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基于粒子群算法的露天矿卡车调度的研究
1
作者 刘世航 徐武彬 +2 位作者 段方正 李冰 闫梦瑶 《机械工程师》 2026年第1期5-9,共5页
针对露天矿卡车调度问题,以综合运输成本最小为目标,且综合考虑不同型号卡车的运输成本、装载点的生产能力、道路运输能力等约束条件,采用整数规划的方法建立露天矿卡车调度模型,实现卡车利用率最大和总成本最小。以某矿山实际数据为例... 针对露天矿卡车调度问题,以综合运输成本最小为目标,且综合考虑不同型号卡车的运输成本、装载点的生产能力、道路运输能力等约束条件,采用整数规划的方法建立露天矿卡车调度模型,实现卡车利用率最大和总成本最小。以某矿山实际数据为例,进行仿真分析。仿真结果表明:与已有模型相比,该模型得到的调度方案更加符合矿山的实际生产,满足露天矿山卡车调度需求,有效降低了车辆的运输成本,提高卡车运输效率。 展开更多
关键词 智慧矿山 智能调度 粒子群算法 整数规划
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大型露天铁矿卡车无人驾驶关键技术与应用示范
2
作者 刘东阳 杨浩 韩有朋 《中国设备工程》 2026年第1期10-13,共4页
随着智能矿山建设的推进,无人驾驶技术成为矿业领域实现降本增效、保障安全生产的关键技术路径。本文以重钢西昌矿为研究对象,系统阐述了露天矿卡车无人驾驶的关键技术体系及其应用示范效果。通过构建无人驾驶运输系统、协同作业系统以... 随着智能矿山建设的推进,无人驾驶技术成为矿业领域实现降本增效、保障安全生产的关键技术路径。本文以重钢西昌矿为研究对象,系统阐述了露天矿卡车无人驾驶的关键技术体系及其应用示范效果。通过构建无人驾驶运输系统、协同作业系统以及有人驾驶与无人驾驶混行等典型应用场景,实现区域内无人驾驶矿卡“装、运、卸”典型作业过程的无人自主运行。结果表明,无人驾驶系统在车辆和无人驾驶系统以及智能云控平台能够持续稳定运行,显著提升了运输效率,降低了人工成本,增强了本质安全。本研究不仅验证了无人驾驶技术在金属露天矿山的可行性,还为行业标准制定和规模化推广提供了实践经验,为行业高质量发展注入新动能,是新质生产力的典型实践案例。 展开更多
关键词 露天矿山 无人驾驶 环境感知 安全管控
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矿用卡车RP接触器改造
3
作者 朱健伟 王世龙 +2 位作者 白水 任会斌 刘庆成 《设备管理与维修》 2026年第1期98-100,共3页
MT4400AC型矿用卡车主要承担露天煤矿原煤运输任务,现场工作环境恶劣,随着采煤区变动,运输坡度加大,导致电制动频繁投入,进而导致RP接触器经常烧蚀,增加维修成本,降低生产效率。对矿用卡车电控制动系统进行分析,提出矿用卡车RP接触器改... MT4400AC型矿用卡车主要承担露天煤矿原煤运输任务,现场工作环境恶劣,随着采煤区变动,运输坡度加大,导致电制动频繁投入,进而导致RP接触器经常烧蚀,增加维修成本,降低生产效率。对矿用卡车电控制动系统进行分析,提出矿用卡车RP接触器改造方案。实践证明,该方案能够有效降低矿用卡车故障率及维修成本,为矿区生产提供保障。 展开更多
关键词 MT4400AC矿用卡车 RP接触器 故障率
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基于MEBP-YOLOv10的无人矿卡行进道路障碍物检测 被引量：1
4
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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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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基于栅格细化的露天矿区路网模型快速构建方法
