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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
1
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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改进RT-DETR的煤矿刮板输送机链条故障智能识别方法
2
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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基于滚动摩擦的输送机刮板优化设计与效果分析
3
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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基于负载预测与能耗优化的刮板输送机速度控制方法
4
作者 汪卫兵 骆佳录 +3 位作者 李赖 赵栓峰 路正雄 李开放 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第10期259-268,共10页
针对综采工作面中刮板输送机因持续高速运转而导致的能源浪费和运输效率低下问题,结合双向割煤工艺,对刮板输送机的运行阶段进行了系统分析,建立了刮板输送机能耗模型,在此基础上提出了一种基于负载转矩预测与能耗优化相结合的速度控制... 针对综采工作面中刮板输送机因持续高速运转而导致的能源浪费和运输效率低下问题,结合双向割煤工艺,对刮板输送机的运行阶段进行了系统分析,建立了刮板输送机能耗模型,在此基础上提出了一种基于负载转矩预测与能耗优化相结合的速度控制方法。首先,建立煤量模型,描述煤量随运行工况变化的动态特性。随后,结合刮板输送机的运行阻力特性,明确煤量、驱动力与运行阻力之间的关系,构建刮板输送机的能耗模型。为应对综采工作面复杂多变的运行工况,引入粗糙径向基神经网络(Rough Radial Basis Function Neural Network, RRBFNN),对刮板输送机负载转矩进行精确预测,生成优化模型所需的关键输入变量。在此基础上,采用改进的粒子群优化算法(PSO),以能耗最小化为目标,对刮板输送机的运行速度进行优化,改进算法在引入动态惯性因子的同时,平衡了全局搜索与局部搜索能力,从而提高了优化的精度与收敛效率。最后,结合榆家梁43101综采工作面的实际数据对本文方法进行了验证。结果表明:该速度控制方法能够在一个生产循环中有效降低刮板输送机的能耗10.42%。 展开更多
关键词 刮板输送机 智能调速 能耗模型 粗糙径向基神经网络 改进粒子群算法
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电动汽车液压ABS滑模变结构模糊PID控制设计
5
作者 张杰飞 张昊 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期237-240,245,共5页
为了进一步提高汽车防抱死制动系统(ABS)控制效率和运行平稳性,设计了一种电动汽车液压ABS滑模变结构模糊PID控制方法。在分析液压ABS系统的组成的基础上,构建ABS滑模变结构控制器。在MATLAB/SIMULINK平台建立了模糊PID的控制系统,分别... 为了进一步提高汽车防抱死制动系统(ABS)控制效率和运行平稳性,设计了一种电动汽车液压ABS滑模变结构模糊PID控制方法。在分析液压ABS系统的组成的基础上,构建ABS滑模变结构控制器。在MATLAB/SIMULINK平台建立了模糊PID的控制系统,分别从不同高低附着系数路面以及不同负载工况两方面开展仿真分析。研究结果表明:当路面属于高附着系数时,模糊PID控制后滑移率达到了一个合适的范围,车辆获得了最大制动强度,极大缩短制动距离。在(60~20)km/h范围内进行制动时,轴间滑模控制能够与前后轴制动力分配高效匹配,制动效果理想。处于高-低附路面工况下时,模糊PID控制模式比常规制动与ABS滑模制动性能更优。模糊PID制动快速达到了稳定制动状态。 展开更多
关键词 ABS控制 模糊PID MATLAB平台 滑模变结构
