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《工矿自动化》 北大核心

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《工矿自动化》 查看全部目录封面
本刊创刊于1978年，是集中报道我国煤矿自动化、信息化、智能化技术的专业性技术期刊，以"推动和促进煤矿自动化、信息化、智能化技术的发展和应用"为办刊宗旨，主要面向煤炭行业和高等院校从事科研、设计的专业...查看详情>>
  • 曾用名 煤矿自动化
  • 主办单位中煤科工集团常州研究院有限公司
  • 国际标准连续出版物号1671-251X
  • 国内统一连续出版物号32-1627/TP
  • 出版周期月刊
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矿用带式输送机驱动控制研究
1
作者 杨杰 霍建军 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S1期85-87,97,共4页
以设计适用于矿用带式输送机的低速大转矩10 kV永磁直驱电动机为目标,采用表面凸出式转子结构,配合Modular定子结构,对永磁直驱电动机进行结构设计,以额定电压10 kV、额定转速75 r/min为约束条件,参考Y2系列电动机并结合理论计算,得到... 以设计适用于矿用带式输送机的低速大转矩10 kV永磁直驱电动机为目标,采用表面凸出式转子结构,配合Modular定子结构,对永磁直驱电动机进行结构设计,以额定电压10 kV、额定转速75 r/min为约束条件,参考Y2系列电动机并结合理论计算,得到永磁直驱电动机关键参数。针对带式输送机转速控制问题,设计了BP神经网络-PID控制方法,通过仿真实验验证了该方法较传统PID和模糊PID控制方法具有更优异的动态响应速度、抗干扰能力和控制精度。 展开更多
关键词 矿用带式输送机 永磁直驱电动机 电动机设计 电动机转速控制 BP神经网络-PID
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基于目标检测与跟踪的轻量化煤矿区域限员算法
2
作者 樊荣 邓飞 +2 位作者 游磊 杨筱彧 李涛 《工矿自动化》 北大核心 2025年第8期51-58,共8页
目前基于视频监控的井下区域限员算法主要利用多目标跟踪实现,存在运算复杂难以实现低功耗嵌入式移植,易受环境光源干扰等问题。针对上述问题,提出了一种基于目标检测与跟踪的轻量化煤矿区域限员算法。利用多台双目结构光摄像仪采集重... 目前基于视频监控的井下区域限员算法主要利用多目标跟踪实现,存在运算复杂难以实现低功耗嵌入式移植,易受环境光源干扰等问题。针对上述问题,提出了一种基于目标检测与跟踪的轻量化煤矿区域限员算法。利用多台双目结构光摄像仪采集重点区域进出口的彩色图和深度图,基于改进的轻量化目标检测模型GF−YOLOv8,完成工作人员的图像定位;采用交并比优先策略对目标与轨迹进行匹配,减少了传统目标跟踪算法的匹配次数,提升了跟踪的运算速度;以跟踪轨迹为基础,通过多摄像仪的跨线计数的方式,统计重点区域总人数,当达到限员人数时,输出报警信息。试验结果表明:双目结构光摄像仪可以有效克服光照影响;改进的目标检测模型GF−YOLOv8的AP@0.5和AP@0.5:0.95较YOLOv8分别提高了0.24%,3.42%,参数量和每秒浮点运算次数分别降低了17.29%,2.58%;交并比优先策略与DeepSort算法精度相近,但具有更低的匹配复杂度;在限员报警次数方面,真实报警次数为17次,交并比优先策略正确报警16次,漏报1次。 展开更多
关键词 煤矿区域限员 区域人数统计 目标检测与跟踪 双目结构光摄像仪 GF−YOLOv8 交并比优先策略
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融合词汇信息的煤矿安全事故实体提取
3
作者 吕惠林 董佳瑶 +1 位作者 袁林 李利 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期131-139,共9页
