Gerenciador de Compilação de Imagem de Mina

41/75

t	(módulo pai s módulos filhos) |
jL-S.1	Informação sobre a criação / atualização e o| apagamento de instâncias de MFC. |
I
I FONTE	Gerenciador de Compilação de imagem de Mina = (módulo pai e módulos filhos) |
|DESTINO	Gerenciador de Compilação de Imagem de Mina i
/s.........: .......... I L-8.2	Informação sobx’e o status de instâncias de MFC. i

Tabela S; Trocas de informação entre o gerenciador de MFC

481 e a instância de MFC 402 /Enlace D-#/.

As instâncias de MFC 402 normalmente serão projetadas para serem capazes de suportarem as topologies hierárquicas 5 410. Cada instância de MPC 402 terá as mesmas propriedades e algoritmos que sua instância de MPC pai 403. As instâncias? de MPC filhas 404 podem operar em qualquer subconjunto de informação disponível a partir de seu pai 403. Quando operando em um subconjunto do estado de 10 informação total, as exigências para largura de banda e potência de processamento de informação na instância de MFC filha 404 são reduzidas de modo conforme,

1.5.2. ENLACE L-9

As trocas de informação entre o pai de MFC 4 03 e um filho de MFC 4 04 ocorrem através do Enlace L~9 e são mostradas na Tabela 9. A localização deste enlace ê ilustrada na figura 4. O pai de MFC 403 e o filho de MFC 404 são criados pelo gerenciador de MPC 401.

Um filho de MPC 4 04 pode ext.ra.ix', copiar ou atualizar uma região da representação de MPCS 202 de seu pai. As instâncias pai de MFC 4 03 e filha 404 podem, ser modificadas ou apagadas pelo gerenciador de MFC 401.

L-9
PONTE	Compilação de Imagem de Mina (Pai)
DESTINO	Compilação de Imagem de Mina (Filha)
L-P.l	Representações de MPC.
FONTE	Compilação de Imagem de Mina (Filho)
DESTINO	Compilação de Imagem de Mina (Pai)
L-9.2	Representações de MPC.

Tabela P; Trocas de informação entre pai de MFC 4(?3 e filho de MFC 404 (Enlace L-9).

Com referência ã figura 5_f instâncias de MFC 402 compreendem três modelos primários responsáveis pela 5 monitoração das propriedades da mina. A unidade de modelo de dentro do solo 501 mantêm uma representação proba.bilistica de escala múltipla da geologia e da geometria da mina. A unidade de modelo de fora do solo 502 mantém uma representação do material em processo e de 10 pilhas de estocagem. A unidade de modelo de equipamento 503 mantém uma representação do equipamento.

Os métodos e sistemas para a geração de um modelo de um ambiente usando um modelo de dentro do solo, um modelo de fora do solo e um modelo de equipamento são descritos no , 15 pedido co'cedido intitulado Method and system for exploiting information from heterogeneous sources, depositado como o pedido PCT PCT/AU2O09/000265, reivindicando prioridade a partir do pedido provisório australiano depositado em 4 de março de 2008, o qual é 2D incorporado aqui como referência em sua. totalidade.

A unidade de modelo de dentro do solo Sul ê .responsável pela manutenção e atualização de uma representação probabilístioa de escala múltipla da geometria e da geologia do material de dentre do solo. Estão incluídas neste modelo propriedades geométricas (paredes,, frentes , etc.), posições de furo e padrões de 5 perfuração, informação geológica, tal como a disposição de folhelho, formação de ferro em banda (BIF) e zonas de minério de ferro, composição química e propriedades mecânicas destas zonas, incluindo fatores de rocha e dureza.

in A unidade de modelo de dentre do solo 5 01 integra a formação a partir de fontes tais como pesquisa 504, recpnhecimento de rocha SOS, inspeção de face 506, ensaios químicos e furos de exploração para se modelarem melhor e predizerem a geometria ® a geologia do material no solo.

Esta informação é espacialmente heterogênea em muitas escalas e é necessariamente incerta.

Os motores de fusão de dados 507 operam como aplicativos na base de dados comum. A saída da operação de fusão combinada é identificada como a imagem de operação 20 comum (COP) 508, uma melhor estimativa de todas as propriedades espaciais e geológicas com base na evidência combinada de todas as fontes de informação. Diferentes algoritmos de fusão e métodos são empregados para diferentes tipos de estimativa. Por exemplo, as melhores 25 estimativas espaciais para estruturas geológicas requerem o uso de um modelo de processo gaussiano o qual descreve relatórios espaciais em dados, melhores modelos de superfície podendo ser obtidos a partir de mosaicos espaciais irregulares e informação de classe geológica a 30 partir de um classíficador discreto, O uso de ursa estrutura

4/75 de cliente para a fusão de dados permite que algoritmos de fusão de dados diferentes sejam incorporados no sistema.

A COP 508 contém a melhor estimativa de propriedades quantitativas geométricas, geológicas e geofísicas, qualificadas com limites de confiança estatística. Esta informação pode ser acessada através de requisições de dados específicas a partir de. qualquer outro provedor de serviços na mina, As requisições de dados podem se originar a partir de máquinas automatizadas, tais como sondas de perfuração (que requerem uma informação para fins de controle e operação ótima)_f marcadores de decisão individuais, tais como planejadores, que requerem esta informação para planejamento de operações de mineração, ou unidades de exibição em sítios locais ou remotos. Diferentes tipos de requisição precisam ser suportados, incluindo aqueles em áreas espaciais restritas ou aqueles para os quais ciados sao requeridos em tempo real ou quase real.

A unidade de modelo de fluxo livre 502 reconcilia um material (conforme ele é escavado, transportado e empilhado na estocagem) com as estimativas de recurso de dentro do solo 5Q9 na unidade de reconciliação de dentro do solo para massa aglomerada 510, A unidade de modelo de fluxo livre 502 funde uma informação a partir da unidade de modelo de fluxo limitado 501 com dados (a partir de, por exempla, sensores de pá mecânica 511) para a obtenção de estimativas de quantidade e grau durante uma. remoção de material da face. A fusão ê realizada pelo motor de fusão de massa aglomerada 512. Esta informação é propagada durante o transporte e reconciliada com observações feitas pela

5 / 7 5 medição de fluxo de material e ensaio na planta e, adicionalmente reconciliada com as pesquisas de pilha de estocagem pôs-planta. A unidade de modelo de fluxo livre 502 gera um modelo de massa aglomerada 513 cc-m atributos 5 geofísícos e químicos. G modelo de massa 513 de modo ideal

é ligada ao ponto de es	icavaçao para uso no re	f inamen	.to pós-
mineração do modela de	recurso. 0 modelo de	massa	513 sob
demanda pode estimar	a. localização e o gr	iau de	todo o
estoque disponível na	mina. Uma informação	sobre	estoque

não escavado rompido ê utilizada pela unidade de modelo de fluxo limitado 501.

A unidade de modelo de fluxo livre 502 descreve um fluxo a partir de dentro do solo para beneficiamento na pilha de estocagem. Fundamentalmente, o modelo 513 deve 15 conservar massa e atributos, conforme o material, fluir através do sistema a partir da frente para o trem. Cada etapa no processo envolve medições as quais identificam características de fluxo local. Estas medições precisam ser fundidas para a reconciliação de conservação de material.

