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基于流固耦合的隔膜泵单向阀端盖螺栓优化设计
1
作者 韩世昌 王杰 +3 位作者 李茜 解天华 李妍 康宇驰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期463-469,476,共8页
为改善铁精矿矿浆输送管线隔膜泵入口单向阀端盖的螺栓连接问题,建立单向阀三维模型及矿浆固液两相流模型,采用流固耦合方法,分析阀芯不同开度下端盖受力载荷谱及螺栓的受力情况.在此基础上,应用遗传优化算法对单向阀端盖螺栓进行布局... 为改善铁精矿矿浆输送管线隔膜泵入口单向阀端盖的螺栓连接问题,建立单向阀三维模型及矿浆固液两相流模型,采用流固耦合方法,分析阀芯不同开度下端盖受力载荷谱及螺栓的受力情况.在此基础上,应用遗传优化算法对单向阀端盖螺栓进行布局优化设计,获取不同性能等级螺栓的优化布局,并验证优化结果的有效性.研究结果表明:保持螺栓性能等级为12.9级的情况下,可将原有8颗螺栓增加为10颗,单颗螺栓的直径减小6 mm,螺栓总体积降低8.2%,实现了轻量化设计,并降低了单颗螺栓的受力;若保持现有螺栓数量及直径不变,螺栓性能等级可降低为10.9级,从而有效降低生产成本,也是最容易实现的技改方案.研究结果可为单向阀的升级和改进提供一定依据,并且在轻量化和成本控制方面具有重要的工程应用价值. 展开更多
关键词 隔膜泵 单向阀 螺栓布局 流固耦合 矿浆输送
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基于改进ACO-GA算法的矿用无人运输车路径规划
2
作者 孙霞 孙强 李文清 《煤矿机械》 2025年第11期223-225,共3页
矿用无人运输车在现代矿山智能运输系统中应用广泛,但由于矿山环境的复杂性,其路径规划问题面临诸多挑战。为了提高矿用无人运输车在复杂地形中的路径规划效率与精度,提出一种蚁群优化(ACO)与遗传算法(GA)相结合的混合优化算法,并引入Pe... 矿用无人运输车在现代矿山智能运输系统中应用广泛,但由于矿山环境的复杂性,其路径规划问题面临诸多挑战。为了提高矿用无人运输车在复杂地形中的路径规划效率与精度,提出一种蚁群优化(ACO)与遗传算法(GA)相结合的混合优化算法,并引入Petri网进行多任务调度和资源管理,为矿用无人运输车路径规划提供更高效的调度方案。为了验证算法的有效性,对改进ACO-GA算法与传统算法构建栅格地图进行仿真对比。实验结果表明,改进ACO-GA算法在路径最优性等方面均优于传统算法。 展开更多
关键词 矿用无人运输车 ACO GA PETRI网 路径规划
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矿浆输送中隔膜泵动态特性及阀滞后性 被引量：2
3
作者 韩世昌 申哲 +1 位作者 李妍 解天华 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期558-564,共7页
为了分析隔膜泵的动态特性,在矿浆管道输送背景下,以GEHO TZPM 1600隔膜泵为研究对象,建立了隔膜泵机械-液压联合仿真模型,并分析了不同转速对隔膜泵动态特性的影响.同时,针对曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力等参数对吸、排液阀启闭滞... 为了分析隔膜泵的动态特性,在矿浆管道输送背景下,以GEHO TZPM 1600隔膜泵为研究对象,建立了隔膜泵机械-液压联合仿真模型,并分析了不同转速对隔膜泵动态特性的影响.同时,针对曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力等参数对吸、排液阀启闭滞后时间进行了分析.分析表明,排液阀动态特性受曲柄转速变化的影响更大,曲柄转速从10 r/min增加到30 r/min时,排液阀开启速度最大增加了9.449 m/s,关闭速度最大增加了0.945 m/s,阀口流量脉冲增加的最大值为17220.0 L/min,回流流量增加的最大值为1071.5 L/min.吸、排液阀启闭滞后时间主要与曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力有关.吸液阀开启滞后时间受转速影响更大,增加转速后开启滞后时间降低了0.117 s,关闭滞后时间更易受曲柄长度和泵入口压力的影响,随曲柄长度增加滞后时间增加了0.261 s.曲柄转速、曲柄长度、泵入口压力改变主要影响排液阀开启滞后时间.研究结果为矿浆输送中隔膜泵的技术改进提供了方向. 展开更多