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基于极致轻量化YOLOv8n的井下输送带异物检测方法
6
作者 高文超 王俊文 +2 位作者 张政银 李帆 黄俊 《工矿自动化》 北大核心 2025年第9期50-59,共10页
采用深度学习技术对输送带异物进行实时、精准检测,是保障带式输送机安全稳定运行的关键环节。常用的YOLO系列模型在轻量化与检测精度间难以平衡,其高计算复杂度与参数量难以很好地适配井下边缘计算设备的资源限制。针对该问题,以YOLOv8... 采用深度学习技术对输送带异物进行实时、精准检测,是保障带式输送机安全稳定运行的关键环节。常用的YOLO系列模型在轻量化与检测精度间难以平衡,其高计算复杂度与参数量难以很好地适配井下边缘计算设备的资源限制。针对该问题,以YOLOv8n为基础网络进行轻量化设计,构建了极致轻量化YOLOv8n——YOLOv8-PCAS。将YOLOv8n主干网络替换为PP-LCNet,实现主干轻量化;在C2f模块中引入连接结构优化的上下文锚点注意力(CAA)模块,增强对复杂异物形态的表征能力;引入平均池化下采样(ADown)策略,在有效压缩模型体积的同时,更好地保留关键语义信息;设计双检测头结构,去除冗余的大目标检测头,聚焦中小尺寸异物检测。基于煤矿井下异物数据CUMT-BelT和山西某煤矿井下监控视频对YOLOv8-PCAS进行训练和测试,实验结果表明:YOLOv8-PCAS的参数量为0.58×10^(6)个,为原始模型YOLOv8n的19.1%,运算量为3.6 GFLOPs,为YOLOv8n的44.4%,轻量化程度优于YOLOv7-tiny,YOLOv5n等主流模型及现有YOLOv8n轻量化改进方案;YOLOv8-PCAS能够有效检测出输送带上的锚杆、大块煤等目标,推理速度达357帧/s,平均检测耗时2.8 ms,预测框与真实边界框交并比阈值为0.5时的平均精度均值(mAP@0.5)为90.5%,满足工业现场对异物检测质量与时效的要求。 展开更多
关键词 带式输送机 异物检测 边缘计算 极致轻量化YOLOv8n PP-LCNet CAA ADown 双检测头
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基于胶带输送机的动态调偏装置应用研究
7
作者 陈志峰 丁永明 +4 位作者 贾天毅 郭梁辉 伊斯马伊力·艾依提 魏伟 马云 《采矿技术》 2025年第4期245-251,共7页
矿用胶带输送机作为重要的运输设备,常会出现因胶带跑偏或物料重心偏移的皮带跑偏,造成胶带磨损,温度升高,甚至引发火灾。针对皮带跑偏问题,开展基于胶带输送机的动态调偏研究,根据DTⅡ(A)型带式输送机设计手册,皮带受力点的下挠值不大... 矿用胶带输送机作为重要的运输设备,常会出现因胶带跑偏或物料重心偏移的皮带跑偏,造成胶带磨损,温度升高,甚至引发火灾。针对皮带跑偏问题,开展基于胶带输送机的动态调偏研究,根据DTⅡ(A)型带式输送机设计手册,皮带受力点的下挠值不大于12 mm。通过受力计算分析可知,皮带下挠程度不仅与液压缸轴线和皮带底边的夹角有关,还与液压缸推力大小有关,并确定了液压缸轴线与皮带底边的夹角不能超过44°;为了防止皮带在液压缸推力作用下发生上挠,液压缸轴线与皮带底边的夹角不能小于35°。根据计算分析结果安装液压缸并进行验证,发现该激光监测器能够及时判断皮带偏移情况,并把信号传递至PLC控制器,启动液压泵的时间在1 s之内,且没有误判;调偏时间最长为94.25 s,最短为21.66 s,表明该胶带输送机动态调偏装置可以快速实现皮带动态调偏。 展开更多
关键词 胶带输送机 动态调偏装置 皮带跑偏 皮带挠度 力学分析
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不同孔轴装配预应力下托辊结构振动特性分析
8
作者 邹波 杨景云 +2 位作者 傅荣 邹宇 盛腾 《机电工程技术》 2025年第16期24-28,共5页
