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노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위한 지형경사가 고려된 벡터 네트워크 자료의 생성 방법
Creation of Vector Network Data with Considering Terrain Gradient for Analyzing Optimal Haulage Routes of Dump Trucks in Open Pit Mines 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.23 no.5, 2013년, pp.353 - 361  

박보영 (부경대학교 환경해양대학 에너지 자원공학과) ,  최요순 (부경대학교 환경해양대학 에너지 자원공학과) ,  박한수 (대성엠디아이(주) 신소재기술연구소)

초록
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최근까지 노천광산을 대상으로 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 수행한 연구들은 주로 래스터 자료를 사용하였다. 그러나 래스터 자료는 격자 해상도에 따라 운반경로가 zigzag 형태로 심하게 왜곡될 수 있으며, 경로의 위상관계를 고려할 수 없는 한계가 있다. 벡터 네트워크 자료를 사용할 경우에는 이러한 문제점들을 해결할 수 있으나, 지형경사에 따른 덤프트럭의 성능 변화 특성이 최적 운반경로 분석시 반영될 수 있도록 할 필요가 있다. 본 연구에서는 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위해 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동속도 변화를 반영할 수 있는 벡터 네트워크 자료의 생성 방법을 제시하였다. 수치지형모델 제작, 운반도로 디지타이징, 지형 경사도 계산, 경사도를 반영한 트럭의 이동속도 및 이동시간 계산 순으로 자료의 생성 작업이 진행된다. 제시한 벡터 네트워크 자료 생성 방법의 적용성과 효과를 알아보기 위하여 인도네시아 파시르 석탄노천광산의 로또 남부 채광장을 대상으로 간단한 사례연구를 수행한 결과, 제시한 방법이 ArcGIS Network Analyst 소프트웨어와 쉽게 호환이 가능하며, 최적 운반경로 분석시 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동속도 변화를 효과적으로 반영할 수 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Previous studies for analyzing optimal haulage routes of dump trucks in open pit mines mostly used raster data. However, the raster data has several problems in performing optimal route analyses: (1) the jagged appearance of haulage roads according the cell resolution often causes overestimation of ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서 제시한 지형경사를 고려한 운반도로 벡터 네트워크 자료를 생성 방법이 ArcGIS Network Analyst 소프트웨어에서 적용이 가능한지를 확인하고, 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석시 기존의 벡터 네트워크 자료 생성 방법과 어떠한 결과 차이를 보이는지 알아보기 위하여 간단한 사례연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위해 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동속도 변화를 반영할 수 있는 벡터 네트워크 자료의 생성 방법을 제시하였다. 자료의 생성 방법은 수치지형모델 제작, 운반도로 디지타이징, 지형 경사도 계산 및 입력, 경사도를 반영한 트럭의 이동속도 및 이동시간 계산 순으로 진행되는 4단계의 작업으로 구성된다.
  • 따라서 간선들에 가중치 값을 합리적으로 할당할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 지형경사에 따른 덤프트럭의 성능 변화 특성을 방향성 그래프 간선들의 가중치 값에 반영할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
  • 본 연구에서는 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동 속도 변화를 반영할 수 있는 벡터 네트워크 자료를 생성하기 위하여 Fig. 2와 같은 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 총 4단계의 절차로 구성된다.
  • 본 연구의 목적은 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위해 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동 속도 변화가 고려된 벡터 네트워크 자료의 생성 방법을 제시하는 것이다. 제시된 방법으로 생성한 노천광산의 운반 도로 벡터 네트워크 자료와 ArcGIS Network Analyst (http://www.
  • 본 연구의 목적은 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위해 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동 속도 변화가 고려된 벡터 네트워크 자료의 생성 방법을 제시하는 것이다. 제시된 방법으로 생성한 노천광산의 운반 도로 벡터 네트워크 자료와 ArcGIS Network Analyst (http://www.esri.com/software/arcgis/extensions/netwo rkanalyst) 소프트웨어를 이용하여 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석에 관한 간단한 사례연구를 수행 하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
벡터 네트워크 자료를 사용할 경우, 어떤 것이 필요한가? 그러나 래스터 자료는 격자 해상도에 따라 운반경로가 zigzag 형태로 심하게 왜곡될 수 있으며, 경로의 위상관계를 고려할 수 없는 한계가 있다. 벡터 네트워크 자료를 사용할 경우에는 이러한 문제점들을 해결할 수 있으나, 지형경사에 따른 덤프트럭의 성능 변화 특성이 최적 운반경로 분석시 반영될 수 있도록 할 필요가 있다. 본 연구에서는 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위해 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동속도 변화를 반영할 수 있는 벡터 네트워크 자료의 생성 방법을 제시하였다.
벡터 네트워크 자료의 생성 방법의 작업진행 순서는 무엇인가? 본 연구에서는 노천광산 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 위해 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동속도 변화를 반영할 수 있는 벡터 네트워크 자료의 생성 방법을 제시하였다. 수치지형모델 제작, 운반도로 디지타이징, 지형 경사도 계산, 경사도를 반영한 트럭의 이동속도 및 이동시간 계산 순으로 자료의 생성 작업이 진행된다. 제시한 벡터 네트워크 자료 생성 방법의 적용성과 효과를 알아보기 위하여 인도네시아 파시르 석탄노천광산의 로또 남부 채광장을 대상으로 간단한 사례연구를 수행한 결과, 제시한 방법이 ArcGIS Network Analyst 소프트웨어와 쉽게 호환이 가능하며, 최적 운반경로 분석시 지형경사에 따른 덤프트럭의 이동속도 변화를 효과적으로 반영할 수 있음을 확인할 수 있었다.
래스터 자료의 한계는 무엇인가? 최근까지 노천광산을 대상으로 덤프트럭의 최적 운반경로 분석을 수행한 연구들은 주로 래스터 자료를 사용하였다. 그러나 래스터 자료는 격자 해상도에 따라 운반경로가 zigzag 형태로 심하게 왜곡될 수 있으며, 경로의 위상관계를 고려할 수 없는 한계가 있다. 벡터 네트워크 자료를 사용할 경우에는 이러한 문제점들을 해결할 수 있으나, 지형경사에 따른 덤프트럭의 성능 변화 특성이 최적 운반경로 분석시 반영될 수 있도록 할 필요가 있다.
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참고문헌 (14)

