BRPI1009932B1 - método implementado por computador de geração de uma representação de dados de uma região geográfica e sistema para a geração de um modelo de um ambiente - 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 Iocalizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região; o recebimento de dados heterogêneos descritivos da região; a associação dos dados recebidos nas respectivas zonas Iocalizadas; 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

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] 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, em uma de suas modalidades possíveis, tem aplicação a um sistema de automação para minas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] 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 processos ou do maquinário aumenta, mais complexo se torna o sistema de automação. Isto é particularmente assim quando operações autônomas estão envolvidas.

[003] Um exemplo de uma aplicação complexa em que operações autônomas podem ser usadas é na mineração. Uma mineração a céu aberto convencional, por exemplo, de um mineral portando metal ou rocha, normalmente envolve o acesso progressivo de uma jazida seguido pela perfuração, denotação, carregamento e transporte do material liberado. No caso de minério de ferro, ele é minerado em grandes 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 de comprimento x 20 m de profundidade x 10 método de altura e contendo da ordem de 8 quilotoneladas de minério é primeiramente perfurada para a formação de um padrão de furos de detonação e o residuo de perfuração é analisado, como uma etapa em uma análise mais extensiva, para se determinar se o material a ser detonado compreende, em média, um minério de alto grau, um minério de baixo grau ou um material de residuo. O material detonado é coletado por pás mecânicas, escavadeiras e/ou manipuladores telescópicos, carregado em caminhões de transporte e 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 minério de grau alto sendo processado adicionalmente, conforme requerido para a formação de um produto comerciável.

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

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é 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 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;d) a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas nas representações de dados das zonas localizadas; ee) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

[006] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um aparelho para a geração de uma representação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o aparelho 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 descritivos da região;c) meios para a associação dos dados recebidos com respectivas zonas localizadas;d) meios para a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas nas representações de dados das zonas localizadas; ee) meios para a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

[007] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um sistema para a geração de um modelo de um ambienteno 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 em uma hierarquia de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação, o sistema compreendendo:

[008] 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 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 pós-extração configurada para receber dados a partir de uma segunda pluralidade de sensores e para a fusão dos dados em um modelo pós-extração descritivo do material extraído.

[009] De acordo com um aspecto adicional da invenção, é 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, ométodo 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;d) a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas nas representações de dados das zonas localizadas; ee) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

[0010] 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 método 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;d) a fusão dos dados recebidos associados às zonas localizadas nas representações de dados das zonas localizadas; ee) a integração das representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica.

[0011] A invenção será mais 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 é provida a titulo de ilustração e com referência a representações diagramáticas mostradas nos desenhos associados.

[0012] Conforme usado aqui, exceto onde o contexto requerer de outra forma, não se pretende que o termo "compreender" e variações do termo, tais como "compreendendo", "compreende" e "compreendido", excluam outros aditivos, componentes, integrantes ou etapas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Nos desenhos:

[0013] a figura 1 é uma representação esquemática de uma arquitetura de nivel alto de um sistema autônomo integrado para uma mina incluindo uma implementação de um sistema MAS de acordo com uma modalidade da invenção;

[0014] a figura 2 ilustra o Sistema de Automação de Mina (MAS) do sistema da figura 1;

[0015] a figura 3 é uma representação esquemática de um Sistema de Planejamento de Mina (MPS) do MAS da figura 2;

[0016] a figura 4 é uma representação esquemática de um Sistema de Compilação de Imagem de Mina (MFCS) do MAS da Figura 2;

[0017] a figura 5 mostra um esquema lógico de um sistema de fusão do MFCS da figura 4;

[0018] a figura 6 é uma representação esquemática de um Sistema de Controle de Mina (MCS) do MAS da figura 2;

[0019] a figura 7 é uma representação esquemática de uma máquina de estado de nivel alto para o MAS da figura 2;

[0020] a figura 8 é uma representação esquemática de uma máquina de estado para um estado "Run_MAS" da máquina de estado da figura 7;

[0021] a figura 9 ilustra um exemplo 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;

[0022] as figuras 10a a e ilustram um fluxo de informação durante a transição mostrada na figura 9;

[0023] a figura 11 é uma representação diagramática de um sistema de acordo com uma modalidade da invenção;

[0024] a figura 12 é uma representação diagramática de um MBS de acordo com uma modalidade da invenção;

[0025] a figura 13 é uma representação diagramática de uma topologia de MCS de acordo com uma modalidade da invenção;

[0026] a figura 14 é uma representação diagramática de uma comunicação entre cada Planejador de Tarefa da figura 12 e o MCS da figura 13;

[0027] a figura 15 é uma representação diagramática de um emprego de MPCS de acordo com uma modalidade da invenção;

[0028] a figura 16 ilustra comunicações de controle para um plug-in de MPCS da figura 15 no MCS da figura 13;

[0029] a figura 17 ilustra uma comunicação entre o MPCSda figura 15, o MCS da figura 13 e o equipamento de mina mostrado na figura 11;

[0030] a figura 18 é uma representação diagramática de uma configuração do MAS de acordo com os componentes descritos nas figuras 11 a 17; e

[0031] a figura 19 é um exemplo de uma regulagem de uma região geográfica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[0032] Definidos amplamente, os sistemas e métodos descritos abaixo permitem que operações anônimas sejam efetuadas em 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 especificas nas zonas localizadas, os sistemas operacionais autônomos controlando uma ou mais entidades autônomas, por exemplo, veiculos autoguiados e operados. Um sistema autônomo de uma parte de gerenciamento pode ser integrado com os sistemas operacionais autônomos. Um operador também pode (mas não necessariamente precisa) ser habilitado para exercer um controle de supressão em relação ao sistema autônomo de parte de gerenciamento e, por meio daquele sistema, em relação aos sistemas operacionais autônomos.

[0033] A expressão "fronteiras geográficas definidas por operação" é para ser entendida como significando fronteiras que envolvem zonas nas quais as operações são conduzidas ou nas quais as operações podem ser conduzidas de tempos em tempos. Por exemplo, 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 ser umaque circunda uma rodovia estática ao longo da qual caminhões de transporte operacionais podem viajar.

[0034] Os 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 implementação de controles em relação ao maquinário agrícola autônomo que é operado em zonas localizadas de uma propriedade agrícola maior.

[0035] Também, conforme indicado previamente, os sistemas e métodos descritos podem ter e, de acordo com uma modalidade 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 de planejamento de mina ("MPS") e um sistema de análise de mina, o qual é referido aqui como um sistema de compilação de imagem de mina ("MPCS" ou "MPC") . Uma referência pode ser feita às Tabelas 12 e 13 para uma listagem destes e outros acrônimos e da terminologia usados por todo este relatório descritivo.

[0036] 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 umSistema de Controle.

[0037] 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 como uma Ilha de Automação (IoA), que pode efetivamente mudar de localização com o tempo, ou cuja fronteira pode mudar de formato, cada uma operando localmente com seu próprio conjunto de pontos de entrada, pontos de saida e regras e restrições.

[0038] Por segurança, deve haver uma separação estrita entre as loAs, com uma entidade estando apenas sob o controle de um único IoA em qualquer dado tempo e os métodos descritos proveem um meio para controle de interações. Uma combinação de barreiras fisicas, tais como janelas e cercas, ou de "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 operações, quando as entidades se desviarem de suas regiões de operação.

[0039] No nivel mais alto, a mina inteira pode ser considerada como uma IoA única. Uma hierarquia de ilhas sub- regionais pode ser definida, então, para encapsular áreas de trabalho especificas. 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 áreas, caso isso seja requerido. Uma transição para e para fora de uma IoA éestritamente controlada e o conceito de uma zona de transição (descrito abaixo com referência às figuras 9 e 10) é usado para a definição da região em torno dos pontos de entrada e de saida, onde as transições são gerenciadas. Um papel destas zonas de transição é prover limites estreitos para as áreas em que uma transferência de controle pode ocorrer e garantir que esta entidade não esteja operando sem estar sob o controle de um sistema autenticado.

[0040] 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. O 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 de dados centralizado, ou o controle de todas as loAs pode ser calculado por um controlador centralizado e comunicado para cada IoA.

[0041] Os blocos de construção funcionais primários dos sistemas descritos são implementados em software. Quando aplicável, uma terminologia é usada, assim, por todo este relatório descritivo, para a descrição de uma implementação em software.