命名实体识别是构建煤矿安全事故领域知识图谱的基本任务,但中文缺乏明显的词汇边界特征,导致现有实体提取模型对词汇信息利用不充分。针对上述问题,提出了一种融合词汇信息的煤矿安全事故实体提取模型——融合词汇信息的RoBERTa-BiLSTM... 命名实体识别是构建煤矿安全事故领域知识图谱的基本任务,但中文缺乏明显的词汇边界特征,导致现有实体提取模型对词汇信息利用不充分。针对上述问题,提出了一种融合词汇信息的煤矿安全事故实体提取模型——融合词汇信息的RoBERTa-BiLSTM-CRF模型。首先,构建煤矿安全领域专业词典,采用RoBERTa获取字符特征向量,采用AC自动机算法进行字词匹配,得到字符对应的潜在词汇,采用Glove获取词汇特征向量。然后,通过自注意机制分配权重,将基于RoBERTa得到的字符特征向量和基于GloVe得到的词汇特征向量进行融合,得到包含词汇信息的融合向量。最后,将融合向量作为BiLSTM-CRF的输入,得到最优预测序列结果,实现煤矿安全事故实体提取。实验结果表明:(1)融合词汇信息的RoBERTa-BiLSTM-CRF模型对煤矿安全领域12种实体提取的F_1达91.63%,较RoBERTa-BiLSTM-CRF模型提高了1.63%。(2)融合词汇信息的RoBERTa-BiLSTM-CRF模型在整体实体提取任务及各类实体类型的提取任务中,综合性能优于其他模型,说明模型架构设计对不同实体类型具有广泛适用性。 展开更多
关键词 煤矿安全事故 实体提取 词汇信息 本体模型 实体标注 命名实体识别
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基于Social Transformer的井下多人轨迹预测方法
4
作者 马征 杨大山 张天翔 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第5期67-74,共8页
目前煤矿井下人员轨迹预测方法中,Transformer与循环神经网络(RNN)、长短期记忆(LSTM)网络相比,在处理数据时不仅计算量小,同时还有效解决了梯度消失导致的长时依赖问题。但当环境中涉及多人同时运动时,Transformer对于场景中所有人员... 目前煤矿井下人员轨迹预测方法中,Transformer与循环神经网络(RNN)、长短期记忆(LSTM)网络相比,在处理数据时不仅计算量小,同时还有效解决了梯度消失导致的长时依赖问题。但当环境中涉及多人同时运动时,Transformer对于场景中所有人员未来轨迹的预测会出现较大偏差。并且目前在井下多人轨迹预测领域尚未出现一种同时采用Transformer并考虑个体之间相互影响的模型。针对上述问题,提出一种基于Social Transformer的井下多人轨迹预测方法。首先对井下每一个人员独立建模,获取人员历史轨迹信息,通过Transformer编码器进行特征提取,接着由全连接层对特征进行表示,然后通过基于图卷积的交互层相互连接,该交互层允许空间上接近的网络彼此共享信息,计算预测对象在受到周围邻居影响时对周围邻居分配的注意力,从而提取其邻居的运动模式,继而更新特征矩阵,最后新的特征矩阵由Transformer解码器进行解码,输出对于未来时刻的人员位置信息预测。实验结果表明,Social Transformer的平均位移误差相较于Transformer降低了45.8%,且与其他主流轨迹预测方法LSTM,S−GAN,Trajectron++和Social−STGCNN相比分别降低了67.1%,35.9%,30.1%和10.9%,有效克服了煤矿井下多人场景中由于人员间互相影响导致预测轨迹失准的问题,提升了预测精度。 展开更多
关键词 电子围栏 井下多人轨迹预测 TRANSFORMER 交互编码 Social Transformer
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分时电价下矿井多级接力式排水系统的优化策略 被引量：4
5
作者 赵应华 乔子龙 +4 位作者 王艳波 武强 韩宇 王磊 王联 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期124-129,共6页
煤矿井下排水系统的工作效率直接影响到煤矿的生产安全和经济效益。现有矿井多级接力式排水系统对于电费波峰波谷特性和《煤矿防治水细则》要求的排水系统安全约束考虑不全面,难以实现整体系统的一体化安全经济运行。针对该问题,基于避... 煤矿井下排水系统的工作效率直接影响到煤矿的生产安全和经济效益。现有矿井多级接力式排水系统对于电费波峰波谷特性和《煤矿防治水细则》要求的排水系统安全约束考虑不全面,难以实现整体系统的一体化安全经济运行。针对该问题,基于避峰就谷策略和动态规划方法,提出分时电价下矿井多级接力式排水系统的优化策略。通过考虑煤矿排水系统的多级串联结构、涌水量和水泵的排水能力,建立了煤矿多级接力式排水系统的数学模型。基于避峰就谷策略,以电费成本最低为目标函数,以水仓水位、水泵排水能力、煤矿安全要求等为约束条件,构建基于分时电价的多级接力式排水系统优化问题,并给出了基于动态规划方法的求解算法。以某矿井4级排水系统为例进行仿真分析,结果表明,该策略可有效控制井下水位,保证水位处于合理高度:当电价较高时,水泵开启的数量很少或为零,水仓处于高水位状态;当电价较低时,水泵开启的数量较多,水仓处于低水位状态。该策略能够在提升经济效益的同时,保障煤矿的生产效率和生产安全。 展开更多
