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2010年  第36卷  第12期

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基于RFID手持终端的煤矿安全巡检系统的设计
胡文涛, 周军, 赵立厂
2010, 36(12): 1-4.
摘要:
针对传统的煤矿安全巡检方法采用人工巡检方式存在的问题,提出了一种基于RFID手持终端的煤矿安全巡检系统的设计方案。该方案中,巡检人员使用手持终端读自己的身份识别卡登录,然后通过安全管理服务器下载当班巡检任务和安全隐患库;巡检人员下井,按照下载的巡检任务依次到巡检地点刷地址识别卡,然后根据要求检测气体浓度,排查隐患,并进行相关记录;巡检结束,巡检人员通过安全管理服务器上传巡检的数据结果;安全管理人员对上传的数据进行统计和汇总,从而及时发现隐患,同时根据记录的时间判断巡检人员的脱班漏岗情况。实际应用表明,该系统能够有效地推进煤矿安全巡检工作的规范化和信息化,提升煤矿企业的安全管理水平。
煤矿安全隐患量化管理信息化的研究
陈小林
2010, 36(12): 5-7.
摘要:
分析了现有煤矿安全隐患管理系统存在的问题,提出了煤矿安全隐患量化管理信息化的解决方案。该方案将煤矿安全隐患的闭合处理、安全隐患分析、安全隐患与事故之间的联系有机地整合在一起,并采用安全隐患采集器完成煤矿安全隐患的闭合处理过程。实际应用表明,该方案缩短了安全隐患的处理时间,提升了安全隐患的处理质量,有效降低了各类事故的发生率。
神华宁夏煤业集团客户关系管理系统中短信平台的设计
李文峰, 张晓辉, 徐克强, 杨建翔, 薛颖轶
2010, 36(12): 7-11.
摘要:
根据神华宁夏煤业集团客户关系管理系统的要求,设计了一种具有B/S架构、Web访问与管理功能的短信平台;给出了以GSM短信模块为核心的该短信平台的硬件结构,以及由用户表示层、业务逻辑层、数据处理层和网络接入层构成的该短信平台的软件体系,介绍了该短信平台的应用功能及短信接口、PDU编码、AT命令控制和数据库等关键技术的实现。实际应用表明,该短信平台在神华宁夏煤业集团客户关系管理系统中运行良好,短信的实时性和准确性均符合要求,提升了客户关系管理系统的运营效率。
基于FEMTO基站的矿用CDMA无线通信系统
顾义东
2010, 36(12): 11-13.
摘要:
矿用CDMA无线通信系统总体造价相对较高,不利于大规模推广,而且井下巷道错综复杂,其无线信号的全矿井无缝覆盖困难极大。针对上述问题,提出了一种以FEMTO基站作为井下覆盖设备、以井下工业以太网为主传输通道的新型矿用CDMA无线通信系统的设计方案;给出了该系统的总体结构,详细介绍了FEMTO基站的组成及主要技术参数。测试结果表明,该系统的无线信号覆盖范围大、通话效果好。
基于多线程的环境监控系统下位机的设计
陈立定, 吕盛林
2010, 36(12): 13-16.
摘要:
为提高环境监控系统的稳定性,节约系统资源,提出了一种由下位机、传输网络和上位机组成的环境监控系统的设计方案,详细介绍了该系统中下位机的硬件及软件设计。该下位机硬件以ARM9处理器S3C2410为核心,软件采用多线程应用程序同时处理多个任务,并采用信号量和互斥量实现线程间的同步。实际应用表明,该系统运行稳定,提高了系统效率。
基于MFC和OpenGL的喷砼机器人三维仿真平台的设计
曹燕杰, 陈斌
2010, 36(12): 17-20.
