工矿自动化

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孙继平, 刘剑桥

2015, 41(11): 1-6. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.001

<摘要>(69) <PDF>(7)

摘要:
针对现有煤岩识别方法适用范围小、识别正确率低等问题，采用图像分块离散余弦变换处理煤岩图像，将每一个图像块的DCT变换系数以“Z”字型排列，构成表达图像块的向量；采用2种方式提取煤岩图像特征：一种是用图像块向量每一维的均值和所有图像块向量的总体方差构成煤岩图像特征向量，另一种是按照图像块DCT变换顺序，将图像块向量级联构成煤岩图像特征向量；采用学习向量量化神经网络进行煤岩识别，2种特征提取方式的识别准确率均为96.67%，比Haar小波方法提高了3.3%，比Daubechies小波方法提高了5.8%。

煤矿井下掘进巷道瓦斯涌出R/S分析

张鹏翔, 韩真理, 李青松, 朱权洁, 衡献伟, 张书金

2015, 41(11): 7-10. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.002

<摘要>(65) <PDF>(5)

摘要:
为了掌握煤与瓦斯突出危险性变化情况，分析了煤层瓦斯涌出量影响因素，采用R/S分析方法对煤矿掘进巷道瓦斯涌出情况进行研究，得出结论：掘进巷道瓦斯涌出时间序列具有分形特性，当检测到瓦斯涌出时间序列的Hurst指数出现降低趋势并有较大波动时，说明将会出现瓦斯涌出异常，需要提前采取一定的安全防范措施。

经纬度坐标下矿山微震震源深度的测定方法

王猛, 王国富, 张法全, 黄桂强

2015, 41(11): 10-13. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.003

<摘要>(93) <PDF>(5)

摘要:
针对经纬度坐标下矿山微震震源深度难以确定或误差较大的问题，提出了一种震源深度的测定方法。该方法在只利用微震P波走时的情况下，通过改进微震线性定位法计算微震震源的平面位置和发震时刻，然后通过震源到台站的震中距和微震走时，先进行TD模式拟合，在剔除错误数据后进行DT模式拟合，最后依据拟合直线的截距确定震源深度。实际应用结果表明，该方法能有效降低错误实测数据的干扰，提高震源深度的测定精度。

基于Quest3D和PLC的采煤机远程监控系统

吴海雁, 王天龙, 张旭辉, 毛清华, 杜昱阳, 高百战, 马宏伟

2015, 41(11): 14-17. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.004

<摘要>(68) <PDF>(4)

摘要:
针对采煤机视频监控和二维平面监控等传统手段存在的图像不清晰、无法直观反映采煤机工作状态等问题，提出了一种基于Quest3D和PLC的采煤机远程监控系统。该系统由PLC、计算机、远程操控台等构成硬件平台，采用Quest3D软件实现虚拟监测平台，利用虚拟现实数据接口和FX2N系列PLC的编程口实现软硬件之间的通信。测试结果表明，该系统能够实现采煤机工况参数的实时显示以及采煤机的远程控制功能。

基于光纤光栅的围岩应力监测技术研究

李虎威, 方新秋, 梁敏富, 薛广哲

2015, 41(11): 17-20. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.005

<摘要>(136) <PDF>(5)

摘要:
针对目前围岩应力监测效率不高、监测真实性和准确性差等问题，根据光纤光栅传感原理和受力特性，提出一种可进行实时在线监测和长期监测的围岩应力监测系统。该系统将光纤光栅传感技术应用于围岩应力实时监测，具有监测精度高、误差小、抗干扰能力强的优点。

隧道多中继协作通信系统功率分配与容量优化

翟文艳, 孙彦景, 李松, 梁迪慧

2015, 41(11): 21-25. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.006

<摘要>(74) <PDF>(5)

摘要:
基于多波模信道模型建立了矩形隧道多中继协作通信系统模型，给出了放大转发和译码转发协作模式下多中继协作通信系统的信道容量计算公式。在系统总功率受限的情况下，提出了基于遗传算法的隧道多中继放大转发协作通信系统优化功率分配方法和隧道多中继译码转发协作通信系统多重KKT优化功率分配方法，以优化系统的信道容量。仿真结果表明，隧道多中继协作通信系统优化功率分配方法可提升系统的信道容量。

一种新型煤矿井下巷道精确定位方法

游春霞, 张申, 胡青松, 翟彦蓉

2015, 41(11): 26-30. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.007

<摘要>(55) <PDF>(4)