As estimativas atuais devem, ser tornadas disponíveis para gerenciamento de material e programação.

A unidade de modelo de equipamento 503 mantém e atualiza, uma informação 514 relacionada à localização de equipamento e ao status < Muito dessa informação é tornado 25 disponível através de sistemas de despacho existentes para caminhões e pás mecânicas. 0 modelo de equipamento 515 provê uma interface através da qual uma informação pode ser trocada entre estes sistemas existentes e o sistema de MPC 202 e. em particular, para permitir que a unidade de modela 30 de fluxo livre 502 reconcilie modelos de material na frente

46/75 ........

com fluxos de material através da planta. O modelo de equipamento 515 recebe a posição de equipamento,, a disposição e o status,

1,6. Sistema de Controle de Mina

Uma referência é feita, agora, ao Sistema de Controle de .Mina (MCS) 203, conforme ilustrado na figura 6. Q MCS 203 funciona em qualquer número requerido da zonas localizadas (referidas aqui como ilhas de autonomia*, ilhas de automação' ou IoA) que têm fronteiras 10 geográficas definidas por operação em uma região de mina definida e_f associados às ilhas de autonomia, controladores de ilha 602 (xICs* ou instâncias de xIC*} governados por um único Gerenciador de xIC 803.

Gerenciador de xIC 603 ê criado quando o MCS 203 começa e sua função ê unicamente gerenciar a rede de instâncias de xIC 602 as quais podem ser espacialmente distribuídas por toda a mina e. R.OC. Ele em si não realiza quaisquer funções de controle nas ilhas de automação.

As responsabilidades chaves do Gerenciador de xIC 603 são criar, apagar, configurar e gerenciar a rede 610 de instâncias de xXC 602. Estas instâncias são dinamicamente criadas e gerenciadas com base na informação enviada para o Gerenciador de xIC 603.

As instâncias de xIC 602 proveem um sistema de controle comum para todas as loAs. Cada instância de xIC 602 pode ser idêntica a todas as outras e todas são criadas e gerenciadas pelo Gerenciador de xIC 603. Conforme mostrado na figura 6, os xICs 6 02 na rede 610 são configurados em uma hierarquia que ê determinada pela 30 localização espacial das loAs na mina. O topo da hierarquia

.....47/75 corresponda à encapsulação de loA da mina inteira, e o sistema então distribui de forma recursive com as próximas camadas respectivamente, cora os xTCs pai^M $04 e filho ligado 505, conforme mostrado na figura 6. Hã um mapeamento 5 de 1:1 de instâncias de xIC $02 e ilhas de automação, e, se uma. loà filha for criada dentro de uma XoA funcionando, o xIC pai $04 terá pleno controle sobre a ToA filha. De modo .similar, se uma XoA neta for criada dentro de uma XoA filha funcionando, o xXC filho 605 terá pleno controle sobre a 10 XoA neta.

Um controle pelo MCS 203 é hierárquico e, assim, as tarefas de controle podem cair em tarefas de nível mais alto e tarefas de nível mais baixo. Um xIC pai 604 pode supervisionai as tarefas de controle de um xIC filho 605.

1S Um xIC pode dirigir ou supervisionar um sistema de controle de uma entidade autônoma operando em uma ilha de automação. Assim, por exemplo, uai veículo autônomo pode receber o comando de nível mais alto Mover para localização z^,f. o controle local do veiculo autônomo ou de um grupo de 20 veículos autônomos então pode ser responsável pelo controle dos sistemas e atuadores do veículo, de modo a mover o(s) veículo(s) para a localização especificada. Em outras palavras, o MAS 200, através do MCS 203, está realizando as operações de uma parte de gerenciamento para operações autônomas na XoA de nível mais alta, a parte de gerenciamento realizando funções que incluem o controle de nível de serviço ou tarefa de um sistema autônomo de nível mais baixo, o qual gerenciará suas próprias tax'© f as em resposta ao recebimento de um comando da serviço ou de 30 tarefa de nível mais alto.

8/75

1.6,1 enlace 1-10 ás trocas de informação entre o Gerenciador de xIC 603 e as instâncias de xie 502 ocorrem através do Enlace L-10 e são mostradas na Tabela 10. A localização deste enlace é ilustrada na figura 6. O Gerenciador de xIC 603 é criado quando o MCS 203 ê executado. 0 Gerenciador de xIC 603 é responsável pela criação, atualização e apagamento de instâncias de xIC 602. As instâncias de xIC 6 02 são responsáveis pelo controle de atividades em uma loA 10 específica.

j L-10 j i ; FONTE I Gerenciador de x.IC| iDESTINO Instâncias de xIC (módulo pai e os módulosl ___________| filhos) | |l-1Q,1 I Informação sobre a criação / atualização e o

I ίapagamento de instâncias de xIC.|

PONTE j Instâncias de xIC (módulo pai e os módulos j filhos)

DESTINO I Gerenciador de xIC

—..........................i...................................................................................................................................

^obre ° instâncias de xIC.____|

Tabela 10 r Trocaa de informação entre o Gerenciador de xXC e uma instância de xIC 602 fHtiIace L-IOfo

1,6.2. Enlace L-ll

As trocas de informação entre as Instâncias die xIC pai

604 e de x.IC filho 605 ocorrem através do Enlace L-ll e são mostradas na Tabela 11. A localização deste enlace é ilustrada na figura 6. Ambos o xIC pai 604 e o xIC pai 604 são criados pelo Gerenciador de xIC 603.

|L-ll [ l

49/75

FONTE	Controlador de ilha (xIC - Pai)
DESTINO	Controlador de ilha (xIC - Filho}
	informação sobre os planos de tarefa de entidades.
(Bill <5	Informação sobre registro e remoção de registre de entidades de uma ilha de automação.
FONTE	Controlador de ilha (xIC - Filho)
DESTINO	Controlador de ilha (x.IC - Pai)
L-ll.3	Informação sobre os planos de tarefa de entidades.
L-11,4	Informação sobre registro e remoção de registro de entidades de uma ilha de automação.

Tabela 11: Trocas de informação entre o xíc pai 884 e o xíc filho 605 (Enlace £-11).

Embora as instâncias de xIC de núcleo sejam todas idênticas, cada loA pode operar com regras de controle diferentes, prioridades ου entidades através do uso de plug-ins. Cada instância de xXC 602 tem dois tipos distintos de plug-ins, conforme descrito abaixo, um assim denominado plug-in de comportamento'-' 607 e um plugin de modelo de entidade'’' 60S.

Toda entidade entrando em um. Toã é primeiramente registrada no xIC associado (por exemplo, 60S), o registro sendo coordenado pelo xIC pai €04 _f conforme descrito em detalhas mais tarde neste .relatório descritivo.

Cada xIC 602 interage com pelo menos uma instância de X5 MFC 402 para cada loA. Isto é necessário para a obtenção de uma informação a partir da unidade de modelo de fluxo limitado 501, da unidade de modelo de fluxo livre 502 e da

50/75 unidade de modelo de equipamento S03 descritas acima para a execução das tarefas na XoA.

