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基于LSTM-Transformer模型的突水条件下矿井涌水量预测
1
作者 李振华 姜雨菲 +1 位作者 杜锋 王文强 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期77-85,共9页
目的矿井涌水量精准预测对预防矿井水害和保障矿井安全生产具有重要意义,为精准预测矿井涌水量,构建适用于华北型煤田受底板L_(1-4)灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层水害威胁的矿井涌水量预测模型。方法以河南某典型矿井的水文监测数据为基... 目的矿井涌水量精准预测对预防矿井水害和保障矿井安全生产具有重要意义,为精准预测矿井涌水量,构建适用于华北型煤田受底板L_(1-4)灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层水害威胁的矿井涌水量预测模型。方法以河南某典型矿井的水文监测数据为基础,提出LSTMTransformer模型。利用LSTM捕捉矿井涌水量的动态时序特征,通过Transformer的多头注意力机制分析含水层水位变化和矿井涌水量之间的复杂时序关联,构建水位动态变化驱动下的矿井涌水量精准预测框架。结果结果表明,LSTM-Transformer模型预测精度显著优于LSTM,CNN,Transformer和CNN-LSTM模型的,其均方根误差为20.91 m^(3)/h,平均绝对误差为16.08 m^(3)/h,平均绝对百分比误差为1.12%,且和单因素涌水量预测模型相比,水位-涌水量双因素预测模型预测结果更加稳定。结论LSTM-Transformer模型成功克服传统方法在捕捉复杂水文地质系统中水位-涌水量动态关联上的局限,为矿井涌水量动态预测提供可解释性强、鲁棒性好的解决方案,也为类似地质条件下矿井涌水量预测提供了新方法。 展开更多
关键词 涌水量预测 水位动态响应 LSTM-Transformer耦合模型 时间序列预测 注意力机制 矿井安全生产
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图像特征矫正下金属矿山井下人员跟踪定位
2
作者 涂显刚 高兴鑫 +1 位作者 孙玉荣 李婧 《黄金》 2026年第1期76-82,共7页
金属矿山井下空间结构复杂,不同视角采集的图像对同一目标的成像位置不同,导致图像中的目标位置偏移,影响人员跟踪定位准确性。研究提出了图像特征矫正下金属矿山井下人员跟踪定位方法。通过局部自适应Gamma矫正对井下图像进行预处理:... 金属矿山井下空间结构复杂,不同视角采集的图像对同一目标的成像位置不同,导致图像中的目标位置偏移,影响人员跟踪定位准确性。研究提出了图像特征矫正下金属矿山井下人员跟踪定位方法。通过局部自适应Gamma矫正对井下图像进行预处理:利用灰度直方图、散点图及离散余弦变换提取图像光照分布特征,构建综合特征库,并采用K近邻算法匹配最优Gamma值,实现图像光照均匀化。引入混合高斯模型进行前景分割,通过动态更新背景模型有效分离目标与背景,提升目标识别准确性。在跟踪定位阶段,利用单应性矩阵分解与灭点计算,将多视角图像映射至参考平面生成多层融合图像,校正不同视角图像之间的几何畸变,使同一目标在不同视角图像中的位置信息一致,实现多目标初步定位;并进一步结合图割理论构建能量函数,通过时间滑动窗口优化轨迹关联,最终实现对井下多目标的鲁棒定位与连续跟踪。验证试验结果表明,该方法应用后可有效提高图像的信息熵和清晰度,且跟踪定位误差在10像素内,可以精准跟踪定位金属矿山井下人员,保证井下人员的安全。 展开更多
关键词 图像特征矫正 金属矿山 跟踪定位 Gamma矫正 前景分割 混合高斯模型 多目标跟踪定位 图割理论
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智慧矿山架构下煤矿监控系统的设计与实现
3
作者 胡召阳 《能源与节能》 2026年第1期303-306,共4页