摘要:
针对现有煤矿井下基于电磁波的定位系统存在定位精度不高的问题，提出了基于可见光通信的煤矿井下精确定位方法。该方法应用可见光通信技术，采用LED光源广播自身位置信息，依据移动终端接收光信号的强度，计算出移动终端与特定LED光源点的距离，进行二维和三维的精确定位，定位精度可以达到几厘米。相比电磁波定位手段，该方法有效克服了多径干扰现象，定位效果显著。

人耳图像特征提取方法及其在矿工身份识别中的应用

伍云霞, 张好朋, 杜东璧

2015, 41(11): 30-34. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.008

<摘要>(88) <PDF>(5)

摘要:
针对现有人耳特征提取方法主要采用几何形状法和代数法提取，存在偏差较大的问题，提出了一种新的人耳图像特征提取方法，并将其应用到矿工身份识别中。该方法利用三尺度canny算子提取人耳边缘图像，运用凸包算法提取人耳边缘特征点，采用轮廓搜索算法提取人耳外轮廓，在极平面上用外耳轮廓上的点到极点的距离与人耳长轴的比值构成人耳特征向量，解决了几何形状法提取人耳特征偏差大的问题。将用该方法提取的人耳图像特征用于矿工身份识别，正确识别率达96%。

基于CamShift和粒子滤波的煤矿变电所人员目标跟踪算法研究

郝建华

2015, 41(11): 35-38. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.009

<摘要>(84) <PDF>(3)

摘要:
提出了一种基于CamShift和粒子滤波的煤矿变电所人员目标跟踪算法，并进行了实验验证，证明了该算法能提高运动目标的跟踪准确率。

基于最差原则的故障指示器故障判定方法

郑国华, 黄朵, 王军锋, 吴孝彬, 许为钤, 孙振业, 张伟

2015, 41(11): 39-43. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.010

<摘要>(54) <PDF>(5)

摘要:
为解决矿区配电网非健全信息情况下故障指示器故障判定问题，提出了最小故障判定区域的概念，基于最小故障判定区域概念建立了故障指示器故障判定数学模型，以该数学模型为基础提出了一种基于最差原则的故障指示器故障判定方法。该方法通过最差原则对短路故障信号及接地故障信号进行辨识与修正，一定程度上解决了故障信号漏报和误报等非健全信息情况下的故障判定问题。运行实例证明了所提方法的实用性和准确性。

井下带状环境中无线传感器网络路由协议研究

董立红, 鲁翔宇

2015, 41(11): 43-47. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.011

<摘要>(36) <PDF>(3)

摘要:
针对用于井下矿压监测系统的无线传感器网络节点呈带状静态分布的特点，以最小跳数路由协议为研究对象，对其路由创建阶段、数据传输阶段、维护更新阶段进行改进，提出了一种节点能量分级的最小跳数路由协议。该路由协议通过对节点能量分级处理的方式，减少了控制分组和数据传输路径的冗余量。仿真结果表明，该路由协议的网络生存期、数据分组平均端到端时延以及控制分组百分比较传统的定向扩散协议及最小跳数路由协议有明显改善。

一种矿井动态图像增强方法

杨勇, 岳建华, 李玉良, 王庆飞

2015, 41(11): 48-52. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.012

<摘要>(45) <PDF>(3)

摘要:
针对矿井动态监控图像存在“雪花”噪声、图像灰度值较低、细节灰度差别较小等问题，提出一种动态图像增强方法。首先对原始图像进行改进的直方图均匀化处理，然后进行照度估计，对得到的光照度图像进行归一化修正，同时采用非线性动态增益对反射光图像进行修正。采用矿井机车管理系统采集的监控图像对该方法进行验证，结果表明经该方法处理的图像效果较好。

基于曼哈顿距离法的颗粒流速检测技术

陈建阁

2015, 41(11): 52-55. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.013

<摘要>(28) <PDF>(2)

摘要:
提出采用曼哈顿距离法检测气/固两相流中固相颗粒的流速，介绍了检测原理，并提出一种延时估计算法，以降低处理器的数据存储空间；构建了实验系统，分别采用互相关原理检测法和曼哈顿距离法对示波器采集信号进行分析，结果表明曼哈顿距离法检测结果具有较好的稳定性、可靠性。

基于条纹投影和二维主成分分析的边坡监测方法

赵谦, 许新亚

2015, 41(11): 56-59. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.014

<摘要>(45) <PDF>(6)

