《工矿自动化》2019年度优秀论文_中国煤炭行业知识服务平台

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《工矿自动化》2019年度优秀论文

来源：《工矿自动化》

《工矿自动化》编辑部综合考虑论文的创新性(审稿专家评审意见)、规范性(责任编辑推荐)和读者关注度(中国知网被引频次和下载量)，从2019年度发表的238篇论文中评选出30篇优秀论文，名单如下(以论文发表先后顺序排列)。

行业视野: 其他
类别; 186个
关键词; 97位
专家; 30篇
论文; 25342IP
点击量; 41847次
下载量

悬臂式掘进机器人巷道成形智能截割控制系统研究

作者(Author)：杨文娟, 张旭辉, 张超, 赵建勋, 马宏伟

摘要：针对目前煤矿井下掘进过程自动化程度低、掘进效率低、巷道成型质量差等问题，提出了一种悬臂式掘进机器人巷道成形智能截割控制系统。该系统结合巷道尺寸和截割工艺要求，基于三次多项式光滑函数的悬臂式掘进机器人关节空间轨迹规划方法，通过建立的悬臂式掘进机器人坐标系统及悬臂式掘进机器人运动学正问题与逆问题求解，确定轨迹规划光滑函数参数；规划好截割轨迹后，以视觉定位方法获得的悬臂式掘进机器人截割头位姿数据作为反馈量，基于反馈线性化积分滑模控制器的截割轨迹控制算法实时计算控制量，以规划轨迹点和视觉测量位姿点构建反馈控制系统，实现对悬臂式掘进机器人巷道成形截割过程的动态控制。实验结果表明，该系统能够实现悬臂式掘进机器人巷道成形截割过程的智能控制，定位精度高，稳定性好，轨迹跟踪误差小于25.61mm，可满足巷道成形质量需求。

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工矿自动化

2019年第09期

909

296
煤矿巡检机器人同步定位与地图构建方法研究

作者(Author)：杨林, 马宏伟, 王岩, 王川伟, 张珍珍

摘要：针对煤矿井下无GPS环境下巡检机器人自主定位问题，研究了基于激光雷达的同步定位与地图构建方法。首先建立激光雷达观测模型和里程计预测模型，将机器人定位和地图构建的实际问题转换为概率数学模型的逻辑推理问题。同时采用自适应蒙特卡罗定位算法进行机器人实时位姿估计，提出了根据粒子权重（地图的匹配度）进行重采样的方法,以去除权重小的粒子，实现了用较少、较好粒子精确表达机器人位姿的后验概率分布，满足机器人利用传感器在栅格地图上实时定位的需求。通过对Fast-SLAM算法进行优化，减少了粒子数量，缓解了粒子耗散,提高了地图构建的精确性。实验结果表明，基于激光雷达的同步定位与地图构建方法有效解决了巡检机器人实时位姿估计和环境地图构建的问题，结合自适应蒙特卡罗定位算法和优化Fast-SLAM算法提高了机器人定位的自适应性和地图构建的精确性。

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2019年第09期

842

240
煤矿救援机器人研究现状及发展趋势

作者(Author)：郑学召, 赵炬, 张铎, 郭军

摘要：介绍了煤矿救援机器人动力系统、防爆设计、多参数监测及通信系统等的国内外研究现状及应用情况，指出煤矿救灾机器人存在续航能力有限、行走控制距离短、防爆材料质量大、信息处理与传输可靠性差等问题。展望了煤矿救灾机器人的发展趋势：研发适用于煤矿领域的新能源电池是煤矿救援机器人动力电源的发展趋势之一；研发具有自主行走、定位与路径规划的智能化机器人是未来煤矿救援机器人发展的趋势；防爆材料轻量化、多源信息智能融合、无线加有线的通信方式也将是煤矿救援机器人智能多元化发展的方向。

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工矿自动化

2019年第09期

716

203
煤矿工业互联网信息安全风险评估

作者(Author)：孟庆勇, 顾闯

摘要：针对煤矿工业互联网信息安全防护手段多应用于较小区域、难以对整体信息安全风险进行评估的问题，提出了一种基于静态和动态2个维度的煤矿工业互联网信息安全风险评估方法。该方法根据《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》及GB/T 34679—2017《智慧矿山信息系统通用技术规范》，对煤矿信息系统已实施的安全防护条例进行特征化转换，建立各系统中安全防护要求的关联系数矩阵，进而计算出系统实际实施的安全防护条例数量；再结合威胁发生数和发生更高级风险的概率，建立安全风险评估模型，进而对煤矿工业互联网进行信息安全风险评估。测试结果表明，该方法能有效评估煤矿工业互联网信息安全状况，指导煤矿企业进行信息安全风险分析、安全防护规划设计及实施，从而降低煤矿工业互联网信息安全风险。