针对传统煤矿监控系统存在的多源数据融合能力差、预警机制滞后、能耗管理粗放等问题,设计并开发实现了一种适合智慧矿山架构的煤矿监控系统。系统采用“感知采集-边缘处理-平台集成”3层结构,构建感知采集、实时预警与节能控制三大功... 针对传统煤矿监控系统存在的多源数据融合能力差、预警机制滞后、能耗管理粗放等问题,设计并开发实现了一种适合智慧矿山架构的煤矿监控系统。系统采用“感知采集-边缘处理-平台集成”3层结构,构建感知采集、实时预警与节能控制三大功能模块,满足井下多区域、高频次、异构数据的稳定接入与处理需求。系统集成KJ516-F1型瓦斯传感器、DTSU 666型电表、SUP-LUGB型流量计等多类终端设备,结合边缘计算平台与工业通信协议,实现了对典型高耗能设备及关键风险源的智能调控与快速响应。在开元煤矿的部署实证表明,系统采集成功率由92.3%提升至99.1%,瓦斯异常识别响应时间压减至0.9 s,压风系统日耗电量下降20.4%,有效提升了系统的安全保障能力与能效水平。研究成果为煤矿智能监控系统的工程化推广提供了可行路径与示范依据。 展开更多
关键词 智慧矿山 煤矿监控系统 感知采集 边缘计算 节能控制
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融合金字塔结构与注意力机制的煤矿井下作业安全监控方法
4
作者 任延川 《煤矿现代化》 2026年第1期149-153,共5页
煤矿井下作业安全监控过程中,主要依靠固定传感检测,监测数据传输困难,导致作业异常安全监控预警频率下降,为此提出对融合金字塔结构与注意力机制的煤矿井下作业安全监控方法的设计分析。在煤矿井下建立局部坐标系,部署监控节点,通过坐... 煤矿井下作业安全监控过程中,主要依靠固定传感检测,监测数据传输困难,导致作业异常安全监控预警频率下降,为此提出对融合金字塔结构与注意力机制的煤矿井下作业安全监控方法的设计分析。在煤矿井下建立局部坐标系,部署监控节点,通过坐标系和局部监控节点确定可监控空间,在该空间之内,将局部坐标系转换为全局坐标系,融合金字塔结构,将全局坐标系中节点采集的图像归类,作为可应用条件。利用采集的图像,进行空间特征的提取,明确空间注意力后,以特征为引导,映射关键监控区域,在该区域内计算出全局坐标系中各点位之间的安全监控均方误差。增设动态预警规则,根据监控均方误差的变化,利用规则判定监控情况是否存在异常,输出最终的监控结果。实验结果表明:所提方法得出的作业异常安全监控预警频率均可以达到205 Hz以上,说明对作业实况异常的感知速度较快,优越性较强。 展开更多
关键词 金字塔结构 注意力机制 井下作业 安全监控 煤矿定位
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基于光纤环网的煤矿综采面设备运行状态在线监测方法
5
作者 王鹏 《煤矿现代化》 2026年第1期145-148,153,共5页
由于煤矿井下环境复杂,综采面设备在运行过程中容易受到各种因素的影响,如潮湿阴暗的环境、充斥的粉尘水汽、非标准化的备件等,加剧设备的磨损和老化,导致故障频发。针对上述问题,本文提出基于光纤环网的煤矿综采面设备运行状态在线监... 由于煤矿井下环境复杂,综采面设备在运行过程中容易受到各种因素的影响,如潮湿阴暗的环境、充斥的粉尘水汽、非标准化的备件等,加剧设备的磨损和老化,导致故障频发。针对上述问题,本文提出基于光纤环网的煤矿综采面设备运行状态在线监测方法。在煤矿井下环境中,布置光纤传感器以采集综采面设备的振动信号,并进行预处理后传输至地面监测主机,采用BP神经网络对振动信号进行识别,以此判断综采面设备的运行状态,从而实现煤矿综采面设备运行状态的在线监测。实验结果表明,综采面设备运行状态在线监测结果的查准率为96.85%,且查全率为96.24%,验证该方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 光纤环网 综采面设备 运行状态 在线监测
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煤矿自然发火束管监测系统的优化应用
6
作者 白康康 《陕西煤炭》 2026年第1期182-185,共4页