O plug-in de comportamento 607 especifica r-ecursos específicos de XoA, os quais podem incluir o equipamento 5 que pode operar na XoA, operações as quais podem ser realizadas na XoA, tipo da XoA, informação sobre entidades não autorizadas e ações para a XoA e .regras e regulamentos para a realização de tarefas na XoA.

Os plug-ins de modelo de entidade. 605 servem a duas finalidades principais:

1. Sendo específico para um tipo cm particular de entidade, um dado plug-in 606 permite que o x.TC 602 gere controles apropriados para a entidade relevante,

2, Um dado plug-in 606 especifica a interface de 13 comunicação para a entidade.

Cada xIC 602 requer o plug-in de modela de entidade apropriado 606 para cada entidade no XoA, e não há limite para o número de plug-ins que podem ser conectados em qualquer dado tempo.

0 uso do plug-in de modelo de entidade 606 para comunicação com a entidade significa que o padrão de interface de controle chave está entre o plug-in 606 e o xXC 602. Padrões separados então podem ser gerados para comunicação pana cada classe diferente de entidade. A.

.25 interface de plug-in assegura que haja um padrão único que pode ser comum através de todas as classes diferentes de entidades. Assist, embora a informação comunicada entre um plug-in e uma perfuratriz possa ser diferente daquela entre um plug-in e um caminhão de transporte, a interface entre o 30 xIC 602 e ambos os plug-ins é comum.

Uma consideração é dada, agora, à execução de controle nas XoAs,

A hierarquia 61G do sistema de controle 203 ê empregada com elementos de software atribuídos a regiões

S espaciais da mina, conhecidas como zonas ou ilhas de operação. 0 sistema de controle 203 é projetado especificamente para prover a flexibilidade para operação de misturas de sistemas humanos e sistemas autônomos de forma segura na mesma mina ou região de mina, e o que vem a.

seguir contém uma descrição das funções de núcleo no MCS 203 ,

Um operador 102 usa a intex'face de. MAS para a definição de uma nova XoA, a qual então envia esta informação para o Gerenciador de xIC 603. ê requerido que o 15 operador 102 especifique parâmetros tais como:

» Fronteiras de ilhas;

• fonas de transição;

* Uma instância de MPC 402 para conexão;

» Um plug-in de comportamento 607; e * Uma localização de emprego física,

Uma vez que todos os parâmetros estejam regulados, o Gerenciador de xIC 603 cria a instância de xXC 602 de acordo com as especificações dadas. A nova instância de xIC 602 inicia c processo de registro dela mesma para o pai 603 25 na hierarquia 610, e espera uma confirmação, O pai 604 então faz uma transição do controle de todas as entidades nas fronteiras da nova ilha para o novo controlador de xIC. O xIC 602 registra seu plug-in de MFC 405 junto à instância de MPC especificada 402, a qual então confirma seu status 3 0 para c· Gerenciador de xIC 603. O Gerenciador de xIC 603 ativa, a retorna operador 102.

variação das fronteiras geográ de uma ΙοΑ é :riação de uma nova ΧοΑ. Ά instigada em vários pontos sistema.

MAS para ^;ir que uma mudança ê requerida.

operador esp í f ioa fronteiras de i 1 h<

evis adas e, se necessário, ma onas de transição revisada.

Em alguns pode uma variação automatizada de fronteiras de ilha.

Por exemplo o tamanho de uma pode aumentado ou diminuído automaticamente, padrão de perfuração

Em um outro exemplo fronteiras geográficas uma zona escavação podem au t ornat xcamente aumentadas conforme a escavação prosseguir.

Quando as fronteiras de ilha mudam.

ema pooe checar para garantir que as entidades na ilha, antes da mudança, permaneçam na ilha, apõs a fronteira mudar.

uma entidade cair fera da ilha, como resultado da mudança de fronteira, então, controle da entxdade ransferido para uma outra XoA.

Por exemplo a fronteira de xIC 505 for variada, itrole de uma entidade anteriormente no x.IC 504 poderá ser transferido para o xIC pai 604 na hierarquia 610.

De similar uma mudança de uma fronteira que uma entidade cairá na fronteira, então, um controls da entidade será transferido para o xIC da Ioa mudada.

um cumprimento

53/75 entre o x.IC da ilha variada e o xIC de seu pai,

Uma abordagem alternativa para a variação da fronteira de uma ilha existente é apagar a ilha e, então,, criar uma nova ilha com a fronteira geográfica redefinida.

Se uma loA for para ser apagada, um operador poderá enviar o comando para o Gerenciador de xIC 603, o qual então enviará o comando de apagamento para a instância de xIC relevante 602, A instância de xIC 602 deve passar o controle de todas as entidades em suas fronteiras para seu 10 pai 604 na hierarquia 610, então, remover de registo a si mesma daquele pai 604, Caso bem sucedida, a instância remove o registro de seu plug-in de MPC 4 05, confirma o status par o Gerenciador de xT.C 603 e termina, O MPCS 102 e o operador 101 são alertados que o xXC 602 foi apagado. Os 15 estágios nesta sequência correspondem àqueles no processo de criação.

2. TRANSIÇÕES

A figura 9 ilustra os componentes envolvidos quando uma entidade se move de uma zona para uma outra.

As transições a partir de entre as XoAs são realizadas usando-se um mecanismo baseado em empurrar, .no qual uma loA de recepção 901 comanda a requisição para uma entidade 902 através da ilha pai 903 que, então, coordena com a base 904 (ilha atualmente responsável). Uma entidade 902 então faz 25 uma transição usando um protocolo de cumprimento duplo. A transição ocorre em uma porta específica 90S nas zonas de transição 906, 907. O processo tem um controle secundário adicionado a uma entidade, antes da. entrada em uma região e antes de uma autoridade de controle anterior ser removida apenas uma vez que a entidade tenha plenamente feito a

54/75 transição.

O procedimento geral ê:

1, Encontrar a camada mais baixo que encapsula a região inteira necessária para a tarefa requerida. Isto é considerado a Xo pai 903.

. 0 xIC receptor 910 (no comando do pai de supervisão 903) cria um espaço para o recebimento da entidade 902 na porta requisi tada. 905 .

3. Então, o xIC de base 912 (no comando da pai de supervisão 903) determinará se a entidade 902 pode ser liberada e transferida para a porta requisitada 90S.

4. Õ pai 903 então coordenará (e, se necessário, fará uma desamhiguaçãu) a transição pelo comando da base 904 para mover a entidade .902 para a porta, de transferência 905 e sua zona de transição dada 907.

5. Quando a. entidade entra na zona de transição 907, o processo de registra começa... Esta é a primeira parte do cumprimento. Isto envolve a entidade 902 notificar o xíc de base 912, o qual notifica o xIC pai 914, o qual notifica o xIC receptor 910. Durante isto, a entidade 902 estã aberta para receber operações de antecipação para ações na zona de transição 906 do xIC receptor 910. A entidade 902 então recebe um controle secundário a partir do receptor 90.1. Cama parte da inicialização para o xIC de recepção 910, à entidade 902 sao dados cs limites geográficos, os limites de zona da transição e o percurso de cursa para a execução de uma transição bem sucedida. Uma vez que a entidade 902 tenha .feita a transição para o espaçe- 906 do xIC de recepção 910, o processo de reme-ção de registra carneça para o xIC de base 912. Isto é completado antes de deixar a zona cj cj / ε;

de transição de receptor 906.