6
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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基于修正q-威布尔分布的矿用卡车可靠性分析
7
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CLSRIME-XGBOOST的带式输送机托辊故障诊断方法
8
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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无人矿卡卸载区典型点云缺损模式及修补方法研究
9
作者 杨健健 张昱源 +4 位作者 张少聪 桂天牧 黄乾坤 王国勇 额尔德木吐 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4588-4608,共21页
随着无人驾驶技术在露天矿的广泛应用,激光雷达点云数据的完整性对矿卡安全作业至关重要。针对卸载区复杂环境导致的点云缺损问题,系统研究了典型点云缺损模式及其修补方法,有效解决了露天矿卸载区点云空洞对挡墙识别与路面感知的威胁... 随着无人驾驶技术在露天矿的广泛应用,激光雷达点云数据的完整性对矿卡安全作业至关重要。针对卸载区复杂环境导致的点云缺损问题,系统研究了典型点云缺损模式及其修补方法,有效解决了露天矿卸载区点云空洞对挡墙识别与路面感知的威胁。首先建立了激光雷达点云缺损的几何遮挡模型,量化了障碍物遮挡概率与雷达参数、空间密度的关联性,以揭示其物理机制。基于实际采集的卸载区点云数据,统计并选取了六类典型空洞,结合多维特征详细分析了其缺损模式:I型(路面坡度变化)、II型(散乱岩土堆积)、III型(挡墙间隙)、IV型(挡墙结构缺损)、V型(岩土倾落)和VI型(扬尘遮挡)。前四类源于地形遮挡,后两类由动态高密度遮挡物引发,弥补了现有研究对矿区特殊场景的针对性不足。针对不同缺损特性,提出基于地形特征的复合修补策略,通过动态栅格投影与主成分分析分割路面与挡墙点云,采用分块平面拟合(BPFR)方法实现路面的高效修复,基于泊松重建方法与凹包约束精准还原挡墙三维结构,最后合并修补结果。实验表明,在保证修补效率的同时,复合方法在法向量一致性(NC=0.99815)、均方根误差(RMSE=0.04971 m)和全局偏差(SSE=75.92)上均优于对比方法,且能适应卸载区复杂地形与动态遮挡场景。研究验证了所提方法在真实矿区数据中的有效性,提升了点云完整性与环境感知精度,为无人矿卡下游任务提供了可靠数据支撑,对推动露天矿无人化作业具有重要工程价值。 展开更多
关键词 无人矿卡 卸载区 点云缺损模式 空洞修补 激光雷达
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非公路车辆混动变速器切换过程可拓优化控制
10
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
11
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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基于5G天线和改进Dijkstra算法的露天矿车辆智能调度
12
作者 陈晓磊 陈浏仿 王洁 《工矿自动化》 北大核心 2025年第11期133-140,共8页