关键词 煤矿井下排水 多级接力式排水系统 分时电价 避峰就谷策略 动态规划 安全约束
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基于多模态的井下登高作业专人扶梯检测方法 被引量：3
6
作者 孙晴 杨超宇 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第5期142-150,共9页
目前大多数的井下人员不安全行为识别研究侧重于在计算机视觉上提高精度,但井下易出现遮挡、光照不稳定、反光等情况,仅采用计算机视觉技术难以实现对不安全行为的准确识别,尤其登高作业中的爬梯、扶梯等相似动作在识别过程中易被混淆,... 目前大多数的井下人员不安全行为识别研究侧重于在计算机视觉上提高精度,但井下易出现遮挡、光照不稳定、反光等情况,仅采用计算机视觉技术难以实现对不安全行为的准确识别,尤其登高作业中的爬梯、扶梯等相似动作在识别过程中易被混淆,存在安全隐患。针对上述问题,提出一种基于多模态的井下登高作业专人扶梯检测方法。该方法从视觉和音频2个模态对监控视频数据进行分析。视觉模态方面,采用YOLOv8模型检测登高梯是否存在,如果存在,获得登高梯的位置坐标,并将视频段放入OpenPose算法中进行姿态估计,得到人体的各个骨骼关节点的特征,将这些骨骼关节点序列放入改进的时空注意图卷积网络(SAT−GCN)中,得到人体动作标签及其对应概率。音频模态方面,采用飞桨自动语言识别系统将语音转换为文本,使用双向编码器表示(BERT)模型对文本信息进行特征分析与提取,得到文本标签及其对应的概率。最后将视觉模态与音频模态得到的信息进行决策级融合,判断井下登高作业是否有专人扶梯。实验结果表明:基于骨架数据的动作识别中,优化后的SAT−GCN模型对于扶梯、爬梯、站立3种动作的识别精度分别提升了3.36%,2.83%,10.71%;基于多模态的检测方法比单模态方法具有更高的识别准确率,达到98.29%。 展开更多
关键词 登高作业 专人扶梯 多模态融合 视觉模态 音频模态 YOLOv8 OpenPose SAT−GCN BERT
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融合简化可视图和A^(*)算法的矿用车辆全局路径规划算法 被引量：4
7
作者 张传伟 芦思颜 +5 位作者 秦沛霖 周睿 赵瑞祺 杨佳佳 张天乐 赵聪 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期12-20,共9页
针对矿用车辆在狭窄、弯曲及有未知障碍物的井下巷道中的路径规划效率低的问题,提出了一种融合简化可视图(SVG)和A^(*)算法的全局路径规划算法DVGA^(*)。在构建真实环境点云地图基础上,连接车辆在不同视点下的可视切点,动态生成SVG;将... 针对矿用车辆在狭窄、弯曲及有未知障碍物的井下巷道中的路径规划效率低的问题,提出了一种融合简化可视图(SVG)和A^(*)算法的全局路径规划算法DVGA^(*)。在构建真实环境点云地图基础上,连接车辆在不同视点下的可视切点,动态生成SVG;将可视切点依次存入OPEN表作为节点,根据A^(*)算法估价函数选取路径最短情况下的节点加入CLOSED表,得到最优路径点并存储路径,同时删除OPEN表中的其余节点,循环此过程,直到OPEN表中出现终点;最后利用路径平滑算法进一步减少路径节点数量,从而提高路径规划效率。实验结果表明,与完整可视图+A^(*)算法、SVG+A^(*)算法及SVGCA^(*)算法对比,DVGA^(*)算法对复杂长距离路径的规划时间最短,平均路径长度分别缩短了10.79%,6.26%和2.86%,具有更强的适应性和更高的规划成功率。井下试验结果表明:在巷道宽度变换区域和躲避静态障碍物时,相比SVGCA^(*)算法,DVGA^(*)算法规划的路径更加平滑;躲避动态障碍物时,DVGA^(*)算法能够及时进行路径纠正,保证了路径规划的时效性和稳定性;在复杂多变的巷道环境中,DVGA^(*)算法的规划时间和路径长度相比SVGCA^(*)算法分别减少了11.51%和1.54%,具有更高的环境适应性和稳定性。 展开更多
关键词 井下无人驾驶 全局路径规划 简化可视图 A^(*)算法 路径平滑
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工作面液压支架丢架状态视觉自动检测方法 被引量：1
8