.¾ entidade 902 mantém uma lista de controle através da qual o xXC de recepção 910 obtém um controle secundário durante a transição. Um comando de segurança toma precedência, independentemente do controlador o emitindo.

A arquitetura de controle foi desenvolvida para ser consistente com a política de detentor de trava praticada em um local de mina. A adiçrão de um controle é análoga à adição de uma trava de isolamento de pessoal. Assim, uma trava de controle para um x.IC em particular pode ser removida apenas por aquele xIC. Ainda, operai em um xIC requer a trava de controle para aquele xIC. Um controle é adicionado e removido nas zonas de transição 90S, .907. Assim, o xIC receptor 910 adiciona sua trava de controle ã entidade 902, enquanto a entidade está na zona de transição de base 907. Na transferência de uma entidade 902 para a loA de receptor 901 (e o controle para seu xXC 910), então, o xIC de base 912 destravará o controle na zona de transição 907 do receptor.

Com referência às figuras 1.0a a lOe, é mostrado um exemplo de uma transição de uma entidade 902, Entidade X* de um xIC de base 912, xXC de base B para um xXC receptor 910, xXC receptor C”, através de uma porta 905, Porta P, conforme supervisionado por um xIC pai 914, Pai A.

Na figura 10a, o xXC pai 914 estabelece a transição. Na figura 10b, o xIC pai 914 faz uma transferência de controle do xXC de base 912 para o xXC receptor 9X0 nas zonas de transição 906 e 907. Na figura 10c, o x.IC de base 912 controla a transição da entidade 902 para a zona de transição 907. Na figura 10d, o xIC de base 912 remove o

58/75 registro do controle da entidade 302, e o xIC receptor 910 assume e controle da entidade 902 para a zona da recebimento 901.

Na figura 10e_f todos os sinais de cumprimento para o processo inteiro de transição são mostrados , processo para transição de controle segue a segurançaí

X. A Cí Consulta; pode aceitar X?

2. C -» At Reconhecimento

3. A -> S: Consulta; pode liberar 2;?

4. B -* A; Reconhecimento

5. A —> B: Comando; mover X para Porta P

a. B —$> X; Comando; trajetória para movimento para P, coordenadas de zona de transição em B.

b. X B; Reconhecimento, atualizações de status

c. X —> B: Entrou na zona de transição

d. B > X; Controle não exclusivo, pode receber futuras mensagens de controle de C

e. X B: Reconhecimento

6. B h A; Atualização de status; transição pronta

7. A -a C: Comando: C para enviar futuros comandos de controle para X

a. C > X; Iniciação para loA C (limites, zona de trajetória, etc.), futuras trajetórias de controle em zona de transição, etc,

b. X C; Entrada de registro

q. C X; Reconhecimento

d. X ~a C: Reconhecimento

8. C ™* Aí Atualização de status e reconhecimento

9. A ---> Bí Comando: remoção de registro de B

57/75

a. Β X: Remoção de registro de controle

b. X B: Remoção de registro de mensagem / reconhecimento

10. Β —> A: Reconhecimento

11. A —> C: Remoção de registro de reconhecimento a, C X: Autoridade para execução de trajetórias além da zona de transição C

b. X C; Reconhecimento

12. C -> A: Reconhecimento

A transição também pode ser vista como uma sequência no tempo ilustrada conforme se segue:

58/75

x oírigew Entrai' ε® zona X czusa da S Sa.ii' da ssona £ r® deatino d®·· translçâ©· para C na prsrta :de trans ix}

Sequência temporal para transição ectre ilhas

A lista, de controle na Entidade X 902 para esta sequência varia conforme X 902 entra na zona de transição 907, crua a porta .905 e sai da zona de transição 906. Na entrada da zona de transição 907. o xIC de base 912 tem o controle primário, e, então, tem o controle secundário transitado para o xIC receptor 910. Desta maneira, o xIC receptor 910 pode comunicar e alimentar um controle antecipado antes da porta 905. Após cruzar para ο ΣοΑ de 10 recepção 901, o xIC de base 912 ainda mantêm uma comunicação, de medo a permitir que ele remova o registro.

Além da segurança, a remoção de registro é importante para o xIC de base 912 para liberação de recursos que estavam livres e alocados para. a. transição de entidade. Assimt |t,8 ÍU_S,:8 VBIVC |t € |

I I CíWfcmè V<*| v 8 I I

Sequência temporal para a parda de controle durante uma transição entre ilhas

Um outro aspecto desta arquitetura é que uma entidade 20 902 obtém futuros pontos de caminho ou trajetórias para seu planejamento futuro, antes de um controle operacional pleno. Uma ves que a entidade 902 tenha transitado para a zona de transição de receptor 906, não há necessidade de o xlC de base 912 dai trajetórias ou

M-iiSj. : & Korizonttaritecipaáo: B

Atual: ?

Hcnrizonte antecipado; 3 ·« C

Horíaonta não execução . C planos. Assim:

Atíial·.: c

Horizonte enteo i.p»dos l·;

Sequência temporal para futura# trajetória#

59/75

Os comandos de tarefa são passados a partir do Planejador de Tarefa 308 para o nível de topo da hierarquia de controle 610. Dois tipos de movimento são relevantes;

1. Um. movimento de mineração ~ qualquer controle que é projetado para mudar a geometria ou o conteúdo volumétrioo da mina; e

2. Um movimento padronizado ~ todos os outros confe ro lie s ,

Qs comandos então são passados pela hierarquia 610 para a instância de xlC 602 responsável pela entidade 902 em questão. A instância de xTC 602 converte o comando de tarefa em uma trajetória e envia isto para a entidade 902 para execução.

3. EXEMPLO DE OPERAÇÃO DE LOCAL DE MINA

Um exemplo representativo muito simplificado de uma operação de local de mina é descrito, agora, para fins de ilustração, da arquitetura de MAS 100. Contudo, ê para ser entendido que o exempla é dada para ilustração dos aspectos chaves da funcionalidade de MAS, ao invés de se capturarem todos os aspectos de uma operação de mineração real. A descrição é provida com referência à figura 11., a qual ilustra uma mina a céu aberto tendo uma planta de processamento 1102 conectada por uma única estrada 1104 a uma frente 1106 e uma área adjacente 1108 em que um carregamento é empreendido. Vários aspectos da operação de local de mina são descritos segunda os subtítulos a seguir,

3.1, PIane jamenta

A figura 12 ilustra a configuração de MPS aplicável a este exemplo. Começando a. partir da hipótese que o material 30 na área de carregamento de face 1108 é para ser minorado e

60/75 transportado para a planta de processamento 1102_# um

Planejador de Serviço 1206 no MP3 1202 é usado para a criação de um plano de serviço para a escavação do volume requerido de material na localização apropriada. O plano de

S serviço atribuí uma escavadeira 1116, quatro caminhões 1112 e um buldôzer .1114 para o procedimento. A.s entidades são atribuídas permanentemente por um operador, mas o sistema 100 também podería programar dinamicamente veículos, dependendo das exigências. 0 Planejador de Serviço 1206 10 então cria um Planejador de Tarefa 1208 para cada entidade.

