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“智能矿山建设构思与实践”专题

来源：工矿自动化

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智能化

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  • 基于改进YOLOv5s模型的煤矸目标检测

    作者(Author)： 沈科, 季亮, 张袁浩, 邹盛

    摘要：针对现有基于深度学习的煤矸目标检测方法存在检测速度慢且检测精度较低等问题，提出了一种改进YOLOv5s模型，并将其应用于煤矸目标检测中。改进YOLOv5s模型在YOLOv5s模型Backbone区域嵌入自校正卷积SCConv作为特征提取网络，可更好地融合多尺度特征信息；由于煤块和矸石的尺寸相对整张图像过小，对YOLOv5s模型Neck区域进行适当精简，将适合检测较大尺寸对象的19×19特征图分支删除，从而降低模型复杂度并提高检测实时性；对通过K-means算法聚类得到的锚框进行线性缩放，提高模型检测精度。基于改进YOLOv5s模型的煤矸目标检测实验表明，相较于YOLOv5s模型，改进YOLOv5s模型能准确检测出相应的煤块和矸石，且改进YOLOv5s模型大小降低了1.57 MB，帧速率增加了2.1帧/s，平均精度均值提高了1.7%，表明改进的YOLOv5s模型检测精度和检测速度均有提升。
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    工矿自动化
    2021年第11期
    333
    191
  • 煤矿5G无线通信系统建设构想

    作者(Author)： 顾义东, 孟玮

    摘要：提出了煤矿5G无线通信系统的基本架构：5G核心网、基带处理单元(BBU)、远端汇聚站(RHUB)及5G基站之间由5G承载网连接，实现各网元之间信令传输；井下采用5G基站及天线实现井下无线信号覆盖，基站通过RHUB进行汇聚后，与BBU相连并接入5G核心网。比较了用户面功能/移动边缘计算(UPF/MEC)下沉与独立专网2种5G核心网建设方案的优缺点；研究了5G核心网与BBU之间、BBU与RHUB之间、RHUB与5G基站之间的承载网，重点介绍了5G核心网与BBU之间承载网常用的光纤直连、切片分组网(SPN)及第五代固定网络(F5G)3种承载方式的特点及适用场景；给出了煤矿5G基站、5G终端及5G通信模组等设备的设计方案。结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求，探讨了5G无线通信系统在煤矿的典型应用，如融合一体化通信、高带宽业务应用、智能工作面业务应用、矿山车辆远程控制或无人驾驶等。指出小型化行业5G核心网设计、矿用5G基站等设备的低功耗及本安化设计、700 MHz频段5G设备的井下应用以提升5G基站覆盖范围、矿用5G手机终端的定制及行业APP的开发、低功耗5G通信模组的开发、结合现场需求更多行业应用场景的深入挖掘等是煤矿5G无线通信系统进一步的优化方向。
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    工矿自动化
    2021年第10期
    405
    271
  • 煤矿安全智能化及其关键技术

    作者(Author)： 武福生, 卜滕滕, 王璐

    摘要：煤矿安全智能化技术是指与煤矿安全相关的智能化技术,是实现煤矿典型灾害智能感知和精准预警的必要技术手段，也是煤矿安全生产的重要支撑。分析了煤矿安全智能化对煤炭行业发展的重要意义，总结了煤矿安全智能化的研究现状及成果。针对我国煤矿安全智能化发展中存在的技术体系不明、信息融合交互少、技术发展不平衡等问题，构建了煤矿安全智能化体系架构，包括智能传感数字化、设备物联网络化、安全融合智能化等层次，明确了依托煤炭工业互联网实现安全智能化体系建设与信息融合的思路。以传感器的数字化、可靠性等关键技术为切入点，重点分析了安全传感技术的智能化发展问题；提出了推进煤矿安全智能化的数字化、网络化、智能化等关键技术及其发展思路，以推动煤矿安全智能化建设，促进煤炭行业高质量发展。
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    工矿自动化
    2021年第09期
    339
    316
  • 面向无人驾驶的井下行人检测方法

