工矿自动化

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孙继平

2013, 39(2): 1-5.

<摘要>(38) <PDF>(8)

摘要:
提出了矿井宽带无线传输技术是解决采掘工作面移动监控、监视和语音通信需求的关键技术。提出了矿井宽带无线传输应满足传输带宽宽、便于接入有线宽带网络、中继设备少、体积小、发射功率小、电磁兼容性好、安全性好、传输协议标准化、电源电压波动适应能力强等要求。提出了漏泄通信不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿井下局部通信等；感应通信不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿井下救灾通信等；透地通信不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿井下避难硐室等应急通信；小灵通、CDMA、GSM、Bluetooth不能用作矿井宽带无线传输技术；RFID不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿物联网、矿用设备管理和防碰撞等；ZigBee不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿井下人员、胶轮车、电机车等动目标精确定位和矿用传感器无线传输等；UWB不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿井下生命探测、防碰撞、煤矿井下人员和胶轮车等动目标精确定位等；WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等3G不能用作矿井宽带无线传输技术，但可用于煤矿井下语音移动通信等。提出了矿井宽带无线传输技术宜采用WiFi，4G有可能成为未来矿井宽带无线传输技术。

基于振动加速度信号与应力信号的掘进机载荷识别方法

李臻, 贾洪钢, 范旭峰

2013, 39(2): 6-9.

<摘要>(67) <PDF>(4)

摘要:
针对煤矿井下工作面设备的动态载荷难以直接获得的问题，提出了一种基于振动加速度信号与应力信号的掘进机载荷识别方法，介绍了该方法的基本原理及实现步骤；以EBZ260型掘进机在地面开展的假岩壁截割为实验对象，选取掘进机从开始截割到停止共11 s的数据进行分析，得出掘进机在截割过程中振动加速度平均能量与平均应力的对应关系，采用最小二乘法得出振动加速度平均能量与平均应力的拟合曲线，由拟合曲线即可得到振动加速度平均能量与平均应力的函数表达式。该方法为通过振动加速度间接测试掘进机动态载荷提供了新途径。

一种新型防爆柴油机车安全保护系统设计

周旭

2013, 39(2): 9-11.

<摘要>(31) <PDF>(5)

摘要:
针对传统的防爆柴油机车安全保护系统采用集中控制方式而存在很难增加监测点及输出控制点的问题，设计了一种基于CAN总线及采用分布式控制方式的新型防爆柴油机车安全保护系统。该系统中的智能监控单元、显示器、继电器控制箱、总线信号转换器、开关量采集单元通过CAN总线组成分布式网络拓扑结构，实时监测机车在行驶过程中的各种状态以及驾驶员输入的信号，实时显示特定参数，并根据所监测到的状态和预先制定的逻辑关系对继电器的输出做出相应控制，从而保证了机车安全、稳定运行。井下工业性试验结果表明，该系统电气性能可靠、故障率低，满足矿用车辆的设计要求。

矿车立体调度及定位电控系统设计

李守军, 马小平, 于红, 邱义臻

2013, 39(2): 12-15.

<摘要>(103) <PDF>(4)

摘要:
大型煤矿矿车数量、类型较多，存在矿车出入库空间如何充分利用的问题。文章提出了一种矿车立体调度及定位电控系统的设计方案，给出了基于丝杠传动方式的矿车出入库立体调度及定位规划设计；结合该系统架构，介绍了运动控制器SIMATIC CU320的电控配置、PLC单元与现场检测单元的配置及系统的网络组态。调试结果表明，该系统实现了稳定、准确的矿车调度及定位，提高了车位利用率。

立式复合床煤调湿监控系统设计

黄鹤松, 周强, 王振林, 王宁

2013, 39(2): 16-19.

<摘要>(33) <PDF>(4)

摘要:
针对立式复合床煤调湿设备的调湿过程需要实时监视、控制的问题，设计了一种立式复合床煤调湿监控系统；根据煤调湿设备的工艺流程及特点，给出了该系统功能及3层网络结构，详细介绍了该系统硬件及上位机监控画面的设计。实际应用表明，该系统确保了煤调湿设备的稳定、安全运行，也为现场工作人员提供了直观的监控方式。

一种新型单象限变频器预充电电路设计

唐白山, 黄翠柏

2013, 39(2): 20-22.