摘要:
以PJR-2X喷砼机器人为例,介绍了一种基于VC++的MFC和OpenGL的人机交互式三维仿真平台的设计方法。该方法采用Solidworks软件对该机器人建模,并将三维模型保存为.STL文件,然后导入3DSMax中确立纹理坐标,输出的3DS文件再导入Deep Exploration中进行三维模型材质、纹理的二次处理,最后通过MFC导入到以OpenGL为标准建立的工作场景中进行场景渲染,从而得到逼真的机器人三维虚拟仿真平台。实际应用表明,该仿真平台能精确表达机器人的正逆运动特性,并能示教演示。
煤矿安全监控系统数据接口标准的研究
邬莎莎, 廖晓群, 马莉, 赵安新
2010, 36(12): 21-24.
摘要:
煤矿现有安全监控系统种类多,传输协议、格式、内容不统一,各个厂商生产的安全监控系统中所使用的接口、标准和协议也不尽相同,很难实现安全监控系统的数据共享、信息应用集成以及煤矿安全远程监控和联网。针对上述问题,提出了煤矿安全监控系统数据接口标准的设计方案,分析了该数据接口标准建设的目的及原则,详细介绍了该数据接口标准的3个组成部分即信息分类编码、文本格式的数据文件和XML格式的数据文件的结构及作用。该数据接口标准的应用能够统一煤矿安全监控系统数据交换的内容和格式,从而实现煤矿各级管理部门的数据共享和数据交换。
基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法
孟海东, 孙搏, 司子稳, 王睿智, 施兰兰
2010, 36(12): 24-27.
摘要:
由于矿井瓦斯浓度的变化受多种因素共同影响, 矿井瓦斯涌出量预测经常出现无法获得一部分变量的情况。针对该问题,提出了一种基于时间序列的矿井瓦斯涌出量预测方法,详细介绍了采用时间序列AR模型对矿井瓦斯涌出量进行预测的具体实现。实验结果表明,该方法对矿井瓦斯涌出量的预测误差率为4.3%,预测比较可靠。
基于一元线性回归的中国煤炭行业年死亡人数与年煤炭产量的预测研究
王文才, 乔旺, 王瑞智, 李刚
2010, 36(12): 27-29.
摘要:
为了预测我国煤炭行业未来安全形势的发展状况,建立了我国煤炭行业年死亡人数与年煤炭产量的一元线性回归预测模型,采用该模型对我国未来3年煤炭行业年死亡人数与年煤炭产量的发展趋势进行了预测。预测结果表明,该模型具有一定的可行性,为预测我国煤炭行业的安全形势提供了可靠的理论依据。
基于背景差分法和CAMShift法的运动目标跟踪系统的设计与实现
倪麒, 尹岗
2010, 36(12): 30-32.
摘要:
针对云台摄像头转动时会暂时性丢失跟踪的运动目标的问题,提出了一种基于背景差分法和连续CAMShift法的运动目标跟踪系统的设计方案。该系统在云台摄像头静止的情况下采用改进的背景差分法检测运动目标,在云台摄像头转动的过程中采用连续CAMShift法跟踪运动目标,并通过型心坐标追踪运动目标的轨迹。仿真结果表明,结合背景差分法和连续CAMShift法的运动目标跟踪系统在一定程度上满足了实时性与稳定性的要求。
无模型自适应控制策略在动态电压恢复器中的应用研究
陈翡, 韩旭杉
2010, 36(12): 33-36.
摘要:
针对传统的动态电压恢复器前馈控制方法存在稳态误差、对电网中的扰动不敏感等问题,提出了一种基于无模型自适应控制策略的动态电压恢复器系统的设计方案。该方案不需要建立动态电压恢复器系统的数学模型,仅根据受控系统的负载瞬时电压和输入电压来提取系统中的有效信息,经无模型自适应控制器处理后去控制逆变器产生补偿电压,该电压经LC滤波器滤除谐波后叠加到电网中,从而可保证负荷侧电压的稳定性。仿真结果验证了该方案的正确性和可行性。
模糊PID控制策略在动态电压恢复器中的应用研究
郝晓弘, 孙红雨, 郝守庆
2010, 36(12): 36-40.