【目的】煤矿自然发火束管监测系统是用于煤矿自燃火灾预测预报的主要系统之一,通过对采空区及其他自然发火气体进行检测,掌握各气体组分,分析矿井采空区以及自然发火点自然规律,提前预警自燃风险,从而为防灭火措施落实提供依据。【方... 【目的】煤矿自然发火束管监测系统是用于煤矿自燃火灾预测预报的主要系统之一,通过对采空区及其他自然发火气体进行检测,掌握各气体组分,分析矿井采空区以及自然发火点自然规律,提前预警自燃风险,从而为防灭火措施落实提供依据。【方法】煤矿自然发火监测主要有监测监控系统、束管监测系统、人工检测等方式方法。【结果】煤矿自然发火束管监测系统通过近年来的发展和提升,已经实现了24 h全程在线监测,但是在实际应用中还是存在抽取气样不纯、束管漏气、设备操作失误、管路布设不合理、采空区抽气防护不到位等各种问题,通过对存在的问题分析研究,提出具体的优化改进措施,【结论】有效解决了煤矿自然发火束管监测系统存在的管理缺陷,可以更好地服务于煤矿自然发火监测,以求为防灭火措施的实施提供技术参数。 展开更多
关键词 自然发火 自然发火束管监测系统 预警 采空区
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煤矿监测系统可靠性的维护与升级研究
7
作者 康丽 《能源与节能》 2026年第1期259-262,共4页
煤矿监测系统是保障矿井安全的重要手段,其可靠性对矿井运行的安全性和稳定性至关重要。分析了煤矿监测系统可靠性的重要性,探讨了系统维护的理论基础和升级的技术方法,提出了提升监测系统可靠性的具体策略,包括制订科学的维护计划、建... 煤矿监测系统是保障矿井安全的重要手段,其可靠性对矿井运行的安全性和稳定性至关重要。分析了煤矿监测系统可靠性的重要性,探讨了系统维护的理论基础和升级的技术方法,提出了提升监测系统可靠性的具体策略,包括制订科学的维护计划、建立实时监测平台、加强技术培训与管理、构建多层次备份体系等。旨在为煤矿企业提供优化系统可靠性、提高安全管理水平的参考依据。 展开更多
关键词 煤矿监测系统 可靠性 维护 策略
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煤矿综采工作面人员入侵危险区域智能识别方法 被引量：4
8
作者 毛清华 翟姣 +2 位作者 胡鑫 苏毅楠 薛旭升 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1347-1361,共15页
为解决煤矿综采工作面人员尺度多变、危险区域动态变化等因素导致人员入侵危险区域时,视频AI识别准确率不高的问题,提出一种RSCA-YOLOv8s与危险区域自动划分的煤矿综采工作面人员入侵危险区域智能识别方法。针对综采工作面人员识别准确... 为解决煤矿综采工作面人员尺度多变、危险区域动态变化等因素导致人员入侵危险区域时,视频AI识别准确率不高的问题,提出一种RSCA-YOLOv8s与危险区域自动划分的煤矿综采工作面人员入侵危险区域智能识别方法。针对综采工作面人员识别准确率低问题,在YOLOv8s模型基础上引入RFAConv-SE(Squeeze-and-Excitation with Receptive-Field Attention Convolution)与CCNet(Criss-Cross Attention Network)注意力模块提高复杂背景图像中模型对全局及上下文信息的捕获能力,C2f模块融合Res2Net网络提高模型的多尺度和小目标人员特征提取能力,通过改进的SPCASFF(Adaptive Structure Feature Fusion with Sub-Pixel Convolution layer)模块提升模型对多尺度人员特征的自适应融合能力。针对综采工作面摄像头跟随液压支架动态变化导致危险区域在视场范围内动态变化的问题,提出一种基于护帮板、挡煤板标志性目标关键特征点提取的危险区域自动划分方法。针对危险区域不规则变化与基于重叠度的判断方法参数设置困难的问题,提出一种基于射线法判断人员与危险区域像素坐标位置关系的人员入侵危险区域精准识别方法。通过消融试验、RSCA-YOLOv8s与YOLOv5s、YOLOv8-SPDConv等方法对比试验,以及综采工作面7组多场景危险区域自动划分与5组人员入侵危险区域识别试验测试,结果表明:RSCA-YOLOv8s的人员识别方法准确率更高,达到了97.2%,相较基线模型mAP@0.5提高了1.1%,mAP@0.5:0.95提高了2.5%,对小目标人员具有更准确的识别能力和更高的识别精度;该方法危险区域自动划分的平均准确率为97.285%,人员入侵危险区域的判别准确率为98%以上。 展开更多