露天矿深坑、高边坡等复杂地形造成信号物理遮挡与多径衰落,且现有路径规划算法易导致车辆行驶轨迹不稳定或由于局部最优引发拥堵,导致露天矿车辆调度效率低。针对上述问题,提出了一种基于5G天线和改进Dijkstra算法的露天矿车辆智能调... 露天矿深坑、高边坡等复杂地形造成信号物理遮挡与多径衰落,且现有路径规划算法易导致车辆行驶轨迹不稳定或由于局部最优引发拥堵,导致露天矿车辆调度效率低。针对上述问题,提出了一种基于5G天线和改进Dijkstra算法的露天矿车辆智能调度方法。在通信层面,基于双锥天线模型,通过加载L型辐射枝节,并在辐射贴片上设置矩形、L形缝隙优化电流分布,形成车载双频全向偶极子天线,实现了2.3~2.7 GHz与4.8~4.9 GHz双频段覆盖,解决了矿区深坑与高边坡造成的信号遮挡与衰减问题。在路径规划层面,对传统Dijkstra算法引入深度优先搜索与“容器数组”机制,通过记录节点所有潜在前驱信息实现全局路径回溯与择优,提高规划路径的平滑度。实验结果表明:双频全向偶极子天线在深坑与高边坡等信号遮挡严重区域的信号覆盖率达81.2%,平均信号强度为−94 dBm,高于传统商用5G天线;与Dijkstra算法、A*算法及快速遍历随机树(RRT)算法相比,改进Dijkstra算法规划的路径距离更短、拐点更少、轨迹更平滑,且在多车协同运输场景下路径冲突率低、重规划路径响应时间短;在实际露天矿的车辆调度中,与产量完成度法、最早装车法、车流规划法相比,所提方法能有效缩短车辆等待时间和满载行驶距离,且在单班总产量、空驶率及调度指令响应时延等指标上均最优。 展开更多
关键词 露天矿 车辆调度 5G天线 双频全向偶极子天线 DIJKSTRA算法 深度优先搜索 路径规划
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露天矿无人矿用卡车横纵向控制模型研究
13
作者 徐钟馗 师彰文 丁震 《煤炭工程》 北大核心 2025年第8期211-217,共7页
针对矿用卡车在复杂工况下路径跟踪精度和稳定性较差的问题,提出了一种基于反馈纯跟踪算法和MPC算法的横纵向分层控制方法。该控制方法中:横向控制采用反馈纯跟踪算法,采用动态预瞄距离,通过横向偏差反馈补偿转角,对矿用卡车的转角进行... 针对矿用卡车在复杂工况下路径跟踪精度和稳定性较差的问题,提出了一种基于反馈纯跟踪算法和MPC算法的横纵向分层控制方法。该控制方法中:横向控制采用反馈纯跟踪算法,采用动态预瞄距离,通过横向偏差反馈补偿转角,对矿用卡车的转角进行跟踪控制;纵向控制采用MPC算法设计的分层控制器,实现对矿用卡车纵向速度的调节。通过矿山无人运输仿真系统进行模拟实验,结果表明:矿用卡车最大横向误差控制在0.29 m以内,航向误差控制在2.7°以内。 展开更多
关键词 无人矿用卡车 横向运动控制 纵向速度控制 路径跟踪 无人驾驶
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矿用自卸车座椅空气弹簧悬架参数辨识与优化
14
作者 刘红华 阳洁颖 刘翠雅 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期217-222,228,共7页
矿用自卸车的座椅空气弹簧悬架系统缓震效果直接影响乘坐舒适性。这里提出一种运用自适应混沌粒子群优化算法来解决针对矿用自卸车座椅空气弹簧悬挂系统的非线性刚度和阻尼参数的识别处理。借助将混沌引入粒子的运动过程中,与标准粒子... 矿用自卸车的座椅空气弹簧悬架系统缓震效果直接影响乘坐舒适性。这里提出一种运用自适应混沌粒子群优化算法来解决针对矿用自卸车座椅空气弹簧悬挂系统的非线性刚度和阻尼参数的识别处理。借助将混沌引入粒子的运动过程中,与标准粒子群算法相比表现出不同,使粒子群在稳定状态与混沌状态之间交替向着最优点收敛,同时根据粒子运行状态动态调整惯性权重。提高了算法的适应性,明显提升收敛速度并提高了精度,有效避免了局部最优得出,进行整车试验验证了该方法的有效性。结果表明,导致乘坐舒适性下降的主要原因是由于原系统中的刚度和阻尼数值不匹配,因此将垂直方向加速度均方根值设为目标,对空气弹簧悬架的阻尼参数和非线性刚度通过遗传算法来进行优化。在优化后,目标值下降了30.4%,显著提高了乘坐舒适性。 展开更多
关键词 非线性 空气弹簧悬架 自适应混沌粒子群优化算法 辨识 优化
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基于FTA-MonteCarlo算法的多载无人矿卡系统可靠性分析
15
