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深耕煤矿安全生产领域 助力煤矿智能化建设——中煤科工集团常州研究院服务煤矿智能化建设之路 被引量:2
1
作者 王海波 贺耀宜 《智能矿山》 2022年第2期2-10,共9页
作为行业内唯一一家以煤矿自动化为专业研究方向的科研型企业,中煤科工集团常州研究院有限公司(以下简称常州研究院)自成立以来,始终以煤矿自动化、信息化、监测监控、通信为主导专业,深耕煤矿安全生产高新技术领域,先后研发了全矿井综... 作为行业内唯一一家以煤矿自动化为专业研究方向的科研型企业,中煤科工集团常州研究院有限公司(以下简称常州研究院)自成立以来,始终以煤矿自动化、信息化、监测监控、通信为主导专业,深耕煤矿安全生产高新技术领域,先后研发了全矿井综合自动化系统、矿井安全生产监测系统、矿井人员安全监测系统、矿井有线/无线通信系统、输送带运输监控系统、光纤工业电视系统及矿用传感器等50余项科研成果,其中50余项获国家级、省部级科技进步奖。 展开更多
关键词 科研型企业 部级科技进步奖 煤矿自动化 智能化建设 科研成果 煤矿安全生产 监测监控 专业研究方向
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井下电力电缆故障定位研究
2
作者 商立群 张少强 +2 位作者 荣相 刘江山 王越 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期130-137,共8页
针对传统井下电力电缆故障定位方法依赖主观参数选择和抗噪性能较差,无法满足强噪声背景下井下电力电缆故障精确定位要求的问题,提出了一种基于樽海鞘群算法(SSA)优化变分模态分解(VMD)并结合改进型Teager能量算子(NTEO)的井下电力电缆... 针对传统井下电力电缆故障定位方法依赖主观参数选择和抗噪性能较差,无法满足强噪声背景下井下电力电缆故障精确定位要求的问题,提出了一种基于樽海鞘群算法(SSA)优化变分模态分解(VMD)并结合改进型Teager能量算子(NTEO)的井下电力电缆故障定位方法。针对VMD在信号分解上存在的模态混叠、过分解和欠分解问题,采用SSA以模糊熵为适应度函数对VMD模态数K和惩罚因子α2个参数进行优化,得到更能反映故障特征信息的本征模态函数;采用NTEO对本征模态函数进行首波波头标定,得到首末两端的波头到达时刻,根据双端测距法得出故障位置。采用PSCAD/EMTDC进行井下电力电缆故障仿真,模拟具有强背景噪声的井下故障信号,结果表明:①在理想电流信号中加入9,12 dB噪声后,SSA-VMD的信噪比最低,皮尔逊相关系数最大,说明SSA-VMD在最大程度降噪的同时,能很好地保留信号的特征信息。②在不同过渡电阻下,SSA-VMD-NTEO的定位精度较高。③在不同故障相角下,SSA-VMD-NTEO在采样点上出现不同,但定位位置没有改变,依旧保持较高的定位精度。④在不同故障距离下,SSA-VMD-NTEO均能保证较高的定位精度。⑤在井下较大噪声和10 MHz采样频率下,SSA-VMD-NTEO较小波模极大值和VMD+NTEO 2种方法的定位精度具有明显优势。 展开更多
关键词 井下电力电缆 故障定位 樽海鞘群算法 变分模态分解 TEAGER能量算子 首波波头标定
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基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法研究 被引量:1
3
作者 李飞 潘红光 +3 位作者 魏绪强 陈海舰 郭齐 白俊明 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期587-596,共10页
