工矿自动化

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

方崇全

2018, 44(9): 1-4. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018040007

<摘要>(133) <HTML> (11) <PDF>(11)

摘要:
针对现有井下机车防撞系统对于弯道、坡道、道岔等复杂地形没有相应的处理措施、易引起误报的问题，设计了一种矿井机车防撞预警系统。该系统利用二维扫描激光雷达实现了障碍物检测，雷达扫描角度为270°，识别距离大于60 m；通过RFID技术实现了弯道等特殊地形的检测及机车实时定位，并可获取机车速度、方向、所在轨道等运行状态；通过Lora无线数据透传技术实现了与相邻机车间的信息交互。现场工业性试验结果表明，该系统能够实现机车准确定位，特殊巷道地形识别、障碍物/地形识别实时性好，可满足井下应用需求。

井下无人驾驶列车惯性导航定位系统

杜京义, 郭金宝, 张渤

2018, 44(9): 5-9. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018040022

<摘要>(55) <HTML> (7) <PDF>(12)

摘要:
目前井下无人驾驶列车定位技术根据安装在车轮上的光电传感器推算列车位移,当井下无人驾驶列车行驶在潮湿轨道上发生打滑现象时，会产生定位误差。针对该问题，提出了一种井下无人驾驶列车惯性导航定位系统。该系统在现有井下无人驾驶定位技术基础上引入惯性导航模块，结合光电传感器数据和惯导数据，采用双阈值算法判断列车行驶异常状况，提高了无人驾驶列车的安全系数。惯性导航模块采用LPMS-NAV2测量目标载体的加速度、航向角，并计算目标载体的位置坐标；针对惯性导航模块测量目标载体加速度时受重力加速度影响的问题，采用z轴加速度补偿方法来消除重力加速度引入的误差；针对惯性导航模块定位时存在累积误差的问题，引入权值反馈约束算法，通过构建平方差损失函数对系统定位点进行权值约束，以降低累积误差。在井下巷道每个岔路口设置位置信标，对定位信息进行二次校准，进一步提高定位精度。室内测试结果表明，井下无人驾驶列车惯性导航定位系统的平均定位误差为0.52 m。

埋刮板输送机刮板节距的影响因素分析

赵晓霞, 孟文俊, 赵慧娟, 张君, 陈昱璇

2018, 44(9): 10-14. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018030001

<摘要>(98) <HTML> (9) <PDF>(8)

摘要:
针对埋刮板输送机在输送不同物料时存在刮板节距如何确定的问题，以MS型、MC型埋刮板输送机为研究对象，分析了刮板面积、机槽高度与宽度、输送物料等影响因素对刮板节距的影响规律。分析结果表明，相比较而言，输送物料的不同对刮板节距的影响较大。对于MS型埋刮板输送机，在其他因素不变的情况下，刮板节距随着刮板面积的增大而增大，随着机槽宽度与高度的增大而减小；不同的物料由于内摩擦角不同，刮板节距呈现先减小后增大的情况，在25°左右达到最小值。对于MC型埋刮板输送机，当增大刮板宽度时，刮板节距减小；而增大刮板高度时，刮板节距随之增大；当输送内摩擦角为30°的物料时，刮板节距为最小值。

综采工作面“三机”运动仿真研究

韩菲娟, 任芳, 杨兆建, 谢嘉成

2018, 44(9): 15-19. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018030080

<摘要>(213) <HTML> (66) <PDF>(12)

摘要:
针对目前综采工作面“三机”运动仿真研究较少涉及单机部件联动过程、不能详细展现单机运动状态的问题，结合虚拟仿真技术建立“三机”几何模型，在对“三机”姿态进行解析的基础上，在Unity3D平台下通过脚本组件，运用面向对象的编程思想，真实还原采煤机摇臂升降及割煤动作，液压支架降柱、移架、推溜等动作，以及刮板输送机弯曲运动。测试结果表明，所建立的模型能够清晰、完全地展现“三机”构造、运行原理及单机运动情况。

基于时间序列的瓦斯浓度动态预测

郭思雯, 陶玉帆, 李超

2018, 44(9): 20-25. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018040051

<摘要>(114) <HTML> (19) <PDF>(15)