关键词 矿浆输送 隔膜泵 联合仿真 动态特性 滞后时间
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基于改进YOLOv8模型的井下人员入侵带式输送机危险区域智能识别 被引量：1
4
作者 毛清华 苏毅楠 +3 位作者 贺高峰 翟姣 王荣泉 尚新芒 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期11-20,103,共11页
针对煤矿带式输送机场景存在尘雾干扰严重、背景环境复杂、人员尺度多变且易遮挡等因素导致人员入侵危险区域识别准确率不高等问题,提出一种基于改进YOLOv8模型的井下人员入侵带式输送机危险区域智能识别系统。改进YOLOv8模型通过替换... 针对煤矿带式输送机场景存在尘雾干扰严重、背景环境复杂、人员尺度多变且易遮挡等因素导致人员入侵危险区域识别准确率不高等问题,提出一种基于改进YOLOv8模型的井下人员入侵带式输送机危险区域智能识别系统。改进YOLOv8模型通过替换主干网络C2f模块为C2fER模块,加强模型的细节特征提取能力,提升模型对小目标人员的识别性能;通过在颈部网络引入特征强化加权双向特征金字塔网络(FE-BiFPN)结构,提高模型的特征融合能力,从而提升模型对多尺度人员目标的识别效果;通过引入分离增强注意力模块(SEAM)增强模型在复杂背景下对局部特征的关注度,提升模型对遮挡目标人员的识别能力;通过引入WIoU损失函数增强训练效果,提升模型识别准确率。消融实验结果表明:改进YOLOv8模型的准确率较基线模型YOLOv8s提升2.3%,mAP@0.5提升3.4%,识别速度为104帧/s。人员识别实验结果表明:与YOLOv10m,YOLOv8s-CA、YOLOv8s-SPDConv和YOLO8n模型相比,改进YOLOv8模型对小目标、多尺度目标、遮挡目标的识别效果均更佳,识别准确率为90.2%,mAP@0.5为87.2%。人员入侵危险区域实验结果表明:井下人员入侵带式输送机危险区域智能识别系统判别人员入侵危险区域的平均准确率为93.25%,满足识别需求。 展开更多
关键词 煤矿带式输送机 人员入侵危险区域 YOLOv8模型 遮挡目标检测 小目标检测 多尺度融合 C2fER模块 特征强化加权双向特征金字塔网络结构
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矿用自卸车互联油气悬架参数多目标优化 被引量：1
5
作者 黄开启 胡智强 《现代制造工程》 北大核心 2025年第3期124-131,140,共9页
为了提高矿用自卸车在恶劣路况下的侧倾稳定性和平顺性,以互联式油气悬架为对象,利用AMESim和Simulink联合仿真平台建立了矿用自卸车的互联油气悬架-路面-车身模型。通过分析悬架系统的结构参数对刚度和阻尼的影响,选择了5个优化设计变... 为了提高矿用自卸车在恶劣路况下的侧倾稳定性和平顺性,以互联式油气悬架为对象,利用AMESim和Simulink联合仿真平台建立了矿用自卸车的互联油气悬架-路面-车身模型。通过分析悬架系统的结构参数对刚度和阻尼的影响,选择了5个优化设计变量。为了提升初始种群和后代种群的多样性,提出一种基于正交实验设计的快速非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ),并将其应用于互联油气悬架系统的多目标优化。仿真结果显示,改进后的NSGA-Ⅱ算法具有更好的Pareto解,在D级随机路面输入下,矿用自卸车的侧倾稳定性和行驶平顺性分别提升了26.69%和24.83%。 展开更多
关键词 矿用自卸车 互联油气悬架 多目标优化 改进的非支配排序遗传算法
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论“运输就是运流量”的学术思想
6
作者 马宏伟 毛清华 +7 位作者 薛旭升 王川伟 王鹏 聂珍 段优优 司马俊雷 柴建权 陈彦璋 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3658-3667,共10页