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工矿自动化

2019年第08期

967

187
煤矿巷道多源数据融合定位算法研究

作者(Author)：包建军

摘要：煤矿巷道非视距条件下单独使用飞行时间定位算法或接收信号强度算法存在方向判断不准确、定位误差较大等问题；飞行时间定位算法与接收信号强度算法联合定位，虽然在方向判断的准确率上较单独的飞行时间定位算法有所提高，但对于标签在非视距运动场景下的判断仍不够准确，定位轨迹不够平滑。针对上述问题，提出了一种基于飞行时间定位算法、接收信号强度及多项式插值方法的煤矿巷道多源数据融合定位算法。该算法首先测量标签与定位基站间的飞行时间，并计算接收信号强度，然后根据标签历史轨迹采用多项式插值方法拟合、预测当前时刻标签位置，根据预测位置、飞行时间和接收信号强度组合判定标签相对基站所在方向，最后通过加权数据融合优化定位结果，从而提高定位稳定性及准确度。实验结果表明，相比于单一飞行时间定位算法或接收信号强度算法，该算法有效提高了定位系统的精度和稳定性，可以更准确地判断标签相对基站的方向，方向判断准确率高达99%。

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工矿自动化

2019年第08期

368

185
煤与瓦斯突出预警技术研究现状及发展趋势

作者(Author)：宁小亮

摘要：从煤与瓦斯突出灾害预警理论、预警信息采集途径、预警指标与模型、预警软件系统4个方面对煤与瓦斯突出预警技术的研究成果进行了综合梳理和详细分析，指出了现有煤与瓦斯突出预警技术存在的问题：部分预警信息获取的时效性和可靠性有待进一步提高，预警模型未实现信息有效深度挖掘等；提出了煤与瓦斯突出预警技术的发展趋势：高自动化水平、高精度的突出预警信息监测采集技术及装备研发，基于大数据的突出预警指标与模型研究，基于云技术的突出预警软件系统开发。

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工矿自动化

2019年第08期

456

176
深部冲击地压智能防控方法与发展路径

作者(Author)：潘俊锋, 刘少虹, 马文涛, 冯美华, 王书文, 高家明

摘要：为了解决冲击地压威胁深部智能开采与防控人员安全问题，提出了深部冲击地压智能防控方法。基于基础静载荷诱发冲击地压启动的关键作用，指出深部冲击地压智能防控的理论基础是自动探测采掘空间内围岩基础静载荷，并实现智能化、精准化降低其集中程度，以提高后期获取增量静载荷、动载荷的门槛，从而达到冲击地压防控目的。提出了未来深部冲击地压智能防控研究发展路径：冲击地压灾害多源信息主动调度理论与方法，多源信息融合的防灾治灾方案专家库，高速交互智慧机器人与信息化装备，冲击地压灾害智能治理与复合灾害自适应技术，重大灾害防控效能自评价技术。

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工矿自动化

2019年第08期

1404

341
基于物联网的可融合性煤矿监控系统研究

作者(Author)：贺耀宜, 王海波

摘要：根据《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》中对监控系统多系统融合的要求，设计了一种基于物联网的可融合性煤矿监控系统，分别对井下数据融合与地面数据融合提出了解决方案：井下数据融合通过融合分站为区域内各类业务子系统提供相对独立的数据采集传输通道和业务处理单元、将各类数据进行融合后分发给相应的业务子系统，通过多业务融合网关调度多台融合分站来实现跨区域业务子系统数据融合；地面数据融合通过多系统融合软件平台实现数据分类存储、分析挖掘、综合利用和一体化展示。研究了主数据、消息服务总线、“一张图”模式展示等可融合性煤矿监控系统关键技术。该系统能为智慧矿山提供统一、一致的数据源支撑,从而实现监控系统一体化融合与应急联动。

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工矿自动化

2019年第08期

1127

320