为了降低行人航位推算(Pedestrian dead reckoning,PDR)算法在进行井下人员定位时产生的累积误差,提出了一种基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法。首先,采用惯性导航传感器获取井下人员的步态信息,通过线性步长估计模型和四元... 为了降低行人航位推算(Pedestrian dead reckoning,PDR)算法在进行井下人员定位时产生的累积误差,提出了一种基于PDR算法与伪平面技术的井下人员定位方法。首先,采用惯性导航传感器获取井下人员的步态信息,通过线性步长估计模型和四元数法实现步长估计和方向估计,利用PDR算法推算人员的位置;其次,使用井下人员活动区域以及预设的标记点构建伪平面,并将井下人员位置映射到伪平面坐标上,为降低PDR算法的累积误差做准备;最后,采用SVM进行井下人员活动检测,通过转弯活动判断其是否处于特殊标记点,将PDR解算的位置与伪平面内已知转弯位置标记点进行相关性分析,完成伪平面信息与工人位置的匹配,校准并更新PDR位置,降低累积误差。结果表明:井下工人在完成单个转弯活动过程中,传统PDR算法解算位置平均误差为0.98 m,而进行伪平面修正后平均误差降低到0.31 m;在完成区域性多活动过程中,采用伪平面技术修正后的PDR平均定位误差从1.08 m降低到0.38 m。因此,所提出的井下人员定位方法有效提高了PDR算法的定位精度。 展开更多
关键词 井下人员定位 惯性导航 PDR算法 伪平面技术 位置修正
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偏置电压和温度对22 nm FDSOI器件单粒子瞬态的影响研究
4
作者 黄潇枫 李臣明 +4 位作者 王海滨 孙永姝 王亮 郭刚 汪学明 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第7期30-36,共7页
针对22 nm FDSOI工艺在辐射环境下的单粒子瞬态问题,基于Sentaurus TCAD仿真工具对22 nm FDSOI NMOS进行建模,仿真研究了22 nm FDSOI NMOS的单粒子瞬态敏感区域,以及不同偏置电压和工作温度对单粒子瞬态的影响机理。仿真结果表明,22 nm ... 针对22 nm FDSOI工艺在辐射环境下的单粒子瞬态问题,基于Sentaurus TCAD仿真工具对22 nm FDSOI NMOS进行建模,仿真研究了22 nm FDSOI NMOS的单粒子瞬态敏感区域,以及不同偏置电压和工作温度对单粒子瞬态的影响机理。仿真结果表明,22 nm FDSOI NMOS的敏感区域为体区和靠近体区的LDD区域;随着偏置电压的升高,漏端总收集电荷逐渐增大,漏端瞬态脉冲电流的脉冲宽度逐渐减小;相较于偏置电压对单粒子瞬态的影响,工作温度对22 nm FDSOI NMOS单粒子瞬态的影响并不明显。 展开更多
关键词 22 nm FDSOI 单粒子瞬态 亚阈值 TCAD
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矿用激光雷达与相机的无目标自动标定方法研究
5
作者 杨佳佳 张传伟 +2 位作者 周李兵 秦沛霖 赵瑞祺 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期53-61,89,共10页
矿用车辆实现无人驾驶依赖于准确的环境感知,激光雷达和相机的结合可以提供更丰富和准确的环境感知信息。为确保激光雷达和相机的有效融合,需进行外参标定。目前矿用本安型车载激光雷达多为16线激光雷达,产生的点云较为稀疏。针对该问题... 矿用车辆实现无人驾驶依赖于准确的环境感知,激光雷达和相机的结合可以提供更丰富和准确的环境感知信息。为确保激光雷达和相机的有效融合,需进行外参标定。目前矿用本安型车载激光雷达多为16线激光雷达,产生的点云较为稀疏。针对该问题,提出一种矿用激光雷达与相机的无目标自动标定方法。