煤矿连续运输是煤矿开采的关键环节,是实现煤矿安全、高效、智能、绿色开采的重要组成部分。深入分析了连续运输系统在煤流检测、节能控制、设备全生命周期管理和多系统协同控制等方面的研究现状,指出了连续运输系统存在的能耗大、监测... 煤矿连续运输是煤矿开采的关键环节,是实现煤矿安全、高效、智能、绿色开采的重要组成部分。深入分析了连续运输系统在煤流检测、节能控制、设备全生命周期管理和多系统协同控制等方面的研究现状,指出了连续运输系统存在的能耗大、监测难、协同性差、智能化程度低等关键技术问题。为了不断提升煤矿连续运输系统的智能化水平,提出了“运输就是运流量”的学术思想,定义了学术思想的内涵,构建了学术思想的逻辑架构,凝练了煤矿连续运输系统智能化的四大关键技术,给出了基于煤流量的连续运输系统四大关键技术及其解决方法。建立了煤矿连续运输系统各节点煤流量检测模型,提出了多信息融合的煤流量检测方法,构建了煤流量数据库,实现了连续运输系统数字化,奠定了连续运输系统智能化的坚实基础;建立了基于煤流量数据的连续运输设备智能调速模型,制定了“煤多快运,煤少慢运,无煤停运”的节能调速控制策略,提出了基于煤流量的神经网络自适应速度控制方法,实现了连续运输设备节能高效运行;建立了基于煤流量数据的连续运输设备全生命周期智能维护与健康管理模型,提出了以过煤量数据预测设备状态信息的智能维护方法,确保了连续运输设备安全、稳定、持续、高效运行;建立了基于煤流量数据的多连续运输设备协同控制模型,提出了基于“时效-能效”的速度和煤流量匹配方法,实现了多连续运输设备高效协同运行。“运输就是运流量”的学术思想已在陕煤、宁煤等煤矿得到应用,实现了多个连续运输系统节能调速与协同运行,提升了煤矿多连续运输系统的安全性、高效性、可靠性和智能化水平。 展开更多
关键词 煤矿连续运输 运流量 煤流量检测 节能调速 智能维护 健康管理 设备协同
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基于改进YOLOv8n的矿用提升钢丝绳表面损伤图像识别
7
作者 毛清华 杨帆 +4 位作者 王超 仝旭耀 童军伟 张旭辉 薛旭升 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期100-106,152,共8页
针对矿用提升钢丝绳表面油污覆盖引发背景干扰、绳股间隙较大导致特征混淆及小目标损伤识别难度大等问题,提出了一种基于改进YOLOv8n的矿用提升钢丝绳表面损伤图像识别方法。在YOLOv8n主干网络中引入多尺度注意力模块(MSAM),通过增强损... 针对矿用提升钢丝绳表面油污覆盖引发背景干扰、绳股间隙较大导致特征混淆及小目标损伤识别难度大等问题,提出了一种基于改进YOLOv8n的矿用提升钢丝绳表面损伤图像识别方法。在YOLOv8n主干网络中引入多尺度注意力模块(MSAM),通过增强损伤特征与油污背景的空间特征区分能力,提升模型抗干扰能力;将YOLOv8n原有的3个检测头替换为4个轻量化小目标检测头,强化对小目标损伤的识别能力;采用深度可分离卷积(DSConv)替代标准卷积,减少了计算量,提高了识别速度。实验结果表明:改进YOLOv8n模型的平均精度均值(mAP)、识别精度和推理速度分别达92.6%,89.7%和43.5帧/s,相比YOLOv8n模型分别提高了3.1%,4.9%,34.7%;与Faster-RCNN,YOLOv5s,YOLOv8n,YOLOv10m,TWRD-Net,YOLOv5-TPH等主流模型相比,改进YOLOv8n模型对小目标损伤识别精度最高,同时保证了较高的实时性;在煤矿现场油污覆盖、绳股间隙较大的复杂场景中,改进YOLOv8n模型未出现漏检情况,且误检情况较少,平均识别准确率达90%。 展开更多
关键词 矿用提升钢丝绳 损伤图像识别 YOLOv8n 多尺度注意力模块 小目标检测 深度可分离卷积
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直线电机−钢丝绳复合提升系统异类多电机协同驱动控制策略
8
作者 鲍久圣 张磊 +4 位作者 庄吉庆 牛振勇 阴妍 刘同冈 刘帅 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期631-644,共14页
随着浅部煤炭资源的日益枯竭与煤矿高效率集约化发展,矿井提升系统正逐步朝着超深井与大载荷方向发展,传统矿井提升系统难以解决提升深度增加、钢丝绳加长和负载加大导致的提升效能下降与可靠性降低的难题。基于直线电机垂直推进技术原... 随着浅部煤炭资源的日益枯竭与煤矿高效率集约化发展,矿井提升系统正逐步朝着超深井与大载荷方向发展,传统矿井提升系统难以解决提升深度增加、钢丝绳加长和负载加大导致的提升效能下降与可靠性降低的难题。基于直线电机垂直推进技术原理,设计了直线电机−钢丝绳复合提升系统,重点对复合提升系统的异类多电机协同驱动控制策略进行了仿真和试验研究。