作者 滕贷宇 南柄飞 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第11期99-108,共10页
受采场地质条件变化、泵站压力波动及自动跟机系统误差等因素影响,液压支架在自动跟机移架过程中存在丢架情况,人工丢架监测严重影响工作面自动跟机效率。而基于传感器和感知信息的液压支架实时丢架状态监测方法的稳定性和可靠性较差。... 受采场地质条件变化、泵站压力波动及自动跟机系统误差等因素影响,液压支架在自动跟机移架过程中存在丢架情况,人工丢架监测严重影响工作面自动跟机效率。而基于传感器和感知信息的液压支架实时丢架状态监测方法的稳定性和可靠性较差。针对上述问题,提出一种液压支架丢架状态视觉自动检测方法。首先采用YOLOv8对实时获取的工作面监控视频图像进行工作面目标区域划分,通过充分学习工作面图像内部特征准确获取液压支架底座及推杆的轮廓信息与位置信息,分析不同液压支架底座及推杆的位置信息,确定监控视频图像中的支架号;然后提取相邻液压支架最小底座区域局部图像,利用融合多尺度特征信息的ResNet50卷积网络对底座局部图像进行特征提取,获取图像多尺度融合特征信息,再将特征信息映射到类别空间,获取不同液压支架状态的概率分布,根据概率判断液压支架正常移架或丢架状态,结合支架号信息确定处于丢架状态的液压支架。实验结果表明:基于监控视频的工作面目标区域平均分割精度为0.98,准确实现目标区域结构化提取;支架号自动识别准确率为98.78%,为液压支架丢架状态检测提供准确的支架号信息;工作面液压支架丢架状态视觉自动检测的平均准确率达99.17%,单帧图像处理时间为36 ms,满足采煤工作面AI视频监控系统检测丢架状态的实时性与可靠性需求。 展开更多
关键词 液压支架 丢架视觉检测 视频图像语义分割 支架号识别 多尺度特征信息提取
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干湿循环处理后煤在差速循环荷载作用下的力学特征
9
作者 刘华锋 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第11期152-160,共9页
在煤矿地下水库中,煤柱坝体处于动态扰动的干湿环境中,单一研究煤在干湿循环或循环加卸载条件下的力学特征不够全面、客观。针对该问题,通过试验研究了经过干湿循环处理后的煤样在差速循环荷载作用下的力学特征。将煤样分为4组进行试验,... 在煤矿地下水库中,煤柱坝体处于动态扰动的干湿环境中,单一研究煤在干湿循环或循环加卸载条件下的力学特征不够全面、客观。针对该问题,通过试验研究了经过干湿循环处理后的煤样在差速循环荷载作用下的力学特征。将煤样分为4组进行试验,第1组处于自然状态,第2组干湿循环10次,第3组干湿循环40次,第4组一直浸泡在水中;设计了2种试验模式,模式1为快速加载、慢速卸载,模式2为慢速加载、快速卸载。重点分析了煤样应变、割线模量、泊松比随循环次数的演化规律,结果表明:加载模式对煤样的力学性质影响明显,煤样在模式1下的峰值和残余应变比模式2大;整个循环阶段没有发生破坏的煤样在模式1下产生了更大的割线模量增量;泊松比在前几个循环级缓慢增加,到最后2个循环级或破坏前的循环级中快速增大,经过干湿循环的煤样泊松比增量高于自然状态下的煤样。试验结果可为地下水库中的煤柱坝体稳定性设计提供安全方面的指导,以增强煤柱坝体的稳定性和安全性。 展开更多
关键词 地下水库 煤柱 力学特征 干湿循环 差速循环荷载 峰值应变 割线模量 泊松比
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智能化技术在煤矿机电领域的应用与发展路径 被引量：3
10
作者 李彦鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第S2期205-207,共3页
智能化技术应用于煤矿机电领域,对原有系统设备进行优化升级是智能矿山建设的关键环节。研究了智能化技术在煤矿机电领域的采煤机械自动化、煤矿运输过程、煤矿机电状态监测预警和煤矿变电站4个方面的具体应用;阐述了智能化技术推动煤... 智能化技术应用于煤矿机电领域,对原有系统设备进行优化升级是智能矿山建设的关键环节。研究了智能化技术在煤矿机电领域的采煤机械自动化、煤矿运输过程、煤矿机电状态监测预警和煤矿变电站4个方面的具体应用;阐述了智能化技术推动煤矿机电领域向更高效、更安全、更环保方向发展的作用,包括提升设备利用率、降低能耗与排放、增强生产过程的自动化与智能化水平;提出了未来智能化技术在煤矿机电领域的发展路径,包括加强技术研发与创新、深化产学研合作及推动国际交流与合作等,旨在提升煤矿机电智能化技术的水平和市场竞争力,促进煤矿机电领域的可持续发展。 展开更多