作者 郭梨 王轶凡 江松 《采矿技术》 2025年第3期232-238,共7页
通过分析影响多载无人矿卡系统失效的关键风险因素,可提高多载无人矿卡的系统可靠性,保障矿山生产调度的正常运行。首先,对多载无人矿卡的维修情况进行调研,获取多载无人矿卡关键部件的故障数据,建立多载无人矿卡系统失效故障树模型;其... 通过分析影响多载无人矿卡系统失效的关键风险因素,可提高多载无人矿卡的系统可靠性,保障矿山生产调度的正常运行。首先,对多载无人矿卡的维修情况进行调研,获取多载无人矿卡关键部件的故障数据,建立多载无人矿卡系统失效故障树模型;其次,引入威布尔分布模型,运用Bootstrap抽样扩大样本数据,并计算出一系列关键可靠性指标值;然后,利用蒙特卡罗方法对无人矿卡进行可靠性仿真,通过大量随机抽样和统计分析,得出各个风险因素的相对重要度;最后,引入贝叶斯的敏感度分析,得到各个子系统的敏感度差异。结果表明:无人矿卡系统失效受发动系、传动系、行驶系、转向系、制动系、传感系、电池、车辆附件等8个类别共计15种风险因素影响,其中车辆附件、行驶系、传动系、发动机系、转向系等5类因素是影响无人矿卡系统失效的关键风险因素,其中,行驶系和传动系的敏感度最高。 展开更多
关键词 多载无人矿卡 蒙特卡洛 故障树 可靠性分析 贝叶斯网络
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基于改进启发算法的露天矿区车辆路径规划研究
16
作者 李伟 韩硕 +1 位作者 白小龙 周玉宝 《能源与环保》 2025年第4期203-208,共6页
针对露天矿区四轮转向车辆路径规划效率低的问题,研究采用一种智能化路径规划技术来解决该问题。对矿区规划进行研究,采用改进启发算法计算矿区起止点路径,得到规划路径离散点,引入B样条插值法用于车辆位姿优化。在路径规划耗时计算中,... 针对露天矿区四轮转向车辆路径规划效率低的问题,研究采用一种智能化路径规划技术来解决该问题。对矿区规划进行研究,采用改进启发算法计算矿区起止点路径,得到规划路径离散点,引入B样条插值法用于车辆位姿优化。在路径规划耗时计算中,研究模型平均计算耗时最短为0.4 s。在长距离路径规划效果比较中,研究模型路径规划距离最短为545.2 m,优于同类模型。在生成路径曲率比较中,研究模型并未出现突变,且曲率保持在较低范围,提高车辆规划效果。由此可见,研究所提出的技术具有良好的应用效果。研究内容将为矿区信息化建设与安全工作提供重要技术参考。 展开更多
关键词 露天矿区 四轮转向车 A*算法 路径规划 B样条插值法
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露天矿山下无人矿卡的轻量级障碍检测算法 被引量：3
17
作者 程铄棋 伊力哈木·亚尔买买提 +2 位作者 谢丽蓉 李熙玉 马颖 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期262-274,共13页
随着人工智能技术不断发展和智慧矿山理念的逐步推进,传统露天矿山的运营模式正在被自动化方式取代。无人矿卡作为智慧矿山的重要组成部分,其推广应用有效解决了因矿区地形不规则、路面坑洼或恶劣天气等因素导致的矿卡翻车、侧滑等问题... 随着人工智能技术不断发展和智慧矿山理念的逐步推进,传统露天矿山的运营模式正在被自动化方式取代。无人矿卡作为智慧矿山的重要组成部分,其推广应用有效解决了因矿区地形不规则、路面坑洼或恶劣天气等因素导致的矿卡翻车、侧滑等问题,从而显著降低了由此引发的伤亡事故。准确的检测目标类别是做避障决策的前提,而模型轻量化可以在资源有限的条件下很好地部署。