[0042] O software requerido para o Sistema de Compilação de Imagem, o Sistema de Planejamento e o Sistema de Controle pode ser implementado com o auxilio de um hardware de computador apropriado na forma de um sistema de computação, tal como um servidor. O servidor compreende componentes adequados necessários para o recebimento, o armazenamento e a execução de instruções de computador apropriadas. Os componentes podem incluir uma unidade de processamento, uma memória, um armazenamento e uma interface de entrada - saida. Um hardware de computação padronizado também inclui um barramento para comunicação dentre os componentes de hardware. Um exemplo de um sistema adequado é o servidor PowerEdge M600 da Dell, o qual pode ser alojado em um invólucro PowerEdge MlOOOe da Dell.

[0043] A funcionalidade de automação nas unidades de operação pode ser implementada usando-se um hardware de computador e um software apropriados. O software que precisa ser rodado em unidades em condições duras, por exemplo, em uma mina, pode ser rodado em um computador embutido que tem um suprimento de potência montado, o computador embutido compreendendo componentes adequados para receberem, armazenarem e executarem as instruções de computador apropriadas. Os componentes podem incluir uma unidade de processamento, uma memória, um armazenamento e uma interface de entrada - saida. Um exemplo de um sistema adequado é o computador de placa única LittleBoard™800 da Arnpro, provido pela Arnpro Computers, Inc. de San Jose, Califórnia. Se as unidades de automação forem empregadas em condições duras, o sistema de computador poderá ser alojado em um invólucro de proteção.

[0044] 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 comunicação bidirecional. 1. SISTEMA DE AUTOMAÇÃO INTEGRADO A figura 1 ilustra uma arquitetura de nivel alto 100 de um sistema de automação integrado para uma mina. Os 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• Veiculos autônomos• Redes de comunicação.

[0045] O elemento de núcleo do sistema autônomo é o Sistema de Automação de Mina (MAS) 101, o qual é um sistema de automação em tempo real distribuído. O MAS inclui interfaces, subsistemas, conexões lógicas e enlaces de disseminação de informação para se ter uma interface com e suportar operadores e elementos de automação e de informação de terceiros genéricos.

1.1 Controle de operador

[0046] Uma supervisão humana de operações autônomas é um aspecto da arquitetura de 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).

[0047] 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 serdefinidos para se permitir um controle e a monitoração de todos os processos autônomos, com autoridade para suplantar sistemas de automação ou pará-los. Este nivel de controle é provido para casos de emergência e segurança e, desejavelmente, não deve ser exercido durante operações de rotina.

[0048] 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

[0049] 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- 11), são descritas apenas através do tipo de informação que é transmitido, e não do formato ou protocolo de mensagem especifico.

[0050] A localização do Enlace L-l é ilustrada na figura 1. Os 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 MOS 203 e o MPCS 202 mostrados na figura 2 e têm uma capacidade de autorizar ou rejeitar dados ou qualquer atividade nestes subsistemas.

Tabela 1: Trocas de informação entre o MAS 101 e os operadores humanos 102 (Enlace L-l) .

1.2 Sistemas de terceiros

[0051] A arquitetura de MAS 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 transformações entre as representações de sistemas externos 103 e os elementos do MAS 101 e, conforme novos sistemas se tornarem disponíveis, novos plug-ins podem ser desenvolvidos para garantia da compatibilidade.

[0052] 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 veiculo 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 105 incluem bancos de dados e sistemas de planejamento. Alguns sistemas de informação de terceiros podem não suportar de forma nativa os formatos de informação usados no MAS 101. Se requerido, interfaces de plug-in para o MAS 101 pode prover um conjunto de transformações para a conversão dos formatos de informação.

[0053] O MAS 101 pode ter uma interface com sistemas e serviços de automação de terceiros 104, que proveem maquinário especializado e serviços, tais como:• Caminhões de transporte autônomos;• Programadores de recurso;• Sistemas de sensor especializados e métodos de análise;e• Serviços de comunicação pela mina.

[0054] A arquitetura do MAS 101 facilita pontos deinterface chaves para a integração destes sistemas deautomação de terceiros 104. Aqueles que se adequam àsespecificações de interface devem se integrar sem emendas.

1.2.1 enlace 1-2

[0055] 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 .

[0056] 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 plug-in especiais no MAS 101.

[0057] Os sistemas e serviços de terceiros 103 podem interagir com o MPS 201 para funções de planejamento e deprogramação, com o MPCS 202 para fusão de informação de informação geométrica, geológica e de equipamento e com o MCS 203 para fins de controle e monitoração.

Tabela 2: Trocas de informação entre o MAS 101 e os sistemas e serviços de terceiros 103 (Enlace L-2). 1.3 Arquitetura de Sistema de Automação de Mina O MAS 101 mostrado em maiores detalhes na figura 2 compreende um sistema integrado que inclui subsistemas de planejamento, estimativa e controle, os quais normalmente serão distribuídos espacialmente por toda a operação de uma mina. Especificamente, os módulos de função principal do MAS são:1. Sistema de Planejamento de Mina, MPS 201,2. Sistema de Compilação de Imagem de Mina, MPCS 202, e3. 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 MPS 201 tendo dependências do MPCS 202 e do MCS 203. Dado isto, a ordem de emprego, quando rodando o MAS 101 é:1. MPCS 202;2. MCS 203; então3. MPS 201.1.3.1. Enlace L-3As trocas de informação entre o MPS 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.

Tabela 3: Trocas de informação entre o MPS 201 e o MPCS 202 (Enlace L-3) .

1.3.2. Enlace L-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 é ilustrada na figura 2.

Tabela 4 : Trocas de informação entre o MPS 201 e o MCS 203(Enlace L-4) .

1.3 .3. Enlace L-5

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

Tabela 5: Trocas de informação entre o MPCS 202 e o MCS 203 (Enlace L-5) .

1.3.4. Sistema operacional de MAS

[0058] É 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.

[0059] A ordem de operações chaves no MAS 101 é:1. Criar uma ilha de automação (IoA) 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 IoA. 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 processamento, etc. como loAs. Os loAs 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 poderia 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 capacidades de um equipamento disponível para a formulação de um plano de serviço. Um plano pode ser criado para atividades diárias, e outros planos podem ser criados para atividades de duração mais longa. Uma informação a partir do MPCS 202 pode ser usada para o estabelecimento de serviços, por exemplo, para planejar quando minerar em certas localizações. Alguns planos podem ser gerados automaticamente. Por exemplo, se um derramamento for detectado, um plano poderá ser criado automaticamente para 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. O plano pode ser formado como uma 'recomendação' para um operador humano, para aprovar, rejeitar 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 de Serviço 302 para cada entidade identificada no plano de serviço. De novo, tarefas individuais podem ser criadas manual ou automaticamente. Em geral, em tarefas de nivel mais baixo, a quantidade de automação pode ser aumentada. Para algumas tarefas, o sistema de automação de mina pode deixar a criação de subtarefas para uma outra unidade de controle autônoma, por exemplo, a unidade de controle autônoma de uma peça de equipamento individual.4. O Planejador de Tarefa 303 comunica planos para a entidade para o nivel de topo na hierarquia de xIC 610, a qual passa o comando para o xIC 602 mantendo a entidade naquele momento.5. As entidades executam as tarefas apropriadas. Isto pode necessitar uma transição entre loAs, requisitando manutenção e a execução das operações de mineração.6. Na conclusão da tarefa, o Planejador de Tarefa 303 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. O loA pode ser apagado.Estas sequências são descritas em maiores detalhes neste relatório descritivo.

[0060] O diagrama de estado de nivel de topo 700 para o MAS 101 é mostrado na figura 7, ilustrando os estados de operação e as transições 705 entre eles. Quando executado, o MAS 101 entra em um estado de inicialização 701, onde a infraestrutura chave é configurada e aberta. Quando inicializado 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 o MAS 101 será determinada. Caso seja rodado, o MAS 101 abrirá os próprios elementos.

[0061] O 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 MPCS 804 é seguida pela rodada do MPCS 806 até o MCS ser inicializado 808. O estado de rodada de MPCS e MCS leva à inicialização do MPS 812. Com todos os três módulos funcionais de MAS 101, MPS 201, MPCS 202, MCS203, inicializados, o sistema entra no estado de rodada de MAS 814.