<摘要>(36) <PDF>(7)

摘要:
针对传统的单象限变频器预充电电路存在结构和控制复杂，接触器、充电电阻等主要器件成本高、体积大的问题，设计了一种新型单象限变频器预充电电路。该电路采用三相半控整流桥替换传统的单象限变频器预充电电路中的二极管整流桥，并去掉了接触器和充电电阻；当变频器启动时，通过同步电路和单片机控制电路，三相半控整流桥的触发角从120°有规律地减小到0°，从而可使电容的充电电流在允许范围之内。试验结果表明，该电路结构简单、性能可靠、控制灵活。

基于Struts2和Ajax的企业级Web应用开发

甘文丽, 刘为超

2013, 39(2): 23-26.

<摘要>(38) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的企业级Web应用开发中客户端与服务器端之间存在数据传输效率和响应速度低、用户体验差的问题，提出了一种基于Struts2+jQuery Ajax的企业级Web应用开发方案，并将该方案运用到中小型煤炭企业客户关系管理系统的开发中；详细介绍了该系统的整体架构及主要功能模块的实现。实际应用表明，Struts2+jQuery Ajax这种方案可以有效提高客户关系管理系统的开发效率及其可维护性和可扩展性，并且极大提升了Web应用程序的响应速度及用户体验效果。

煤矿自动化发展趋势

张申

2013, 39(2): 27-33.

<摘要>(53) <PDF>(9)

摘要:
分析了煤矿自动化发展过程，即从单机自动化、综合自动化、矿山物联网到矿山信息物理系统CPS，指出煤矿自动化是一个逐步实现信息系统与矿山物理系统相融合的过程，单机自动化、综合自动化、矿山物联网和矿山CPS只是这个过程中不同时期所表现出来的特征；分析了综合自动化、矿山物联网在煤矿实际应用中存在的问题，即综合自动化和矿山物联网均未考虑信息与事件的置信度、未采用发布与订阅机制、未考虑物理世界的不确定因素、未将人及其行为作为煤矿自动化系统中的要素来考虑，指出要使信息系统与矿山物理系统融合得更加紧密，矿山CPS是煤矿自动化发展的必然趋势。

矿井提升机控制技术研究现状与发展

苏长胜

2013, 39(2): 33-38.

<摘要>(51) <PDF>(5)

摘要:
分析了国内外直流、交流矿井提升机控制系统的现状与发展历程，重点介绍了双三电平拓扑结构下3种变频调速系统，即定子侧高压变频调速系统、同步电动机双三电平变频调速系统、交-直-交电压型双三电平SVPWM变频调速系统在矿井提升机控制系统中的应用，指出交-直-交电压型双三电平变频调速系统节能效果较好，最适用于矿井提升机控制系统。

基于模糊聚类分析的采空区自燃“三带”性质研究

程文东, 买巧利, 吴学松

2013, 39(2): 39-42.

<摘要>(38) <PDF>(4)

摘要:
针对采空区内不同区域的煤自燃倾向性存在差异性的问题，采用基于模糊聚类分析的采空区自燃“三带”划分方法对不同测点数据进行了分类，分析了不同λ截距阵下各分类的差异性。分析结果表明：不同的λ值可以将数据划分为不同的类别；在一定范围内，随着λ值的增大，原有的类别可以被划分为更小的子类；当λ值增大时，采空区内距工作面较近区域的测点数据更容易被划分为更小的子类，而距工作面较远区域的测点数据分类较为稳定，则可判定距煤壁较远的采空区区域环境性质较为稳定，而距煤壁较近的采空区区域环境性质差异较大；运用F-统计量计算最优的λ，相应分类与采空区“三带”划分相吻合。

基于扩展卡尔曼滤波法的矿用可移动救生舱蓄电池荷电状态估计

王沙沙, 娄高峰, 唐霞, 史丽萍, 张恩锋

2013, 39(2): 43-47.

<摘要>(53) <PDF>(2)

摘要:
针对基于安时计量法的矿用可移动救生舱蓄电池荷电状态SOC估计在环境温度或放电电流波动较大的情况下精度较低的问题，提出了一种基于扩展卡尔曼滤波法的矿用可移动救生舱蓄电池SOC估计方法。该方法在安时计量法的基础上，把影响蓄电池SOC估计的环境温度和放电电流因素作为蓄电池系统的噪声，采用扩展卡尔曼滤波法的优化估计递推算法对蓄电池SOC进行实时滤波与估计，从而提高了蓄电池SOC的估计精度。实验结果表明，该方法的蓄电池SOC估计结果与实测值基本一致，可用于矿用可移动救生舱蓄电池管理系统中。

基于径向基神经网络的电涡流传感器输出特性拟合研究

尤文坚, 梁兵, 李荫军

2013, 39(2): 47-50.