首先,基于煤矿领域目前最大的50 t载煤箕斗进行增量设计,对直线电机与钢丝绳复合提升系统进行了总体方案设计,包括直线电机的初次级结构布置和箕斗增载提升设计等;其次,选定永磁同步电机(PMSM)和永磁直线电机(PLMSM)2种驱动电机的控制策略,分别搭建了单电机闭环矢量控制和多PLMSM同步控制的仿真模型,并对多PLMSM同步控制性能进行了仿真分析;再次,提出了“T−v控制策略”和“F−ω控制策略”2种异类多电机协同驱动控制策略,分别搭建了2种控制策略下的复合提升系统机−电耦合动力学模型,并根据提升系统实际应用工况分别对2种协同控制策略下系统动态特性进行了仿真分析;最后,研制了直线电机−钢丝绳复合提升系统原理样机,通过开展实验室试验验证了旋转电机与直线电机协同控制策略的可行性和有效性。研究结果表明:直线电机−钢丝绳复合提升系统可在原有钢丝绳提升系统的基础上额外增加34%的载煤量,以满足煤矿高效提升需求;通过仿真试验与原理样机试验对比T−v控制策略和F−ω控制策略可得,在T−v控制策略下,PLMSM作为提升系统的速度控制对象,PMSM仅需恒定转矩,提升系统具有异类电机协同控制精度高、钢丝绳张力变化幅值小等优点;在F−ω控制策略下,PMSM作为提升系统的速度控制对象,虽然存在着异类电机速度同步误差大的不足,但多台PLMSM仅需提供恒定推力,可简化复合提升系统的控制结构,适合于协同控制精度要求不高的低成本场景使用。 展开更多
关键词 矿井提升机 永磁同步电机 永磁直线电机 复合提升 协同控制
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基于栅格细化的露天矿区路网模型快速构建方法
9
作者 顾清华 胡俸源 +3 位作者 王倩 柴小博 王丹 井欣欣 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期645-654,共10页
露天矿区路网构建是实现露天矿卡车智能调度和无人驾驶的重要前提,但由于露天矿区道路较为复杂,矿车GPS轨迹数据采集量大,冗余数据和异常点繁多,构建路网模型仍存在较多难点。为解决此问题,提出一种基于栅格细化的露天矿区路网模型快速... 露天矿区路网构建是实现露天矿卡车智能调度和无人驾驶的重要前提,但由于露天矿区道路较为复杂,矿车GPS轨迹数据采集量大,冗余数据和异常点繁多,构建路网模型仍存在较多难点。为解决此问题,提出一种基于栅格细化的露天矿区路网模型快速构建方法。首先提出基于改进膨胀算法的栅格去噪方法,对轨迹点二值化生成的路网栅格进行清洗,使用改进膨胀算法对低连通度的栅格空缺进行填充,减少栅格离散和断裂的影响;然后构建基于改进Zhang-Suen细化算法的路网骨架提取模型,对栅格区域进行图像形态学特征识别,利用改进Zhang-Suen细化算法提取栅格骨架图,使得提取的栅格骨架宽度恒定为一个栅格,减少原始细化算法处理后的毛刺和冗余;之后利用轨迹的时序特性,设计基于轨迹时序的路网骨架连接算法,提取路网的实际通行道路,解决因栅格化方法导致的路网异常连通的问题,并获得更好的道路连通效果;最后,根据实际应用需求和路网道路结构构建实际的路网模型,提出点-路-点的路网模型结构,在保证路网逻辑结构不变的情况下大幅减少路网的复杂程度和计算规模,并使用folium对路网进行可视化处理。实验表明:该方法构建的路网准确性、完整性分别为95.45%、96.43%;程序运行时间为2.697 s,满足露天矿路网模型生成快、精度高的使用需求。 展开更多
关键词 露天矿 轨迹数据 二值化 Zhang-Suen细化算法 轨迹顺序
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基于ResNet-UNet模型的DAS矸石浆体充填堵管监测技术
10
作者 柴敬 王梓名 +7 位作者 马晨阳 张丁丁 李至 周森 秋丰岐 吴玉意 冀汶莉 赵鹏翔 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第4期650-662,共13页
煤矸石浆体输送管道在输送过程中易产生堵塞、腐蚀等多种问题。目前针对浆体管道输送中存在的堵塞问题,精准定位仍面临着巨大挑战。基于此,提出了一种以分布式声波传感技术(DAS)为监测手段,结合图像降噪与ResNet-UNet复合网络对堵塞点... 煤矸石浆体输送管道在输送过程中易产生堵塞、腐蚀等多种问题。目前针对浆体管道输送中存在的堵塞问题,精准定位仍面临着巨大挑战。基于此,提出了一种以分布式声波传感技术(DAS)为监测手段,结合图像降噪与ResNet-UNet复合网络对堵塞点位进行监测和识别的方法;为评估所提出的技术方案,建立了15.14 m的环管模型,并进行注浆堵塞模拟试验。结果表明:相比于传统的UNet及ResNet网络,ResNet-UNet网络模型可在有效避免梯度爆炸问题的基础上,较为精准地对堵塞点位图像进行识别,堵塞点定位的准确率为97.83%,精确率为97.76%,召回率为94.80%,F1分数为0.958 9。该研究在全覆盖式监测矸石输送管道的基础上,有效解决了DAS传感监测时,由于其高灵敏度所带来的噪声处理难题,较为精确地实现了堵塞点的定位效果,研究为矸石浆体输送管道监测及堵塞点的定位问题提供了智能化的解决方案。 展开更多