[0062] 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 MPCS 804, o sistema reverte para o estado de erro de inicialização de MPCS 816. No caso de um erro no estado de rodada de MPCS 806, o sistema reverte para o estado de erro de rodada de MPCS 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 MPCS e MCS 810, o sistema reverte para o estado de erro de rodada de MPCS 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.

[0063] No caso de um erro no estado de rodada de MPCS 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.

[0064] 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 MPCS 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 MPCS 832, se o erro não puder ser resolvido.

[0065] Quando os comandos de parada normais são emitidos,o sistema termina cada um dos subsistemas por sua vez, MPS 830, MCS 824 e MPCS 832, e, então, sai de maneira limpa 836.

1.3.5 Sistemas operando na mina

[0066] 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-in de compilação de imagem de mina (MPC) 405 para fusão de sua informação localmente gerada em um modelo global, conforme descrito abaixo com referência à figura 4. As entidades móveis também requererão normalmente um plug-in 606 para um controlador de ilha 602, conforme descrito abaixo com referência à figura 6, provendo um modelo de movimento apropriado para planejamento de trajetória.

[0067] 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 ponto em que o furo de detonação é perfurado.

[0068] 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 localizações de furo requeridas especificadas em um padrão de perfuração.

[0069] Automação de caminhão de transporte: um sistema de automação de caminhão de transporte pode consistir em um número de veiculos de transporte capazes de se moverem de um ponto a um ponto na mina de acordo com uma programação, e capazes de estacionarem em um carregador ou pá mecânica e descarregarem na área da planta ou de residuo.

[0070] Inspeção de face: uma inspeção de face automatizada pode empregar sensores para a aquisição de uma informação relevante na face de mineração atual.

[0071] 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.

[0072] Automação de pá 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

[0073] 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 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 em uma programação mensal, semanal e diária. Dadas estas metas, o pessoal de 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 prazo cobrindo, por exemplo, períodos de 3 meses, 2 anos e 5 anos. Os planos de prazo mais longo podem levar em consideração fatores como previsão econômica de longo prazoe capacidade total estimada de poço de mina.

[0074] 0 MPS 201 interage com o MPCS 202 e o MCS 203 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 MPCS 202 são o modelo subjacente usado pelos Sistemas de Planejamento de Mina 201 para a geração e a programação de planos. Estes planos são executados, então, usando-se o MCS 203 no tempo programado.

[0075] A estrutura interna do MPS 201 é ilustrada na figura 3. Isto compreende um sistema de planejamento hierárquico com três niveis identificados:1. Um Plano de Mina é definido 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 é 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.

[0076] O Planejador de Mina 301 é o elemento de nivel 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 nivel estratégico através da mina.

[0077] O Planejador de Mina 301 usa o modelo da mina criado pelo UE 220 para gerar planos. Uma informação a partir do modelo que pode ser usada pode incluir:

[0078] - a geometria da mina, a qual pode ser usada, porexemplo, para a geração de um plano de terraplenagem para a criação de uma estrada ou a suavização de uma estrada existente para as exigências de um veiculo requerido para o transporte de material;

[0079] - informação geológica, a qual pode ser usada para indicar onde minerar.

[0080] O Planejador de Mina 301 gera os planos de acordo com um conjunto definido de restrições. Estas restrições são introduzidas no sistema por operadores humanos 102, que também supervisionam quaisquer planos que forem gerados. Os operadores 102 também podem modificar e apagar planos gerados pelo MPS 201 e adicionar seus próprios. Os exemplos de restrições que podem ser introduzidas incluem:

[0081] - restrições de sincronismo, por exemplo, quando um furo no plano de furo de perfuração deve ser perfurado antes de um outro;

[0082] - restrições sazonais, por exemplo, quando certos serviços podem ser completados apenas, ou apenas completados de forma confiável ou eficiente durante certos períodos do ano ;

[0083] - restrições de característica de produto, por exemplo, quando o material extraído a partir de uma mina deve ser pré-misturado, de modo a resultar em certas blendas de minério;

[0084] - limitações de equipamento, por exemplo, a capacidade dos equipamentos de transportarem material, restrições de movimento de um veiculo e a quantidade de equipamento disponível para ser usado.

[0085] O escopo das operações neste nivel inclui o planejamento de áreas futuras de escavação por horizontes de tempo discretos, bem como o planejamento para o trabalho de infraestrutura. Os exemplos do último incluem a criação de planos para a construção e a manutenção de estreadas, incluindo rede de água 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 acomodação das ações requeridas.

[0086] O Planejador de Mina 301 transforma os planos estratégicos para a mina em uma série de serviços que podem ser executados por entidades especificas. Estes planos de serviço são executados pela criação de um Planejador de Serviço 302 no próximo nivel na hierarquia de planejamento. [0087] Um plano de serviço funcional do Planejador de Serviço 302 é 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 entidades heterogêneas ou homogêneas para se completarem. Uma vez 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 podem rodar simultaneamente.

[0088] O MPS 201 suporta uma alocação estática e dinâmica de entidades para tarefas. Uma alocação estática se refere ao caso em que uma entidade especifica é pré-alocada para uma tarefa especifica por um usuário, e a entidade deve realizar aquela tarefa. Uma alocação dinâmica se refere a uma reprogramação on-line, por meio do que a uma entidade especifica é alocada uma tarefa especifica.

[0089] Um planejador de serviço de nivel alto pode ser urn Planejador de Produção (PP). O PP 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, dai, uma IoA a cada serviço, mas não a um veiculo em particular que o executará. Cada serviço gerado é passado para um planejador de serviço de nivel mais baixo. Por exemplo, o PP pode gerar os quatro serviços para conclusão em localizações especificas, as quais podem ser (especificadas na forma job_name(location (Loc)) em que o serviço é para ser completado): graderoad(Loc), pushtosoil(Loc), pickuptopsoil(Loc), e createwaststockpile(Loc). Em qualquer dado tempo, os serviços gerados são aqueles que são executados concorrentemente e/ou de forma simultânea.

[0090] O PP deve tomar decisões que estejam em conformidade com o plano de médio prazo. Uma programação de bloco 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 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 de estrada / rampa para acesso à frente.

[0091] O Planejador de Serviço 302 cria uma instância separada de Planejador de Tarefa 303 para cada entidade definida em um plano de serviço. Se um tipo de entidade for conhecido, mas uma entidade especifica daquele tipo ainda não tiver sido alocada, o Planejador de Serviço 302 esperará até uma entidade especifica se tornar disponível, antes de abrir aquele plano de tarefa. A alocação de entidades especificas a uma tarefa é manipulada por um elemento de programação no Planejador de Mina 301. Quando todos os planos de tarefa em um serviço estão completados, a instância do Planejador de Serviço 302 termina e retorna.

[0092] Cada serviço grado pelo Planejador de Produção é passado para um planejador de serviço de nivel mais baixo responsável pelo refino adicional dele em uma coleção de tarefas que podem satisfazer ao serviço (dependendo do nivel de generalidade em que o PP opera, também pode haver serviços intermediários pelos planejadores de serviço de nivel intermediário). Cada tarefa especifica uma localização e um veiculo, conforme necessário. As tarefas são selecionadas para se permitir uma execução concorrente 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 é, o número total de caminhões, escavadeiras, planadores, pás e separadores disponíveis, bem como uma informação sobre as atribuições atuais de equipamento, utilização e programações de manutenção. Essa informação sobre os veiculos da mina deve estar prontamente acessível através do Modelo de Equipamento de Sistema de Compilação de Imagem da Mina.

[0093] Por exemplo, a partir dos quatro serviços graderoad(Loc), pushtosoil(Loc), pickuptopsoil(Loc), e createwaststockpile(Loc), então, as duas tarefas a seguir podem ser criadas: pickuptopsoil(Loc; veiculo), a qual toma dois parâmetros os quais são a localização a ser processada e o veiculo que realizará a tarefa; e load(Loc, caminhão), o que programa um caminhão em particular para carregamento de uma ilha de escavação.

[0094] Geralmente, cada JP tem responsabilidade sobre cada um dos diferentes tipos de operações que ocorrem em uma mina. Por exemplo, um planejador de serviço poderia ser usado para a programação de operações de perfuração e detonação e um outro pela programação de serviços de escavação.