关键词 煤矿智能化 智能矿山 煤矿机电 采煤自动化 监测预警
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电力系统运行可靠性与关键技术综述 被引量：1
11
作者 刘波 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第S02期135-138,共4页
电力系统可靠性分析是确保电力系统安全和稳定运行的关键措施。给出了电力系统可靠性研究的背景,介绍了电力系统可靠性评估经历的阶段及目前存在的关键核心问题;从可靠性指标、可靠性评估模型、可靠性评估算法3个方面分析了电力系统运... 电力系统可靠性分析是确保电力系统安全和稳定运行的关键措施。给出了电力系统可靠性研究的背景,介绍了电力系统可靠性评估经历的阶段及目前存在的关键核心问题;从可靠性指标、可靠性评估模型、可靠性评估算法3个方面分析了电力系统运行可靠性研究现状;总结了电力系统运行可靠性的研究方法,主要包括解析法、模拟法、混合法、基于模糊集理论的方法、基于分布式计算软硬件架构的方法。探讨了电力系统运行保障技术的各种类型和未来发展趋势,可为确保电力系统的稳定性和安全性提供参考。 展开更多
关键词 电力系统 可靠性指标 可靠性评估模型 可靠性评估算法 保障技术
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基于漏磁检测的矿用钢丝绳励磁装置 被引量：5
12
作者 李建辉 孙显彬 +2 位作者 刘伦明 陈荣信 战卫侠 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第7期114-119,共6页
针对目前研究未考虑工程应用背景下钢丝绳摆动对励磁装置的影响,导致钢丝绳漏磁检测效果不理想的问题,设计了一套矿用钢丝绳励磁装置。通过建立钢丝绳仿真模型,仿真研究了不同气隙、提离值对钢丝绳漏磁场的影响,发现增大气隙或提离值均... 针对目前研究未考虑工程应用背景下钢丝绳摆动对励磁装置的影响,导致钢丝绳漏磁检测效果不理想的问题,设计了一套矿用钢丝绳励磁装置。通过建立钢丝绳仿真模型,仿真研究了不同气隙、提离值对钢丝绳漏磁场的影响,发现增大气隙或提离值均会降低钢丝绳漏磁场磁感应强度,影响钢丝绳漏磁检测结果。但实际应用中矿用钢丝绳摆动幅度大且易污染,因此钢丝绳励磁装置的气隙和提离值不宜过小。在考虑工程适用的条件下,设置气隙为6 mm、提离值为5 mm,进一步仿真分析永磁体厚度与长度、磁极间距、衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响,发现永磁体厚度与长度对钢丝绳漏磁场影响最大,磁极间距对钢丝绳漏磁场影响较小,衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响可忽略不计。基于仿真结果并考虑经济性和便携性,设置钢丝绳励磁装置参数:永磁体厚度为10 mm、永磁体长度为30 mm、磁极间距为180 mm、衔铁厚度为10 mm。动态仿真结果表明,钢丝绳漏磁场磁感应强度峰峰值达0.9 mT,说明该励磁装置能够保证损伤处产生较高的漏磁。实验结果表明,漏磁信号在钢丝绳不同断丝处均出现了明显波动,说明该励磁装置具有良好的励磁效果,可准确检测出钢丝绳断丝损伤。 展开更多
关键词 矿用钢丝绳 钢丝绳损伤 漏磁检测 励磁装置 漏磁场
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煤矿云计算数据中心建设研究 被引量：8
13
作者 邓文革 赵星宇 张仁生 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第S02期103-106,共4页
针对煤矿开采过程中海量数据分散且利用率低、分业务线系统多且存在数据孤岛、数据融合效果差,无法为煤矿智能化发展提供有力支持等问题,提出了煤矿云计算数据中心建设构思。该数据中心基于新兴信息技术,应用数据和采集平台,实现数据资... 针对煤矿开采过程中海量数据分散且利用率低、分业务线系统多且存在数据孤岛、数据融合效果差,无法为煤矿智能化发展提供有力支持等问题,提出了煤矿云计算数据中心建设构思。该数据中心基于新兴信息技术,应用数据和采集平台,实现数据资源化管理;汇聚融合系统数据,实现生产运营与大数据深度融合,构建矿区统一数据视图;通过矿区监测监控数据,提供数据交换共享服务,实现煤炭生产运营数据资源化管理和协同调度,进一步提高了煤矿生产效率,为煤矿智能化发展提供强有力支撑。 展开更多
关键词 云计算 数据中心 大数据 数据治理 边缘计算
