无人驾驶卡车作为新一代人工智能与工程技术相结合的最新产物,已经开始在我国各大露天煤矿出现,预示着传统行业的智能化改造将迎来新一轮的浪潮。露天开采是一项系统工程,采场、排土场内多台阶、多装载点、多排卸点之间的煤流、岩流、土流等多条物料流联合流动,生产场景极其复杂。间断、半连续开采工艺若全面采用无人驾驶卡车运输,那么采、运、排等工艺环节中无人驾驶卡车与其他设备之间的协同作业关系以及作业时间、作业工程量的变化规律将成为影响无人驾驶卡车运输工艺系统生产计划制定,生产组织管理的关键问题。针对上述问题,从系统科学的角度出发,提出了露天矿无人驾驶卡车多智能体协同关系研究方法体系,该方法体系以无人驾驶卡车运输剥离工艺系统和半连续采煤工艺系统为研究对象,首先采用分层综合集成的建模方法,建立了以实际物理系统、多智能体系统、平行人工软件系统为代表的无人驾驶卡车运输工艺系统同态模型,从机械设备、作业方法和虚拟生产过程等三个不同研究角度对无人驾驶卡车运输工艺系统进行了抽象建模;其次以多智能体系统为物理空间到信息空间映射的核心层,建立了无人驾驶卡车、电铲、破碎机、胶带输送机、推土机、调度中心等具有观察能力、学习能力和交互能力的系统组分智能体模型,并在此基础上,从无人驾驶卡车与其他设备协同作业关系的角度出发,建立了协同装载、协同调度、协同运输、协同卸载,协同输送、协同排土等用于刻画系统结构的协同关系模型;然后针对多智能体系统中对设备协同作业时间和作业工程量影响较大的故障间隔时间预测和卡车路径规划等问题,分别提出了基于指数平滑法的神经网络预测模型和基于强化学习的多目标融合路径规划模型、基于NSGA-Ⅲ的路径规划模型、基于改进RRT的路径规划模型及相应的智能优化算法;最后,基于多智能体系统的协同关系和优化模型,利用多线程并发技术设计了能够模拟无人驾驶卡车运输工艺系统生产作业过程的平行人工软件系统,实现了多智能体之间协同作业过程的数值仿真。研究成果形成了以多智能体协同关系为核心的系统建模、智能优化和模拟仿真一体化技术,不仅完善并发展了现代化采矿技术条件下露天开采工艺系统的相关理论,而且对于实现无人驾驶技术在露天采矿行业真正落地有着重要的理论和现实意义。该论文有图54幅,表23个,参考文献122篇。