关键词 分布式声波传感技术 矸石浆体管道输送 降噪算法 ResNet-UNet模型 图像识别 堵塞定位
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基于修正q-威布尔分布的矿用卡车可靠性分析
11
作者 刘威 高琪 +2 位作者 刘光伟 白润才 朱乙鑫 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期237-246,共10页
为了更加准确地描述露天矿矿用卡车的失效规律,提高可靠性分析的准确性,构建了一种新的alpha变换。在此基础上,提出了一种四参数修正q-威布尔分布模型,并采用蜣螂优化算法与极大似然估计相结合的方式对模型的参数进行估计。通过实例对... 为了更加准确地描述露天矿矿用卡车的失效规律,提高可靠性分析的准确性,构建了一种新的alpha变换。在此基础上,提出了一种四参数修正q-威布尔分布模型,并采用蜣螂优化算法与极大似然估计相结合的方式对模型的参数进行估计。通过实例对比验证了使用修正q-威布尔分布模型评估矿用卡车可靠性的合理性和有效性。数值试验结果表明,利用修正q-威布尔分布模型对矿用卡车故障间隔时间进行分析,制定相应的预防性维修周期能够更好地保障矿用卡车安全、稳定运行。 展开更多
关键词 矿用卡车 可靠性分析 修正q-威布尔分布 蜣螂优化算法 预防性维修周期 极大似然估计
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基于MEBP-YOLOv10的无人矿卡行进道路障碍物检测
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作者 顾清华 陈永琪 +1 位作者 李学现 王丹 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期888-899,共12页
随着露天矿无人驾驶技术的广泛应用,无人驾驶卡车在复杂矿区环境下的障碍物检测问题日益凸显。针对障碍物检测存在的多尺度目标精度差和小目标特征融合不足等问题,提出了一种基于MEBPYOLOv10的矿卡前进道路上的障碍物检测模型。该模型... 随着露天矿无人驾驶技术的广泛应用,无人驾驶卡车在复杂矿区环境下的障碍物检测问题日益凸显。针对障碍物检测存在的多尺度目标精度差和小目标特征融合不足等问题,提出了一种基于MEBPYOLOv10的矿卡前进道路上的障碍物检测模型。该模型首先设计了C2f-MSC模块,采用分组策略和多尺度卷积提高特征提取效率;其次在主干网络中嵌入ECA注意力机制,强化了模型对障碍物的特征提取能力;然后使用BiFPN特征融合模块,调整权重占比以提高小目标障碍物的特征融合能力;最后将预测框损失函数更换为PIoU损失函数,通过惩罚项加快模型收敛。试验结果表明,改进后的模型对露天矿区中障碍物的检测精度、召回率、mAP和实时检测速度分别达到89.8%、79.8%、83.5%和103.4FPS,显著提高了矿卡前进道路上障碍物的检测精度,同时兼顾了实时处理能力和模型轻量化需求,方便部署在矿卡上的边缘设备。 展开更多
关键词 露天矿 无人矿卡 机器视觉 障碍物检测 特征融合
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新型漏斗吊-拉模板支撑体系力学分析及其应用研究
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作者 孟文清 郑雷舰 +3 位作者 冯明宇 崔邯龙 张亚鹏 张陆旭 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期196-202,共7页