摘要:
现有瓦斯浓度预测方法只能实现瓦斯浓度的静态预测，不能随着瓦斯数据的累积而及时更新，从而导致预测结果不具有及时性。针对该问题，提出了一种基于时间序列的瓦斯浓度动态预测方法。利用小波分解技术的多分辨率特性，将瓦斯浓度时间序列分解到不同尺度上，使时间序列平稳化；通过实时动态构建的自回归滑动平均（ARMA）模型，利用过去瓦斯浓度变化趋势预测未来一段时间的矿井瓦斯浓度值，得到时间序列预测结果；为提高瓦斯浓度预测精度，将ARMA模型的预测结果与矿井环境参数输入到训练好的BP神经网络模型中，通过BP神经网络模型对预测结果进行修正，从而获得最终的瓦斯浓度预测值。测试结果表明，该方法可对矿井瓦斯浓度进行准确预测，瓦斯体积分数预测平均相对误差从8%降低到了5%。

顶板岩石失稳破坏电位临界慢化特征实验研究

张昕, 李忠辉, 钮月, 魏洋, 程富起, 王佳丽

2018, 44(9): 26-31. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018030095

<摘要>(138) <HTML> (22) <PDF>(8)

摘要:
为研究顶板岩石失稳破坏过程中表面电位信号的临界慢化特征，对顶板岩样进行了受载破坏实验，测试并采集了岩样受载过程中的表面电位信号。运用临界慢化理论计算并分析了电位信号-时间序列的方差和自相关系数。结果表明，岩样受载破坏过程中的表面电位变化与载荷及应变具有良好的对应关系；岩样受载过程中的表面电位信号存在临界慢化现象，电位信号的方差和自相关系数在岩样主破裂前均出现了急剧增大并持续增加的趋势，可作为预示岩样破坏的前兆信号；不同的窗口长度、滞后步长对表征电位信号临界慢化现象的自相关系数、方差的稳定性及变化趋势有影响；方差相比于自相关系数，更能有效预示岩样趋于失稳破坏的临界点。

基于改进烟花算法的矿用配电网重构

徐嘉斌, 张鑫, 张玉振, 张晶

2018, 44(9): 32-36. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018030051

<摘要>(73) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
针对启发式方法和智能优化方法在求解配电网重构问题时存在难以获得全局最优解、效率较低的问题，以及矿用配电网重构快速性、稳定性的要求，提出了一种改进烟花算法用于求解矿用配电网重构。以配电网的网络损耗最小为目标函数，通过引入自适应系数对爆炸算子和终止策略进行改进，以减少迭代次数，提高算法的搜索效率；同时结合最优烟花微调策略，避免最优烟花爆炸产生大量相同火花，有效提高火花的多样性。实验结果表明，改进烟花算法具有较高的稳定性和可重复性、较快的搜索速度及良好的全局搜索能力，利用该算法对配电网重构问题进行求解后，网络损耗明显降低。

改进的非局部均值视频超分辨率重建算法

张剑英, 宋玉龙, 蔡迎春, 杨秀宇

2018, 44(9): 37-44. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2017120081

<摘要>(104) <HTML> (11) <PDF>(7)

摘要:
针对基于非局部均值（NLM）的视频超分辨率重建方法存在结果过于平滑、收敛速度慢及计算量大等问题，提出一种改进的NLM视频超分辨率重建算法。该方法采用模糊边缘补足算法将经过预处理的视频图像分成平坦区和纹理区；对于平坦区，采用直方图均衡化的方式进行图像增强处理，以减少算法计算量；对于纹理区，采用改进的NLM重建算法进行处理，通过设计多方向自适应搜索窗并引入邻域相干系数修正相似性权值，以增强重建图像的纹理细节，加快算法的收敛速度；将重建的纹理区与增强的平坦区进行叠加归一化处理，完成整个视频图像的超分辨率重建。实验结果表明，该算法能够在提高重建图像纹理细节及峰值信噪比的同时，降低算法的整体复杂度，缩短重建时间。

计及趋肤效应的双鼠笼电动机转子稳态电流分布

王彦文, 郭林, 赵峰, 杨晓洲

2018, 44(9): 44-50. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018030031

<摘要>(143) <HTML> (35) <PDF>(5)

摘要:
为了在计及趋肤效应情况下有效研究双鼠笼电动机转子稳态电流分布情况，对独立端环型和共端环型双鼠笼电动机转子支路进行了等效变换，利用分层法对上下笼导条支路进行分层处理，得到了在计及趋肤效应情况下同时适用于计算独立端环型和共端环型双鼠笼电动机转子稳态电流分布的方法。算例分析结果表明，独立端环型和共端环型双鼠笼电动机转子上下笼电流分布基本一致，频率越高的电流在上笼中的分布较下笼越密集；工频供电下，电动机正常运行时，独立端环型和共端环型双鼠笼电动机转子基频电流分布基本一致；工频供电下，电动机堵转时，共端环型双鼠笼电动机趋肤效应比独立端环型双鼠笼电动机更明显；相同电流频率下，共端环型双鼠笼电动机上下笼电流比值较独立端环型双鼠笼电动机大。