关键词 综采工作面 人员入侵 危险区域 多尺度目标 YOLOv8s 区域自动划分
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基于自适应光照估计的Retinex-Net矿井图像增强算法 被引量：3
9
作者 田丰 陈婷婷 刘晓佩 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期234-248,共15页
随着煤矿智能化建设的逐步推进,智能视频监控系统越来越多的应用于煤矿井下。然而受粉尘、水雾及光源等因素的影响,视频监控系统采集的图像往往存在亮度低、光照不均匀、信息丢失、细节模糊等问题,导致煤矿井下视频监控视觉效果差,极大... 随着煤矿智能化建设的逐步推进,智能视频监控系统越来越多的应用于煤矿井下。然而受粉尘、水雾及光源等因素的影响,视频监控系统采集的图像往往存在亮度低、光照不均匀、信息丢失、细节模糊等问题,导致煤矿井下视频监控视觉效果差,极大影响了后续图像分析与智能决策。因此,研究煤矿井下图像增强方法具有重要意义。针对非均匀照明下井下图像出现的局部区域亮度低和细节特征缺失的问题,提出了一种基于自适应估计的改进Retinex-Net井下图像增强算法。设计了分解网络来分离图像的照度分量和反射分量;在反射分量处理中,引入了融合通道和空间注意力的注意力模块CBAM(Convolutional Block Attention Module),进一步提升图像的细节和对比度,使图像更加清晰;在光照估计网络中构建渐进式的光照优化过程,通过多个网络层的级联,逐步优化光照分量的估计,引入了自校准模块,能够自动调整光照分量的估计值,使其更加接近真实的光照条件,最后将优化后的照度分量和反射分量结合,得到增强后的井下图像。基于自建井下图像数据集,改进算法较其他算法,其平均梯度、峰值信噪比、结构相似性、信息熵分别提高了25%、17%、24%、8%。试验结果表明,该算法能有效地提高光照不均匀照明中暗区域的图像亮度,增加图像细节信息,提高图像质量。 展开更多
关键词 煤矿图像增强 RETINEX理论 注意力机制 自适应光照估计
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煤矿安全监测监控动态演化博弈模型及其应用 被引量：1
10
作者 秦汝祥 沈涛 李世辉 《煤矿安全》 北大核心 2025年第8期246-256,共11页
为提升煤矿安全监测监控系统实用性,通过构建动态演化博弈模型,分析监测监控系统使用人员与被监测对象之间的动态博弈趋势。模型以两大主体的策略变化为核心,探讨了参数变化对策略趋势及其收敛状态的影响,提出了优化监测监控的检查方式... 为提升煤矿安全监测监控系统实用性,通过构建动态演化博弈模型,分析监测监控系统使用人员与被监测对象之间的动态博弈趋势。模型以两大主体的策略变化为核心,探讨了参数变化对策略趋势及其收敛状态的影响,提出了优化监测监控的检查方式与奖惩制度。结合研究对模型参数进行了调整和优化,并通过实际应用的方式计算转化系数,进而对博弈模型参数进行了验证。最终在制定安全目标、解决信息不对称问题、评估安全检测监控工作和制定安全检测策略细则等方面进行了博弈模型的实践和推广。研究发现,博弈双方均表现出“动态感染”特性,即一方的策略变化会引起另一方的策略调整;同时,博弈双方中一方是主动方,另一方是被动方,主动方的不同极端策略(y≤0.1或y≥0.9)随着时间的推移能够完全影响被动方,被动方的极端策略对主动方的影响则不完全;此外,“充分配合”参数J和d的增加会促进两大主体策略向1收敛,表明更高的初始意愿加速了收敛过程;而“负收益”参数j减少50%时和“正收益”参数b增加50%时,则增强了监测监控工作的开展,然而当b值下降超过阈值(3.42%)时,监测监控人员可能转向不充分工作。研究成果为煤矿企业提供了定量分析工具,以制定适合自身条件的安全监测监控策略,从而有助于提高系统的运行效率和企业的安全管理水平。通过优化参数和调整策略,以期煤矿安全监测监控系统能够更有效地服务于煤矿安全生产,减少事故发生,保障矿工生命安全。 展开更多