    作者(Author)： 刘备战, 赵洪辉, 周李兵

    摘要：受煤矿井下光照不均匀、背景复杂、红外线干扰、光线昏暗和图像中目标小且密集等影响，现有方法检测井下行人时效果不理想。针对上述问题，提出了一种多传感器融合的井下行人检测方法。该方法通过分步多特征融合方式将可见光传感器、红外传感器和深度传感器采集的图像特征进行融合，获得了更加丰富的图像特征；在RetinaNet的基础上，将Dense连接加入到ResNet中，形成一种具有层级相连结构的Dense-ResNet，能够从多传感器融合结果中提取出深层图像特征，增强了对小目标的检测能力。实验结果表明，多传感融合图像相较于单一图像可获得更加丰富的目标特征，有利于提高目标检测精度；Dense-RetinaNet相较于RetinaNet在多目标和小目标检测精度上均有所提高。
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    工矿自动化
    2021年第09期
    286
    121
  • 智能矿山综合管控平台建设构思

    作者(Author)： 韩安, 陈晓晶, 贺耀宜, 高文

    摘要：为有效解决煤炭行业现有单系统单业务应用模式下信息孤岛严重、业务互联互通不足、数据价值挖掘利用差，现有物联网、云计算、大数据、人工智能、智能控制等新一代信息技术应用点单一、智能化赋能不足等问题，将新一代信息技术与煤矿安全、生产、运营管控业务进行深度融合，提出了智能矿山综合管控平台建设构思。该平台基于智能矿山基础信息平台，通过煤炭工业大数据中心对海量异构数据进行汇聚、治理、存储与分析，应用数据中台、技术中台及应用中台实现在同一平台的数据融合、协同控制、业务联动与决策分析。采用统一门户、统一数据及统一风格，搭建集中统一的生产调度协同管控、风险综合防控管理、决策分析综合管控、精准运维检测等智能化管控业务应用中心；生产调度协同管控应用中心应用煤矿安全生产协同技术实现矿领导、调度指挥中心、科室、区队及班组之间业务互联与分级调度，固定场所下的融合调度与协同控制；风险综合防控管理应用中心以煤矿安全风险防控为核心，实现全矿风险危害要素的全方位感知、实时监视、动态评估、异常联动处置，保障煤矿安全生产高效有序运行；决策分析综合管控中心应用时序数据挖掘分析技术实现安全、生产、运营等指标态势分析及预测，通过安全生产大数据看板及个人工作台进行安全、生产、运营状况的综合展示；精准运维检测中心以运行探针方式，实现平台运行过程的故障监测及异常跟踪处理。
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    工矿自动化
    2021年第08期
    373
    289
  • 基于风险管控的煤矿安全综合防控体系

    作者(Author)： 陈小林, 屈世甲, 佘九华, 张羽

    摘要：针对以隐患管理为核心的煤矿安全管控体系存在实时性不高、覆盖面不够和复用性不强等问题，提出了基于风险管控的煤矿安全综合防控体系建设思路。通过风险辨识及风险管控措施落实、风险动态监视、隐患闭环管理等方面对煤矿风险进行整体化管控；以重大灾害风险辨识结果为依据，通过融合传统单一安全监测类系统，整合智能通风、排水、供电等系统，实现重大灾害风险的综合监视、数据分析、预警及异常联动处置；以煤矿企业风险库为核心，根据不同等级安全风险管控效果，形成安全风险指数并进行拟合，实现煤矿安全综合防控体系运行情况评估及异常预警。基于风险管控的煤矿安全综合防控体系有助于实现人员作业行为、设备安全状态、环境安全态势、管理安全等方面风险预控，达到防控重大风险、遏制重特大事故的目标。
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    工矿自动化
    2021年第08期
    244
    178
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