摘要:
针对动态电压恢复器采用前馈控制方法和PID控制方法处理电压跌落问题的不足,提出了一种模糊PID控制策略。该控制策略实现原理:当电网电压检测系统检测到供电端电压发生跌落时,使动态电压恢复器投入到电网中运行;由标准信号产生模块产生与电网电压同步的标准正弦信号,用该信号与实际电网电压进行比较;然后通过模糊PID控制器调节得到需要实际补偿的电压给定信号,并利用控制环节生成逆变器所需要的PWM信号,通过驱动电路去控制逆变器功率开关的通断;逆变器输出电压经滤波后通过串联变压器注入电网,产生补偿电压用于抵消电网电压的波动。仿真结果验证了该控制策略的有效性。
煤矿供电系统雷击情况的仿真研究
赵德山
2010, 36(12): 40-42.
摘要:
选取矿区常用的110 kV级的输电线路作为仿真研究对象,采用ATP-EMTP电磁暂态分析软件建立了雷击输电线路的数学模型,通过改变杆塔接地电阻值的大小以及安装与不安装线路避雷器对雷击过程的影响进行了仿真分析。仿真结果表明,雷击杆塔顶时,输电线路杆塔接地电阻值越大,输电线路的耐雷水平会降低;输电线路安装避雷器可有效降低输电线路过电压。
一种优化的基于ip-iq法的谐波电流检测方法
赵琛
2010, 36(12): 43-46.
摘要:
分析了采用低通滤波器滤波的传统ip-iq法和采用电流平均值滤波的改进的ip-iq法的原理,并进行了仿真实验。仿真结果表明,单独采用传统的ip-iq法进行滤波时电流输出波形中的纹波较大,而单独采用电流平均值法进行滤波虽然可以提高动态响应速度,但其检测结果易受基波电流变动的影响。针对上述问题,提出了将低通滤波器和电流平均值滤波器串联的优化的ip-iq法,并进行了仿真实验。仿真结果表明,优化的ip-iq法既具有较好的检测精度,又具有令人满意的动态响应速度。
一种半监督支持向量机优化方法
王永, 程灿, 戴明军, 孙永
2010, 36(12): 47-50.
摘要:
针对半监督支持向量机在采用间隔最大化思想对有标签样本和无标签样本进行分类时面临的非凸优化问题,提出了一种采用分布估计算法进行半监督支持向量机优化的方法EDA_S3VM。该方法把无标签样本的标签作为需要优化的参数,从而得到一个在标准支持向量机上的组合优化问题,利用分布估计算法通过概率模型的学习和采样来对问题进行求解。在人工数据集和公共数据集上的实验结果表明,EDA_S3VM与其它一些半监督支持向量机算法相比有更高的分类准确率。
基于双变量六脉波交-交变频器的全范围调速系统研究
贾继广, 杜少通
2010, 36(12): 51-54.
摘要:
提出了一种基于双变量六脉波交-交变频器的全范围调速系统的设计方案,分析了双变量六脉波交-交变频器的控制原则,介绍了该系统的特点、主电路的设计及其调速原理。仿真和加载试验结果表明,该系统可实现高效率的全范围调速功能。
一种新型电子胶带秤控制仪表的设计
茅红伟, 李传江, 张自强, 徐志钢
2010, 36(12): 55-58.
摘要:
摘要:针对传统的电子胶带秤控制仪表采用单片机实现累积运算,存在闭环控制效果差、通信功能不强等问题,提出了一种基于ARM的电子胶带秤控制仪表的设计方案,详细介绍了该仪表的硬件及软件设计。该仪表由数据采集器和基于ARM的显示控制器组成,采用分离式的仪表结构形式,数据采集器安装在现场,显示控制器安装在监控室,两者通过RS485接口通信。实验结果表明,该仪表的计量精度优于0.2%,设计合理。
基于在线搜索的感应电动机模糊节能控制
陈可, 杨文焕
2010, 36(12): 58-61.