Os Planejadores de Tarefa 1208 executam os planos através do MCS 1304, conforme ilustrado na figura 14. Os

Planejadores de Tarefa 1208 comunicam planos para as respectivas entidades para o nível de topo da hierarquia de IS xIC 1304, o controlador de mina 1314; o controlador de mina 1314 então passa o comando para cada controlador subsidiário: o controlador* de planta 1316, o controlador de

est	rada 1318. o	co;	itrolador de	carregament o	de	frente 1320
e o	controlador	de	carregamento	de face 1308	. 0	controlador
2 0 de	c a r r e g am e n t o	de	face 1308 é	subsidiário	ao	controlador
de	carregamento	de	frente 1320	. Os enlaces	de	comunicação

1402 também retornam uma informação a partir do MCS 13 04 para o MPS 1202 com relação aos planos de tarefa (veja a Tabela 4).

5 3*2. Ilhas de Automação

Uma IoA é criada para, cada uma das regiões geográficas identificadas na figura 11. No nível mais alto, a mina inteira é uma IoA 1110 e, dentro da mina, a planta 1102, a estrada 1104 e a frente 1106 se tornam, cada uma, uma IoA 30 separada. Finalmente, uma IoA de carregamento de faca 1108

61/75 é criada dentro da frente para envolver a escavadeira 1116 e cs caminhões 1112 no momento do carregamento. A hierarquia de xXC 1302 do MCS 1304 para este exemplo é mostrada na figura 13. Conforme as operações de mineração prosseguem, as fronteiras geográficas da ilha de carregamento de face :1.:1.08 e da ilha de carregamento de frente 1106 podem ser variadas para combinarem com. a localização atual das operações.

3.3. Controle das ioas

A XoA de mina tem um controlador de mina 1.314, A XoA de planta 1102 tem um controlador de planta 1316. A XoA de estrada 1104 tem um controlador de estrada 1318. A XoA de carregamento de frente 1106 tem um controlador de carregamento de frente :1.320, A XoA de carregamento de face 1108 tem um controlador de carregamento de face 1308.

Cada um dos controladores de XoA, conforme mostrado na figura 13, tem um plug-in de comportamento (por exemplo, o plug-in 1324 para o 1C de mina 1314) que provê parâmetros na forma, por exemplo, de detalhes dos comportamentos de controle exatos, restrições e regras naquela região geográfica. Por exemplo, a prioridade de entidades ou regras de estrada em torno da planta 1102 podem diferir daquelas na frente 1106,

Cada uma das entidades na mina, ê registrada, para o controlador de ilha para sua região geográfica. Assim, estes controladores de ilha têm, cada um, um plug-in de modelo para os veículos (entidades) que eles estão controlando. Por exemplo, a XoA de carregamento de face 1108 tem um plug-in de modelo para a escavadora. 1310 e um plug-in para o caminhão 1312, a XoA de estrada 1104 tem um

62/75 plug-in de caminhão 1306 e a loA de carregamento de frente 1106 tern um plug-in de caminhão 1326 e urn plug-in de buldôzer 1328. Como os plug-ins contêm o modelo para uma entidade, um único plug-in pode ser usado para controle das 5 múltiplas entidades homogêneas na mesma ilha.

As responsabilidades chaves do Gerenciador de xTC 13 22 são criar, apagar, configurar e gerenciar a rede de instâncias de xIC 1302. Estas instâncias são dinamicamente criadas e gerenciadas com base na informação recebida pelo 10 Gerenciador de xXC 1322, por exemplo, serviços ou. tarefas recebidos a partir do sistema de gerenciamento de mina.

Ά configuração de emprego para este sistema desejaveImente tem o software para cs controladores de ilha rodando tão perto quanto praticamente possível das ilhas

1.5 relevantes. Isto é assim de modo que os controladores se comuniquem com as entidades nas ilhas com latência mínima e para a redução da necessidade de envio de mensagem por toda a mina de uma informação que é relevante apenas para uma região pequena. Os empregos de exemplo são dados conforme 20 se segue:

a) Controlador de loA de mina 1314: este pode rodar em um servidor na instalação de processamento central para a mina.

b) Controlador de IcA de planta 1316: uma instalação 25 de processamento pode ser estabelecida, na planta para permitir que o controlador esteja espacialmente localizado naquele local.

c} Controlador de XoA de estrada 1318: como a rede de estradas ê distribuída por toda a mina, o controlador de 30 ilha desejavelmenta pode rodar na instalação de / 7 5 processamento central,

d) Controlador deloã de frente 1320: o controlador para a frente pode rodai' na escavadeira 1116.. Esta entidade fica na ilha, ao passo que caminhões e outros veículos têm probabilidade de transitai' regularmente.

e) Controlador de XoA de carregamento de face 1308: o controlador para a escavação de face é convenientemente rodado na escavadeira, juntamente com o controlador de ilha de frente 1320. Isto permitirá um enlace de comunicações de largura de banda alta com fio permanente entre os dois.

3,4. Compilação de imagem de Mina

A figura 15 mostra o MFCS 1502 para este exemplo. Uma configuração de emprego possível para este sistema terá os vários dispositivos de MPC, conforme ilustrado na figura 15 15, e referidos conforme se segue:

a) MPC de mina 1508: este dispositivo de MPC é o núcleo da hierarquia de MPC 1508 e contém a imagem de operação da mina global. Pode ser rodado na instalação de processamento central com uma conexão de lax'gura de banda alta com fio com o controlador de ilha de mina 1314. Neste exemplo, ele tem apenas um único plug-in 1510 conectado, o qual permite que sistemas e operadores externos ao MFCS 1502 acessem a informação de MFC fundida.

b) MPC de estrada 1512: o dispositivo de MPC de estrada extrai uma informação para as áreas de estrada. Ele pode ser rodado na instalação de processamento central com uma conexão de largura de banda alta com fio para o controlador d.e ilha de estrada 1318, Ele contém plug-ins de modelo com. as funções a seguir:

1. Monitoração de estrada 1514: atualiza o modelo de

64/75 geometria dentro do solo com os dados de superfície de estrada a. partir de veículos;

2. Pose de equipamento 1516; atualiza o modelo de

equipamento	com	a informação de pose de vei-	culo;
5 3. xIC	de	es t rada 1518: permite uma	interface com α
controlador	de	ilha de e s trada 1318.	Isto provê ao
c on t r o1ador	de	ilha 131.8 acessa à informação de MPC

fundida, e permite «que o MPC de estrada 1512 acesse uma informação de trajetória a partir do controlador 1318.

c) MPC de planta 1520: o dispositivo de MPC de planta extrai uma informação para a região de planta. Ele pode ser rodada em. uma instalação d.e processamento localizada na planta, com uma conexão de largura de banda alta com fio com o controlador de ilha de planta 1316. Ele contém plug-15 ins de modelo cosí as funções a seguir:

1. Monitoração de planta 1522: atualiza o modelo fora do solo com uma informação de ensaio em tempo real a partir da planta;

2. Pose de equipamento 1524: atualiza o modelo de equipamento com uma informação de pase de veículo;

3. xIC	de Planta	1S2§	>: permite uma	interface com o
controlador	de ilha	de	planta 1316.	Isto provê ao
c ontro1ador	de ilha	1316	acesso à in	formação de MPC
fundida, e	permite gue o	MPC de planta	1S20 acesse uma

2.5 informação de trajetória a partir do controlador.

d) MPC de frente J.528: o MPC de frente extrai uma informação para a. região de frente. Ele pode ser rodada em uma instalação de processamento na escavadeira com uma conexão de largura de banda alta com fio com o controlador 30 de ilha, de carregamento de frente 1320 e o controlador de ilha de carregamento de face 1308. Ele contém, os plug-ins de modelo com as funções a seguir;

1. Monitoração de frente 1530: atualiza o modelo fora do solo com uma informação de ensaio em tempo real a partir da piarita;

2. Pose de equipamento 1532: atualiza o modelo de equipamento com uma informação de pose de veículo;

3. xXC de carregamento de frente 1534; permite uma interface com o controlador de ilha de carregamento de.

frente 1.320. Isto provê ao controlador de ilha 1320 acesso â informação de MFC fundida, e permite que o MPC de frente 1528 1520 acesse uma informação da trajetória a partir do controlador 1320.

4. xIC de carregamento de face 1536: permite uma interface cem o controlador de ilha de carregamento de face 1308. Isto provê ao controlador de ilha 1308 acesso à informação de MPC fundida, e permite que o MPC de frente 1528 acesse, uma informação de trajetória a partir do c ontro1ador 13 08.

As ilhas de frente 1.106 e de carregamento de aceleração 1108, neste exemplo, são configuradas para operarem na mesma instância de MPC 1528, reduzindo o numero de MPCs rodando e, dai, a complexidade do sistema. Contudo, uma estratégia alternativa seria ter uma instância de MPC extra para a ilha de carregamento de face 1108 e aceitar as exigências extras de computação e complexidade.

3.5. Integração de Sistema

A figura 16 ilustra enlaces de conexão entre o MFCS 1502 e o MCS 1304. Quando cada uma das instâncias de xXC ê criada, ela registra um plug-in de xXC com uma instância de

66/75

MFC.

xIC de planta 1316 registra o modelo de plug-in de xIC de planta 1526 com o MPC de planta 1520 pox' urn enlace 1602, O xIC de estrada 1318 registra o modelo de plug-in de xIC de estrada 1515 com o MPC de estrada 1512 por um enlace 1604, 0 xXC de carregamento de frente 1320 e o xXC de carregamento de face 1308 registram o modelo de plug-in de xIC de frente 1534 e c modelo de plug-in de xIC de carregamento de face 1536 com ό MFC de frente 1520 pelos enlaces 1606 e 1608, respectivamente, ê através destes enlaces que os controladores recebem a informação de estado mais atual a partir de cada instância de MFC e transmite a informação de trajetória planejada para cada instância de MFC. Neste exemplo, as loAs de frente 1106 e de carregamento de face 1108 são conectadas à mesma instância de MPC 1528, Como ambos estes controladores de ilha são empregados na mesma entidade, a escavadeira, ambos podem usar uma instância de MFC comum 1528, De forma importante, a instância de MEC 1528 deve ser empregada na mesma localização física que os controladores 1320, 1308 e conectados através de um enlace com fio físico para a acomodação de enlaces de comunicação 1606, 1608, que estes fazem parte de um laço de controle.

A figura 17 ilustra o laço de controle entre o MCS

1304, as	entidades na	mina 11	10 (incluindo os	caminhões
1112, um	buldõzer 1114	e uma	escavaoeira 1116}	e o MFCS
1562 . As	c omuni cações	entre o	MPCS 1502 e o	MCS 1304,
conforme	ilustrado na	figura	16, são resumida;	3 como ura

enlace único 1702, por clareza.

Os modelos de plug-in de entidade de xIC que comunicara uma informação de controle para as entidades incluem os plug-ins de caminhão 1306, 1.3.26, 1312, o plug-in de buldôzer 1328 e o plug-in da escavadeira 1310, Esta informação é comunicada através dos enlaces de comunicação

1706. A informação a partir das entidades então é enviada para os plug-ins de MPC: o plug-in de. mapeamento de estrada

1514, o plug-in de pose de equipamento 1516.< o plug-in de .xIC de estrada 1518, o plug-in de monitoração de frente 15 30, o plug-in de pose de equipamento 1532, o plug-in de xIC de frente 1534 e o xIC de carregamento de face 1536.

Esta informação é enviada pelos enlaces de comunicação X704 entre as entidades e os plug-ins de MPC, e é usada para fusão no modelo de MPC apropriado. Xsto demonstra o laço de controle entre o MCS 1403, as entidades na mina e. o MPCS 15 1502.

A figura 18 ilustra como os elementos do MAS 1800 neste exemplo formam um sistema integrado. A ilha de automação que é definida pelo local de mina inteiro 1110 é controlada pelo MAS 1800. O MAS 1800 compreende o MPS 1202, 20 o MCS 1304 e o MPCS 1502. A comunicação corre entre o MPS 1202 e c MCS por enlaces de comunicação bidirecionais 1402, conforme mostrada na figura 14. A comunicação ocorre entre o MPS 1202 e o MPCS 1502 por enlaces de comunicação bidirecionais 1SC2 provendo ao MFCS 1502 uma informação 25 sobre o gerenciamento das instâncias de MPC e sobre planos de tarefa das entidades e provendo ao MPS 1202 uma informação sobre a configuração de MPCS e uma informação a partir do modelo dentro do solo, do modelo fora do solo e do modelo de equipamento (veja a Tabela 3). Uma comunicação 38 ocorre entre o MCS 1304 e o MPCS 1502 pelos enlaces de

68/75 comunicação 1702_f conforme descrito com referência à figura 18 x o MCS 13 04 recebe uma informação sobre as instâncias de MPC e uma informação a partir do modelo de equipamento, do modelo dentro do solo e do modela fora do solo; o MFCS ISO2 5 recebe uma informação sobre a configuração de MCS, os planos de trajetória de entidades e o status de tarefas {veja a Tabela 5) .

A modalidade ilustrada nas figuras e descrita acima se refere a uma aplicação em mineração. Será apreciado que há 10 muitos outros campos de aplicação relevantes para um controle autônomo integrado, incluindo nas áreas florestais e de agricultura. O sistema de automação da figura 2 pode ser usado para o controle de uma operação autônoma de um equipamento em várias aplicações, em que uma pluralidade de 15 zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação é estabelecida em uma região.