关键词 安全监测监控 动态演化 博弈模型 绩效收益 动态感染
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露天煤矿边坡雷达变形监测预警与风险管控 被引量：5
11
作者 李洪梁 苗朝 田尤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2293-2300,共8页
露天煤矿边坡作为重大风险源,是矿山安全生产面临的主要挑战之一。以内蒙古自治区乌海市万源露天煤矿为例,在详实调查边坡发育特征的基础上,分析变形破坏模式,开展边坡雷达变形监测,建立预警模型,搭建监测预警平台,实现风险管控。研究... 露天煤矿边坡作为重大风险源,是矿山安全生产面临的主要挑战之一。以内蒙古自治区乌海市万源露天煤矿为例,在详实调查边坡发育特征的基础上,分析变形破坏模式,开展边坡雷达变形监测,建立预警模型,搭建监测预警平台,实现风险管控。研究结果显示,万源露天煤矿边坡涉及反向、横向、顺向岩质采场边坡和排土场土质边坡,其变形破坏模式分别为拉裂-倾倒、楔形体破坏、滑移-弯曲和蠕滑(-拉裂)。在采动、爆破、降雨或不合理堆砌等因素影响下,存在失稳的可能性;在此基础上,为实现边坡无盲区监测,在矿山采场东北和西南侧稳定基岩处各安装边坡雷达一套,将边坡安全等级划分为蓝(<3 mm/h)、黄(3~8 mm/h)、橙(8~15 mm/h)、红(>15 mm/h)4个等级;结合矿山企业组织架构,构建了从边坡雷达变形监测数据-预警模型-预警平台-风险管控的边坡安全管理体系,可为区域煤矿安全生产能力建设提供技术示范。 展开更多
关键词 露天煤矿 边坡 雷达 监测预警 风险管控
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基于频域反射法的煤矿电缆故障定位技术研究 被引量：1
12
作者 牛小铁 王彬 杨德亮 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期119-123,共5页
针对煤矿井下电缆老化、破损等故障难以定位的问题,开展了基于频域反射法的电缆故障定位技术研究。该方法为对电缆注入一个频域信号并获取反射信号的数据,对获取的数据进行加窗处理,放大微弱异常信号,提高定位精度。可根据反射信号的波... 针对煤矿井下电缆老化、破损等故障难以定位的问题,开展了基于频域反射法的电缆故障定位技术研究。该方法为对电缆注入一个频域信号并获取反射信号的数据,对获取的数据进行加窗处理,放大微弱异常信号,提高定位精度。可根据反射信号的波形变化区分出电缆的故障类型,并可根据电缆中信号的传输速度以及入射信号与反射信号的时间差实现故障点定位。研究结果表明:该定位技术对各类电缆缺陷均能够进行快速,高精度的定位;该技术能够放大缺陷点的畸变,对微小缺陷更加敏感,识别能力更强,定位误差更小;该技术对同轴电缆、带金属屏蔽层电缆和带金属铠装电缆等具有明确反射信号通道类型的电缆,缺陷定位信号响应更加灵敏。 展开更多
关键词 频域反射 缺陷定位 无损定位 电缆故障 故障分类
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改进YOLOv8的矿井人员防护装备实时监测方法研究 被引量：3
13
作者 张磊 孙志鹏 +3 位作者 陶虹京 郝尚凯 燕倩如 李熙尉 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期354-365,共12页
穿戴个人防护装备是保障矿井人员作业安全的重要手段,开展矿井人员防护装备监测是煤矿安全管理的重要工作内容。煤矿井下环境较为复杂,视频监控易受到噪声、光照以及粉尘等因素干扰,导致现有的目标检测方法对矿井人员防护装备存在检测... 穿戴个人防护装备是保障矿井人员作业安全的重要手段,开展矿井人员防护装备监测是煤矿安全管理的重要工作内容。煤矿井下环境较为复杂,视频监控易受到噪声、光照以及粉尘等因素干扰,导致现有的目标检测方法对矿井人员防护装备存在检测精度低、实时性差、模型复杂度高等问题。为此,提出一种改进YOLOv8的矿井人员防护装备实时监测方法,称为DBE-YOLO。