基于遗传规划的复杂地层中盾构滚刀磨损寿命预测

乔金丽, 孟秋杰, 刘建琴, 金建星

2018, 44(9): 51-58. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018020048

<摘要>(68) <HTML> (8) <PDF>(16)

摘要:
针对复杂地层盾构掘进过程中滚刀磨损量大、使用寿命难以预测且影响滚刀磨损寿命因素具有多元性和不确定性等问题，分析了复杂地层中安装半径、掘进距离、贯入度、刀间距、刀盘转速等主要的滚刀寿命影响因素，建立了基于遗传规划的复杂地层中盾构滚刀磨损寿命预测模型。该模型通过遗传规划将磨损寿命预测问题转化为程序的归纳问题，通过树状函数表达式反映出在复杂地质条件下滚刀寿命影响因素与磨损寿命之间的关系。工程测试结果表明，该模型平均预测误差为16.07%，均方差为0.001 6，均优于简化CSM模型，有效解决了滚刀寿命预测难的问题，为滚刀寿命预测提供了新的解决方法。

物联网智能感知节点π网低功耗软硬件划分建模

刘晓霞, 李芳

2018, 44(9): 59-66. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018020045

<摘要>(84) <HTML> (14) <PDF>(5)

摘要:
物联网智能感知节点的低功耗软硬件划分的优劣直接影响节点的续航能力和网络寿命。针对现有物联网智能感知节点的软硬件划分存在能耗较高的问题，提出了基于π网的物联网智能感知节点的低功耗软硬件划分模型。首先对物联网智能感知节点进行带约束定义，得到智能感知节点的约束模型；然后根据π网理论，建立基于π网的智能感知节点软硬件划分模型，实现依据软硬件IP核功耗和系统总体功耗约束下的低功耗软硬件划分，并对模型进行了演化分析。分析与实验仿真结果表明，与基于禁忌搜索算法和遗传算法的模型相比，该模型在适应度、划分执行时间和最小系统划分能耗等方面具有一定的优越性和实用性，可降低物联网智能感知节点能耗，提高其续航能力。

煤炭企业专网加速体系构建

盛璐

2018, 44(9): 67-72. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018010093

<摘要>(81) <HTML> (10) <PDF>(6)

摘要:
针对煤炭企业专网存在的网络质量差、受区域限制、带宽资源缺乏合理调度、企业云平台无法异地备份、网络安全性差等问题，提出了一种煤炭企业专网加速体系构建方案。通过镜像方式部署互联网缓存系统，实现本地访问加速；利用波分复用技术搭建长距波分传输平台，实现企业云平台异地备份，保障网络安全；通过长距波分传输平台接入互联网交换中心，实现互联网用户对国内主流网站的加速访问；运用智能DNS调度系统，配置国内主流网站的域名列表，实现互联网出口带宽资源合理调度。应用结果验证了煤炭企业专网加速体系的有效性。

井下智能变电站电流检测系统研究

陈连玉, 高晴

2018, 44(9): 72-76. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018020018

<摘要>(62) <HTML> (4) <PDF>(6)

摘要:
针对以电磁式电流互感器为核心的传统电流检测方式存在电流互感器安装与维护困难、占用空间大、精度低等问题，设计了一套以Rogowski线圈为传感头的井下智能变电站电流检测系统。详细介绍了积分还原电路、自适应放大电路的设计，并进行了系统稳定性分析及Rogowski线圈测试、线性度测试、频率特性测试和温度特性测试。测试结果表明，该系统具有较高的精度和良好的线性度。

刮板输送机圆环链无线张力传感器研制

骆铁楠

2018, 44(9): 77-83. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2018050093

<摘要>(60) <HTML> (7) <PDF>(6)

摘要:
针对现有刮板输送机圆环链张力检测方法采用有线方式无法实时检测圆环链张力的问题，设计了一种基于RFID的刮板输送机圆环链无线张力传感器。该传感器选用电阻应变片作为敏感元件，通过电桥式应变测量电路将应变片检测到的应变信号转换为与圆环链张力相关的电压信号，电压信号经放大、滤波等调理后送入无线射频芯片nRF24LE1，通过nRF24LE1的无线发射模块发送到无线采集分站，实现对圆环链张力的实时检测与数据无线传输；根据实时检测到的圆环链张力及张力变化情况，可以判断圆环链的松紧程度，有效预测与准确判定圆环链的断链故障。实验结果验证了该传感器的可靠性。