Na aplicação em mineração, o termo informação dentro do solo se refere à informação geométrica, geofísica e geológica sobre um material no solo, juntamente com uma

	informação	sobre ati’	zidades	de	mineração que	ocorreram ou
	estão para	ocorrer	antes	da	extração do	material. O
	material de	ntro do s<	; .lo ou	não	escavado é um	ma t e r i a1 qu e
	ainda não	foi es	cavado.	Uma informação	geométrica

representa uma informação sobre a localização e a geometria 25 da mina, das frentes, etc. Também inclui uma informação sobre a localização de furos existentes ou a serem perfurado® e outras dimensões. Isto constitui um padrão de perfuração. Mais ainda, uma informação geométrica também pode ter uma informação associada relacionada â quantidade 30 e à composição de explosivos a serem providos nos furos.

60/75

Usando a informação de dentro do solo, é possível estimar a quantidade a os estoques de material dentro do solo, Uma informação de dentro do solo também compreende propriedades químicas e mecânicas das diferentes zonas da mina, Toda a informação de dentro do solo é fundida para a formação de um modelo de dentro do solo.

Em uma aplicação agrícola, o termo infarmação de dentro do solo pode se relacionar ao solo e às plantas ou sementes economicamente úteis em uma região de interesse. 0 modelo de dentro do solo obtém, através de detecção, uma imagem integrada da geometria, da composição química e da saúde da semente pela ãrea requerida. Mais geralmente, o termo informação de dentro do solo cai na classe de informação de pré extração, pré-intervenção ou prê~ processarnento e se refere a uma informação descrevendo uma região de algum ponto de referência de partida, ou um ponto de referência de partida relativo em um processo dinâmico sujeito a uma reavaliação contínua. 0 recurso de região pode ser, por exemplo, uma mina, um recurso agrícola ou um recurso florestal que esteja sujeito a uma intervenção ou um processamento pelo equipamento referido abaixo. Neste sentido mais amplo, a informação de dentro do solo não está limitada literalmente a uma informação relativa ao solo, mas pode, se referir, por exempla, a um recurso marinho.

Nesta descrição, um segundo tipo de informação é denominado informação de fora do solo. Na aplicação em mineração, a informação de fora do solo se refere a uma informação sobre o material extraído ou fora do solo, .incluindo pilhas de estocagem e material em processo. Esta informação inclui, mas não está .limitada à geofísica, química e grau do material de fora do solo, além de sua localização na. mina. Usando a informação de fora do solo, é possível estimar os estoques e a quantidade de material 5 fora do solo. A informação de fora do solo é fundida para a formação de um. modelo de fora do solo.

Em uma aplicação agrícola, a informação de fora do solo pode descrever, por exemplo, uma safra colhida. Mais geralmente, a informação de fora do solo caí na classe de IO informação pós-extração, pós-processamento ou pósintervenção que descreve um material extraído ou colhido a partir do ambiente descrito pela informação de dentro do solo (pré-extração). Em algumas aplicações, o rótulo de fora do solo não estã relacionado literalmente ao solo, mas XS pode ter uma referência, por exemplo, a um recurso marítimo colhido.

A expressão informação de equipamento se refere a uma informação relativa às peças de equipamento usadas em uma aplicação de processamento de recurso. O equipamento é 20 instrumental em uma transferência de material a partir do ambiente dentro do solo ou de pre-processamento para o ambiente fora do solo ou de põs-processamento. No contexto de uma operação de mineração, por exemplo, uma informação de equipamento se refere a uma informação relativa as 2S peças de equipamento usadas em uma mina e a seus operadores. A informação de equipamento inclui, mas não está limitada ao número, à localização, ao status, à disposição e ao tipo da peça de equipamento. Também inclui uma informação de programação e logística. Toda a 30 informação de equipamento é fundida para a formação de um

71/75 modelo de equipamento.

O termo ''automático se refere a um sistema ou processa que executa uma tarefa bem definida específica que frequentemente é definida de forma estreita, Automático implica seguir um conjunto de regras bem definidas e reagir de uma forma definida a um estímulo definido. Sistemas automatizados são aqueles que têm alguns componentes automáticos ou propriedades,

O termo autônomo se refere a sistemas que são mais complexos conforme os sistemas furem capazes de responderem a estímulos desconhecidos e podem funcionar sem um conhecimento completo de seus ambientes. Tipicamente, um sistema autônomo não requer uma intervenção humana para responder a pelo menos algumas mudanças não preditas em seu 15 ambiente.

Os tx*ês modelos relativos a uma informação de dentro do solo, de fora do solo e de equipamento podem ser usados para a formação de uma imagem integrada geral para uso na monitoração e na exploração de um ambiente, tal como uma 20 mina. Os modelos também podem ser aplicados à fusão de uma informação para uma estimativa em aplicações florestais e agrícolas, por exemplo, a fusão de uma informação de dentro do solo, tais como propriedades de solo, com uma informação de fora do solo, tais como dados de safra ou de colheita. O 25 equipamento ou as unidades de operação neste exemplo poderíam incluir tratores, arados ou um outro equipamento agrícola.

De uma maneira similar, uma fusão de informação de dentro do solo também pode ser usada para aplicações de .30 drenagem ou de irrigação. Outras aplicações também podem

72/7S incluir a fusão de uma informação para a estimativa de propriedades do oceano ou de outros corpos líquidos. Os exemplos marítimos incluem o uso do modelo de dentro do solo para a estimativa de propriedades tais como temperatura do oceano e salinidade. As estimativas de tipo de fora do solo pode se relacionar a qualquer recurso marítimo incluindo peixes ou minerais extraídos a partir do oceano. Em aplicações marítimas, as entidades de equipamento podem incluir, por exemplo, embarcações de

10	pesca, redes	e submarinos,	e o modelo de dentro do	solo
	pode incluir,	por exemplo,	uma modelagem por sonar.
	O termo	fusão se	refere nesta descrição	a uma
	combinação d®	informação a	partir de múltiplas fonte	s para

a criação de um. modelo de dados ou a combinação de uma nova informação com uma informação existente de um modelo de dados para a atualização deste modelo de dados. As múltiplas fontes podem sei fontes homogêneas ou heterogêneas. A informação a partir de múltiplas fontes tipicamente cem características diferentes, por exemplo, a acurácia dos dados, mas provê uma informação sobre os mesmos parâmetros medidos, por exemplo, coordenadas descrevendo a posição de um objeto. Uma razão para a fusão de uma informação a partir de fontes heterogêneas, por exemplo, múltiplos sensores, é melhorar a acurácia dois)

Ξ5 valor(es) estimado(s) a partir dos valores medidos. A fusão de uma informação também pode se. referir a uma atualização de uma informação antiga ccm uma informação nova, por exemplo, a substituição de uma localização de um veículo por sua nova posição. A fusão de uma informação também pode fazer uso de algoritmos de fusão. Urna realização de pós- processamento ou de modelos de fora do solo e de equipamento pode usar um filtro de Kalman, um filtro de informação ou um filtro de partículas para a fusão da informação. Contudo, qualquer outro algoritmo de fusão 5 também pode ser aplicável.

Será entendido que a invenção exposta e definida neste relatório descritivo se estende a todas as combinações alternativas de dois ou mais destes recursos individuais mencionados ou evidentes a partir do texto ou dos desenhos, 10 Toda,s estas combinações diferentes constituem vai'ios aspectos alternativos da invenção.

