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《工矿自动化》2020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2020年度发表的234篇论文中评选出30篇优秀论文。

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102位

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30篇

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  • 煤矿信息化建设回顾与展望

    作者(Author)： 丁恩杰, 廖玉波, 张雷, 刘忠育

    摘要：从煤矿信息化的定义出发，回顾了煤矿信息化建设经历的单机（系统）自动化、综合自动化、矿山物联网、智能矿山、感知矿山等阶段的特征、典型问题及具有代表性的解决方案，指出：单机（系统）自动化矿山仅能够对单一设备或单一系统进行简单控制，属于煤矿信息化建设的初级阶段；综合自动化矿山实现了多系统间的自动化控制，解决了信息孤岛问题，属于煤矿信息化建设的中级阶段；物联网矿山、智能矿山分别实现了人与人、人与物和物与物相联及深度相联，感知矿山实现了矿山信息与状态的认知与知识集成，属于煤矿信息化建设的高级阶段。梳理了煤矿信息化、数字化、虚拟化和智慧化之间的关系，指出：煤矿信息化包括矿山数字化、虚拟化和智慧化的所有内容；物理矿山、数字矿山、虚拟矿山通过物的集成、数据集成和语义集成形成一个完整的闭合体，智慧矿山是该闭合体的核心。分析了目前煤矿信息化建设在感知层、网络层、平台层、应用层存在的主要问题，探讨了煤矿信息化技术的发展趋势：自治设备大量涌现；煤矿透明化与精准控制；边缘计算与云平台协同；智能APP大量涌现。
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    工矿自动化
    2020年第07期
    949
    294
  • 目标定位中的非视距传播研究综述

    作者(Author)： 胡青松, 张赫男, 王鹏, 杨维 , 李世银

    摘要：由于障碍物的存在，矿井等定位场景中普遍存在非视距传播现象，引起定位信号的折射、反射、衍射和散射，导致测距误差增大，进而影响目标定位精度。分析了非视距传播对TOA（Time of Arrival，到达时间）、TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）、AOA（Angle of Arrival，到达角度）、RSSI（Received Signal Strength Indication，接收强度指示）等定位方法的影响，并从非视距传播的识别、非视距传播误差的抑制、非视距传播的利用及非视距场景下的定位方法设计4个方面对现有文献进行综述。对于非视距传播的识别，重点探讨了残差检验法、误差统计法、能量检测法、神经网络算法和几何关系；对于非视距传播误差的抑制，主要分析了基于滤波的方法、基于半参数的方法、基于能量检测的方法及基于数据库的方法；对于非视距传播的利用，重点综述了提高定位系统鲁棒性及基于误差学习和匹配的方法；对于非视距场景下的目标定位方法设计，分为视距与非视距混合场景及纯非视距场景2种情况进行综述。探讨了目标定位中非视距传播研究的新方向：通过多种定位技术的融合提高目标定位精度；借助新兴技术提高非视距场景下的目标定位精度；通过与其他信息系统的交互引入额外信息，实现跨系统协同定位。
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    工矿自动化
    2020年第07期
    345
    110
  • 5G技术在煤矿井下应用架构探讨

    作者(Author)： 孟庆勇

    摘要：通过对比、分析5G非独立组网（NSA）和独立组网（SA）架构的网络部署及优缺点，结合煤矿井下4G“一网一站”已普遍应用的现状，提出了基于NSA的煤矿井下4G与5G融合网络架构，利用4G网络实现语音、调度功能，5G网络拓展其他智能化应用，以最大程度地减少投资。研究了煤矿井下5G网络传输方式，重点探讨了5G承载网的3种前传组网方案及适用场景：光纤直连方案适用于井下水泵房、变电所等场所的机器人巡检，虚拟现实（VR）/增强现实（AR）培训，无人值守工作面等场景；无源波分复用方案适用于井下网络部署简单、独立维护性强的场景；有源光传送网方案可灵活适应不同场景。探讨了智能巡检机器人、环境监测与安全防护、VR/AR智慧煤矿、井下车辆无人驾驶4种煤矿井下5G网络切片应用场景，分析了不同场景下5G组网架构的应用模式。
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    工矿自动化
    2020年第07期
    678
    769
  • 2013—2018年全国煤矿事故规律分析及对策研究