针对托辊复杂结构装配工艺产生的不同预应力改变托辊振动特性,严重影响托辊寿命甚至过早失效引发故障的问题,通过数值模拟与实验结合分析了孔轴装配预应力对托辊振动模态特性的影响规律。首先,建立考虑装配应力硬化矩阵的托辊连接刚度... 针对托辊复杂结构装配工艺产生的不同预应力改变托辊振动特性,严重影响托辊寿命甚至过早失效引发故障的问题,通过数值模拟与实验结合分析了孔轴装配预应力对托辊振动模态特性的影响规律。首先,建立考虑装配应力硬化矩阵的托辊连接刚度方程并求解装配预应力与系统固有频率之间的关系;然后,基于托辊有限元模型通过数值模拟分析了高预应力和低预应力装配下托辊前两阶模态频率变化规律;最后,为验证数值模拟的准确性,通过力锤锤击法进行实验模态分析并与数值模拟结果进行比较。实验结果表明,其1阶、2阶模态频率误差分别为0.60%和-0.77%,计算结果较为准确。研究结果可为孔轴配合的装配体预应力确定和振动特性分析提供一定参考。 展开更多
关键词 模态分析 装配体预应力 运输机械 托辊装备
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永磁驱动技术在带式输送机中的应用探讨
9
作者 刘晓峰 《矿业装备》 2025年第4期139-141,共3页
针对带式输送机传统机械驱动方式存在的机械效率较低、能耗较高、维护成本较高以及启动转矩较大等问题,在分析了带式输送机传统机械传动结构的基础上,提出了带式输送机永磁直驱电机方案,对永磁直驱电机的特性曲线进行了分析和介绍。山... 针对带式输送机传统机械驱动方式存在的机械效率较低、能耗较高、维护成本较高以及启动转矩较大等问题,在分析了带式输送机传统机械传动结构的基础上,提出了带式输送机永磁直驱电机方案,对永磁直驱电机的特性曲线进行了分析和介绍。山西某煤矿现场应用结果表明,带式输送机永磁直驱电机可以实现软启动,启动性能大大改善,采用永磁直驱技术省去了减速机和液力耦合器,机械效率从77%提高到96%,永磁技术可节约电能35%左右,设备维修费用大大降低,取得了满意的应用效果,具有广阔的市场前景和推广价值。研究结论可为其他同类型高能耗和高维护成本设备提供参考。 展开更多
关键词 带式输送机 永磁直驱 降本增效 维修成本 性能提升
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永磁电机半直驱刮板输送机机-电耦合动力学行为 被引量：1
10
作者 葛世荣 舒子龙 +3 位作者 鲍久圣 王世博 王小龙 张磊 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期65-80,共16页
针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板... 针对刮板输送机传统异步电机驱动系统传动效率低、工作能耗高以及永磁直驱系统径向尺寸大难以适应综采工作面安装空间及过载工况等问题,设计了一种新型永磁电机半直驱系统,利用MATLAB/Simulink仿真软件与台架试验研究了永磁半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学行为。首先,基于永磁电机驱动技术,以SGZ1000/2000型刮板输送机为例,设计了一种永磁电机半直驱系统,并完成了驱动系统关键参数设计。其次,推导齿轮传动系统动力学模型,基于状态空间方程建模法搭建永磁电机半直驱刮板输送机的机-电耦合动力学仿真模型,通过仿真试验研究了永磁电机半直驱刮板输送机在多种工况下的机-电耦合动力学行为;结果表明:永磁电机半直驱系统在空载启动定常落煤、非定常落煤以及故障后满载启动3种工况下,能够实现零速重载运行、输出转速与电磁转矩的快速响应以及动态调节;在启动瞬间与负载突变下,链条速度、加速度与张力会发生明显波动,其中:在机头与机尾链轮处的波动峰值最大;随着链条传递波动峰值会发生衰减,距离机头与机尾链轮越远,波动峰值越小。再次,利用永磁电机半直驱系统试验台,开展空载启动落煤与满载启动模拟试验,得到了永磁电机半直驱系统的动态特性,试验结果与机-电耦合动力学模型的仿真结果基本一致。最后,基于台架试验性能参数,通过对比永磁电机半直驱系统与传统异步电机驱动系统的驱动性能后得到:永磁电机半直驱系统在全负载点的驱动效率均优于传统异步电机驱动系统,至少提升了16.3%以上,可显著提高矿山运输装备的节电率,有助于推进矿山朝着绿色低碳方向发展。 展开更多
关键词 刮板输送机 永磁电机半直驱 齿轮传动 矢量控制 机-电耦合动力学
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刮板输送机非扭曲多点双芯曲率传感器设计研究 被引量：1
11
作者 亓玉浩 吴刚 +3 位作者 郑粲 方新秋 张代祥 丰宇龙 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期144-151,共8页