摘要:
针对传统的按转子磁链定向的感应电动机间接矢量控制系统在轻载情况下效率低的问题,提出了一种将基于在线搜索的模糊节能控制方法引入到传统的感应电动机控制系统中的设计方案。该方案在感应电动机瞬态运行时采用按转子磁链定向的间接矢量控制方法;在感应电动机稳态运行时采用基于在线搜索的模糊节能控制方法,以测得的直流输入功率作为控制量进行模糊寻优控制,可使电动机在最大效率处运行。仿真结果验证了该方案的正确性和有效性。
3DGIS中混合空间索引技术的研究
王继水, 顾卫杰
2010, 36(12): 62-65.
摘要:
针对单一的3D空间索引技术检索性能较差的问题,分析了八叉树和经典R树的优缺点,提出了一种将两者结合的混合索引技术——ORSI,给出了ORSI的原理和结构描述,介绍了ORSI的操作算法。ORSI与经典R树的操作性能测试结果表明,ORSI的整体操作效率优于经典R树。
基于SQL Server CE的CEMS数据库的研究
高杰, 谈世哲
2010, 36(12): 66-68.
摘要:
针对传统的EMS采用文件系统管理数据存在的问题,提出了一种基于SQL Server CE的CEMS数据库的设计方案;给出了CEMS主要硬件结构,详细介绍了在Windows CE5.0操作系统平台下嵌入式数据库SQL Server CE 2.0在CEMS数据管理应用程序中的应用。模拟测试结果表明,SQL Server CE 2.0为CEMS提供了一个有效的、紧凑的数据库解决方案。
基于USB协议的井下防爆计算机电池电量监测系统的设计
郑万波, 吴燕清, 肖勇, 雷凯丽
2010, 36(12): 69-72.
摘要:
针对现有井下防爆计算机不具备电池电量监测功能的问题,提出了一种基于USB协议的井下防爆计算机电池电量监测系统的设计方案。该系统选用带有AD转换的小型单片机完成电池电量采集和处理任务,采集的数据通过串口传输给USB转串口模块,上位机通过虚拟串口可得到电池电量的采样值。测试结果表明,该系统设计的指标符合负载工作时间,数据传输可靠性较高,AD转换的相对误差能够满足电池电量采集的要求。
基于嵌入式ARM和GPRS的激光盘煤系统的设计
张立勇, 姜培刚, 方素兰
2010, 36(12): 72-75.
摘要:
针对传统的激光盘煤设备存在的问题,提出了一种基于嵌入式ARM和GPRS的激光盘煤系统的设计方案。该系统以嵌入式操作系统μClinux和ARM7系列处理器LPC2210作为软硬件核心,利用激光扫描仪采集煤堆表面的三维数据信息,再通过串口传送至GPRS模块,经Internet网络传送至服务器作进一步处理,最终获得煤堆的体积及三维图形。实验测试结果表明,该系统具有测量方便、精度高等特点。
基于iFIX的胶带传输集控系统设计
舒应秋, 舒继森, 吕金星, 韩磊, 张连昆, 葛本民
2010, 36(12): 75-78.
摘要:
针对贵州某煤矿在胶带传输的各个环节仍采用人工监测方式、难以实现胶带传输集中管理的问题,提出了一种基于iFIX的胶带传输集控系统的设计方案。该方案中,地面调度中心的监控主机和井下PLC设备均安装iFIX组态软件作为SCADA系统节点,同时连入地面调度中心的工业电视;监控主机和井下PLC设备共同接入由矿井通信中心建立的工业以太网,完成对现场胶带传输数据的交换和实时管理功能。实际应用表明,该系统实现了井下胶带传输数据的共享与信息联通,提高了井下生产的安全性。
基于S7-300 PLC的液压支架自动控制系统
郝铁栓
2010, 36(12): 78-80.
摘要:
以两柱掩护式液压支架为例,介绍了一种基于S7-300 PLC的液压支架自动控制系统的设计。该系统采用控制系统软件对安装在立柱上的压力、下缩量、倾角等传感器测得的数据进行智能分析,实现对电磁阀组的启停,使液压支架自主运行。实际应用表明,该系统实现了对井下液压支架的远程实时在线监测和控制
矿井提升载荷监测装置的设计
谭磊
2010, 36(12): 81-83.