利用多帧点云融合的方法获得融合帧点云,以增加点云密度,丰富点云信息;通过全景分割的方法提取场景中的车辆和交通标志物作为有效目标,通过构建2D-3D有效目标质心对应关系,完成粗校准;在精校准过程中,将有效目标点云通过粗校准的外参投影在逆距离变换后的分割掩码上,构建有效目标全景信息匹配度目标函数,通过粒子群算法最大化目标函数得到最优的外参。从定量、定性和消融实验3个方面验证了方法的有效性:(1)定量实验中,平移误差为0.055 m,旋转误差为0.394°,与基于语义分割技术的方法相比,平移误差降低了43.88%,旋转误差降低了48.63%。(2)定性结果显示,在车库和矿区场景中的投影效果与外参真值高度吻合,证明了该方法的稳定性。(3)消融实验表明,多帧点云融合和目标函数权重系数显著提高了标定精度。与单帧点云相比,使用融合帧点云作为输入时,平移误差降低了50.89%,旋转误差降低了53.76%;考虑权重系数后,平移误差降低了36.05%,旋转误差降低了37.87%。 展开更多
关键词 矿用车辆 无人驾驶车辆 激光雷达 相机 多帧点云融合 全景分割 外参标定 无目标标定
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面向智能矿山的数字孪生技术研究进展 被引量:1
6
作者 邢震 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期22-34,41,共14页
智能矿山领域数字孪生技术的应用需面对较多复杂性、特殊性的技术突破。阐述了数字孪生在智能矿山领域的适用性,归纳梳理了数字孪生技术在煤矿安全、生产及运营管理等方面的研究及应用现状:在煤矿安全管理方面,数字孪生技术主要应用于... 智能矿山领域数字孪生技术的应用需面对较多复杂性、特殊性的技术突破。阐述了数字孪生在智能矿山领域的适用性,归纳梳理了数字孪生技术在煤矿安全、生产及运营管理等方面的研究及应用现状:在煤矿安全管理方面,数字孪生技术主要应用于灾害预警、风险管控、灾害救援等;在煤矿生产方面,数字孪生技术主要应用于采掘工作面区域整体、单机机械装备状态监测及控制、机械装备预测性维护。从物理实体、虚拟实体、连接交互、数字孪生数据及功能服务5个维度入手探讨了智能矿山领域数字孪生亟待解决的关键共性问题:物理实体维度需重点突破全面感知及控制装备的研发,虚拟实体维度需深入进行物理、行为、规则模型的研究,连接交互维度需攻关煤矿井下5G网络传输关键技术,数字孪生数据维度需解决高性能计算等问题,功能服务维度需研发仿真软件及人工智能算法,以便更好地适应现场环境。从矿井规划设计、开发、建设阶段的灾害预防性设计、生产系统设计、地质环境预测,矿井生产运营阶段的灾害预警及防控、生产调度决策优化、生产设备全生命周期管理等方面展望了数字孪生技术在智能矿山领域的发展趋势,认为宜针对关键部件或装备,核心环节,重要或危险场所、区域等进行精细化孪生。 展开更多
关键词 数字孪生 智能矿山 灾害预测及防控 生产调度优化
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基于CFD的采空区三维流场分析及注氮参数优化研究
7
作者 邢震 沈晓林 +4 位作者 焦明之 佘九华 王伟峰 熊发龙 杨欢 《中国煤炭》 北大核心 2024年第5期40-47,共8页
注氮是煤矿采空区发生自然发火征兆时常用的抑制措施,因其效果显著、安全可靠等特点被广泛应用于采空区灭火实践。注氮位置选取、注氮量的多少等直接影响注氮的效果及成本;采用数值模拟及现场实测相结合的方法,对注氮防灭火参数进行优... 注氮是煤矿采空区发生自然发火征兆时常用的抑制措施,因其效果显著、安全可靠等特点被广泛应用于采空区灭火实践。注氮位置选取、注氮量的多少等直接影响注氮的效果及成本;采用数值模拟及现场实测相结合的方法,对注氮防灭火参数进行优化。以试验工作面为原型建立仿真物理模型,通过现场实测数据验证模型的有效性。在开展数值模拟试验的过程中,通过研究不同注氮位置、不同注氮流量等对采空区“三带”的影响,找到最优注氮参数,并进行了现场实测验证。研究结果表明,注氮口在进风侧距离工作面50 m处、注氮流量1 000 m~3/h时,注氮效果良好且成本最低。 展开更多