DBEYOLO模型首先在基准模型主干网络的CBS模块中结合可变形卷积(DCNv2)组成DBS模块,使卷积具有可变形能力,在采样时可以更贴近检测物体的真实形状和尺寸,更具有鲁棒性,有效提升了其对不同尺度目标的特征获取能力,有利于模型提取更多人员防护装备的特征信息,提高模型检测精度。其次在特征增强网络融合了加权双向特征金字塔机制(BiFPN),在多尺度特征融合过程中删除效率较低的特征传输节点,实现更高层次的融合,提高了对不同尺度特征的融合效率,同时BiFPN引入了一个可以学习的权值,有助于让网络学习不同输入特征的重要性。最后使用WIoUv3作为模型的损失函数,其通过动态分配梯度增益,重点关注普通锚框质量,在模型训练过程中减少了低质量锚框产生的有害梯度,进一步提升了模型性能。实验结果表明,DBE-YOLO模型在矿井人员防护装备监测中有着良好的效果,查准率、查全率、平均精度分别为93.1%、93.0%、95.8%,相较于基准模型分别提高0.8%,2.9%,2.9%,检测实时性提升到65 f·s^(-1),提高了8.3%,此外,参数量、浮点计算量、模型体积分别为2 M、6.6 G、4.4 MB,相较于原模型分别降低33.3%、18.5%、30.2%。使用煤矿现场作业视频监控对改进模型进行验证,其有效改善了漏检和误检问题,为提高矿井人员的作业安全提供了技术手段。 展开更多
关键词 可变形卷积 目标检测 损失函数 深度学习 实时监测
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基于BIM模型的矿井泵房设备异常监测系统研发 被引量：3
14
作者 李雯静 焦宇豪 +1 位作者 邱立强 马倩 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期224-232,共9页
针对矿井泵房的可视化监测难题,结合泵房设备状态的实时监测需求,提出了一种基于BIM的矿井泵房设备异常监测方法。分析了当前矿井泵房设备监测可视化水平较低、设备异常监测不及时、信息共享能力不足等问题,以BIM技术具备的三维可视化... 针对矿井泵房的可视化监测难题,结合泵房设备状态的实时监测需求,提出了一种基于BIM的矿井泵房设备异常监测方法。分析了当前矿井泵房设备监测可视化水平较低、设备异常监测不及时、信息共享能力不足等问题,以BIM技术具备的三维可视化效果好、管理精细化程度高以及覆盖项目全生命周期等优势为依托,结合深度学习理论构建了一种矿井泵房设备异常监测系统。首先,基于Revit软件及其二次开发插件构建矿井泵房的BIM轻量化模型,该模型能有效降低内存资源消耗,实现BIM模型在Web端的场景流畅显示;其次,引入长短时记忆网络构建设备异常监测模型,通过模型预测数据与实时采集数据对比识别设备运行情况,提升异常数据监测的准确率;最后,基于Web框架和Web Socket通信协议进行系统开发,通过传感器数据与模型信息的融合展示,提升监测的可交互性与实时性。研究表明:该系统能直观地将设备的状态信息进行可视化描述,对设备的运行数据和生产数据能够进行实时管理分析并有效监测设备的异常状态,提高了矿井泵房的监测效率。 展开更多
关键词 BIM模型 异常监测 矿井泵房 系统交互
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矿井多人员定位轨迹的预警分类方法研究 被引量：1
15
作者 蔡安江 徐海涛 +1 位作者 程东波 刘锋伟 《金属矿山》 北大核心 2025年第1期243-249,共7页
为解决矿井综采操作区域多人员定位轨迹的预警分类问题,提出了一种基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的多人员定位轨迹数据的预警分类方法。该方法首先对采集的UWB定位轨迹数据进行预处理;然后利用UWB定位轨迹数据中的人员ID、坐标、时... 为解决矿井综采操作区域多人员定位轨迹的预警分类问题,提出了一种基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的多人员定位轨迹数据的预警分类方法。该方法首先对采集的UWB定位轨迹数据进行预处理;然后利用UWB定位轨迹数据中的人员ID、坐标、时间、求救信号等特征参数作为UWB人员定位轨迹预警分类模型的输入指标,以人员的预警行为类别作为输出指标,对预警分类模型进行拟合训练,基于人员4级违规预警机制与专家建议设置预警阈值;最后采用随机森林算法对多人员UWB定位轨迹数据进行人员行为预警识别和分类。研究表明:该方法能够对区域人员作业超员、工作超时、作业求救、定位轨迹缺失和作业越界等行为进行有效预警并准确分类,能够消除隐患,提高矿山人员管理效率和生产作业的安全性。 展开更多
