煤矿料流运输智能管控系统研究与应用 被引量：1

1

作者 裴文良 崔广涛 +1 位作者 张旭华 郭永涛 《煤矿机械》 2024年第11期208-210,共3页

针对当前煤矿井下带式运输系统存在的不足,利用自动控制、智能传感、人工智能及物联网等技术,研发了基于AI和数字孪生的煤矿料流运输智能管控系统,介绍了该系统的总体设计方案、组成及功能。实际应用表明,该系统设计合理,功能完善,减少... 针对当前煤矿井下带式运输系统存在的不足,利用自动控制、智能传感、人工智能及物联网等技术,研发了基于AI和数字孪生的煤矿料流运输智能管控系统,介绍了该系统的总体设计方案、组成及功能。实际应用表明,该系统设计合理,功能完善,减少了带式输送机故障,提高了运输效率,达到了管、控、监一体化及减员增效的目的。 展开更多

关键词 带式输送机 煤流 智能监控

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基于卷积自编码器的煤矿带式输送机异常声音检测方法

2

作者 申龙 单浩然 +2 位作者 裴文良 杨贵翔 王永利 《工矿自动化》 北大核心 2025年第2期100-105,共6页

针对煤矿带式输送机异常声音样本缺少导致训练模型难以进行异常识别的问题,提出一种基于卷积自编码器(CAE)的煤矿带式输送机异常声音检测方法。首先,采集煤矿带式输送机托辊、减速机、电动机正常运行的声音信号,通过WebRTC降噪算法过滤... 针对煤矿带式输送机异常声音样本缺少导致训练模型难以进行异常识别的问题,提出一种基于卷积自编码器(CAE)的煤矿带式输送机异常声音检测方法。首先,采集煤矿带式输送机托辊、减速机、电动机正常运行的声音信号,通过WebRTC降噪算法过滤信号中的背景噪声,计算降噪后信号的梅尔频率倒谱系数(MFCC),获得设备正常运行的音频特征并输入到CAE中进行训练,得到训练好的CAE及重构的正常运行音频特征。其次,将正常运行音频特征和重构的正常运行音频特征输入均方损失函数(MSELoss),得到重构误差,并取重构误差最大值作为正常运行音频特征的重构阈值。然后,采集待检测的煤矿带式输送机托辊、减速机、电动机运行的声音信号,经WebRTC降噪、MFCC特征提取后输入到训练好的CAE,获得重构的待检测音频特征,将待检测音频特征与重构的待检测音频特征输入MSELoss,得到待检测音频的重构误差。最后,将待检测音频的重构误差与正常运行音频特征的重构阈值进行比较,若前者大于后者,则判断煤矿带式输送机存在异常。实验结果表明:在没有异常声音样本参与训练的情况下,该方法在带式输送机托辊、减速机、电动机运行声音数据集上的检测精确率分别达92.55%,94.98%,93.60%,单组声音检测时间为1.230 s,实现了检测精度和检测速度之间的平衡。 展开更多

关键词 煤矿带式输送机 故障诊断 异常声音检测 卷积自编码器 MFCC

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矿用机器人行业发展思考

3

作者 裴文良 《智能矿山》 2025年第1期23-29,共7页

矿山作为工业生产的重要领域,作业场所的恶劣环境与高危险性,使得危险繁重岗位人员占比超过60%,且传统人工开采方式效率低下,矿用机器人的应用可以有效减少人力成本,矿用机器人结合大数据、人工智能等先进技术,可实现矿山生产全流程的... 矿山作为工业生产的重要领域,作业场所的恶劣环境与高危险性,使得危险繁重岗位人员占比超过60%,且传统人工开采方式效率低下,矿用机器人的应用可以有效减少人力成本,矿用机器人结合大数据、人工智能等先进技术,可实现矿山生产全流程的可视化、可控化和智能化管理,大幅提高工作效率、管理效率,有效降低安全风险。 展开更多

关键词 人工智能 矿用机器人 大数据 智能化管理 岗位人员 人工开采 人力成本 工业生产

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基于GatedTCN-Attentions的煤矿变压器顶层油温预测

4

作者 谢海峰 裴文良 +1 位作者 魏硕 张越超 《煤炭技术》 2025年第4期257-262,共6页

顶层油温预测可以为煤矿油浸式变压器的故障预警和老化评估提供重要依据,有利于保障煤矿安全。针对传统方法在信息提取、油温长周期预测方面的局限性,提出一种基于GatedTCN-Attentions的煤矿变压器顶层油温预测方法。首先,通过K-近邻算... 顶层油温预测可以为煤矿油浸式变压器的故障预警和老化评估提供重要依据,有利于保障煤矿安全。针对传统方法在信息提取、油温长周期预测方面的局限性,提出一种基于GatedTCN-Attentions的煤矿变压器顶层油温预测方法。首先,通过K-近邻算法将数据规范化;然后,由门控时序卷积神经网络和通道注意力模块建立分支通道进行特征提取,再通过块注意力机制进行多模态特征融合;最后,由回归预测模块输出油温预测值。实验结果表明,相比于其他传统深度学习模型,所提模型在长周期油温预测的准确性和稳定性方面均具有明显优势,对煤矿变压器的健康监测具有指导意义。 展开更多