为解决钢筋混凝土漏斗模板支撑体系材料耗费大、工期较长和施工不便等问题,以内蒙古白家海子煤矿一新建钢筋混凝土漏斗为工程依托,提出一种新型吊-拉模板支撑体系。利用Midas Gen有限元软件建立新型吊-拉模板支撑体系的数值模型,并模拟... 为解决钢筋混凝土漏斗模板支撑体系材料耗费大、工期较长和施工不便等问题,以内蒙古白家海子煤矿一新建钢筋混凝土漏斗为工程依托,提出一种新型吊-拉模板支撑体系。利用Midas Gen有限元软件建立新型吊-拉模板支撑体系的数值模型,并模拟漏斗施工全过程,分析施工过程中该新型模板支撑体系各构件受力及变形情况;另外在实际施工过程中,在结构关键部位布置监测点,跟踪监测漏斗施工全过程的整体位移和各构件应力变化。监测结果表明:新型吊-拉模板支撑体系各构件应力和变形均满足规范要求,新型吊-拉模板支撑体系的可行性得到验证。监测结果与模拟结果的对比表明,相对于数值模拟结果,施工阶段的实测应力和位移误差均不超过10%,说明该数值模型在一定程度可以反映钢筋混凝土漏斗施工模拟的受力和变形规律,为后续相关研究提供理论指导和技术支撑。 展开更多
关键词 钢筋混凝土漏斗 吊-拉模板支撑体系 受力分析 施工监测 有限元模拟
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基于CLSRIME-XGBOOST的带式输送机托辊故障诊断方法
14
作者 江帆 程舒曼 +4 位作者 朱真才 周公博 李强 刘全辉 宋鸿炎 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期666-673,840,共9页
针对声音信号分析在诊断带式输送机托辊故障中的高维特征存在信息冗余、计算量大和诊断效果不理想等问题,笔者构建了声音信号特征精简策略,基于Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子改进了霜冰优化算法(rime optimization algorithm... 针对声音信号分析在诊断带式输送机托辊故障中的高维特征存在信息冗余、计算量大和诊断效果不理想等问题,笔者构建了声音信号特征精简策略,基于Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子改进了霜冰优化算法(rime optimization algorithm,简称RIME),记作CLSRIME。再结合极致梯度提升模型(extreme gradient boosting,简称XGBOOST),构建了CLSRIME-XGBOOST带式输送机托辊轴承故障诊断方法。首先,利用梅尔倒谱系数(Melscale frequency cepstral coefficient,简称MFCC)融合方法提取信号关键特征,并通过t-分布领域嵌入算法(t-distributed stochastic neighbor embedding,简称tSNE)进行降维,构建了基于MFCC和tSNE的精简特征提取策略;其次,针对RIME存在初始种群分布不均、霜冰粒子搜索能力弱、收敛速度较慢的问题,引入Circle混沌映射、Levy飞行策略和正弦因子,设计了CLSRIME;最后,利用CLSRIME优化XGBOOST中树的深度、迭代次数及学习率等参数,构建了基于CLSRIME-XGBOOST的诊断模型。结果表明,所提方法能够精简表征托辊轴承故障状态的特性信息,改善了RIME的优化性能,提高了传统XGBOOST诊断模型的准确率,为带式输送机托辊故障诊断提供了新思路。 展开更多
关键词 带式输送机 改进RIME算法 MFCC XGBOOST 故障诊断
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基于图像处理的煤矿轨道行人检测方法研究 被引量：1
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作者 孙辉煌 《安徽科技》 2025年第2期44-47,共4页
煤炭在我国生产的各个方面都发挥着巨大的作用,其开采量和生产效率关系到国民经济的稳定。由于煤炭的特殊储存环境,轨道运输系统作为煤矿井下生产系统的主要运输部分,负责井下的材料、人员、矸石和设备的运输。近年来,煤矿生产运输因安... 煤炭在我国生产的各个方面都发挥着巨大的作用,其开采量和生产效率关系到国民经济的稳定。由于煤炭的特殊储存环境,轨道运输系统作为煤矿井下生产系统的主要运输部分,负责井下的材料、人员、矸石和设备的运输。近年来,煤矿生产运输因安全、环境、效率等问题备受关注,基于提高生产效率、降低生产成本的追求,智能无人技术被越来越多地用于矿山轨道运输。为了保障煤矿井下轨道运输中的智能无人技术运用的安全性,将行人检测技术应用于煤矿轨道交通是非常必要的。 展开更多
关键词 储存环境 图像处理 轨道运输 轨道交通 煤矿井下生产 检测方法研究 煤炭 开采量
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改进RT-DETR的煤矿刮板输送机链条故障智能识别方法
16