煤矿综采工作面智能化建设过程中存在刮板输送机直线度感知难、测量精度低的问题,为解决此类问题,文章以光纤光栅传感理论为基础,设计一种基于非扭曲均匀多点双芯曲率传感器。建立刮板输送机弯曲工况位姿简化模型,采用了角度递推算法建... 煤矿综采工作面智能化建设过程中存在刮板输送机直线度感知难、测量精度低的问题,为解决此类问题,文章以光纤光栅传感理论为基础,设计一种基于非扭曲均匀多点双芯曲率传感器。建立刮板输送机弯曲工况位姿简化模型,采用了角度递推算法建立了刮板输送机各个中部槽之间的关系。其次,对非扭曲多点双芯曲率传感器进行了标定实验并推导出了光纤光栅波长漂移与角度变化之间的数学方程。最后,基于刮板输送机实际工作状态进行了直线度感知试验研究。试验结果表明,该传感器拟合数据与实测数据具有较大的一致性,其最大误差不超过3 mm,可实现综采工作面刮板输送机弯曲度智能感知,为刮板输送机直线度监测提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 直线度感知 刮板输送机 曲率传感器 FBG
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基于ResNet-UNet模型的DAS矸石浆体充填堵管监测技术
12
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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双目相机的输煤皮带机皮带撕裂检测技术研究 被引量：1
13
作者 靳振宇 王哲 《中国新技术新产品》 2025年第4期23-25,共3页
常规的输煤皮带机皮带撕裂检测模糊定位多为定点处理,检测的范围较小,导致单目标撕裂检测频次降低,因此本文提出基于双目相机的输煤皮带机皮带撕裂检测技术。根据目前检测需求,进行图像采集和预处理,以边缘检测为引导,扩大检测的范围,... 常规的输煤皮带机皮带撕裂检测模糊定位多为定点处理,检测的范围较小,导致单目标撕裂检测频次降低,因此本文提出基于双目相机的输煤皮带机皮带撕裂检测技术。根据目前检测需求,进行图像采集和预处理,以边缘检测为引导,扩大检测的范围,完成撕裂点边缘模糊定位。进而设计双目相机输煤皮带机皮带撕裂检测模型,采用自适应持续标定的方式进行撕裂检测处理。测试结果表明,与深度迁移学习带式输送机机械故障诊断方法、无线测温测振码头皮带机异常检测技术相比,本文设计的双目相机输煤皮带机皮带撕裂检测技术的单目标撕裂检测频次相对较高,说明在双目相机的辅助和支持下,设计方法更灵活、稳定,检测效率有所提升,应用效果较好。 展开更多
关键词 双目相机 输煤皮带机 皮带撕裂 异常标定
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基于Mamba的井下皮带异物无监督检测模型研究
14
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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矿山带式输送机运行状态智能识别研究进展 被引量：2
15
作者 武岳 乔旭 《能源科技》 2025年第1期21-25,共5页
目前,我国煤炭运输主要采用带式运输机,皮带运输是煤矿生产中重要的环节,直接影响煤矿的生产安全和生产效益。我国煤矿生产经历了从动力化、机械化、信息化到智能化的发展转变,目前煤矿生产转型升级正处于智能化阶段。智慧矿山建设要求... 目前,我国煤炭运输主要采用带式运输机,皮带运输是煤矿生产中重要的环节,直接影响煤矿的生产安全和生产效益。我国煤矿生产经历了从动力化、机械化、信息化到智能化的发展转变,目前煤矿生产转型升级正处于智能化阶段。智慧矿山建设要求实现安全、无人、高效、绿色生产,对智能化升级提出了新要求。研究对煤矿带式输送机运行状态智能化识别技术进行回顾与论述,提出基于计算机视觉技术识别带式输送机运行状态的实现方法,并对未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 带式输送机 智能识别 计算机视觉 研究进展
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基于DEM-MBD耦合的中部槽磨损故障下动力学响应特征研究
16