[0095] Uma instância de um Planejador de Tarefa 303 é criada 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. O plano de tarefa pode incluir a informação a seguir:

[0096] A posição alvo para a entidade;

[0097] Um conjunto de tarefas discretas a serem realizadas; e

[0098] Uma programação temporal para a realização do plano de tarefa.

[0099] Por exemplo, um planejador de tarefa pode receber como entrada a partir de um planejador de serviço a tarefa de veiculo pickuptopsoil(Loc; veiculo) 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 veiculo alocado pelo planejador de serviço para a tarefa pickuptopsoil(Loc; veiculo) fosse o caminhão 10 e o solo de topo estivesse na localização A, de modo que a tarefa fosse pickuptopsoil(LocA; trucklO), um exemplo de uma sequência de ações pode ser navegar(locD, locB, trucklO), navegar(lobC, locA, trucklO), serviço(excavatorl, trucklO). 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. O 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.

[00100] De modo a gerar um plano de tarefa para cada veiculo, a representação topológica da mina, conforme criado pelo MCPS 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 loAs. Um veiculo pode viajar de um vértice para outro se uma borda de conexão dos dois existir. O grafo pode ser atualizado on-line, de modo que, se um evento não previsto requerer o fechamento de uma estrada, as bordas conectando o vértice correspondente possam ser removidas e não levadas em consideração na geração de programações.

[00101] Além disso, cada borda pode ser marcada com um peso (não mostrado na figura 19). Este peso pode ser uma função de muitos fatores, incluindo o número de veiculos programados para viajarem entre dois vértices, a inclinação de uma estrada, a extensão de uma estrada, as propriedades dos veiculos programados para operarem em uma IoA (por exemplo, caminhão plenamente carregado, caminhão vazio, veiculo leve) e, possivelmente, outros relevantes para a criação das melhores programações que se conformem ao plano 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 possam compartilhar uma estrada ao 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 veiculo.

[00102] Usando o gráfico mostrado na figura 19, uma programação poderia ser gerada para um caminhão de transporte atribuído com o nome de variável truckOl atualmente servindo à escavadeira exo2 na IoA miningo2. O serviço pode ditar que o caminhão deve descarregar na pilha de estocagem de grau alto shgoi. Uma programação consistindo em ações para este caminhão de transporte seria:serviço (exo2; miningcc)navegar (miningcc; rampcc)navegar (rampcc; rampoi)navegar (rampoi; rdoi)navegar (rdoi; rdcu)navegar (rdcu; rdos)navegar (rdos; rdoo)navegar (rdoe; rdo?)navegar (rdcn; rampoo)navegar (rampoe; shgoi) descarregar (shgoi)

[00103] Esta programação é comunica para o sistema de controle de mina MCS para implementação, o que retornará uma informação de status.

[00104] Após 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, em uma outra escavadeira ou ir para o centro de abastecimento e manutenção fmoi.

1.4.1. Enlace L-6

[00105] 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 ilustrada na Figura 3. Todos os Planejadores de Serviço 302 serão criados pelo Planejador de Mina 301.

Tabela 6: Trocas de informação entre o Planejador de Mina 301 e o Planejador de Serviço 302 (Enlace L-6).

1.4.2. Enlace L-7

[00106] 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 enlace é ilustrada na Figura 3. Todos os Planejadores de Tarefa 303 serão criados 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 mina.

Tabela 7: Trocas de informação entre o Planejador de Serviço 302 e o Planejador de Tarefa 303 (Enlace 1-7) .

1.5. Sistema de Compilação de Imagem de Mina

[00107] 0 MPCS 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 mostrados) 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 especificas 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 MPCS 202 opera em muitas escalas e resoluções, integrando uma informação a partir de sensores de área ampla no solo ou no ar, com uma informação a partir de sensores locais em veiculos e outras plataformas. Em geral, os sensores são usados em conjunto com uma instância de MPC especifica. Contudo, em alguns arranjos, dados de área ampla podem ser divididos e os subconjuntos divididos podem ser associados a instâncias diferentes de MPC.

[00108] O MPCS 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; e2. instâncias de fusão de MPC 402, incluindo (conforme mostrado na figura 4) um MPC "pai" 403 e dois MPCs "filhos" 404 ligados ao pai 403 através do enlace L-9.

[00109] As instâncias de MPC 402 formam uma hierarquia 410. Embora não mostradas na figura 4, as instâncias de MPC 402 podem ser interconectadas em situações apropriadas em qualquer hierarquia desejada de pai, filho, etc. 410, incluindo, por exemplo, uma tendo pelo menos um MPC "neto" (não mostrado na figura 4) ligado a um ou outro MPC filho 404. Em algumas modalidades, há uma relação de um para um entre a hierarquia 410 de instâncias de MPC e a hierarquia de xICs com a estrutura dos xICs ditando a estrutura das instâncias de MPC.

[00110] Cada instância de MPC 402 tem plug-ins 405 específicos para o equipamento e operadores humanos aos quais é conectado. A largura de banda requerida dos canais de comunicação das instâncias de MPC 402 no nivel mais baixo da hierarquia será determinada pela natureza dos plug-ins 405 interfaceados com a instância de MPC 402.

[00111] A informação de MPC é tornada acessível através do uso 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. O sistema de fusão então é 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 arepresentação de MPC subjacente para cada tipo de informação diferente. A atualização por um modelo de plug-in 405 pode ocorrer, por exemplo, mediante o recebimento de 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 202 seja estendido para usar novos tipos de informação ou quando eles se tornarem disponíveis, sem a necessidade de reescrever quaisquer elementos existentes do sistema.

[00112] Também, cada instância de MPC 402 pode ter qualquer número destes plug-ins 405, cada um dos quais podendo realizar uma tarefa diferente. Os plug-ins de MPC 405 tipicamente incluirão as funções a seguir:• Leitura de informação de estado de MPC e saida para um usuário;• Leitura de informação de estado de MPC, transformação para alteração de formato e saida;• Atualização de modelos de PMC com uma nova informação sobre a pose de entidade (posição e orientação);• Atualização de modelos de MPC com nova informação a partir de sistema de reconhecimento de rocha;• Atualização de modelos de MPC com nova informação a partir de sistema de inspeção de face;• Atualização de modelos de MPC com nova informação a partir de sistemas de terceiros.O gerenciador de MPC 401 é o componente de MPCS criado quando o sistema começa. Sua função é unicamente gerenciar a rede de instâncias de fusão de MPC hierárquica 402, asquais 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.

[00113] As responsabilidades chaves do 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 MPC 401.

1.5.1. ENLACE L-8

[00114] As trocas de informação entre o gerenciador de MPC 401 e a hierarquia de instância de MPC 410 (módulos de pai 403 e filho 404) ocorrem através do Enlace L-8 e são mostradas na Tabela 8. A localização deste enlace é ilustrada na figura 4. O gerenciador de MPC 401 é criado durante a operação de partida do sistema e cria as instâncias de MPC 402 sempre que necessário.

[00115] O gerenciador de MPC 401 é responsável pela criação, atualização e apagamento de instâncias de MPC 402. Cada instância de MPC 402 estará localizada em um endereço ou índice específico que é usado para a identificação da instância de MPC 402 na hierarquia de MPC 410.

Tabela 8: Trocas de informação entre o gerenciador de MPC 401 e a instância de MPC 402 (Enlace L-8).

[00116] As instâncias de MPC 402 normalmente serão projetadas para serem capazes de suportarem as topologias hierárquicas 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 informação total, as exigências para largura de banda e potência de processamento de informação na instância de MPC filha 404 são reduzidas de modo conforme.

1.5.2. ENLACE L-9

[00117] As trocas de informação entre o pai de MPC 403 e um filho de MPC 404 ocorrem através do Enlace L-9 e são mostradas na Tabela 9. A localização deste enlace é ilustrada na figura 4. O pai de MPC 403 e o filho de MPC 404 são criados pelo gerenciador de MPC 401.

[00118] Um filho de MPC 404 pode extrair, copiar ou atualizar uma região da representação de MPCS 202 de seu pai. As instâncias pai de MPC 403 e filha 404 podem ser modificadas ou apagadas pelo gerenciador de MPC 401.

Tabela 9: Trocas de informação entre pai de MPC 403 e filho de MPC 404 (Enlace L-9) .