关键词 矿井定位 多人员 预警分类 UWB定位轨迹数据 随机森林算法
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煤矿安全监测领域事故溯源知识库构建 被引量：1
16
作者 潘红光 董佳瑶 +2 位作者 白佩云 李山 马彪 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第3期524-533,共10页
随着煤矿安全监测领域信息化水平的不断提高,所产生的大量数据资源需要愈加科学的知识管理方法,因此提出一种基于改进规则挖掘和溯源搜索算法的煤矿安全监测知识库构建方法。首先,在构建领域词典的基础上,通过改进的词频-逆文档频率算... 随着煤矿安全监测领域信息化水平的不断提高,所产生的大量数据资源需要愈加科学的知识管理方法,因此提出一种基于改进规则挖掘和溯源搜索算法的煤矿安全监测知识库构建方法。首先,在构建领域词典的基础上,通过改进的词频-逆文档频率算法提取领域概念,使用Protégé工具表示煤矿安全监测本体模型;其次,提出一种添加主客观约束和规则评价的改进Apriori算法实现关联规则挖掘,利用Jena推理机进行安全监测数据的规则推理,完成溯源知识库构建;最后,引入限制深度和剪枝技术改进广度优先搜索算法,并在溯源知识库中检索排除错误路径的报警原因。结果表明:改进的领域概念提取算法F1-score提升了36.54%;改进的关联规则挖掘算法减少了75.72%的频繁项集;改进的溯源搜索算法分别减少了84.14%和84.39%的平均节点数和边数,搜索时间缩短了69.54%。研究结果有效地提高了概念提取、规则挖掘和节点检索3个环节的效率,为煤矿安全监测事故溯源提供了有力的支持。 展开更多
关键词 安全监测系统 本体模型 数据挖掘 知识库 规则推理
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基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法 被引量：1
17
作者 秦学斌 许爱珍 周毓凡 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期181-188,共8页
由于矿山道路没有路肩且道路边界线十分模糊,因此区分道路边界线之内的可行驶区域与边界线以外的非可行驶区域成为亟待解决的问题。为提升露天矿车行驶的安全性,提出了一种基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法。首先利用kd-t... 由于矿山道路没有路肩且道路边界线十分模糊,因此区分道路边界线之内的可行驶区域与边界线以外的非可行驶区域成为亟待解决的问题。为提升露天矿车行驶的安全性,提出了一种基于图卷积神经网络的露天矿车道路边界检测算法。首先利用kd-tree算法和基于体素化的八叉树滤波算法构成的复合索引结构对点云数据进行精简和滤波,剔除点云数据中的异常点和高噪声点;再通过基于K-means聚类对精简后的点云数据进行图卷积神经网络运算提取出地面点,非地面点通过聚类方法寻找邻域构成三角面,利用三角面的法向量拟合非地面即得到曲面;最后计算拟合最优地面和非地面的交线即为所求的道路边界线。试验结果表明:提出的道路边界检测算法能很好地检测出边界线,为矿山道路无人驾驶提供安全范围,有助于提升无人运行矿车驾驶的安全性。 展开更多
关键词 点云滤波 kd-tree算法 K-MEANS聚类 图卷积网络 边界线检测
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降雨对高陡边坡激光雷达遥感监测数据的影响研究 被引量：1
18
作者 吝曼卿 何家冰 +3 位作者 卢永雄 卢涛 田春满 卢祥龙 《武汉理工大学学报》 2025年第4期41-46,共6页