  1. Alarie, S. and Gamache, M., 2002, Overview of solution strategies used in truck dispatching systems for open pit mines, International Joural of Surface Mining, Reclamation and Environment, Vol. 16, No. 1, pp. 55-76. 

  2. Bonates, E. J. L., 1996, Interactive truck haulage simulation program, In: Hennies, W. T., Ayres Da Silva, L. A. and Chaves, A. P. (eds), Mine Planning and Equipment Selection 1996, Balkerma, Rotterdam, Netherlands, pp. 51-57. 

  3. Cardu, M., Sacerdote, I., Margro, A. and Crosa, M., 2004, Analysis of possible alternatives for the exploration and hauling system in a marl mine (Tavernola BG, Italy), In: Hardygora, M., Paszkowsa, G. and Sikora, M. (eds), Mine Planning and Equipment Selection 2004, Taylor & Francis Group, London, UK, pp. 543-551. 

  4. Choi, Y., Sunwoo, C. and Park, H. D., 2007, Analysis of optimal haulage routes for dump trucks in large open pit mines, Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering, Vol. 44, No. 6, pp. 477-491. 

  5. Choi, Y., Park, H. D., Sunwoo, C. and Clarke, K. C., 2009, Multi-criteria evaluation and least-cost path analysis for optimal haulage routing of dump trucks in large scale open-pit mines, International Journal of Geographical Information Science, Vol. 23, No. 12, pp. 1541-1567. 

  6. Choi, Y. and Nieto, A., 2011, Optimal haulage routing of off-road dump trucks in construction and mining sites using Google Earth and a modified least-cost path algorithm, Automation in Construction, Vol. 20, No. 7, pp. 982-997. 

  7. Dijkstra, E. W., 1959, A note on two problems in connection with graphs, Numerische Mathmatik, Vol. 1, pp. 269-271. 

  8. Hartman, H. L. and Mutmansky, J. M., 2002, Introductory Mining Engineering, John Wiley & Sons, New York, USA, 584 p. 

  9. Hays, R. M., 1990, Truck, In: Kennedy, B. A. (eds), Surface mining, Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Littleton, USA, pp. 672-691. 

  10. Lee, K. W., 2011, Bike Route Selection Methods Considering User Characteristics Using GIS, PhD dissertation, Incheon National University, Incheon, Korea, 123 p. 

  11. Niemann-Delius, C. and Fedurek, B., 2004, Computeraided simulation of loading and transport in medium and small scale surface mines, In: Hardygora, M, Paszkowska, G. and Sikora, M. (eds), Mine Planning and Equipment Selection 2004, Taylor & Francis Group, London, UK, pp. 579-584. 

  12. Sunwoo, C., Choi, Y., Park, H.D. and Jung, Y.B., 2007, Drainage control and prediction of slope stability by GIS-based hydrological modeling at the large scale open pit mine, Journal of the Korean Society for Rock Mechanics, Vol. 17, No. 5, pp. 360-371. 

  13. Temeng, V. A., 1997, A computerized model for truck dispatching in open pit mines. PhD dissertation, Michigan Technological University, Michigan, USA, pp. 1-12. 

  14. Wise, S., 2002, GIS Basics, Taylor & Francis Group, London, UK, 240 p. 

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