关键词 CFD 采空区防灭火 注氮位置 注氮量 数值模拟
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基于SA-PSO的煤矿小功率电机故障诊断研究 被引量:2
8
作者 魏礼鹏 鹿伟强 +2 位作者 于铄航 陈雯雅 张珂 《煤矿机械》 2024年第7期174-176,共3页
小功率电机广泛应用于煤矿带式输送机辅机、水处理系统等场合。为准确诊断小功率电机运行过程中发生的常见故障,提出一种模拟退火粒子群优化(SA-PSO)算法优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的故障诊断方法。首先利用RELAX算法剔除定子电流... 小功率电机广泛应用于煤矿带式输送机辅机、水处理系统等场合。为准确诊断小功率电机运行过程中发生的常见故障,提出一种模拟退火粒子群优化(SA-PSO)算法优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的故障诊断方法。首先利用RELAX算法剔除定子电流基波频率分量,然后使用小波包分解对信号进行分解和重构,选取重构后特定频带的能量值为特征信号,最后用SA-PSOLSSVM模型进行故障分类。实验结果表明,该方法在小功率电机故障诊断上有较好的诊断精度。 展开更多
关键词 小功率电机 故障诊断 小波包 SA-PSO-LSSVM
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基于EMD与DCNN混合智能煤岩识别方法研究 被引量:1
9
作者 李雄 沈良 +5 位作者 田亚锋 尹家宽 王立阳 杨东晨 慕礼洋 朱益军 《煤矿机械》 2024年第1期58-60,共3页
针对现有煤岩识别模型和方法准确率低、稳定性差、难以在工程实践中获得应用的问题,提出了基于经验模式分解(EMD)与深度卷积神经网络(DCNN)的混合智能识别方法。首先,应用EMD对采煤过程中的振动信号进行分解,得到一系列的本征模式分量(I... 针对现有煤岩识别模型和方法准确率低、稳定性差、难以在工程实践中获得应用的问题,提出了基于经验模式分解(EMD)与深度卷积神经网络(DCNN)的混合智能识别方法。首先,应用EMD对采煤过程中的振动信号进行分解,得到一系列的本征模式分量(IMF)。然后利用DCNN进行IMF信息的融合,并自动提取特征信息。最后使用Softmax实现煤岩分界的智能识别。工程应用试验数据表明,该方法能够有效、准确地实现煤岩分界的识别,并具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 煤岩识别 EMD DCNN 煤炭开采
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矿用无人驾驶车辆行人检测技术研究
10
作者 周李兵 于政乾 +4 位作者 卫健健 蒋雪利 叶柏松 赵叶鑫 杨斯亮 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第10期29-37,共9页
矿用无人驾驶车辆的工作环境光照条件复杂,行人检测经常出现漏检现象,导致矿用无人驾驶车辆可靠性及安全性不足。针对巷道光照条件复杂的问题,提出了一种弱光图像增强算法:将弱光图像由RGB图像空间分解为HSV图像空间,通过Logarithm函数... 矿用无人驾驶车辆的工作环境光照条件复杂,行人检测经常出现漏检现象,导致矿用无人驾驶车辆可靠性及安全性不足。针对巷道光照条件复杂的问题,提出了一种弱光图像增强算法:将弱光图像由RGB图像空间分解为HSV图像空间,通过Logarithm函数对亮度分量先进行光照,再通过双边滤波器去除噪声;采用形态学对饱和度分量进行闭操作,再通过高斯滤波器滤除噪声;将图像转换回RGB图像空间,通过半隐式ROF去噪模型对图像再次进行去噪,得到增强图像。