基于高陡边坡地质特征将其划分为3个区域,采用激光雷达对边坡进行长期遥感监测,选取标准差作为研究指标,研究分析了不同区域以及不同降雨类型对高陡边坡形变滞后效应的影响规律,揭示了降雨对高陡边坡遥感监测的影响临界值,探究了降雨条... 基于高陡边坡地质特征将其划分为3个区域,采用激光雷达对边坡进行长期遥感监测,选取标准差作为研究指标,研究分析了不同区域以及不同降雨类型对高陡边坡形变滞后效应的影响规律,揭示了降雨对高陡边坡遥感监测的影响临界值,探究了降雨条件下基于区域阈值偏离度、标准差增量-降雨量拟合曲线及入渗时间的3种高陡边坡稳定性判别方法。 展开更多
关键词 激光雷达 高陡边坡 遥感监测 三维点云 降雨
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改进YOLOv8s的煤矿井下矿工行为检测方法
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作者 陈伟 穆华星 +3 位作者 管彦允 刘珏廷 徐婷婷 王泽华 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期257-264,共8页
为解决煤矿井下视觉设备对矿工行为检测效果不佳的问题,采用模型优化和实验的方法,基于YOLOv8s构建基准模型,引入高效多尺度注意力机制改进主干网络,增强对矿工多姿势及多尺度特征的提取和表示能力。优化损失函数,提高对于井下复杂场景... 为解决煤矿井下视觉设备对矿工行为检测效果不佳的问题,采用模型优化和实验的方法,基于YOLOv8s构建基准模型,引入高效多尺度注意力机制改进主干网络,增强对矿工多姿势及多尺度特征的提取和表示能力。优化损失函数,提高对于井下复杂场景中低质量图像检测的准确性和稳定性。设计一种轻量化模块,替换原颈部深层网络的特征处理模块,保障检测高效性。研究结果表明:改进后的模型对井下矿工行为检测的平均精确度均值提高了1.2%,模型参数量减少了17%。研究结论为类似场景下特定任务的目标检测优化提供借鉴。 展开更多
关键词 煤矿复杂环境 行为检测 YOLOv8s 注意力机制 轻量化 低质量图像
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煤自燃过程中声波效应及前兆特征研究进展
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作者 孔彪 钟建辉 +5 位作者 陆伟 胡相明 高李阳 庄则栋 孙晓磊 时林超 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期211-221,共11页
基于声波技术感知煤自燃温度的方法具有应用场景广、实时连续性强等优势,但煤自燃过程中声波信号的前兆特征还未有揭示,进行煤自燃过程中声波效应和前兆特征的研究,为声波法探测预警煤自燃提供理论基础。首先理论分析煤岩热损伤破裂演... 基于声波技术感知煤自燃温度的方法具有应用场景广、实时连续性强等优势,但煤自燃过程中声波信号的前兆特征还未有揭示,进行煤自燃过程中声波效应和前兆特征的研究,为声波法探测预警煤自燃提供理论基础。首先理论分析煤岩热损伤破裂演化过程、声波传输特征,在此基础上建立了3种尺寸煤自燃声波信息测试系统,测试了煤升温及燃烧过程中次声波、声发射及声波声速信息,利用线性拟合、多重分形理论、傅里叶变换等方法,围绕声波信号的时序特征、与温度相关性、空间特征、非线性特征及频谱等方面进行分析,揭示煤自燃过程中声波信号前兆特征规律。结果表明:煤自燃过程中,随着温度升高,次声波声压值阵发性增长,声发射信号的振铃计数、能量值及声波声速与温度正相关;煤自燃前期次声波信号、声波声时变化更为明显,声发射信号在100℃之后的增大变化更显著;声波信号具有空间特征,随着热源距离增加,振铃计数、能量发生降低变化,温度升高不同距离下的声速值均不断增加,声速与温度拟合方程R2均超过0.9;煤升温过程中次声波、声发射信号具有多重分形特征并与煤自燃热破裂具有较好对应性;此外,煤升温过程中次声波主频发生迁移、主频幅值不断增加。最后对煤田高温异常区进行声发射测试,温度异常区域声发射信号变化明显。 展开更多
关键词 煤自燃 次声波 声发射 时空演化 频域特征
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