作者 李博 李嘉浩 +5 位作者 宋成友 张建军 夏蕊 王学文 崔卫秀 倪强 《机电工程》 北大核心 2025年第6期1157-1169,共13页
针对刮板输送机中部槽故障频发等问题,对故障条件下煤散料及链传动系统的动力学响应特征进行了研究。首先,构建了基于刮板输送机法的离散元法-多体动力学(DEM-MBD)耦合模型,分别从有载侧运行阻力及刮板纵向加速度两方面验证了仿真模型... 针对刮板输送机中部槽故障频发等问题,对故障条件下煤散料及链传动系统的动力学响应特征进行了研究。首先,构建了基于刮板输送机法的离散元法-多体动力学(DEM-MBD)耦合模型,分别从有载侧运行阻力及刮板纵向加速度两方面验证了仿真模型的可靠性;其次,采用改变中部槽几何属性的方法,完成了中部槽磨损故障注入;然后,基于DEM-MBD耦合模型研究了煤颗粒在故障条件下的力学特性和运动特性;最后,基于DEM-MBD耦合模型,研究了刮板链条速度、链条张力、刮板振动特性和驱动链轮转矩等在故障条件下的动力学响应特征。研究结果表明:卡滞现象降低了刮板链的平稳性;中部槽磨损对链道外侧煤颗粒的速度波动影响最大,其次是在链道处,影响最小的是在链道内侧;磨损故障下,刮板链条的链速、链条张力及振动加速度的波动幅度显著高于正常工况。该研究结果可以为解决中部槽磨损故障频发问题提供理论依据。 展开更多
关键词 中部槽 链传动系统 磨损 离散元法 多体动力学 动力学响应
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基于人工智能的矿用带式输送机故障诊断模型研究 被引量：3
17
作者 李洪亮 王庆华 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期152-160,共9页
为了提高矿用带式输送机故障诊断的准确率,针对传统的BP神经网络故障诊断模型诊断精度较低、泛化能力差、对初始权值和阈值敏感、容易产生过拟合等问题,提出了一种新的智能故障诊断模型。首先,采用主成分分析法(PCA)对数据样本进行处理... 为了提高矿用带式输送机故障诊断的准确率,针对传统的BP神经网络故障诊断模型诊断精度较低、泛化能力差、对初始权值和阈值敏感、容易产生过拟合等问题,提出了一种新的智能故障诊断模型。首先,采用主成分分析法(PCA)对数据样本进行处理,以降低数据的噪声和维度;然后利用隐藏层经验公式确定BP神经网络隐藏层神经元个数选取范围,在此基础上采用穷举算法和粒子群算法(PSO)组成嵌套粒子群算法(NPSO)对BP神经网络隐含层神经元个数、权值和阈值进行全局寻优,最终构建了基于PCA-NPSO-BP的智能故障诊断模型。基于实例,通过MAT-LAB软件仿真测试的结果显示,PCA-NPSO-BP故障诊断模型的诊断精度高于基于灰狼算法优化BP神经网络和基于遗传算法优化BP神经网络的诊断模型。 展开更多
关键词 带式输送机 主成分分析法 嵌套粒子群算法 BP 神经网络 故障诊断
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基于变频调速技术的矿山通风机优化控制研究 被引量：1
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作者 廖家新 《自动化应用》 2025年第1期112-114,124,共4页
针对矿山通风机系统能耗高、控制精度差等问题,提出一种融合变频调速技术的优化控制方法。通过模块化设计控制系统,集成PID控制、模糊控制等算法,并在某煤矿主通风机上开展实验验证。结果表明,优化控制方案可使系统能耗降低21.8%,效率提... 针对矿山通风机系统能耗高、控制精度差等问题,提出一种融合变频调速技术的优化控制方法。通过模块化设计控制系统,集成PID控制、模糊控制等算法,并在某煤矿主通风机上开展实验验证。结果表明,优化控制方案可使系统能耗降低21.8%,效率提高10.4个百分点,风量稳定性提升60.4%,响应速度加快66%。该研究为矿山通风机节能增效提供了新思路和技术支撑。 展开更多
关键词 矿山通风机 变频调速 优化控制
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基于改进Hyper-YOLO的煤矿输送带异物检测方法