针对行人检测存在漏检、精度低的问题,提出了一种基于改进YOLOv3的矿用无人驾驶车辆行人检测算法:采用密集连接块取代YOLOv3中的Residual连接,提高特征图利用率;采用Slim-neck结构优化YOLOv3的特征融合结构,使得特征图之间能够进行高效的信息融合,进一步提高对小目标行人的检测精度,并利用其内部特殊的轻量化卷积结构,提高检测速度;加入轻量级的卷积注意力模块(CBAM)增强算法对目标类别和位置的注意程度,提高行人检测精度。实验结果表明:(1)提出的弱光图像增强算法能够有效提高图像可见度,图像中行人的纹理更加清晰,并具有更好的噪声抑制效果。(2)基于增强后图像的矿用无人驾驶车辆行人检测算法的平均精度达95.68%,相较于基于改进YOLOv7和ByteTrack的煤矿关键岗位人员不安全行为识别算法、YOLOv5、YOLOv3算法分别提高了2.53%,6.42%,11.77%,且运行时间为29.31 ms。(3)基于增强后图像,YOLOv3和基于改进YOLOv7和ByteTrack的煤矿关键岗位人员不安全行为识别算法出现了漏检和误检的问题,而矿用无人驾驶车辆行人检测算法有效改善了该问题。 展开更多
关键词 矿用无人驾驶车辆 井下行人检测 YOLOv3 弱光图像增强 半隐式ROF去噪 密集连接模块 Slim-neck 卷积注意力模块
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煤矿综采工作面作业人员定位与液压支架的协同控制方法研究
11
作者 梁占泽 周澍 陈海舰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第6期217-222,共6页
为进一步提高煤矿综采面作业安全性,以智能化工作为切入点,提出了一套煤矿综采面作业人员定位与液压支架系统控制系统;通过设计人员精准定位系统、划分采煤工作面控制区、设计系统对接等方面,最终构建出智能化、自动化的煤矿综采面工作... 为进一步提高煤矿综采面作业安全性,以智能化工作为切入点,提出了一套煤矿综采面作业人员定位与液压支架系统控制系统;通过设计人员精准定位系统、划分采煤工作面控制区、设计系统对接等方面,最终构建出智能化、自动化的煤矿综采面工作系统。协同控制系统在大柳塔煤矿的模拟应用表明:系统安全性强、稳定性高,可有效保障煤矿综采面作业人员的生命安全。 展开更多
关键词 煤矿综采工作面 作业人员定位 人员定位系统 液压支架 协同控制 煤矿智能化
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基于双通道检测技术的非分光红外CO_(2)传感器设计与研究
12
作者 颜培宇 张海庆 +1 位作者 张清 张振 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第4期6-10,共5页
针对传统红外气体传感器气室与信号处理模块分离存在体积大、灵敏度差的问题,基于非分光红外双通道检测技术,设计了一种小体积、高精度的红外CO_(2)传感器。首先,对反射型气室进行光线追迹仿真,保证热释电探测器受到的红外辐射和气体吸... 针对传统红外气体传感器气室与信号处理模块分离存在体积大、灵敏度差的问题,基于非分光红外双通道检测技术,设计了一种小体积、高精度的红外CO_(2)传感器。首先,对反射型气室进行光线追迹仿真,保证热释电探测器受到的红外辐射和气体吸收光路长度满足要求。同时,设计了可靠的光源驱动电路、带通放大电路;对传感器的温度漂移特性进行讨论,建立温度补偿算法模型。在温湿度箱中标定红外CO_(2)传感器参数,通过拟合曲线得到常数a和n,以及温度补偿系数β。经过实验测试表明,该红外CO_(2)传感器测量误差小于真值的±5%。 展开更多
关键词 非分光红外 双通道检测技术 温度补偿 CO_(2)气体传感器
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综采工作面区域甲烷分布特征及关键监测位置研究
13