    作者(Author)： 宁小亮

    摘要：在统计2013—2018年期间全国煤矿事故数据的基础上，从事故发生地区、发生时间、煤矿所有制、事故类型等方面研究了全国煤矿事故的发生规律及特点，为从宏观层面进行区域煤矿安全态势分析及预警提供了基础支撑。研究结果表明：① 南方五省（市）的煤矿事故总量占比较高，黑龙江、贵州应严防连续重特大事故，煤炭大省防控重特大事故任务依旧艰巨。② 每年春节后3—5月复工复产及第4季度煤炭需求增加是导致该时间段煤矿事故高发的主要原因。③ 乡镇煤矿事故起数占总量的50%以上；国有地方煤矿对较大事故、重特大事故的控制较好，事故起数、死亡人数均在总量的10%以下；国有重点煤矿事故起数占总量的25%以上，重大事故起数占全国重大事故总量的35%以上，因此，国有重点煤矿应严控重特大事故。④ 顶板事故起数最多，瓦斯事故造成的死亡人数最多；瓦斯、顶板、运输是控制煤矿事故总量的关键，瓦斯、水灾是防范和遏制煤矿重特大事故的重点。针对煤矿事故发生规律及特点，从产业政策、重点防控对象、技术与人员、监管监察4个方面提出以下对策及建议：进一步深化供给侧结构性改革，从根本上提升煤炭行业整体安全生产水平；根据从事故发生地区、发生时间、煤矿所有制、事故类型等方面确定的重点防控对象，采取针对性管控措施；进一步加大煤矿安全技术装备投入，加强从业人员管理与技术能力；合理调配监管监察资源，加大科学监管监察力度。
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    工矿自动化
    2020年第07期
    889
    433
  • 煤矿智能监测与预警技术研究现状与发展趋势

    作者(Author)： 郑学召, 童鑫, 郭军, 张铎

    摘要：从物联网、大数据、云计算及人工智能方面综述了我国煤矿智能监测与预警技术的研究现状。针对煤矿智能监测技术的实际应用情况，指出了煤矿智能监测与预警存在井下煤矿监测设备前兆信息采集可靠性差、云端平台集成应用融合深度不足、数据库安全性较弱、人工智能技术在煤矿监测中的应用尚不成熟等问题。展望了煤矿智能监测与预警技术的发展趋势：煤矿智能监测系统应用石墨烯/氧化石墨烯光纤传感器可实现多源信息感知，提升前兆信息采集的可靠性；研究多技术深度交叉融合技术，以探究监测数据的深层价值；构建基于区块链技术的煤矿监测数据库，保证数据库不可篡改，且具有较好的读写性能；研发具备自适应和深度学习的煤矿智能安全监测预警系统,实现矿井自动监测、智能预警。
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    工矿自动化
    2020年第06期
    914
    279
  • 矿用带式输送机智能监测系统研究

    作者(Author)： 毛清华, 毛金根, 马宏伟, 张旭辉, 李铮

    摘要：针对矿用带式输送机运行过程中存在的托辊、滚筒等关键部件与输送带摩擦发热，钢丝绳芯输送带内部损伤与撕裂，运行功耗大等问题，设计了一种矿用带式输送机智能监测系统。该系统包括基于弱磁检测法的钢丝绳芯输送带损伤监测系统、基于红外热成像温度检测法的带式输送机关键部件故障诊断与预警系统和基于视觉检测法的煤流监测、异物监测、胶带撕裂监测及人员安全监测系统，详细介绍了各系统的实现原理。对钢丝绳芯输送带内部损伤识别及带式输送机关键部件故障诊断预警进行了实验验证，结果表明该系统对钢丝绳芯输送带损伤识别的准确率约为98%，且可准确识别带式输送机关键部件故障并发出预警。
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    工矿自动化
    2020年第06期
    680
    302
  • 综采工作面采煤机和液压支架协同控制技术

    作者(Author)： 刘清, 韩秀琪, 徐兰欣, 秦文光

    摘要：针对综采工作面采煤机和液压支架协同控制效率较低问题，基于采煤机记忆割煤和液压支架跟机自动化控制技术，提出了一种综采工作面采煤机和液压支架协同控制技术。依据综采工作面生产作业工艺，对采煤机和液压支架作业工序进行划分后重新匹配，生成采煤机和液压支架协同工序，各工序中通过协同控制逻辑实现对采煤机牵引方向、速度和液压支架跟机动作的协同控制。应用结果表明，与人工干预控制模式相比，该技术降低了采煤机和液压支架控制对人工干预的依赖性，提高了综采工作面自动化水平，为实现无人化开采提供了技术支撑。
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    工矿自动化
    2020年第05期
    613
    663
  • 基于透明工作面的智能化开采概念、实现路径及关键技术

    作者(Author)： 王峰

    摘要：提出了以煤层透明化、综采装备透明化、决策及控制透明化为核心的基于透明工作面的智能化开采概念，即在综采工作面煤层地质增强感知的基础上实现工作面开采过程的全面感知、信息集成与分析、智能生产决策、综采装备自适应控制；从感知、分析、决策、执行4个层次指出了基于透明工作面的智能化开采实现路径，即煤层超前探测、“机-环”模型关联、采前规划决策及随采智能控制；阐述了基于透明工作面的智能化开采依托的三大关键技术，即地质勘探技术、综采装备定位技术及三维激光扫描技术。基于透明工作面的智能化开采以达到综采装备智能决策和自主执行为目标，可为最终实现无人化化开采奠定坚实基础。
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    工矿自动化
    2020年第05期
    741
    260
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