摘要:
针对现有边坡监测方法存在监测点少、分辨率低、测量周期长等问题，为了实时监测煤矿边坡的沉降并有效抑制虚警，提出了一种基于条纹投影和二维主成分分析的边坡监测方法。该方法首先使用三频彩色条纹投影轮廓术快速精确地获取被测边坡的高程信息，然后对其进行二维主成分分析，简化计算量，最后根据被测边坡对应位置不同时刻的欧氏距离来判断边坡是否发生虚警。实验结果表明，该监测方法能有效地监测到边坡的虚警，具有良好的实时性和鲁棒性。

一种煤矿供电系统正负序分解方法研究

黄知超, 廖志剑, 黄祥莉

2015, 41(11): 60-64. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.015

<摘要>(54) <PDF>(2)

摘要:
针对煤矿井下电网不平衡时产生的负序分量影响电力机车稳定运行的问题，同时为了满足机车的三相PWM整流控制需求，在分析旋转坐标系下不对称信号特征和改进型自适应陷波滤波器原理的基础上，提出了一种不对称信号正负序分解的方法。该方法将不对称信号进行旋转坐标系运算，再采用改进型自适应陷波滤波器滤除其中的2倍工频信号，以实现正负序分离。Matlab/Simulink仿真结果表明，采用该方法可以准确快速地分解出不对称信号中的正负序直流量，且可以滤除一定的谐波。

基于相电流幅值分时比值的煤矿漏电保护方法

陈照业, 马星河, 裴志强, 张均伟, 董红令

2015, 41(11): 64-68. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.016

<摘要>(23) <PDF>(4)

摘要:
针对中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时接地点故障电流较小的问题，提出一种基于相电流幅值分时比值的煤矿漏电保护方法。该方法通过采样计算，获得线路暂态相电流互积求和比值和稳态相电流互积求和比值，分别进行暂态和稳态漏电保护，根据相电流比值较大的判据结果作出漏电保护判断结论，从而自动选出故障线路并跳闸。Matlab仿真结果表明，该方法可有效实现漏电保护，选线判断结果准确可靠。

矿山应急指挥平台体系层次模型探讨

郑万波, 吴燕清, 刘丹, 李先明

2015, 41(11): 69-73. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.017

<摘要>(57) <PDF>(4)

摘要:
针对中国现有矿山应急指挥平台缺乏理论体系支撑、协调能力差、各级平台差异大而衔接困难的问题，采用宏观体系工程和微观ICS（事故指挥系统）体系框架结合的方法，从4个基本层次（体系的目标使命、体系的服务、系统的目标和系统的行为）的6个方面（使命、任务、作战能力、作战体系、平台/设施和系统）构建了一种矿山应急指挥平台体系层次模型，为矿山应急指挥平台体系的定性和定量分析提供了参考。

煤矿通风系统现状及智能通风系统设计

杨杰, 赵连刚, 全芳

2015, 41(11): 74-77. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.018

<摘要>(152) <PDF>(20)

摘要:
分析了现有矿井通风系统的应用现状，指出了当前通风系统的不足，依据工业4.0理念给出了智能通风系统的研究方法；根据该研究方法，提出了一种基于现场总线技术的智能通风系统设计方案。该系统采用模块化的设计方法，将数据采集、分析处理、决策执行等子系统设计成若干个独立的模块，并利用以太网技术传输数据，采用现场CAN总线网络实现功能控制，可以实现按需供风、超前调风量等功能。

基于分治思想的恒速升温PLC控制系统设计

魏福鹏, 乔铁柱

2015, 41(11): 78-80. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.019

<摘要>(68) <PDF>(3)

摘要:
基于实用性、低成本及高精度控制考虑，设计了基于分治思想的恒速升温PLC温控系统。该系统将升温过程分为多个升温子单元，并计算每个升温子单元的升温时间及设定温度，最后依次执行升温子单元。用最小二乘法拟合升温曲线，得到拟合温度曲线升温速率与理论温度曲线升温速率之间的误差为3.62%，表明该系统控制精度较高，升温速率误差较小。

煤矿谐振接地故障模糊综合选线方法

马春艳, 龚瑛

2015, 41(11): 81-84. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2015.11.020

<摘要>(50) <PDF>(4)

摘要:
针对谐振接地系统中依据稳态分量的故障选线方法失效的问题，从暂态分量角度甄选了零序能量法、小波变换法和增强小波包法进行分析。引入模糊综合选线方法对3种方法进行集成，并运用层次分析法确定3种方法的权重。仿真分析结果表明, 零序能量法和增强小波包法的可靠性较好，而小波变换法出现了误判，可靠性较差；模糊综合选线方法没有受到其他错误信号的干扰，给出了正确结论，具有较强的可靠性。

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2015年第41卷第11期

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