因此,针对露天矿山场景下,无人矿卡目标检测算法存在参数量多、模型较大及小目标和遮挡目标检测准确率低的问题,提出轻量级无人矿卡检测算法LWHP(Lightweight High-Precision),设计思路有以下4点:其一,提出高效加权双向的特征金字塔网络R-BiFPN,利用这一结构重构颈部网络,通过跨层连接及双向传播,减少冗余计算路径,并通过加权特征融合方式增强多尺度特征融合能力,提升小目标检测能力的同时大幅度降低参数量;其二,设计带有多头注意力机制的检测解耦头,改善卷积层冗余导致网络复杂的问题,并处理空间维度以集中捕捉目标特征,减弱无关背景干扰,提升遮挡目标识别准确率;其三,利用双重卷积构建轻量级神经网络CDC,增强通道间信息流动,提高模型特征表达能力并降低模型复杂度;其四,引入EIOU损失函数,分别计算目标边界框的宽高差异,并加入Focal Loss解决难易样本不平衡问题,获得更快的收敛速度和更优秀的定位能力。试验表明:改进后算法相较于原始算法参数量降低50.2%,计算量减少46.3%,模型大小压缩47.6%,仅有3.3 MB,且FPS达到92.9,满足实时性需求。精度提升1.6%,召回率提升3.1%,平均精度达到79.6%,相比原模型提升2%,保证轻量级部署的同时提升了检测准确率。 展开更多
关键词 无人矿卡 目标检测 LWHP 轻量化 加权双向特征金字塔网络 多头注意力机制
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露天金属矿典型运输工艺发展现状及展望 被引量：1
18
作者 汪昕 李贲 +2 位作者 张媛 毕林 代碧波 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期17-31,共15页
露天金属矿运输工艺的改进和优化对降低成本、提高生产效率及减少开采对生态环境的影响具有重要意义。近年来,诸多学者对露天金属矿运输工艺进行了深入研究,涌现出一系列优秀的研究成果。全面梳理了卡车—电铲间断运输工艺(TS)与半连续... 露天金属矿运输工艺的改进和优化对降低成本、提高生产效率及减少开采对生态环境的影响具有重要意义。近年来,诸多学者对露天金属矿运输工艺进行了深入研究,涌现出一系列优秀的研究成果。全面梳理了卡车—电铲间断运输工艺(TS)与半连续运输工艺(IPCC)在经济效益、安全性和社会指数、环境影响和可持续性等方面的研究现状。鉴于IPCC工艺在露天金属矿中展现出的广阔应用前景,对国内外露天金属矿IPCC工艺优化技术的研究成果进行了归纳和总结,从最佳过渡时间(深度)和安装位置、最佳生产调度与破碎站搬迁计划、最优最终坑界(UPL)与输送机布局等方面深入分析了各种优化技术的研究进展。然而,IPCC工艺在露天金属矿山的应用上仍存在不足之处,即:①在露天金属矿运输工艺评价方面,多数研究仍停留在单一指标维度,少数涉及多指标综合评价的工作尚未建立统一的评价框架,无法全面准确地反映运输工艺的整体性能;②现阶段多数研究主要通过数学建模或仿真模拟预测露天矿运输工艺的性能,但这类研究方法缺乏考虑如设备故障、天气条件等不可预测事件对运输性能的影响;③目前IPCC运输工艺优化模型主要关注成本效益,较少涉及环境和社会等因素,且在求解模型时通常采用启发式算法,模型收敛速度和解的全局最优性受限于具体问题特征与算法参数取值。针对以上不足之处,面向“十五五”时期以及更长远的高质量发展要求,露天金属矿运输工艺的研究与优化应向以下方向深化:①构建多维度、多层次的综合运输工艺评价体系,充分考虑各关键指标之间的协同与制约关系;②引入机器学习、深度强化学习等智能算法,提升运输工艺的动态优化与预测能力;③基于启发式与元启发式相结合的算法框架,开发覆盖经济、环境、社会等多维目标的综合优化模型;④探索“区段—块段—条带”开采模式下的阶段式移动破碎新理念,提出面向矿石流的“短程转载—移动破碎—大倾角提运”的广义连续运输新工艺,为新一代智能矿山建设提供理论支持与技术路径参考。 展开更多
关键词 露天金属矿 半连续运输工艺 评价方法 IPCC优化 智能算法 移动破碎
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基于改进YOLOv8m-PSC的露天煤矿危险驾驶行为检测系统 被引量：1
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作者 马力 雷尧 +6 位作者 常治国 井宇航 刘浩强 李学斌 马宁 马龙 李临林 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期718-728,共11页