[00119] Com referência à figura 5, instâncias de MPC 402 compreendem três modelos primários responsáveis pela monitoração das propriedades da mina. A unidade de modelo de dentro do solo 501 mantém uma representação probabilistica 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 pilhas de estocagem. A unidade de modelo de equipamento 503 mantém uma representação do equipamento.

[00120] 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 pedido co-cedido intitulado "Method and system for exploiting information from heterogeneous sources", depositado como o pedido PCT PCT/AU2009/000265, reivindicando prioridade a partir do pedido provisório australiano depositado em 4 de março de 2008, o qual é incorporado aqui como referência em sua totalidade.

[00121] A unidade de modelo de dentro do solo 501 é responsável pela manutenção e atualização de uma representação probabilistica de escala múltipla da geometria e da geologia do material de dentro do solo. Estão incluídas neste modelo propriedades geométricas (paredes, frentes, etc.), posições de furo e padrões de perfuração, informação geológica, tal como a disposição de folhelho, formação de ferro em banda (BIF) e zonas de minério de ferro, composiçãoquímica e propriedades mecânicas destas zonas, incluindo fatores de rocha e dureza.

[00122] A unidade de modelo de dentro do solo 501 integra a formação a partir de fontes tais como pesquisa 504, reconhecimento de rocha 505, inspeção de face 506, ensaios químicos e furos de exploração para se modelarem melhor e predizerem a geometria e a geologia do material no solo. Esta informação é espacialmente heterogênea em muitas escalas e é necessariamente incerta.

[00123] 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 comum (OOP) 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 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 partir de um classificador discreto. O uso de uma estrutura de cliente para a fusão de dados permite que algoritmos de fusão de dados diferentes sejam incorporados no sistema.

[00124] 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 outroprovedor 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), marcadores de decisão individuais, tais como planejadores, que requerem esta informação para planejamento de operações de mineração, ou unidades de exibição em sitios locais ou remotos. Diferentes tipos de requisição precisam ser suportados, incluindo aqueles em áreas espaciais restritas ou aqueles para os quais dados são requeridos em tempo real ou quase real.

[00125] 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 609 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 exemplo, sensores de pá mecânica 511) para a obtenção de estimativas de quantidade e grau durante uma remoção de material da face. A fusão é realizada pelo motor de fusão de massa aglomerada 512. Esta informação é propagada durante o transporte e reconciliada com observações feitas pela medição de fluxo de material e ensaio na planta e, adicionalmente reconciliada com as pesquisas de pilha de estocagem pós-planta. A unidade de modelo de fluxo livre 502 gera um modelo de massa aglomerada 513 com atributos geofísicos e quimicos. O modelo de massa 513 de modo ideal é ligado ao ponto de escavação para uso no refinamento pós-mineração do modelo de recurso. O modelo de massa 513 sob demanda pode estimar a localização e o grau de todo o estoque disponível na mina. Uma informaçãosobre estoque não escavado rompido é utilizada pela unidade de modelo de fluxo limitado 501.

[00126] 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 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.

[00127] 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 disponível através de sistemas de despacho existentes para caminhões e pás mecânicas. O 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 modelo de fluxo livre 502 reconcilie modelos de material na frente 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

[00128] Uma referência é feita, agora, ao Sistema de Controle de Mina (MCS) 203, conforme ilustrado na figura 6. O MCS 203 funciona em qualquer número requerido de zonas localizadas (referidas aqui como "ilhas de autonomia", "ilhas de automação" ou "IoA") que têm fronteiras geográficas definidas por operação em uma região de mina definida e,associados às ilhas de autonomia, controladores de ilha 602 ("xICs" ou "instâncias de xIC") governados por um único Gerenciador de xIC 603.

[00129] O Gerenciador de xIC 603 é criado quando o MCS 203 começa e sua função é unicamente gerenciar a rede de instâncias de xIC 602 as quais podem ser espacialmente distribuídas por toda a mina e ROC. Ele em si não realiza quaisquer funções de controle nas ilhas de automação.

[00130] As responsabilidades chaves do Gerenciador de xIC 603 são criar, apagar, configurar e gerenciar a rede 610 de instâncias de xIC 602. Estas instâncias são dinamicamente criadas e gerenciadas com base na informação enviada para o Gerenciador de xIC 603.

[00131] 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 602 na rede 610 são configurados em uma hierarquia que é determinada pela localização espacial das loAs na mina. O topo da hierarquia corresponde à encapsulação de loA da mina inteira, e o sistema então distribui de forma recursiva com as próximas camadas respectivamente, com os xICs "pai" 604 e "filho" ligado 605, conforme mostrado na figura 6. Há um mapeamento de 1:1 de instâncias de xIC 602 e ilhas de automação, e, se uma loA filha for criada dentro de uma loA funcionando, o xIC pai 604 terá pleno controle sobre a loA filha. De modo similar, se uma loA neta for criada dentro de uma loA filha funcionando, o xIC filho 605 terá pleno controle sobre a loA neta.

[00132] Um controle pelo MCS 203 é hierárquico e, assim,as tarefas de controle podem cair em tarefas de nivel maisalto e tarefas de nivel mais baixo. Um xIC pai 604 podesupervisionar as tarefas de controle de um xIC filho 605. UmxIC pode dirigir ou supervisionar um sistema de controle deuma entidade autônoma operando em uma ilha de automação.Assim, por exemplo, um veiculo autônomo pode receber ocomando de nivel mais alto "Mover para localização z". ocontrole local do veiculo autônomo ou de um grupo de veículosautônomos então pode ser responsável pelo controle dossistemas e atuadores do veiculo, de modo a mover o(s)veiculo(s) para a localização especificada. Em outraspalavras, o MAS 200, através do MCS 203, está realizando asoperações de uma parte de gerenciamento para operaçõesautônomas na IoA de nivel mais alta, a parte de gerenciamentorealizando funções que incluem o controle de nivel de serviçoou tarefa de um sistema autônomo de nivel mais baixo, o qualgerenciará suas próprias tarefas em resposta ao recebimentode um comando de serviço ou de tarefa de nivel mais alto.

1.6.1 enlace 1-10

[00133] As trocas de informação entre o Gerenciador de xIC603 e as instâncias de xIC 602 ocorrem através do Enlace L-10 e são mostradas na Tabela 10. A localização deste enlaceé ilustrada na figura 6. O Gerenciador de xIC 603 é criadoquando o MCS 203 é executado. O Gerenciador de xIC 603 éresponsável pela criação, atualização e apagamento deinstâncias de xIC 602. As instâncias de xIC 602 sãoresponsáveis pelo controle de atividades em uma IoAespecifica.

Tabela 10: Trocas de informação entre o Gerenciador de xIC 603 e uma instância de xIC 602 (Enlace L-10).

1.6.2. Enlace L-ll

[00134] As trocas de informação entre as Instâncias de xIC pai 604 e de xIC 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.

Tabela 11: Trocas de informação entre o xIC pai 604 e o xIC filho 605 (Enlace L-ll).

[00135] Embora as instâncias de xIC de núcleo sejam todasidênticas, cada loA pode operar com regras de controle diferentes, prioridades ou entidades através do uso de plug-ins. Cada instância de xIC 602 tem dois tipos distintos de plug-ins, conforme descrito abaixo, um assim denominado "plug-in de comportamento" 607 e um "plug-in de modelo de entidade" 606.

[00136] Toda entidade entrando em um loA é primeiramente registrada no xIC associado (por exemplo, 605), o registro sendo coordenado pelo xIC pai 604, conforme descrito em detalhes mais tarde neste relatório descritivo.

[00137] Cada xIC 602 interage com pelo menos uma instância de MPC 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 unidade de modelo de equipamento 503 descritas acima para a execução das tarefas na loA.

[00138] O plug-in de comportamento 607 especifica recursos específicos de loA, os quais podem incluir o equipamento que pode operar na loA, operações as quais podem ser realizadas na loA, tipo da loA, informação sobre entidades não autorizadas e ações para a loA e regras e regulamentos para a realização de tarefas na loA.

[00139] Os plug-ins de modelo de entidade 606 servem a duas finalidades principais:1. Sendo especifico para um tipo em particular de entidade, um dado plug-in 606 permite que o xIC 602 gere controles apropriados para a entidade relevante.2. Um dado plug-in 606 especifica a interface de comunicação para a entidade.