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煤矿灾害智能预警架构及关键技术研究 被引量：28
14
作者 丁震 李浩荡 张庆华 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期15-22,共8页
我国已初步实现对煤矿瓦斯、火灾、水害、顶板、粉尘五大灾害的监测报警或预警,但智能化水平较低,不具备自我分析和决策能力。在智慧矿山概念框架下,阐述了煤矿灾害智能预警的内涵,提出了灾害智能预警的感知数据精准化、预警模型智能化... 我国已初步实现对煤矿瓦斯、火灾、水害、顶板、粉尘五大灾害的监测报警或预警,但智能化水平较低,不具备自我分析和决策能力。在智慧矿山概念框架下,阐述了煤矿灾害智能预警的内涵,提出了灾害智能预警的感知数据精准化、预警模型智能化、预警防灾协同化、应急决策高效化4个方面的特征。设计了煤矿灾害智能预警总体架构:由感知控制层、传输层、存储分析层和应用层4个层级组成,可实现对各类灾害的智能预警和智能管控;采用统一标准、统一采集、统一存储、统一分析、统一展现的数据处理原则,实现灾害智能预警多源异构数据共享与深度挖掘利用,从而解决数据孤岛、数据烟囱等问题。基于煤矿灾害智能预警总体架构,设计了灾害智能预警业务流程,为灾害智能预警设计提供参考。总结了煤矿灾害智能预警关键技术,包括瓦斯、火灾、水害、顶板、粉尘精准监测预警技术和灾害融合智能预警技术,分析了各关键技术难点及发展方向。以青龙寺煤矿灾害智能预警平台为实例,展示了灾害智能预警技术在监测监控、灾害预警、应急救援、分级管控等方面的应用效果。提出应深入研究灾害精准感知技术及装备、多场耦合致灾机理、预警模型自学习自适应技术,以实现高级阶段的灾害智能化预警。 展开更多
关键词 智慧矿山 灾害智能预警 灾害融合预警 灾害精准感知 多场耦合致灾 预警模型自学习 协同控制
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露天矿山无人运输作业交通管理系统设计 被引量：2
15
作者 梁栋 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第S01期113-115,118,共4页
针对露天矿山地质构造特殊,路网复杂,弯路、岔路多且道路工况差,在扬尘、雨、雪、低温等恶劣环境中,无人驾驶矿用自卸车感知系统受到干扰、感知能力受限,存在出现撞车、冲出路面等事故的风险,提出了一种露天矿山无人运输作业交通管理系... 针对露天矿山地质构造特殊,路网复杂,弯路、岔路多且道路工况差,在扬尘、雨、雪、低温等恶劣环境中,无人驾驶矿用自卸车感知系统受到干扰、感知能力受限,存在出现撞车、冲出路面等事故的风险,提出了一种露天矿山无人运输作业交通管理系统。该系统结合通信装置、定位装置、自动驾驶装置,针对哈尔乌素露天煤矿大规模无人驾驶矿用卡车运营场景,考虑矿山生产作业条件的限制,矿山路网结构中可能存在多种类型的交叉路口、上下坡路段、仅供单车通过的狭窄路段、会车频繁的装载作业区或卸载作业区等场景。建立一套行之有效的路网通行规则和路权控制算法,实现矿山无人驾驶车辆及辅助作业车辆在矿山道路路网上安全、平稳、高效的通行。 展开更多
关键词 交通管理 路网结构 路权控制
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煤矿井下无线传输分析方法 被引量：9
16
作者 邵水才 郭旭东 +1 位作者 彭铭 张高敏 《工矿自动化》 北大核心 2022年第10期123-128,共6页
目前,矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划主要靠经验和现场测试,存在工作量大、通信基站和定位分站布置及其天线设置难以优化等问题。为促进煤矿井下无线传输分析方法在矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划,... 目前,矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划主要靠经验和现场测试,存在工作量大、通信基站和定位分站布置及其天线设置难以优化等问题。为促进煤矿井下无线传输分析方法在矿井移动通信系统、人员和车辆定位系统设计和规划,以及通信基站和定位分站布置及其天线设置中的应用,分析了不同煤矿井下无线传输分析方法适用范围和优缺点:(1)抛物方程法具有算法简单、所需计算内存资源量较小等优点,但不适用于分析巷道起伏、支护、纵向导体和横向导体等因素对矿井无线传输衰减的影响。(2)时域有限差分法适用范围较广,但需较大的计算内存资源量,分析巷道弯曲、起伏、断面形状不规则等因素对矿井无线传输衰减的影响时,误差较大。