<摘要>(42) <PDF>(2)

摘要:
针对电涡流传感器的输出特性参数非线性较大, 不能精确地反映被测物理量的问题，提出了一种采用径向基神经网络对电涡流传感器的输出特性参数进行拟合的方案。该方案采用newrb函数创建一个径向基神经网络，以被测物理量作为输入矩阵、电涡流传感器输出电压作为输出矩阵，对该径向基神经网络进行训练，从而可得到均方根误差小且光滑的电涡流传感器输出特性拟合曲线。实验结果表明，只要选择合适的创建函数和扩展系数，径向基神经网络能有效地实现电涡流传感器输出特性的拟合。

基于遗传优化的BP神经网络法在甲烷检测中的应用

李卯东, 梁永直, 贾文沛, 夏路易

2013, 39(2): 51-53.

<摘要>(49) <PDF>(2)

摘要:
针对传统的最小二乘法拟合红外传感器的输出特性曲线时存在误差大、计算复杂，传统的BP神经网络法拟合红外传感器的输出特性曲线时存在网络收敛速度慢、易陷入局部极小的问题，通过分析改进的最小二乘法和改进的基于遗传优化的BP神经网络法的拟合效果，指出改进的BP神经网络法拟合度较高，并给出了改进的BP神经网络法在甲烷体积分数检测中的实验结果。结果表明，该方法能够拟合出理想的曲线，有效提高了红外传感器的检测精度及响应速度。

一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩技术

黄友锐, 曲立国, 史明

2013, 39(2): 54-57.

<摘要>(61) <PDF>(2)

摘要:
针对物联网基于IPv6的低功耗无线个域网6LoWPAN报头压缩技术中的LoWPAN_HC1和LoWPAN_HC2对于全局地址和多播地址的作用非常有限，而LoWPAN_IPHC存在广播通信无方向性、冗余的网络通信消耗等问题，提出了一种基于簇策略的物联网6LoWPAN报头压缩方法LoWPAN_CIPHC。该方法采用簇的策略细化报头压缩目的地址与源地址，既可以使内部网络通信路径最优，又方便控制广播区域。测试结果表明，与LoWPAN_IPHC相比，LoWPAN_CIPHC能够在不增加运算的情况下，减少网络通信消耗。

基于交流跟踪的同步发电机最优励磁控制技术研究

安巧静, 朱长青, 谷志峰, 刘峰, 赵元平

2013, 39(2): 58-62.

<摘要>(68) <PDF>(2)

摘要:
针对同步发电机采用传统PID控制不能很好地满足电力系统对抑制振荡、提高动态稳定极限等方面要求的问题，提出了一种基于交流跟踪的同步发电机最优励磁控制方法；给出了基于拉格朗日方法的同步发电机励磁系统偏差线性化模型，分析了最优励磁控制量的确定方法，建立了基于最优励磁控制方法的同步发电机系统仿真模型。仿真结果表明，与传统PID控制方法相比，最优励磁控制方法能够实时控制同步发电机励磁系统，确保了同步发电机的输出稳定性。

基于贝叶斯和决策树的入侵检测方法

池静, 杨振宇, 张婷

2013, 39(2): 62-65.

<摘要>(39) <PDF>(2)

摘要:
针对目前基于贝叶斯或决策树的入侵检测方法存在检测率低、误检率高的问题，提出了一种基于贝叶斯和决策树的入侵检测方法。该检测方法首先采用基于特征相似度的朴素贝叶斯方法对训练集中的样本进行分类，更新每个样本的类值；然后对训练集中的样本再次使用朴素贝叶斯方法进行分类，对存在误分类样本的类采用决策树的信息增益来确定属性划分子类，再对子类进行分类和划分操作；最后建立贝叶斯和决策树的混合模型进行入侵检测。实验结果表明，与单独使用贝叶斯或者决策树的检测方法相比，该检测方法具有较高的检测率。

基于Mel频率倒谱系数和遗传算法的煤矸界面识别研究

何爱香, 王平建, 魏广芬, 张守祥

2013, 39(2): 66-71.