[00140] Cada xIC 602 requer o plug-in de modelo de entidadeapropriado 606 para cada entidade no IoA, e não há limite para o número de plug-ins que podem ser conectados em qualquer dado tempo.

[00141] O 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 xIC 602. Padrões separados então podem ser gerados para comunicação para cada classe diferente de entidade. A interface de plug-in assegura que haja um padrão único que pode ser comum através de todas as classes diferentes de entidades. Assim, 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 xIC 602 e ambos os plug-ins é comum.

[00142] Uma consideração é dada, agora, à execução de controle nas loAs.

[00143] A hierarquia 610 do sistema de controle 203 é empregada com elementos de software atribuídos a regiões espaciais da mina, conhecidas como zonas ou ilhas de operação. O 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.

[00144] Um operador 102 usa a interface de MAS para a definição de uma nova IoA, a qual então envia esta informação para o Gerenciador de xIC 603. É requerido que o operador 102 especifique parâmetros tais como:• Fronteiras de ilhas;• Zonas de transição;• Uma instância de MPC 402 para conexão;• Um plug-in de comportamento 607; e• Uma localização de emprego fisica.

[00145] Uma vez que todos os parâmetros estejam regulados, o Gerenciador de xIC 603 cria a instância de xIC 602 de acordo com as especificações dadas. A nova instância de xIC 602 inicia o processo de registro dela mesma para o pai 603 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 MPC 405 junto à instância de MPC especificada 402, a qual então confirma seu status para o Gerenciador de xIC 603. O Gerenciador de xIC 603 aleta o MPCS 202 que a ilha existe e está ativa, e retorna o status para o operador 102.

[00146] O processo de variação das fronteiras geográficas de uma IoA é similar ao processo de criação de uma nova IoA. A variação pode ser instigada em vários pontos no sistema. Por exemplo, um operador pode usar a interface de MAS para especificar que uma mudança é requerida. O operador especifica as fronteiras de ilha revisadas e, se necessário, pode definir uma ou mais zonas de transição para a ilha revisada.

[00147] Em alguns arranjos, pode haver uma variação automatizada de fronteiras de ilha. Por exemplo, o tamanho de uma frente pode ser aumentado ou diminuído automaticamente, dependendo de um padrão de perfuração calculado. Em um outro exemplo, as fronteiras geográficas de uma zona de escavação podem ser automaticamente aumentadas conforme a escavação prosseguir.

[00148] Quando as fronteiras de ilha mudam, o sistema pode checar para garantir que as entidades na ilha, antes da mudança, permaneçam na ilha, após a fronteira mudar. Se uma entidade cair fora da ilha, como resultado da mudança de fronteira, então, o controle da entidade será transferido para uma outra loA. Por exemplo, se a fronteira de instância de xIC 605 for variada, o controle de uma entidade anteriormente no xIC 604 poderá ser transferido para o xIC pai 604 na hierarquia 610.

[00149] De modo similar, se uma mudança de uma fronteira significar que uma entidade cairá na fronteira, então, um controle da entidade será transferido para o xIC da loA mudada. Esta transferência pode requerer um cumprimento entre o xIC da ilha variada e o xIC de seu pai.

[00150] 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.

[00151] 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 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 405, confirma o status par o Gerenciador de xIC 603 e termina. O MPCS 102 e o operador 101 são alertados que o xIC 602 foi apagado. Os estágios nesta sequência correspondem àqueles no processo de criação.

[00152] 2. TRANSIÇÕES

[00153] A figura 9 ilustra os componentes envolvidosquando uma entidade se move de uma zona para uma outra.

[00154] As transições a partir de entre as loAs são realizadas usando-se um mecanismo baseado em empurrar, no qual uma IoA 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 uma transição usando um protocolo de cumprimento duplo. A transição ocorre em uma porta especifica 905 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 transição.

[00155] O procedimento geral é:1. Encontrar a camada mais baixo que encapsula a região inteira necessária para a tarefa requerida. Isto é considerado a IoA pai 903.2. O xIC receptor 910 (no comando do pai de supervisão 903) cria um espaço para o recebimento da entidade 902 na porta requisitada 905.3. Então, o xIC de base 912 (no comando do pai de supervisão 903) determinará se a entidade 902 pode ser liberada e transferida para a porta requisitada 905.4. O pai 903 então coordenará (e, se necessário, fará uma desambiguação) 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 registro começa. Esta é a primeira parte do cumprimento. Isto envolve a entidade 902 notificar o xIC debase 912, o qual notifica o xIC pai 914, o qual notifica o xIC receptor 910. Durante isto, a entidade 902 está 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 901. Como parte da inicialização para o xIC de recepção 910, à entidade 902 são dados os limites geográficos, os limites de zona de transição e o percurso de curso para a execução de uma transição bem sucedida. Uma vez que a entidade 902 tenha feito a transição para o espaço 906 do xIC de recepção 910, o processo de remoção de registro começa para o xIC de base 912. Isto é completado antes de deixar a zona de transição de receptor 906.

[00156] A entidade 902 mantém uma lista de controle através da qual o xIC de recepção 910 obtém um controle secundário durante a transição. Um comando de segurança toma precedência, independentemente do controlador o emitindo. [00157] A arquitetura de controle foi desenvolvida para ser consistente com a politica de "detentor de trava" praticada em um local de mina. A adição de um controle é análoga à adição de uma trava de isolamento de pessoal. Assim, uma "trava" de controle para um xIC em particular pode ser removida apenas por aquele xIC. Ainda, operar em um xIC requer a "trava" de controle para aquele xIC. Um controle é adicionado e removido nas zonas de transição 906, 907. Assim, o xIC receptor 910 adiciona sua "trava" de controle à entidade 902, enquanto a entidade está na zona de transição de base 907. Na transferência de uma entidade 902 para a IoA de receptor 901 (e o controle para seu xIC 910), então, o xIC de base 912 "destravará"o controle na zona de transição907 do receptor.

[00158] Com referência às figuras 10a a lOe, é mostrado um exemplo de uma transição de uma entidade 902, "Entidade X" de um xIC de base 912, "xIC de base B" para um xIC receptor 910, "xIC receptor C", através de uma porta 905, "Porta P", conforme supervisionado por um xIC pai 914, "Pai A".

[00159] Na figura 10a, o xIC pai 914 estabelece a transição. Na figura 10b, o xIC pai 914 faz uma transferência de controle do xIC de base 912 para o xIC receptor 910 nas zonas de transição 906 e 907. Na figura 10c, o xIC 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 registro do controle da entidade 902, e o xIC receptor 910 assume o controle da entidade 902 para a zona de recebimento 901.

[00160] Na figura 10e, todos os sinais de cumprimento para o processo inteiro de transição são mostrados.

[00161] O processo para transição de controle segue a segurança:1. A —> C : Consulta: pode aceitar X?2. C -A: Reconhecimento3. A —> B: Consulta: pode liberar X?4. B —> A: Reconhecimento5. A —> B: Comando: mover X para Porta Pa. B -AX: Comando: trajetória para movimento para P, coordenadas de zona de transição em B.b. X -A B: Reconhecimento, atualizações de status c. X -A B: Entrou na zona de transiçãod. B —> X: Controle não exclusivo, pode receber futuras mensagens de controle de Ce. X B: Reconhecimento6. B —>A: Atualização de status: transição pronta7. A —> C: Comando: C para enviar futuros comandos de controle para Xa. C -X: Iniciação para IOA C (limites, zona de trajetória, etc.), futuras trajetórias de controle em zona de transição, etc.b. X —C: Entrada de registroc. C —X: Reconhecimentod. X —C: Reconhecimento8. C ~A: Atualização de status e reconhecimento9. A —> B: Comando: remoção de registro de Ba. B —> X: Remoção de registro de controleb. X B: Remoção de registro de mensagem / reconhecimento10. B —>A: Reconhecimento11. A —> C: Remoção de registro de reconhecimentoa. C -X: Autoridade para execução de trajetórias além da zona de transição Cb. X —C: Reconhecimento12. C A: ReconhecimentoA transição também pode ser vista como uma sequência no tempo ilustrada conforme se segue:

Sequência temporal para transição entre ilhas

[00162] A lista de controle na Entidade X 902 para estasequência varia conforme X 902 entra na zona de transição907, crua a porta 905 e sai da zona de transição 906. Naentrada da zona de transição 907, o xIC de base 912 tem ocontrole primário, e, então, tem o controle secundáriotransitado para o xIC receptor 910. Desta maneira, o xICreceptor 910 pode comunicar e alimentar um controleantecipado antes da porta 905. Após cruzar para o IoA derecepção 901, o xIC de base 912 ainda mantém uma comunicação,de modo 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 ealocados para a transição de entidade. Assim:

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

[00163] Um outro aspecto desta arquitetura é que uma entidade 902 obtém futuros pontos de caminho ou trajetórias para seu planejamento futuro, antes de um controle operacional pleno. Uma vez que a entidade 902 tenha transitado para a zona de transição de receptor 906, não hánecessidade de o xIC de base 912 dar trajetórias ou planos.