作者 张婧 张桓瑞 +1 位作者 赵乾坤 屈世甲 《中国矿业》 北大核心 2024年第10期209-216,共8页
基于现阶段综采工作面甲烷浓度实时监测范围未覆盖综采“三机”所在区域,且工作面人工巡检位置难以把握的问题,在对工作面区域进行网格划分的基础上,通过改变落煤点位置及风速条件,并采用现场实测与仿真实验相结合的方法,对工作面区域... 基于现阶段综采工作面甲烷浓度实时监测范围未覆盖综采“三机”所在区域,且工作面人工巡检位置难以把握的问题,在对工作面区域进行网格划分的基础上,通过改变落煤点位置及风速条件,并采用现场实测与仿真实验相结合的方法,对工作面区域甲烷扩散规律进行了研究,从而为优化工作面甲烷传感器的布置和人工巡检策略提供借鉴。首先将工作面受限空间划分为294个网格,然后使用FLUENT软件对工作面三维模型进行边界条件设置并开展仿真模拟实验,根据实验结果对甲烷在不同网格区域的扩散情况进行统计分析,并通过对比现场实测结果与实验数据验证仿真实验结果的有效性。研究结果表明:采煤作业进行至工作面中部时甲烷扩散范围最广,风速影响甲烷在不同区域的扩散范围,但落煤甲烷由于逆风流方向运输产生的扩散强度远小于沿风流方向扩散强度,且工作面区域甲烷浓度最大值位置仅与落煤点位置相关。综合不同落煤点位置和不同风速条件下的甲烷扩散规律,应重点在横-1区域与纵-2区域、纵-3区域的重合位置布置甲烷传感器或加强巡检频次。研究成果揭示了综采工作面区域甲烷扩散机理,对于确定工作面瓦斯监测的关键位置和保障作业人员的安全具有重要意义,为提高综采工作面瓦斯灾害防治能力提供了有力支持。 展开更多
关键词 综采工作面 落煤 甲烷涌出 扩散规律 甲烷监测
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工作面煤壁甲烷涌出在受限空间的扩散规律研究
14
作者 张婧 周浩 +1 位作者 屈世甲 赵乾坤 《煤炭技术》 CAS 2024年第10期135-141,共7页
针对综采工作面受限空间内,监测传感器无法满足甲烷浓度监测的需要,以及工作面人工巡检位置难以明确的现状,研究了工作面煤壁甲烷涌出在受限空间的扩散规律。首先将工作面受限空间划分成均匀网格,并进一步划分为3个横向区域和4个纵向区... 针对综采工作面受限空间内,监测传感器无法满足甲烷浓度监测的需要,以及工作面人工巡检位置难以明确的现状,研究了工作面煤壁甲烷涌出在受限空间的扩散规律。首先将工作面受限空间划分成均匀网格,并进一步划分为3个横向区域和4个纵向区域。然后通过对工作面煤壁甲烷涌出的特征分析,结合现场数据,建立仿真模拟实验的边界条件,对不同甲烷涌出强度和风速条件下的甲烷扩散规律进行研究。实验结果表明:随着甲烷涌出强度增大,垂直煤壁方向上,靠近煤壁位置的甲烷扩散占比减少,远离煤壁位置的甲烷扩散占比增加;平行煤壁方向上,甲烷扩散占比未发生明显变化。随着工作面风速增大,垂直煤壁方向上,靠近煤壁位置的甲烷扩散占比增加,远离煤壁位置的甲烷扩散占比减少;平行煤壁方向上,回风侧区域甲烷扩散占比向进风侧区域转移。 展开更多
关键词 工作面煤壁 甲烷监测 涌出特征 受限空间 扩散规律
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煤矿电网的单相接地故障选线研究
15
作者 程卫健 史小军 穆艳祥 《煤矿机械》 2024年第9期160-163,共4页
为解决采用谐振接地系统的煤矿电网在发生单相接地故障后难以正确选择故障线路的问题,提出了一种基于故障后暂态信息和聚类分析的故障选线方法。首先计算故障后各线路暂态零序电流的12种时域特征和5种频域特征来得到故障特征向量,接着... 为解决采用谐振接地系统的煤矿电网在发生单相接地故障后难以正确选择故障线路的问题,提出了一种基于故障后暂态信息和聚类分析的故障选线方法。首先计算故障后各线路暂态零序电流的12种时域特征和5种频域特征来得到故障特征向量,接着将各线路故障特征向量进行归一化处理并添加辅助向量,最后通过聚类分析筛选出故障线路。该方法实现简单,适用性强,可以正确识别母线故障。仿真分析结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 谐振接地系统 煤矿电网 故障选线 聚类分析 时域特征 频域特征