<摘要>(54) <PDF>(2)

摘要:
针对现有的煤矸界面识别技术采用的γ射线法不适用于顶板不含放射性元素或者放射性元素含量较低的工作面，而雷达探测法探测范围小、信号衰减严重的问题，提出了一种基于Mel频率倒谱系数和遗传算法的煤矸界面识别方法。该方法利用煤矸放落过程中产生的声波信号的特征差异进行煤矸识别，采用Mel频率倒谱系数将去噪后的煤矸声波信号变换到频域进行处理，提取出煤矸声波信号的32维特征参数；采用遗传算法优化处理32维特征参数，得到最优参数组合；采用支持向量机和BP神经网络对最优参数进行识别。实验结果表明，该方法能够准确识别出煤矸下落状态。

一种矿井巷道图像边缘检测算法

赵谦, 王奕婷, 曾召华, 侯媛彬, 赵肃

2013, 39(2): 71-75.

<摘要>(93) <PDF>(3)

摘要:
针对传统的Canny算法在处理模糊的矿井巷道图像时存在边缘提取效果较差的问题，提出了一种基于小波变换和Canny算法的矿井巷道图像边缘检测算法。该算法首先对矿井巷道原始图像做小波分解，获得低频图像和高频图像，从而避免模糊图像对边缘检测效果的影响；然后采用Canny算法计算低频图像和高频图像的一阶差分，获得低频图像和高频图像的梯度图，通过计算局部梯度最大值，获得高频图像和低频图像的边缘图；当高频图像的边缘图上出现间断点时，在低频图像的边缘图中检测该点的8点邻域，寻找连接点，即可得到完整的矿井巷道边缘检测图。实验结果表明，与传统的Canny算法相比，该算法能够检测到较多的图像边缘点，具有较好的边缘连接效果。

基于经验模态分解差分谱的故障选线新方法

郑晨, 王晓卫, 刘雅娟, 田书

2013, 39(2): 75-79.

<摘要>(53) <PDF>(2)

摘要:
提出了一种基于经验模态分解差分谱的小电流接地系统单相接地故障选线新方法。该方法采用经验模态分解方法分解故障发生后各条线路的暂态零序电流，提取出各条线路的高频IMF1分量，并根据差分谱和波动值的定义，求出各条线路的IMF1分量差分谱及IMF1分量波动值；通过比较各条线路的IMF1分量波动值，得出IMF1分量波动值最大的线路，则该线路即为故障线路。仿真结果表明，该方法具有较高的选线准确度，适用于不同接地电阻与不同故障初相角情况下的小电流接地系统故障选线。

750 kV高漏抗变压器式分级可控高抗应用研究

梁福波, 智勇, 郑伟

2013, 39(2): 80-83.

<摘要>(71) <PDF>(3)

摘要:
针对某地区750 kV输变电系统存在运行电压偏高的问题，提出了一种将高漏抗变压器式分级可控高抗SCSR应用于该750 kV输变电系统的设计方案；分析了SCSR的工作原理，采用电磁暂态仿真软件建立了系统仿真模型，分别仿真了系统在正常状态和故障状态下SCSR投入时抑制工频过电压和潜供电流及容量调节的效果。仿真结果表明，SCSR可有效降低该750 kV输变电系统的稳态运行电压，提高系统稳定性。

煤矿安全监控系统中RS485总线的抗干扰设计

赵小兵, 周雪峰

2013, 39(2): 83-86.

<摘要>(51) <PDF>(7)

摘要:
针对煤矿井下复杂的电磁环境会使RS485总线性能下降而影响煤矿安全监控系统数据传输的问题, 指出应从故障保险电路、电气隔离、抗浪涌过电压的接口保护、通信软件编程等方面对RS485总线进行抗干扰设计，并给出了这几个方面的抗干扰设计实现。实际应用表明，该抗干扰设计可确保煤矿安全监控系统数据传输的稳定运行。

静电对煤矿安全的危害及其预防

朱前伟, 曹永国

2013, 39(2): 87-89.

<摘要>(36) <PDF>(2)

摘要:
介绍了静电的产生及其对煤矿安全的危害，提出了煤矿产品的防静电措施，包括产品在设计阶段的静电放电设计方法和外壳材质的抗静电设计、检验阶段的抗静电检测方法、应用阶段的防静电措施。这些措施对预防由静电引起的煤矿安全事故有一定的指导意义。

煤矿可移动式救生过渡站的配置及其供氧系统设计

宫成

2013, 39(2): 90-92.

<摘要>(59) <PDF>(2)

摘要:
介绍了一种新型煤矿井下紧急避险装备即煤矿可移动式救生过渡站的特点及安装位置，给出了过渡站内部配置方案及配置用途，介绍了基于压风供氧、压缩空气供氧和自救器供氧三级供氧方式的过渡站供氧系统的设计方法。该过渡站有效解决了煤矿发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、火灾、塌陷等灾害性事故时避险人员的人身安全问题。

载体催化型瓦斯传感器输出电压与瓦斯体积分数函数关系研究

陈坤华, 卢文科

2013, 39(2): 92-95.