(3)有限元法适用范围最广,可以采用四面体网格,相比于时域有限差分法中使用的六面体网格,可以更好地拟合不规则结构巷道,但所需计算内存资源量最大,现有高档服务器内存容量难以满足需求,适用于小断面、短距离、低频率煤矿井下无线传输分析。(4)射线追踪法具有算法简单、所需计算内存资源量最小等优点,但适用范围小,仅适用于分析高频段无线工作频率、断面形状、围岩介质、巷道弯曲等因素对矿井无线传输衰减的影响,不能分析天线在巷道断面不同位置、巷道分支、巷道起伏、支护、纵向导体和横向导体等因素对矿井无线传输衰减的影响,并且在分析低频段无线工作频率对矿井无线传输衰减的影响时,误差大。(5)统计分析法具有简单易用的优点,但需要大量实测数据,而煤矿井下巷道种类多、环境复杂,存在分支、弯曲和起伏等,测量工作量大,效率低,难以测量煤矿井下不同巷道和支护等条件下无线传输衰减数据,难以分析无线工作频率、天线在巷道断面不同位置、巷道断面面积和形状、巷道弯曲、巷道分支、巷道起伏、围岩介质、支护、纵向导体、横向导体等因素对煤矿井下无线传输衰减的影响。 展开更多
关键词 煤矿井下无线传输分析 抛物方程法 时域有限差分法 有限元法 射线追踪法 统计分析法
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煤矿瓦斯治理动态工作流构建方法研究 被引量：6
17
作者 张书林 杨建 舒龙勇 《工矿自动化》 北大核心 2022年第10期97-106,共10页
目前煤矿瓦斯治理管理关键环节仍需要人工监督,瓦斯治理措施达不到“质量可靠”和“过程可溯”,且瓦斯治理管理模式落后造成职能重叠、流程不畅、数据共享程度低。针对上述问题,基于工作流技术,从全局管理的角度开展了煤矿瓦斯治理动态... 目前煤矿瓦斯治理管理关键环节仍需要人工监督,瓦斯治理措施达不到“质量可靠”和“过程可溯”,且瓦斯治理管理模式落后造成职能重叠、流程不畅、数据共享程度低。针对上述问题,基于工作流技术,从全局管理的角度开展了煤矿瓦斯治理动态工作流构建方法研究。首先,对采掘工作面和揭煤工作面瓦斯治理的工作流程、约束条件和实施过程进行了分析,将瓦斯治理流程划分为测试和措施2类环节,并具体化为技术文档和报告单审批、钻孔施工、取制样、瓦斯参数测定、抽采及其参数检测等5类工作。然后,将上述后4类工作重构,并进一步拆分为25个基本工作单元,利用Petri Nets对基本工作单元进行组合,用于建立不同跨部门瓦斯治理复杂业务工作流程,基于瓦斯治理工作流程图建立工作面瓦斯治理执行进度表示方法,采用主动和自动相结合的策略对工作流进行任务分配,使用描述文件动态生成和配置工作流网络满足对瓦斯治理动态工作流建模的要求。最后,基于Flowable工作流引擎进行瓦斯治理动态工作流功能的开发和应用。结果表明,动态工作流的构建可以使瓦斯治理业务流程化,有利于提升瓦斯治理协同执行效率,实现数据的快速流转、追踪和共享,便于监控瓦斯治理工作的整体运行和优化,提高煤矿瓦斯治理决策能力,创新煤矿瓦斯治理管理模式。 展开更多
关键词 瓦斯治理 动态工作流 业务流程化 信息化管理
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深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术 被引量：13
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作者 马文涛 马小辉 +2 位作者 吕大钊 王冰 朱刚亮 《工矿自动化》 北大核心 2022年第1期119-124,共6页
针对深部掘进巷道采用大直径钻孔卸压防治冲击地压存在卸压强度低、卸压不及时、劳动强度大等问题,以陕西彬长矿区孟村煤矿401103回撤通道为工程背景,分析了冲击地压发生主控因素,认为煤岩层强冲击倾向性、大埋深、断层构造是诱发冲击... 针对深部掘进巷道采用大直径钻孔卸压防治冲击地压存在卸压强度低、卸压不及时、劳动强度大等问题,以陕西彬长矿区孟村煤矿401103回撤通道为工程背景,分析了冲击地压发生主控因素,认为煤岩层强冲击倾向性、大埋深、断层构造是诱发冲击地压的主要原因:煤岩层具有强冲击倾向性使得煤岩系统具备发生冲击地压的能力;工作面埋深大导致集中静载荷水平处于高位,降低了冲击地压发生门槛;主承载区高集中静载荷叠加断层能量积聚释放的集中动载荷,极易诱发冲击启动,进而导致冲击地压显现。利用爆破卸压防治冲击地压作用表现为结构重建、应力释放及能量消耗:对掘进巷道围岩支承压力峰值区域实施爆破致裂可在巷道围岩内形成卸压保护带,从而降低煤岩冲击倾向性、削弱高集中应力、增加冲击能量消耗,达到降低冲击地压风险的目的。针对401103回撤通道提出了顶板、掘进工作面、帮部爆破卸压方案,并采用震波CT探测及微震监测对卸压防冲效果进行检验,结果表明:采用爆破卸压方案后,高应力区面积减少了50%,应力集中程度明显降低;微震事件平均能量显著下降,均小于10^(4) J,且微震事件能量无急剧变化,卸压效果良好。 展开更多