智慧矿山发展与展望

吕鹏飞, 何敏, 陈晓晶, 鲍永涛

2018, 44(9): 84-88. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17346

<摘要>(352) <HTML> (28) <PDF>(57)

摘要:
针对智慧矿山这一新兴概念，通过与自动化矿山、信息化矿山、数字化矿山进行关联，总结了其在中国的发展历程、现状及建设过程中存在的问题；提出了智慧矿山的新定义，指出该定义强调智慧矿山是一套智慧体系，并能对各环节自动实施最优调控；从矿山设计、安全保障、高效生产、经济运营、绿色环保5个方面展望了智慧矿山的愿景；提出了智慧矿山的建设规划，认为其主要包括4个方面的内容：成立智慧矿山产业联盟、制定相关技术规范和标准、研发智能化装备、开发智慧决策应用。

物联网技术下带式输送机多机功率平衡控制

黄友锐, 陈珍萍

2018, 44(9): 88-93. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17344

<摘要>(69) <HTML> (18) <PDF>(8)

摘要:
针对目前煤矿多电动机驱动带式输送机对多机功率平衡控制的需求，结合变频调速和物联网技术，提出了一种带式输送机多机功率平衡控制方法，研究了控制系统结构及控制原理。该方法采用变频器调节电动机转速，通过执行器/传感器节点检测电动机转速和定子转矩电流T轴分量，并将检测数据以无线通信方式传输给邻居节点；执行器/传感器节点基于电动机转速和定子转矩电流T轴分量的不一致性来构造控制输入，用于调节变频器给定转速，并通过转速微调实现电动机转速或转矩不一致情况下的多机功率平衡。试验结果验证了该方法可在负载不平衡和负载突变情况下实现多机功率平衡。

综采工作面区域网格化分区方法及其应用

屈世甲

2018, 44(9): 94-97. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17345

<摘要>(82) <HTML> (7) <PDF>(5)

摘要:
针对综采工作面生产的精细化管理需求，提出了一种综采工作面区域网格化分区方法。以综采工作面空间区域及作业循环图表为依据，在静态层面将综采工作面区域划分为回风端头区域、头三角煤区域、中部采煤区域、尾三角煤区域和进风端头区域；结合生产过程中割煤、移架和推溜3个工序，进一步对中部采煤区域进行动态分区，划分为割煤区域、移架区域、推溜区域和过渡区域。以综采工作面矿压特征分析为例，说明了网格化分区后的矿压特征分析结果相对工作面整体区域矿压特征分析结果具有更强的针对性。

煤矿供电防越级跳闸监控系统

张文瑞

2018, 44(9): 98-101. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17343

<摘要>(114) <HTML> (5) <PDF>(7)

摘要:
分析了煤矿供电系统越级跳闸事故的主要原因，包括短路、漏电、电压波动、开关拒动等；指出了现有煤矿供电系统光纤纵差保护防越级跳闸、接点闭锁防越级跳闸、集控式防越级跳闸方法的优缺点；提出了一种煤矿供电防越级跳闸监控系统，介绍了该系统的结构及功能。该系统采用“三位一体”防越级跳闸解决方案，从短路、漏电、电压波动3个维度防止供电系统越级跳闸，且将防越级跳闸保护与常规保护融为一体、防越级跳闸网络与光纤环网融为一体、防越级跳闸监控与供电监控融为一体，提高了系统防越级跳闸的可靠性。实际应用验证了该系统防越级跳闸的选择性、快速性和可靠性。

煤矿探水视频管理系统

金利国, 赵存会

2018, 44(9): 102-104. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17347

<摘要>(94) <HTML> (8) <PDF>(7)

摘要:
针对现有人工检测煤矿探水钻孔深度、角度和方向的方式易存在漏检、误检等现象，且效率低、误差大、实时性较差等问题，设计了一套煤矿探水视频管理系统。该系统采用智能视频识别技术识别换杆动作和次数、传感器识别技术识别钻进次数和钻孔角度的方式，分别计算出钻孔深度，并对2种计算结果进行对比校验，保证了检测精确度。实际应用表明，该系统运行稳定，实现了对煤矿探水作业全过程监管。

留言板

2018年第44卷第9期

投审稿系统

最新录用查看更多>

留言板

2018年 第44卷 第9期

投审稿系统

最新录用查看更多>

2018年第44卷第9期