<摘要>(73) <PDF>(3)

摘要:
针对载体催化型瓦斯传感器的近似直线形的输出曲线存在非线性误差较大、准确度低的问题，提出了一种采用最小二乘法建立载体催化型瓦斯传感器输出电压与瓦斯体积分数函数关系的方法。以MJC4/2.9J型载体催化元件为实验对象，结合相应的实验数据得到输出电压与瓦斯体积分数的拟合曲线，该拟合曲线的结果表明, 采用最小二乘法建立的瓦斯传感器输出电压与瓦斯体积分数函数关系非线性误差较小、准确度高, 并将该函数关系应用到瓦斯检测仪的设计中。实际应用结果表明，该瓦斯检测仪具有较高的精度及稳定性。

基于DM642的矿井提升机钩数统计系统设计

闫占芳, 华钢, 刘盼, 朱艾春

2013, 39(2): 96-99.

<摘要>(50) <PDF>(2)

摘要:
针对传统的矿井提升机钩数统计方法存在计数不准确、效率低的问题，设计了一种基于DM642的矿井提升机钩数统计系统，给出了该系统的整体结构，详细介绍了将Sobel算子边缘检测算法和帧差法相结合的提升机钩数统计算法实现。实验结果验证了该系统的实时性和准确性。

主井带式输送机电控系统的变频改造

陈鼎智

2013, 39(2): 99-101.

<摘要>(40) <PDF>(3)

摘要:
针对某煤矿主井带式输送机的节能改造需求，提出了该输送机电控系统的变频改造方案，介绍了改造后系统结构及其采用的ACS800变频器的控制原理，分析了改造后系统在实际应用中存在的问题及相应的解决办法。

带式输送机一体化控制装置研制

邢海龙

2013, 39(2): 102-103.

<摘要>(43) <PDF>(7)

摘要:
针对带式输送机在缩带、张紧、卷带过程中存在作业程序多、劳动强度大的问题，设计了一种带式输送机一体化控制装置。该装置中的液压自动张紧装置完成带式输送机在运行过程中的自动张紧及工作面推移时的输送带储带任务；液压自动卷带装置把储带仓的输送带卷曲并移出带式输送机，再运至井上进行处理。实际应用表明，该装置运行效果较好，顺利完成了输送带的缩带、卷带工作。

空压机并网运行自稳压控制系统改造

刘捷, 朱超, 蒋士博

2013, 39(2): 104-106.

<摘要>(48) <PDF>(2)

摘要:
针对某厂空压机并网改造后运行效果不理想的问题，介绍了空压机并网运行自稳压控制系统的二次改造方案。该方案将2台空压机储气罐串联，既增大了储气罐的容量，又保证了输出的压缩空气流量和压力的可靠性、稳定性；可预先设定2台空压机的循环运行间隔时间；当一台空压机故障时，另一台空压机可自动投入工作；设有急停开关、2台空压机的启动及停止开关，可直接控制2台空压机的启动或停止运行。实际应用表明，二次改造后的空压机组运行稳定、正常。

煤矿供电系统过电压研究

徐建军

2013, 39(2): 107-111.

<摘要>(29) <PDF>(3)

摘要:
针对某煤矿35 kV供电系统在雷暴日经常发生过电压现象的问题，分析了过电压产生的原因，指出是分频谐振引起系统电压异常，电压互感器和架空线路的对地电容是引起分频谐振的元件，通过分析该供电系统的谐振过电压参数，给出了相应的改造方案，即更换励磁伏安特性较好的电压互感器，在电压互感器高压侧中性点加装非线性消谐器，安装多功能智能消谐装置。实际运行表明，该改造方案实施后，35 kV供电系统未发生谐振过电压现象，运行可靠。

电能质量监测系统设计

张宗华

2013, 39(2): 111-114.

<摘要>(69) <PDF>(3)

摘要:
针对电能质量受到短路、断路、漏电、谐波等因素影响的问题，设计了一种基于DSP的多功能电能质量监测系统，详细介绍了该系统3个组成部分即前端信号采集电路、下位机、上位机分析软件的设计。实验结果表明，该系统可实时检测及计算电压、电流、功率、功率因数、频率、谐波等电力参数，具有较好的监测效果。

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2013年第39卷第2期

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