关键词 煤炭开采 深部掘进巷道 冲击地压 爆破卸压 微震监测 冲击启动
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煤矿井下网联式自动驾驶技术研究 被引量：17
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作者 李晨鑫 张立亚 《工矿自动化》 北大核心 2022年第6期49-55,共7页
通过分析地面常规自动驾驶智能化和网联化技术发展现状及技术特点,结合煤矿井下无GNSS(全球卫星导航系统)信号覆盖、巷道照度低、遮挡物与障碍物较多、煤尘粉尘普遍存在的环境特点,提出了煤矿井下开展自动驾驶研究的关键技术,即无GNSS... 通过分析地面常规自动驾驶智能化和网联化技术发展现状及技术特点,结合煤矿井下无GNSS(全球卫星导航系统)信号覆盖、巷道照度低、遮挡物与障碍物较多、煤尘粉尘普遍存在的环境特点,提出了煤矿井下开展自动驾驶研究的关键技术,即无GNSS的移动高精定位技术、激光雷达技术、基于毫米波雷达的井下障碍物检测技术、井下低照度视频实时增强和特征匹配技术、井下环境高精地图技术、井下自动驾驶车辆决策规划技术、井下自动驾驶车辆控制执行技术、井下5G通信技术、C-V2X直连通信技术等;指出煤矿井下开展自动驾驶应用具有少人化/无人化需求显著、运营管理主体明确、场景封闭、路线固定、车速较慢、渗透率可控、5G建设基础较好、接口易开放等优势。构建了包括井下自动驾驶车辆、巷道基础设施、人员、煤矿云/边缘计算平台及煤矿自动驾驶应用服务平台的“人-车-巷-云”煤矿井下网联式自动驾驶系统参考架构,设计了包括感知定位系统、网联协同系统、车载操作系统、车辆基础组件的煤矿自动驾驶车辆架构,提出煤矿井下网联式自动驾驶演进将经历3个阶段:第1阶段为远程自动驾驶,实现车辆驾驶人员从井下到井上的转移;第2阶段为具有紧急接管边界的车辆自动驾驶,以车辆自动驾驶为主,将远程紧急接管作为安全保障手段;第3阶段为“人-车-巷-云”协同控制,井下自动驾驶车辆安全高效自主运行,实现高度无人化智能运输。 展开更多
关键词 煤矿井下无人驾驶 自动驾驶 智能化 网联化 蜂窝车联网 5G 高精感知定位 车巷协同
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基于多信息融合和卷积神经网络的行星齿轮箱故障诊断 被引量：13
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作者 史志远 滕虎 马驰 《工矿自动化》 北大核心 2022年第9期56-62,共7页
基于机器学习的行星齿轮箱故障诊断方法依赖人工选择特征向量,而特征向量选择的优劣很大程度上决定了诊断方法的准确率。卷积神经网络(CNN)能自动提取特征,但用于行星齿轮箱故障诊断时难以通过单一振动信号对故障做出精确诊断。针对上... 基于机器学习的行星齿轮箱故障诊断方法依赖人工选择特征向量,而特征向量选择的优劣很大程度上决定了诊断方法的准确率。卷积神经网络(CNN)能自动提取特征,但用于行星齿轮箱故障诊断时难以通过单一振动信号对故障做出精确诊断。针对上述问题,提出了一种基于多信息融合和CNN的行星齿轮箱故障诊断方法。对行星齿轮箱的三向(水平径向、垂直径向与轴向)振动信号和声音信号进行数据层融合,将一维的振动信号和声音信号通过并联方式整合为一个二维信号;将二维信号作为CNN的输入,利用多个卷积层和最大池化层进行深度特征提取和信息过滤,最终通过Softmax分类器实现故障分类。搭建了行星齿轮箱故障诊断实验台,采集不同转速和负载工况下行星齿轮箱正常和故障状态的振动信号和声音信号,并输入CNN中进行训练和验证。在相同条件下选取水平径向振动信号、垂直径向振动信号、轴向振动信号、声音信号4种单源信息分别与CNN相结合的方法进行对比,以验证基于多信息融合和CNN的行星齿轮箱故障诊断方法的优越性,实验结果表明:轴向振动信号+CNN和声音信号+CNN 2种方法的故障识别准确率分别为74.07%和75.13%;水平径向振动信号+CNN和垂直径向振动信号+CNN 2种方法的故障识别准确率分别为89.70%和87.09%;基于多信息融合和CNN方法的收敛速度最快,故障识别准确率最高,为93.33%。 展开更多
关键词 行星齿轮箱 故障诊断 卷积神经网络 多信息融合 特征提取
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