AHT	Caminhão de transportei autônomo
AP	Ponto de acesso
BIF	Formação de ferro em banda
CA ES	Sistema, de movimento de terra auxiliado por computador
COP	Imagem de operação comum
HLSA	Arquitetura de sistema de nível alto
ID	Identi ficação
ToA	Ilha de automação
MAS	Planejador de serviço
MCS	Sistema de automação de mina
MP	Planejador de mina
MPC	Compilação de imagem de mina
MPCS	Sistema de compilação de imagem de mina
CEM	Sistema de planejamento de mina
PVA	Fabricante de equipamento original
ROC	Centro de operações remoto
TP	Planejador de tarefa
UML	Linguagem de modelagem unificada

VPN ί Rede privada virtual

Tabela 12; Dista de acrosimas.

Ilha de automação ou ilha de autonomia (ΙοΑ) :	Uma região espacial cujas fronteiras são nem definidas e a qual contém portas espec íficas {d i saretas > para tráfego,
XIC;	Nm módulo genérico para controle e coordenação de ações em uma. ilha de automação <
Entidade;	Uma peçía de equipamento, máquina, pessoa ou outro ativo operando no local de mina.
Pai;	0 xIC de nível alto responsável pela tarefa geral.
Filho;	Módulos de x.IC recursivos que são começados e controlados por um xIC pai.
Base (B);	0 possuidor atual de uma entidade.
Coletor ou receptor (C) r	Q destinatário de uma entidade.
Lista de controle:	Para uma entidade, a lista de ICs que ê para ouvir. Note que ouvir não necessariamente implica em execução. A execução é determinada cost base em um mecanismo de classificação.
Zona, de transição;	Uma localização de porta delimitada por usuário entre XoAs para transferência de entidade e transição de controle. Tem uma área contínua em cuja área uma entidade tem permissão para se comunicar

75/7S

	simultaneamente com os xXCs. Cobro os xlCs envolvidos na transferência e ultrapassa a .borda de suas loAs.
Classificação energética de comandos:
- ativo: >2 2 .......... 2 : :: : :: 2	Comandos que removem energia da entidade (por exemplo, frenagem);
passivo:	Comandos que não alteram o estado de energia. da entidade (por exemplo, condução); ou
+ ativo; | Comandos que adicionam energia â entidade j {por exemplo, aceleração)

Tabula 23? Terminologia de sistema de controle.

Claims (7)

1. REIVIHDXCAÇÕES

   1. Método de geração de uma representação de dados de uma região geográfica, como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o método ggpacterizado pelo

   5 fato de compreender:

   a) o recebimento de uma informação especificando uma pluralidade de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região;

   b) o recebimento de dados heterogêneos descritivos d,a 10 região;

   c) a associação dos dados recebidos com respectivas zonas localizadas;

   d) a fusão dos dados recebidos associados ãs zonas localizadas nas representações de dados das zonas .15 localizadas; e

   e) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.
2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2Q caracterizado pelo fato de as operações autônomas serem para a extração de pelo menos um recurso a partir da região, e pelo fato de as representações de dados das zonas localizadas e a representação de dados comum da região geográfica compreenderem, cada uma, modelos selecionados a 25 partir do grupo que consiste em:

   um modelo pré-extração descritivo da zona ou região e pelo menos um recurso na zona ou região;

   um modele de equipamento descritivo de ura equipamento operando na zona ou região; e

   30 um modelo pôs-extração descritivo de ura material

   2, na zona o caracterizado pelo fato de o modelo pré ~extração omp r eender uma

   4 . Método,.

   caracterizado compreender uma recurso na tona descrição espacial da.

   zona ou região* de acordo com a reivindicação *

   fato de modelo pré-extração estimativa da distribuição de pelo menos um ou

   Método, de acordo com qualquer uma das re ivi ndicações compreender:

   representações de

   2, de dados uma para caracterizado informação a um sistema de controla as operações autônomas

   6, Método, de re i v i n d i c a ç Õe s 1 compreender a definição acordo da uma uelo fato parti r controle que na região.

   com qualquer uma das caracterizado pelo fato de estrutura hierárquica para as representações de dados correspondendo a uma organização hierárquica das zonas .localizadas.

   Método, de acordo reivindicações 1_f de compreender:

   o recebimento de uma com qualquer uma das

   6, caracterizado pelo fato inf ormação espe c i f icando froutei atualizadas

   8. Método, de reivindicações 1, de pelo menos uma zona localizada.

   acordo c om qua. .1 qu e r uma

   6 ou 7, caracteri zado das pelo fato de compreender a região geográ f ica compreender uma mina.

   9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 2₍ 4, te ? ou 8, caracterizado pelo
3. 3/
4. 4 fato de os dados recebidos compreenderem uma informação descritiva de pelo menos um recurso e selecionada a partir do grupo que consiste em propriedades químicas, físicas, geológicas, geofísicas, minexalógicaa e contextuais do
5. 5 recurso............ ..........
6. 10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o modeío pré-extração compreender uma descrição de uma distribuição e do grau de pelo menos um recurso.

   1Ô XI. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caract«rizado pelo fato de a região geográfica ser selecionada a partir do grupo que consiste em uma região agrícola, uma região florestal e uma região marítima.

   15 12. Sistema para a geração de um modelo de um ambiente no qua.l uma pluralidade de unidades de equipamento ê empregada para a extração de pelo menos um recurso do ambiente, em que o ambiente é dividido em uma hierarquia de zonas localizadas tendo fronteiras; geográficas definidas

   20 por operação, c sistema caracter! zado pelo fato de compreender s uma unidade de gerenciamento para a configuração de uma pluralidade de compiladores de modela correspondendo às zonas localizadas, cada compilador de modelo compreendendo 25 unidades de modelagem selecionadas a partir do conjunto que consiste em:

   a) uma unidade de modelagem pré-extração configurada para receber dados a partir de uma primeira pluralidade de sensores heterogêneos e para a fusão dos dados em um modelo

   30 pré-extração descritivo da zona localizada correspondente;

   b) uma unidade de modelagem de equipamen^wcontiguxt^da mura receber dados de eouipamento rsiatiYOS a uma oü m«is unidades de equipamento operando na zona xocanzada correspondente e para a combinação nos dados de equipamento S cm urn modsio de equipamento,? a c} uma unidade de modelagem pósextração coniugurada para recefcer dados a partir de uma ssgunca pxui a..». idade de sensores e para a fusão dos dados em um modelo pôsextração descritivo do material, extraído.

   10 13, Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender um compí redor de modelo correspondente ao ambiente e configurado para ínteurar os modelos dos comp11açores oe mode10 correi',pendent es ãs zunas localizadas em uma representação 15 comum do ambiente,
7. 14. Sistema, de acordo com a reivindicação 12 ou 1.3, caracterizado pelo fato de os compiladores de modelo correspondentes às zonas localizadas compreenderem módulos de interface para se permitir uma comunicação entre o 20 compilador de modelo e os sistemas de dados de equipamento operando na zona localizada correspondente.