摘要:

针对大部分煤矿采用定期停产检查或者更换钢缆等方法来确保提升机钢丝绳的运行安全的情况,设计了一种矿井提升载荷监测装置。该装置采用称重传感器实时测试钢丝绳张力值信号,该信号经初步处理后以无线电磁波方式传输到安装在井口的无线信号接收模块,由该模块再将该信号传输到工控机进行数据处理并输出控制信号。同时,该装置可检测定量斗关闭、箕斗到位等开关量参数,这些参数与检测到的钢丝绳张力值相配合,可实现对过载、卡罐、张力不平衡等故障的判断,并进行相应的报警。实际应用表明,该装置能监测到提升机系统的过载、卡罐、张力不平衡等故障,确保了提升机系统的运行安全。

胶带输送机远程监控系统的设计
贾文琪, 王雪
2010, 36(12): 83-85.
摘要:
为了实现对胶带机运输过程的远程监控,提出了一种胶带机远程监控系统的设计方案。该系统在井下胶带输送机机头设置一台控制分站,根据测点数量和胶带输送机长度在胶带输送机沿线设置智能设备,控制分站与智能设备间通过CAN总线通信,组成单条胶带输送机监控系统;控制分站通过RS485总线、采用ModBus协议将监测数据传输至地面监控主机,从而实现远程监控功能。实际应用表明,该系统运行效果良好,提高了胶带输送机的运行性能和自动化水平。
煤矿井下多功能网络的设计
王吴宜
2010, 36(12): 86-90.
摘要:
针对目前煤矿企业的各种生产自动化系统自成体系的问题,提出了一种以建立覆盖全矿井生产自动化系统的高速光纤网络为基础,实现控制网、视频网、音频网三网融合的设计方案;详细介绍了该方案在开滦集团东欢坨煤矿的实现,即井下环网的布线方式和地面环网的布线方式及各生产自动化系统的接入方式。实际应用表明,该方案实现了以双环双网双冗余的结构搭建统一的煤矿通信网络。
新型煤矿中央变电所供电系统的研究与设计思路
杨维义
2010, 36(12): 90-92.
摘要:
通过分析目前煤矿中央变电所供电系统的技术现状,提出了一种新型煤矿中央变电所供电系统的设计思路。该供电系统主要用于解决煤矿中央变电所配电装置控制电源的可靠性问题。实际应用表明,该供电系统使得煤矿中央变电所的高压真空配电装置动作更加准确、可靠。
EDA9033A在分布式风机性能测试系统中的应用
迟洪有, 蒋曙光, 吴征艳, 邵昊, 王凯
2010, 36(12): 93-95.
摘要:
针对以单片机为核心的风机性能测试系统存在稳定性差、抗干扰能力差、精度低等问题,开发了以PLC为核心、采用互感式采集模块EDA9033A采集风机电参数的分布式风机性能测试系统,给出了该风机性能测试系统的结构,详细介绍了EDA9033A的硬件及软件设计。实际应用表明,EDA9033A采集的风机电参数结果稳定、快速、准确。
矿井主通风机自动监控系统的设计
王利华, 王小松, 魏广金
2010, 36(12): 95-99.
摘要:
为了保障主通风机安全、可靠、经济地运行,提出了一种基于S7-300 PLC的矿井主通风机自动监控系统的设计方案;给出了该系统的结构,详细介绍了该系统中PLC的硬件及软件结构、模拟量的检测实现及采用智能型PID调节器XMA5000对风机负压和流量进行自动调节的方法。实际应用表明,该系统能够实现通风机的就地、集中、远方3种控制方式,提高了主通风机的自动化程度和运行可靠性
IETM在凿岩台车维修保障系统中的应用研究
赖宝林, 李艾华
2010, 36(12): 99-102.