作者 毛清华 郭文瑾 +2 位作者 苏毅楠 司马俊雷 薛旭升 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期469-479,共11页
针对目前煤矿刮板输送机链条多故障识别中的主要问题,提出一种基于改进RT-DETR(Real-Time DEtection TRansformer)的煤矿刮板输送机链条故障智能识别方法。该方法在数据集构建时,运用基于HSV三通道的图像预处理方法对煤矿刮板输送机链... 针对目前煤矿刮板输送机链条多故障识别中的主要问题,提出一种基于改进RT-DETR(Real-Time DEtection TRansformer)的煤矿刮板输送机链条故障智能识别方法。该方法在数据集构建时,运用基于HSV三通道的图像预处理方法对煤矿刮板输送机链条图像进行数据降噪与增强处理,提升图像质量。在改进的RT-DETR算法中,通过采用MobileNetV4作为主干特征网络,提升主干网络特征提取效率;通过将混合编码器中的普通卷积替换为效果更佳的Ghost卷积,降低算法参数量,提升识别速度;通过运用CSPStage特征融合模块和Inner-GIoU损失函数,增强特征利用和融合的能力,提高识别准确率。为了验证算法改进模块的效果,通过消融实验结果表明:改进RT-DETR算法与原RT-DETR算法相比,识别准确度提升1.6%,每秒处理的帧数提升15.5 frames/s,模型大小降低36%,参数量减少35.9%。运用改进RT-DETR算法与YOLOv8m-ghost、YOLOv8m-RT-DETR和YOLOv10s算法进行多故障识别对比实验,对比实验结果表明:改进RT-DETR识别算法在各指标上均效果最优,能够实现刮板输送机链条断链故障和磨损故障的高效准确识别,识别准确率达到97.6%,每秒处理的FPS值达到67.2 frames/s,能够在空载和未满载状态下,满足煤矿刮板输送机链条故障在线高效准确识别的需求。 展开更多
关键词 煤矿刮板输送机 链条故障 RT-DETR 智能识别 MobileNetV4 HSV三通道
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基于Mamba的井下皮带异物无监督检测模型研究
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作者 马莉 吴伟雪 代新冠 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第2期372-382,共11页
为了解决井下皮带异物无法被精准定位、计算成本过大等问题,提出了一个基于Mamba的无监督运煤皮带异物检测模型,该模型由预训练编码器和基于Mamba的解码器组成。在Mamba解码器中,FHSS混合状态空间模块将Hilbert扫描位置编码、傅里叶变换... 为了解决井下皮带异物无法被精准定位、计算成本过大等问题,提出了一个基于Mamba的无监督运煤皮带异物检测模型,该模型由预训练编码器和基于Mamba的解码器组成。在Mamba解码器中,FHSS混合状态空间模块将Hilbert扫描位置编码、傅里叶变换、Einstein对角矩阵计算引入Mamba网络来增强通道建模及特征序列建模,并结合了基于重构方法和多类无监督异常检测的优点,解决井下异常数据集匮乏、难以采集的问题。结果表明:该模型精度比经典的4个异常检测模型分别提升了22.2%,10.9%,5.9%,2.1%,其参数量和FLOPs仅为26.109 M,8.497 G;与传统检测方法相比,不仅有效应对由于噪声、遮挡等因素导致的检测不确定性,确保了异物检测的鲁棒性和可靠性,且具备更小的模型体积,显著降低了模型在推理过程中的计算复杂度。研究对于煤矿井下的实际应用具有重要意义,能够更好地保障输送系统的安全性和稳定性。 展开更多
关键词 井下皮带异物检测 Mamba 无监督训练 异常检测 空间状态模型
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基于滚动摩擦的输送机刮板优化设计与效果分析
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作者 郝建 陈琳 +5 位作者 宋旗 李文昕 王端一 张晓峰 贾顺 马彪 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期12-20,共9页