Sequência temporal para futuras trajetórias

[00164] Os comandos de tarefa são passados a partir do Planejador de Tarefa 308 para o nivel 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 volumétrico da mina; e2. Um movimento padronizado - todos os outros controles.Os comandos então são passados pela hierarquia 610 para a instância de xIC 602 responsável pela entidade 902 em questão. A instância de xIC 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

[00165] 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, é para ser entendido que o exemplo é dado 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 segundo os subtítulos a seguir.

3.1. Planejamento

[00166] A figura 12 ilustra a configuração de MPS aplicável a este exemplo. Começando a partir da hipótese que o material na área de carregamento de face 1108 é para ser minerado etransportado para a planta de processamento 1102, um Planejador de Serviço 1206 no MPS 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 serviço atribui uma escavadeira 1116, quatro caminhões 1112 e um buldôzer 1114 para o procedimento. As entidades são atribuídas permanentemente por um operador, mas o sistema 100 também poderia programar dinamicamente veículos, dependendo das exigências. O Planejador de Serviço 1206 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 nivel de topo da hierarquia de 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 estrada 1318, o controlador de carregamento de frente 1320 e o controlador de carregamento de face 1308. O controlador de carregamento 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 1304 para o MPS 1202 com relação aos planos de tarefa (veja a Tabela 4).

3.2. Ilhas de Automação

[00167] Uma IoA é criada para cada uma das regiões geográficas identificadas na figura 11. No nivel 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 separada. Finalmente, uma IoA de carregamento de face 1108 é criada dentro da frente para envolver aescavadeira 1116 e os caminhões 1112 no momento do carregamento. A hierarquia de xIC 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 1108 e da ilha de carregamento de frente 1106 podem ser variadas para combinarem com a localização atual das operações.

3.3. Controle das ioas

[00168] A IoA de mina tem um controlador de mina 1314. A IoA de planta 1102 tem um controlador de planta 1316. A IoA de estrada 1104 tem um controlador de estrada 1318. A IoA de carregamento de frente 1106 tem um controlador de carregamento de frente 1320. A IoA de carregamento de face 1108 tem um controlador de carregamento de face 1308.

[00169] Cada um dos controladores de IoA, conforme mostrado na figura 13, tem um plug-in de comportamento (por exemplo, o plug-in 1324 para o IC 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.

[00170] Cada uma das entidades na mina é 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 IoA de carregamento de face 1108 tem um plug-in de modelo para a escavadora 1310 e um plug- in para o caminhão 1312, a IoA de estrada 1104 tem um plug- in de caminhão 1306 e a IoA de carregamento de frente 1106tem um plug-in de caminhão 1326 e um 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 múltiplas entidades homogêneas na mesma ilha.

[00171] As responsabilidades chaves do Gerenciador de xIC 1322 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 Gerenciador de xIC 1322, por exemplo, serviços ou tarefas recebidos a partir do sistema de gerenciamento de mina.

[00172] A configuração de emprego para este sistema desejavelmente tem o software para os controladores de ilha rodando tão perto quanto praticamente possivel das ilhas relevantes. Isto é assim de modo que os controladores se comuniquem com as entidades nas ilhas com latência minima 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 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 loA de planta 1316: uma instalação de processamento pode ser estabelecida na planta para permitir que o controlador esteja espacialmente localizado naquele local.c) Controlador de loA de estrada 1318: como a rede de estradas é distribuída por toda a mina, o controlador de ilha desejavelmente pode rodar na instalação de processamento central.d) Controlador de IoA de frente 1320: o controlador para a frente pode rodar na escavadeira 1116. Esta entidade fica na ilha, ao passo que caminhões e outros veículos têm probabilidade de transitar regularmente.e) Controlador de IoA 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

[00173] A figura 15 mostra o MPCS 1502 para este exemplo. Uma configuração de emprego possivel para este sistema terá os vários dispositivos de MPC, conforme ilustrado na figura 15, e referidos conforme se segue:a) MPC de mina 1508: este dispositivo de MPC é o núcleo da hierarquia de MPC 1506 e contém a imagem de operação da mina global. Pode ser rodado na instalação de processamento central com uma conexão de largura 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 MPCS 1502 acessem a informação de MPC 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 de ilha de estrada 1318. Ele contém plug-ins de modelo com as funções a seguir:1. Monitoração de estrada 1514: atualiza o modelo de geometria dentro do solo com os dados de superfície deestrada a partir de veículos;2. Pose de equipamento 1516: atualiza o modelo de equipamento com a informação de pose de veículo;3. xIC de estrada 1518: permite uma interface com o controlador de ilha de estrada 1318. Isto provê ao controlador de ilha 1318 acesso 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 rodado em uma instalação de 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-ins de modelo com 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 pose de veículo;3. xIC de Planta 1526: permite uma interface com o controlador de ilha de planta 1316. Isto provê ao controlador de ilha 1316 acesso à informação de MPC fundida, e permite que o MPC de planta 1520 acesse uma informação de trajetória a partir do controlador.d) MPC de frente 1528: 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 de ilha de carregamento de frente 1320 e o controlador de ilha de carregamento de face 1308. Ele contém os plug-ins demodelo 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 planta;2. Pose de equipamento 1532: atualiza o modelo de equipamento com uma informação de pose de veiculo;3. xIC de carregamento de frente 1534: permite uma interface com o controlador de ilha de carregamento de frente 1320. Isto provê ao controlador de ilha 1320 acesso à informação de MPC fundida, e permite que o MPC de frente 1528 1520 acesse uma informação de trajetória a partir do controlador 1320.4. xIC de carregamento de face 1536: permite uma interface com 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 controlador 1308.

[00174] As ilhas de frente 1106 e de carregamento de aceleração 1108, neste exemplo, são configuradas para operarem na mesma instância de MPC 1528, reduzindo o número 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

[00175] A figura 16 ilustra enlaces de conexão entre o MPCS 1502 e o MCS 1304. Quando cada uma das instâncias de xIC é criada, ela registra um plug-in de xIC com uma instância de MPC.

[00176] O xIC de planta 1316 registra o modelo de plug-in de xIC de planta 1526 com o MPC de planta 1520 por um enlace 1602. O xIC de estrada 1318 registra o modelo de plug-in de xIC de estrada 1518 com o MPC de estrada 1512 por um enlace 1604. O xIC de carregamento de frente 1320 e o xIC de carregamento de face 1308 registram o modelo de plug-in de xIC de frente 1534 e o modelo de plug-in de xIC de carregamento de face 1536 com o MPC de frente 1520 pelos enlaces 1606 e 1608, respectivamente.

[00177] É através destes enlaces que os controladores recebem a informação de estado mais atual a partir de cada instância de MPC e transmite a informação de trajetória planejada para cada instância de MPC. 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 MPC comum 1528. De forma importante, a instância de MPC 1528 deve ser empregada na mesma localização fisica que os controladores 1320, 1308 e conectados através de um enlace com fio fisico para a acomodação de enlaces de comunicação 1606, 1608, que estes fazem parte de um laço de controle.

[00178] A figura 17 ilustra o laço de controle entre o MCS 1304, as entidades na mina 1110 (incluindo os caminhões 1112, um buldôzer 1114 e uma escavadeira 1116) e o MPCS 1502. As comunicações entre o MPCS 1502 e o MCS 1304, conforme ilustrado na figura 16, são resumidas como um enlace único 1702, por clareza.