摘要:
为了提高凿岩台车维修保障系统的信息化水平,提出了一种将IETM应用在凿岩台车维修保障系统中的方案;阐述了IETM的概念、等级划分及目前流行的IETM标准,介绍了基于S1000D标准的IETM凿岩台车维修保障系统的设计和实现。实际应用表明,将IETM应用在凿岩台车维修保障系统中不仅可以节约设备出现故障时查阅资料的时间,而且可以促进使用单位间的资源交流,有效提高凿岩台车的维修保障水平。
基于Struts的煤矿班组管理信息系统的设计与实现
唐超礼, 李军, 黄友锐
2010, 36(12): 103-105.
摘要:
为了在煤矿企业中建立科学化、规范化、标准化的业务管理体系,以某煤矿的班组管理为依据,提出了一种基于Struts的煤矿班组管理信息系统的设计方案;给出了该系统的结构及各主要模块的功能,介绍了系统实现中采用的关键技术。实际应用表明,该系统运行良好,具有维护方便、操作简单、技术先进等特点。
分布式光纤温度监测系统在选煤厂的应用
高宇
2010, 36(12): 106-108.
摘要:
针对选煤厂电缆火灾事故的主要原因及特点,提出了一种分布式光纤温度监测系统的设计方案,详细介绍了该系统的工作原理、组成、人机界面、具体功能。实际应用表明,该系统可对电缆夹层、电缆桥架、电气系统等关键区域温度进行实时监控,确保了选煤厂的安全生产。
一种新型筒形矿仓物位测量方案的设计
常玉春
2010, 36(12): 109-110.
摘要:
针对常用的矿仓物位测量方式受粉尘和堆矿死角因素的影响而存在矿仓物位测量不准确的问题,提出了一种新型的矿仓物位测量方案。该方案选择重锤物位计消除粉尘干扰、采用多点布局求取均值的方法消除堆矿死角干扰。实际应用表明,该方案解决了粉尘和堆矿死角对物位测量的影响,降低了矿仓岗位人员的劳动强度
基于S7-200 PLC的白炭黑反应釜自动控制系统的设计
谢国强, 徐文尚, 刘洪霞, 庄艳艳
2010, 36(12): 111-114.
摘要:
针对某公司白炭黑生产系统采用人工手动控制存在生产效率低、产品质量差的问题,提出了一种基于S7-200 PLC的白炭黑反应釜自动控制系统的改造方案;分析了白炭黑生产系统的工艺流程,详细介绍了改造后的自动控制系统的硬件及软件设计。实际应用表明,改造后的自动控制系统实现了对酸、碱和水流量的自动控制、溶液温度的自动控制、溶液pH值的自动控制,提高了产品质量及生产效率。
基于EPEC控制器的采煤机控制系统的设计
初成伍
2010, 36(12): 114-116.
摘要:
针对基于PLC的采煤机控制系统存在防护等级低、抗振动能力差、结构布置复杂等问题,提出了一种基于EPEC控制器的采煤机控制系统的设计方案。该系统采用带CAN总线的EPEC控制器将现场实时数据打包成PDO报文传输至CAN总线,再由CAN232MB和CAN485MB模块分别将报文传输给显示器和上位机,从而实现对采煤机运行状态的实时监测。实际应用表明,该系统提高了采煤机控制系统的抗干扰性和可靠性,降低了采煤机控制系统的故障率。
物联网与感知矿山专题讲座之三——感知矿山物联网的特征与关键技术
张申, 丁恩杰, 徐钊, 华钢
2010, 36(12): 117-121.
摘要:
指出了感知矿山物联网是在煤矿综合自动化基础上的延伸和扩展应用,因而,感知矿山物联网在很大程度上有别于综合自动化系统;由于煤矿应用的特点,感知矿山物联网与目前地面物联网应用也有一些不同之处;介绍了感知矿山物联网的特征,它主要表现在多系统综合应用、感知层开放、应用平台开放和适合构建逻辑子系统等几个方面;分析了感知层、网络层、应用层的关键技术和跨层的公共技术;给出了感知矿山物联网的开放性要求和标准建设。该文对更好地理解感知矿山物联网的建设具有一定的参考价值。