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矿用成像设备的电路噪声抑制研究
16
作者 叶柏松 《煤矿机械》 2024年第3期79-81,共3页
高性能红外成像设备是实现煤矿井下设备状态实时在线监测与动态精准预测的有效手段,过大的噪声干扰可能淹没探测器信号,降低动态范围。通过研究相关双采样结构,分析了焦平面电路的噪声特点及噪声抑制机理,设计了64×1线列电路。实... 高性能红外成像设备是实现煤矿井下设备状态实时在线监测与动态精准预测的有效手段,过大的噪声干扰可能淹没探测器信号,降低动态范围。通过研究相关双采样结构,分析了焦平面电路的噪声特点及噪声抑制机理,设计了64×1线列电路。实验表明,相关双采样结构可以有效抑制KTC噪声,降低电路输出总噪声。 展开更多
关键词 红外成像 焦平面 电路噪声 相关双采样
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改进双向A^(*)算法的矿井火灾逃生实时动态路径规划研究
17
作者 张顺 《煤矿机电》 2024年第1期1-5,共5页
针对煤矿井下工作环境的复杂性和危险性,当发生矿井火灾时,为了提高井下人员的生存率,提出了一种改进双向A^(*)算法的矿井火灾逃生实时动态路径规划方法。借助井下布设的传感器监测设备获取的实时监测数据,动态计算权值,对双向A^(*)算... 针对煤矿井下工作环境的复杂性和危险性,当发生矿井火灾时,为了提高井下人员的生存率,提出了一种改进双向A^(*)算法的矿井火灾逃生实时动态路径规划方法。借助井下布设的传感器监测设备获取的实时监测数据,动态计算权值,对双向A^(*)算法的评估函数进行改进。综合考虑了巷道类型、坡度、障碍物、风速风向4种影响井下人员逃生的因素,基于国内某煤矿采集的部分真实井下巷道数据,结合实时的传感器监测数据,对算法进行验证并与Dijkstra算法、传统A^(*)算法和双向A^(*)算法进行对比,试验结果表明:改进后的双向A^(*)算法不仅能够有效减少存储成本,而且在不同的条件下都能够动态规划出路线节点更少、最优的安全逃生路线,有助于提高作业人员逃生效率,降低人员伤亡率。 展开更多
关键词 矿井火灾 人员逃生 实时动态 路径规划 评估函数
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MEMS热导甲烷传感器设计与研究
18
作者 颜培宇 《煤矿机电》 2024年第4期10-15,共6页
热导气体传感器在煤矿井下检测高浓甲烷方面有着重要应用。为了解决传统热导气体传感器在功耗以及灵敏度等方面的不足,开发了一种新型MEMS热导甲烷传感器。利用MEMS工艺在硅基底上沉积Pt电阻薄膜作为敏感元件,同时深刻蚀出微型热导池。... 热导气体传感器在煤矿井下检测高浓甲烷方面有着重要应用。为了解决传统热导气体传感器在功耗以及灵敏度等方面的不足,开发了一种新型MEMS热导甲烷传感器。利用MEMS工艺在硅基底上沉积Pt电阻薄膜作为敏感元件,同时深刻蚀出微型热导池。建立MEMS热导元件热平衡模型,利用COMSOL软件进行热传导和热辐射仿真,分析热传递情况。基于恒温检测方法,对MEMS热导元件进行应用电路开发,设计恒温电路、测温电路、采样电路等。分析环境温度对传感器造成的信号漂移影响,建立温度补偿算法模型。在温湿度箱中标定新设计的热导甲烷传感器,通过拟合曲线得到浓度计算系数和温度补偿系数。经过试验测试表明,该热导甲烷传感器在4%~100%量程范围内测量误差可以达到真值的±10%。 展开更多
关键词 恒温检测方法 MEMS工艺 传热仿真 热导甲烷传感器 温度补偿
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基于工业互联网的智能矿山灾害数字孪生研究 被引量:16