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作者 李刚 朱宇 +6 位作者 杨庆贺 邹军鹏 才天 贺鹏 张亚兵 赵艺鸣 田鑫浩 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期114-121,共8页
基于YOLO系列的输送带异物检测技术已取得丰富的研究成果,但其颈部网络无法使相隔较远的特征层直接交换特征信息,引发小目标漏检、重复检测等问题。Hyper-YOLO可在颈部网络实现特征层之间跨层、跨位置的高阶关联,但会增加计算量,且降低... 基于YOLO系列的输送带异物检测技术已取得丰富的研究成果,但其颈部网络无法使相隔较远的特征层直接交换特征信息,引发小目标漏检、重复检测等问题。Hyper-YOLO可在颈部网络实现特征层之间跨层、跨位置的高阶关联,但会增加计算量,且降低对高频特征信息的敏感性,导致在噪声较为敏感的区域特征提取能力下降,预测边界框发生偏移。针对上述问题,提出一种基于改进Hyper-YOLO的煤矿输送带异物检测方法。在图像预处理阶段采用动态对比度受限自适应直方图均衡化(Dy-CLAHE)方法,将Laplacian算子引入对比度受限自适应直方图均衡化(CLAHE)框架,建立噪声水平与对比度限制阈值之间的动态映射关系,有效解决了粉尘环境下图像细节丢失和噪声放大的问题;对Hyper-YOLO进行改进,采用高效交并比(EIoU)损失函数优化边界框回归过程,提升了预测边界框定位精度,并在混合聚合网络(MANet)的深层和浅层嵌入高效通道注意力机制(ECA)模块,通过局部跨通道交互动态调整通道权重,有效平衡对高频和低频特征信息的敏感性,降低小目标异物的漏检率,同时通过简化快速空间金字塔池化(SimSPPF)模块,减少了冗余计算,在保证精度的同时提升了推理速度。实验结果表明:改进Hyper-YOLO在准确率和mAP@0.5指标上分别为94.2%和93.4%,相较于Hyper-YOLO提高了5.0%和3.5%,参数量为3.26×10^(6)个,召回率为87.7%,检测速度为158帧/s,满足煤矿井下异物实时检测的需求;在不同煤矿输送带异物检测场景下无漏检及重复检测情况,预测边界框更贴合异物。 展开更多
关键词 煤矿输送带 异物检测 Hyper-YOLO 动态对比度受限自适应直方图均衡 EIoU 高效通道注意力机制 简化快速空间金字塔池化
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输送带温敏改性方法及火灾早期预警指标气体研究
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作者 陆伟 叶文钢 +3 位作者 李金亮 钱冠雨 张青松 李金虎 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期170-182,共13页
矿用输送带火灾在发生过程中主要产生CO和烟雾等指标气体。然而,以CO作为指标气体易受到干扰,而烟雾产生时表明输送带已经达到较高温度,此时往往容易错失最佳灭火及人员逃生时机。为此,创新性地提出温敏改性输送带的方法:通过在输送带... 矿用输送带火灾在发生过程中主要产生CO和烟雾等指标气体。然而,以CO作为指标气体易受到干扰,而烟雾产生时表明输送带已经达到较高温度,此时往往容易错失最佳灭火及人员逃生时机。为此,创新性地提出温敏改性输送带的方法:通过在输送带覆盖层中添加温敏材料以进行物理改性,再借助程序升温氧化炉、综合热重分析仪、输送带滚筒摩擦试验机等设备对输送带改性前后产生指标气体的初始温度、分解产气速率及体积分数变化进行测试。结果表明:采用温敏材料物理改性的方法对输送带原有的结构强度影响较小,也不会增加火灾发生和蔓延的危险性;改性前,输送带最早产生的指标气体CO的温度为110℃左右,但是其产生体积分数和释放速率较低且易受到矿井内不同来源CO的影响,从而造成误判;而改性后的输送带最早在70~80℃时即可探测到覆盖层内的温敏材料分解产生矿井中不存在的指标气体,与改性前相比,不仅初始指标气体产生的温度提前了30℃左右,而且指标气体释放时速率快、体积分数高,从而更容易被监测。此外,从实际工程应用角度进一步证明了物理改性方法的可行性,证实了温敏材料分解产生的指标气体不受矿井内其他材料氧化所产生气体的干扰,因此保障了输送带火灾早期监测预警的及时性和精准性。 展开更多
关键词 输送带火灾 温敏材料改性 指标气体 精准监测 早期预警
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