刮板输送机作为综采工作面的核心装备之一,在煤炭生产中承担了巨大工作量。然而传统刮板因其自重过大导致磨损严重,在运行过程中存在高能耗、高载荷和难维护问题,严重影响工作面煤炭运输效率。为了降低刮板自重和磨损,提出了一种优化刮... 刮板输送机作为综采工作面的核心装备之一,在煤炭生产中承担了巨大工作量。然而传统刮板因其自重过大导致磨损严重,在运行过程中存在高能耗、高载荷和难维护问题,严重影响工作面煤炭运输效率。为了降低刮板自重和磨损,提出了一种优化刮板局部结构的设计方案,旨在降低刮板的自重和刮板运行时的摩擦系数,从而减少传统刮板存在的问题。通过模拟实验和工程应用,验证其有效性。研究结果表明:通过改变刮板与中部槽之间的接触方式,使新型刮板的摩擦力比传统刮板减少约89.92%;使用新型刮板的输送机低载荷状态发生频率提升12.5%,中载荷、高载荷、超载荷状态发生频率均有所下降;每台电动机的年用电量降低约25%,内蒙古双欣煤矿年耗电量降低了约27%。本研究为刮板输送机的设计与改进提供了有益的参考,具有实际工程应用价值。 展开更多
关键词 输送机 刮板 自动排污结构 滚动体 摩擦方式
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非公路车辆混动变速器切换过程可拓优化控制
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作者 赵鑫鑫 李兵 杨珏 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期106-114,共9页
混合动力非公路车辆具备多种工作模式,模式切换过程不合理的控制策略会影响离合器的使用寿命及车辆的平顺性.以功率分流式混动专用变速箱为研究对象,利用可拓控制算法建立矛盾特征间的转化关系,通过调整模型预测控制(MPC)的权重矩阵干... 混合动力非公路车辆具备多种工作模式,模式切换过程不合理的控制策略会影响离合器的使用寿命及车辆的平顺性.以功率分流式混动专用变速箱为研究对象,利用可拓控制算法建立矛盾特征间的转化关系,通过调整模型预测控制(MPC)的权重矩阵干涉可拓控制器,将矛盾特征量转化.建立非公路车辆传动系统仿真模型,结果显示采用可拓控制器的模式切换过程车辆冲击度小于10 m/s^(3),比MPC减小约20%,滑摩功约为18 kJ,冲击度和滑摩功效果较传统MPC均有所改善,可拓控制提高了非公路车辆模式切换的品质. 展开更多
关键词 混动变速器 模型预测控制 可拓控制 模式切换 滑摩功
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基于预期功能安全的矿用运输车辆自动紧急制动系统研究
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作者 康翌婷 阮学源 +1 位作者 周林青 杨珏 《工程科学学报》 北大核心 2025年第8期1589-1601,共13页
随着智慧矿山建设的推进,为保障运输作业安全,矿用运输车辆上开始部署自动紧急制动系统.然而由于露天矿区常伴随雨、雪等极端天气、粉尘环境以及湿滑坡道路面,导致自动紧急制动系统的制动时间过晚最终发生碰撞或是在安全情况下就实施制... 随着智慧矿山建设的推进,为保障运输作业安全,矿用运输车辆上开始部署自动紧急制动系统.然而由于露天矿区常伴随雨、雪等极端天气、粉尘环境以及湿滑坡道路面,导致自动紧急制动系统的制动时间过晚最终发生碰撞或是在安全情况下就实施制动的现象时有发生.本文针对矿用运输车辆在露天矿山作业过程中自动紧急制动系统预期功能安全问题开展研究,以解决由于风险场景触发而导致系统功能不足,进而引发系统失效的安全问题.首先,本文运用系统理论过程分析方法厘清自动紧急制动系统出现不安全控制行为的致因场景,提出感知和决策系统的改进策略.其次,采用基于暗通道的图像增强方法和扩展卡尔曼滤波融合算法来解决在恶劣天气下感知不准确的问题;提出考虑坡度、附着系数、滑移率、车辆载重等因素的碰撞时间模型,以提升决策系统对矿山作业环境的适应性.最后,基于MATLAB/Simulink、TruckSim、PreScan建立联合仿真平台,并筛选出危险度最高的测试用例开展测试.结果表明,在非路口场景测试中,仅改进感知的系统发生了碰撞,在路口场景测试中,其安全裕度也较低.而仅改进决策的系统由于天气、光照等环境因素的影响,导致感知到的数据不够准确从而决策过于保守而提前制动.感知和决策综合改进的系统可以有效的避免碰撞,且不会过早的触发制动.本文对于自动紧急制动系统中感知和决策的综合改进能够有效避免过早和过晚制动的问题,提高了系统的安全性和适应性. 展开更多
关键词 矿用运输车辆 预期功能安全 自动紧急制动系统 多源信息融合 碰撞时间模型
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