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作者 邢震 韩安 +2 位作者 陈晓晶 陈海舰 沈毅 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第2期23-30,55,共9页
煤矿灾害综合管控是智能矿山建设进程中需要重点解决的难题,借助数字孪生技术实现煤矿灾害的常态化管控是智能矿山建设的必然要求。从数字孪生内涵及本质出发,分析了数字孪生认识规律,并结合煤矿灾害数字孪生数据交互流程,提出了数字孪... 煤矿灾害综合管控是智能矿山建设进程中需要重点解决的难题,借助数字孪生技术实现煤矿灾害的常态化管控是智能矿山建设的必然要求。从数字孪生内涵及本质出发,分析了数字孪生认识规律,并结合煤矿灾害数字孪生数据交互流程,提出了数字孪生技术在煤矿灾害研究中的应用模式:通过煤矿井下灾害监测传感器等设备进行实时监测,将监测数据通过边缘通信模块、云端通信模块上传至云端;数字孪生数值仿真软件部署在云端,利用传感器上传的监测数据作为初始条件参数、边界条件参数、效果验证参数,经过实时仿真分析,通过不断试错,寻求最佳的优化参数及解决方案;当技术手段在孪生世界应用成熟后,可用于对虚拟实体的最佳参数、解决方案等进行分析、判断、决策,并下发决策指令至井下执行器,控制灾害防治装备动作。从灾害监测方案优化、灾害预演及避灾路线精准规划、灾后救援方案制订及事故调查3个方面探讨了数字孪生赋能灾害预测性管控的实际应用。以工业互联网“云-管-边-端”架构为基础,构建了煤矿灾害数字孪生服务体系,并分析了面向矿山灾害的数字孪生关键技术,包括煤矿灾害智能感知和执行装备、煤矿灾害仿真软件、共性支撑技术,以期为数字孪生赋能智能矿山建设提供参考。 展开更多
关键词 智能矿山 煤矿灾害 数字孪生 工业互联网 灾害预测性管控
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智能矿山综合管控平台研究进展及发展路径 被引量:10
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作者 邢震 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第9期147-154,共8页
智能矿山综合管控平台是实现煤矿安全高效生产的一个重要支撑,然而在研究及实践过程中仍存在对管控平台的概念描述不一致、管控平台功能开发及建设重点偏离核心发展方向等问题。为明确管控平台后期功能开发及现场应用过程中的发展方向... 智能矿山综合管控平台是实现煤矿安全高效生产的一个重要支撑,然而在研究及实践过程中仍存在对管控平台的概念描述不一致、管控平台功能开发及建设重点偏离核心发展方向等问题。为明确管控平台后期功能开发及现场应用过程中的发展方向及路径,分析了管控平台的本质,得出以数据流为主线的管控平台的本质涉及数据接入、数据融合、数据综合应用3个方面。通过对比和整合已出台的国家能源局、主要产煤大省、主要能源央企等的智能矿山验收管理办法,将管控平台的功能要求细分为基础支撑功能、扩展补充功能及关键核心功能。以三大功能为主线,总结了管控平台的研究及应用进展,并提出了发展路径:基础支撑功能存在数据接入稳定性不够、成熟度不够、实用性不够等问题,应朝规范性、可靠性方向发展;扩展补充功能可满足企业的个性化需求,但并不是智能综合管控的核心发展方向,应朝实用性、补充性方向发展,辅助实现全局的互联互通、协同管控、自主决策等关键核心功能;关键核心功能宜向标准化、稳定性方向发展,当前对关键核心功能的研究缺乏具体的标准和细节,为了实现智能矿山建设目标,需要解决煤矿现场实际存在的难点问题,并逐步挖掘新的应用场景和潜在需求。 展开更多
关键词 智能矿山 综合管控平台 协同管控 建设标准 基础支撑功能 扩展补充功能 关键核心功能
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