[00179] Os modelos de plug-in de entidade de xIC que comunicam uma informação de controle para as entidadesincluem os plug-ins de caminhão 1306, 1326, 1312, o plug-in de buldôzer 1328 e o plug-in de 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 1530, 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 1704 entre as entidades e os plug-ins de MPC, e é usada para fusão no modelo de MPC apropriado. Isto demonstra o laço de controle entre o MCS 1403, as entidades na mina e o MPCS 1502.

[00180] 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, o MCS 1304 e o MPCS 1502. A comunicação corre entre o MPS 1202 e o MCS por enlaces de comunicação bidirecionais 1402, conforme mostrado na figura 14. A comunicação ocorre entre o MPS 1202 e o MPCS 1502 por enlaces de comunicação bidirecionais 1802 provendo ao MPCS 1502 uma informação 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 ocorre entre o MCS 1304 e o MPCS 1502 pelos enlaces de comunicação 1702, conforme descrito com referência à figura 16: o MCS 1304 recebe uma informação sobre as instâncias de MPC e umainformação a partir do modelo de equipamento, do modelo dentro do solo e do modelo fora do solo; o MPCS 1502 recebe uma informação sobre a configuração de MCS, os planos de trajetória de entidades e o status de tarefas (veja a Tabela 5) .

[00181] A modalidade ilustrada nas figuras e descrita acima se refere a uma aplicação em mineração. Será apreciado que há 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 zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação é estabelecida em uma região.

[00182] 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 atividades de mineração que ocorreram ou estão para ocorrer antes da extração do material. O material dentro do solo ou não escavado é um material que ainda não foi escavado. Uma informação geométrica representa uma informação sobre a localização e a geometria da mina, das frentes, etc. Também inclui uma informação sobre a localização de furos existentes ou a serem perfurados e outras dimensões. Isto constitui um padrão de perfuração. Mais ainda, uma informação geométrica também pode ter uma informação associada relacionada à quantidade e à composição de explosivos a serem providos nos furos. Usando a informação de dentro do solo, é possivel estimar a quantidade e os estoques de material dentro do solo. Uma informação de dentrodo 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.

[00183] Em uma aplicação agrícola, o termo "informação 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 área requerida. Mais geralmente, o termo "informação de dentro do solo" cai na classe de informação de "pré-extração", "pré-intervenção"ou "pré- processamento"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. O 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 exemplo, a um recurso marinho.

[00184] 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 possívelestimar os estoques e a quantidade de material fora do solo. A informação de fora do solo é fundida para a formação de um modelo de fora do solo.

[00185] Em uma aplicação aqricola, a informação de fora do solo pode descrever, por exemplo, uma safra colhida. Mais qeralmente, a informação de fora do solo cai na classe de informação "pós-extração", "pós-processamento" ou "pós- intervenção" 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 está relacionado literalmente ao solo, mas pode ter uma referência, por exemplo, a um recurso marítimo colhido.

[00186] 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 instrumental em uma transferência de material a partir do ambiente dentro do solo ou de pré-processamento para o ambiente fora do solo ou de pós-processamento. No contexto de uma operação de mineração, por exemplo, uma "informação de equipamento" se refere a uma informação relativa às 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 informação de equipamento é fundida para a formação de um modelo de equipamento.

[00187] O termo "automático" se refere a um sistema ou processo que executa uma tarefa bem definida especifica que frequentemente é definida de forma estreita. "Automático"implica seguir um conjunto de regras bem definidas e reagir de uma forma definida a um estimulo definido. "Sistemas automatizados" são aqueles que têm alguns componentes automáticos ou propriedades.

[00188] O termo "autônomo"se refere a sistemas que são mais complexos conforme os sistemas forem 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 ambiente.

[00189] Os três 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 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 equipamento ou as unidades de operação neste exemplo poderiam incluir tratores, arados ou um outro equipamento agrícola.

[00190] De uma maneira similar, uma fusão de informação de dentro do solo também pode ser usada para aplicações de drenagem ou de irrigação. Outras aplicações também podem 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 pesca, redes e submarinos, e o modelo "de dentro do solo" pode incluir, por exemplo, uma modelagem por sonar.

[00191] O termo "fusão" se refere nesta descrição a uma combinação de informação a partir de múltiplas fontes 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 ser fontes homogêneas ou heterogêneas. A informação a partir de múltiplas fontes tipicamente tem 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 do(s) 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 com 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. Uma 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 também pode ser aplicável.

[00192] Será entendido que a invenção exposta e definidaneste 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. Todas estas combinações diferentes constituem vários aspectos alternativos da invenção.

Tabela 12: Lista de acrônimos.

Tabela 13: Terminologia de sistema de controle.

Claims (15)

1. Método implementado por computador de geração de uma representação de dados de uma região geográfica como um adjunto para a condução de operações autônomas na região, o método caracterizado pelo fato de compreender:a) o recebimento de uma informação especificando uma hierarquia de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação na região, a hierarquia sendo determinada por localizações espaciais respectivas das zonas localizadas na região;b) o recebimento de dados heterogêneos descritivos da região a partir de uma pluralidade de sensores, os dados heterogêneos incluindo dados relacionados a uma unidade de equipamento móvel, e em um sistema de processamento configurado com uma hierarquia de compiladores de modelos correspondendo às zonas localizadas, realizando as etapas de:c) associar dados recebidos com respectivas zonas localizadas, e associar dados recebidos relacionados à unidade de equipamento móvel com uma zona localizada na qual a unidade de equipamento móvel está localizada;d) fundir os dados recebidos associados às respectivas zonas localizadas em representações de dados da pluralidade de zonas localizadas;e) integrar as representações de dados das zonas localizadas em uma representação de dados comum da região geográfica, em que a representação de dados comum é gerada como um adjunto para conduzir operações autônomas na região; ef) fornecer informação a partir das representações dedados a um sistema de controle que controla as operações autônomas na região.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, 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 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 modelo de equipamento descritivo de um equipamento operando na zona ou região; eum modelo pós-extração descritivo de um material extraído na zona ou região.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o modelo pré-extração compreender uma descrição espacial da zona ou região.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o modelo pré-extração compreender uma estimativa da distribuição de pelo menos um recurso na zona ou região.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de compreender a definição de uma estrutura hierárquica para as representações de dados correspondendo a uma organização hierárquica das zonas localizadas.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender o recebimento de uma informação especificando fronteiras atualizadas depelo menos uma zona localizada.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a região geográfica compreende uma mina.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações2 a 7, caracterizado pelo 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, fisicas, geológicas, geofísicas, mineralógicas e contextuais do recurso.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o modelo pré-extração compreender uma descrição de uma distribuição e do grau de pelo menos um recurso.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado 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.

11. Sistema para a geração de um modelo de um ambiente no qual uma pluralidade de unidades de equipamento é empregada para a extração de pelo menos um recurso do ambiente, o sistema caracterizado pelo fato de compreender:um sistema de computação com pelo menos uma unidade de processamento e pelo menos um meio de armazenamento não transitório legivel por computador armazenando código executável por computador para a execução pela pelo menos uma unidade de processamento, em que o ambiente é dividido em uma hierarquia de zonas localizadas tendo fronteiras geográficas definidas por operação, a hierarquia sendo determinada por localizações espaciais respectivas das zonas localizadas na região, em que a execução do código executável por computador proporciona:uma unidade de gerenciamento para a configuração de uma pluralidade de compiladores de modelo formados em uma hierarquia correspondendo às zonas localizadas, cada compilador de modelo compreendendo 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 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 pós-extração configurada para receber dados a partir de uma segunda pluralidade de sensores e para a fusão dos dados em um modelo pós-extração descritivo do material extraído, eem que o sistema fornece informação a partir da pluralidade de compiladores de modelos a um sistema de controle que controla as operações autônomas na região.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender um compilador de modelo correspondente ao ambiente e configurado para integrar os modelos dos compiladores de modelo correspondentes às zonas localizadas em uma representação comum do ambiente.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de os compiladores de modelo correspondentes às zonas localizadas compreenderem módulos de interface para se permitir uma comunicação entre o compilador de modelo e os sistemas de dados de equipamento operando na zona localizada correspondente.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o modelo pré-extração compreende: uma descrição espacial da zona ou região; e uma estimativa da distribuição do pelo menos um recurso na zona ou região.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a unidade de modelagem pós- extração é configurada para receber dados da unidade de modelagem pré-extração e da unidade de modelagem de equipamento para reconciliar conservação de material durante a extração do pelo menos um recurso do ambiente.

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