露天煤矿环境复杂多变,安全生产面临诸多挑战,其中危险驾驶行为是威胁矿区安全生产的重要因素之一。矿区内重型机械和运输车辆频繁作业,由于道路条件复杂、作业环境恶劣,驾驶员一旦出现疏忽或违规操作,极易引发重大事故,造成严重的人员... 露天煤矿环境复杂多变,安全生产面临诸多挑战,其中危险驾驶行为是威胁矿区安全生产的重要因素之一。矿区内重型机械和运输车辆频繁作业,由于道路条件复杂、作业环境恶劣,驾驶员一旦出现疏忽或违规操作,极易引发重大事故,造成严重的人员伤亡和经济损失。目前,矿区通常采用人工巡检和车载视频回放检查等传统安全监控手段,但这些方法存在效率低、实时性差,耗费大量人力且有监控盲区等缺点,难以有效应对由于危险驾驶行为而导致的事故风险。随着深度学习和计算机视觉技术的迅速发展,利用先进技术手段提升矿区危险驾驶行为检测效率成为重要方向。相比传统手段,智能检测系统能够实现对危险行为的实时检测和预警,不仅提高了监控覆盖率,还有效减少了人力资源的投入。因此,设计并开发适用于露天煤矿环境的危险驾驶行为检测系统,不仅是当前矿区安全管理的迫切需求,也是推动矿山智能化发展的重要方向。在现有YOLOv8m模型的基础上,针对现有模型的参数量大、计算量高及夜晚车内光线较差导致检测精度低等问题,开展了面向露天煤矿危险驾驶行为检测方法研究,运用对比实验、消融实验及理论分析等方法,提出了一种结合部分卷积、自注意力机制及通道混洗的目标检测改进模型YOLOv8m-PSC。在此基础上,设计并实现了基于改进模型的危险驾驶行为检测系统。系统通过PySide6构建直观简便的图形用户界面,能够快速部署到实际生产环境中,弥补了传统监控手段的不足,对露天矿危险驾驶行为进行快速且准确的监控。实验结果表明,改进后的模型在性能上有显著提升:危险驾驶行为的平均检测精度达到83.7%,参数量减少了40.2%,浮点计算量下降了62.6%,推理速度提升了10.7%,实现了在露天矿复杂场景下对疲劳驾驶、分心驾驶等危险驾驶行为高效、实时的检测。改进模型的提出不仅在技术上实现了目标检测模型的进一步优化,也为危险驾驶行为的实时检测提供了理论和实践的参考。此外,系统开发流程中引入了图形界面设计思路,为智慧矿山建设中的人机交互系统设计提供了创新性方案。 展开更多
关键词 危险驾驶行为 部分卷积 自注意力机制 YOLOv8m-PSC PySide6
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变载荷工况下无人矿卡双环模糊PID加速度跟踪控制器设计 被引量：1
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作者 秦天 朱德昇 +2 位作者 王春晖 杨佩泽 杨克虎 《煤炭工程》 北大核心 2025年第6期172-179,共8页
无人驾驶矿用卡车具有载荷变化大的特点,导致矿卡在空载和满载时动力学特性变化较大。为提高变载荷工况下无人矿卡的自适应性和实现加速度跟随效果,提出了一种双环模糊PID控制器。该控制器结合了内环加速度控制与外环速度控制,通过建立... 无人驾驶矿用卡车具有载荷变化大的特点,导致矿卡在空载和满载时动力学特性变化较大。为提高变载荷工况下无人矿卡的自适应性和实现加速度跟随效果,提出了一种双环模糊PID控制器。该控制器结合了内环加速度控制与外环速度控制,通过建立针对不同载荷条件下的模糊逻辑规则实现PID参数的在线调节,能够有效应对大载荷变化下矿卡系统的变化,实现纵向速度和加速度的精确跟踪。仿真结果表明,该控制器表现出较好的自适应性和加速度跟踪性能:在变载荷工况下,该算法的最大速度误差为0.49 km/h,为运行速度的1.6%,加速度最大误差为0.103 m/s^(2)。该方法提升了无人矿用卡车在不同负载情况下的鲁棒性并对加速度进行了跟随,为露天矿区无人驾驶技术提供了可靠支持。 展开更多
关键词 模糊控制 PID 大变载重 纵向控制 无人矿卡
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