关键词 煤矿变压器 顶层油温 门控时序卷积网络 注意力机制 长周期预测

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智能煤矸石分选机器人的研究与应用 被引量：6

5

作者 申龙 单浩然 +1 位作者 王永利 胡云雷 《中国煤炭》 2023年第10期74-78,共5页

为解决煤炭生产过程中煤矸石分选难、智能化程度低等问题,研发了智能煤矸石分选机器人。详细介绍了煤矸石分选机器人的系统组成、智能识别系统以及执行机构,智能煤矸石分选机器人使用YOLOv5网络迅速对煤矸石进行定位,可将矸石的形状、... 为解决煤炭生产过程中煤矸石分选难、智能化程度低等问题,研发了智能煤矸石分选机器人。详细介绍了煤矸石分选机器人的系统组成、智能识别系统以及执行机构,智能煤矸石分选机器人使用YOLOv5网络迅速对煤矸石进行定位,可将矸石的形状、大小、位置、速度等信息传输到气动分拣装置,随后通过控制气动分拣装置使用高压气源吹出矸石,实现对煤矸石的智能分选。通过在双鸭山矿业集团有限公司和双鸭山市锦旸煤业有限公司等4个煤矿的实际应用表明,智能煤矸石分选机器人提高了煤矸石的分选效率,提升了煤矿的智能化程度,并取得显著的社会效益和经济效益。 展开更多

关键词 智能煤矸石分选机器人 煤矸石分选 干法选煤 机器视觉

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煤矿副立井智能操车系统研究与应用

6

作者 陈林坤 张彩江 马心刚 《中国煤炭》 2022年第4期54-60,共7页

针对现有煤矿副立井操车系统用人多、效率低、信息传送不及时等问题,研究设计了煤矿副立井智能操车系统。介绍了煤矿副立井智能操车系统的总体设计方案和系统功能设计,详细阐述了感知系统设计、智能控制系统设计、感知控制融合设计等实... 针对现有煤矿副立井操车系统用人多、效率低、信息传送不及时等问题,研究设计了煤矿副立井智能操车系统。介绍了煤矿副立井智能操车系统的总体设计方案和系统功能设计,详细阐述了感知系统设计、智能控制系统设计、感知控制融合设计等实现煤矿副立井智能操车系统的关键环节设计的技术体系。通过在山东能源枣庄矿业集团田陈煤矿的实际应用表明,该系统达到了管、控、监一体化及减员增效的目的,提高了矿井副立井运输环节的安全性和信息化、智能化水平。 展开更多

关键词 煤矿副立井 操车系统 感知系统 智能控制 智能提升

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变负载下柔性系统的改进THEI输入整形器振动抑制

7

作者 付威威 陶友瑞 +4 位作者 韩旭 胡俊宇 张建宁 李珊瑚 裴文良 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期113-120,共8页

针对高精度运动平台中柔性系统负载改变而导致的固有频率和阻尼比双参数共同变化下输入整形器不敏感性优化问题,提出一种改进双股峰EI(two-hump extra-insensitive,THEI)输入整形器的设计方法,实现在相同滞后时间的前提下改善THEI输入... 针对高精度运动平台中柔性系统负载改变而导致的固有频率和阻尼比双参数共同变化下输入整形器不敏感性优化问题,提出一种改进双股峰EI(two-hump extra-insensitive,THEI)输入整形器的设计方法,实现在相同滞后时间的前提下改善THEI输入整形器的不敏感性。该改进THEI整形器在正向设计传统THEI输入整形器的基础上,加入对双参数不敏感性的反向优化。首先,利用三维灵敏度曲线推导了用于量化THEI输入整形器双参数不敏感性的评价指标。其次,建立了以幅值调节因子为设计变量的优化脉冲约束下THEI输入整形器双参数不敏感性优化模型;基于蚁群优化(ant colony optimization,ACO)算法求解设计变量,并更新改进THEI输入整形器的脉冲幅值,实现不敏感性最优。最后,数值仿真和试验结果共同验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 参数变化 残余振动抑制 输入整形 不敏感性评价指标 鲁棒优化

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多目标跟踪算法在煤矿推车预警系统中的应用 被引量：1

8

作者 谢海峰 曹世奎 +1 位作者 方鹏 裴文良 《煤矿机械》 2024年第9期186-189,共4页

煤矿推车预警系统自动化程度低、功能不完善,罐笼人员超载和滞留监测依旧需要人工操作。为此研发了一种煤矿人员多目标跟踪算法。详细介绍了算法总体设计、图像采集、样本标注、模型训练、目标检测和人员跟踪。推车预警系统使用该算法... 煤矿推车预警系统自动化程度低、功能不完善,罐笼人员超载和滞留监测依旧需要人工操作。为此研发了一种煤矿人员多目标跟踪算法。详细介绍了算法总体设计、图像采集、样本标注、模型训练、目标检测和人员跟踪。推车预警系统使用该算法实时检测入罐人数和出罐人数,出现罐笼超载或人员滞留情况联动闭锁停罐。应用结果表明:该算法可以实时检测入罐人数和出罐人数,准确可靠,罐笼内出现超员或人员滞留可联动闭锁,为煤矿安全生产提供了有力保障。 展开更多

关键词 煤矿 推车预警 罐笼 多目标跟踪

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煤矿机器人关键技术与应用场景分析 被引量：2

9

作者 裴文良 《智能矿山》 2024年第1期83-89,共7页

煤炭作为重要的能源资源,其开发利用面临着日益复杂的生产环境和安全挑战。为提高生产效率、降低成本、确保矿工安全,煤矿智能化技术被广泛应用于煤炭开采。煤矿机器人结合机器学习与人工智能技术,逐渐被应用于煤矿生产与安全管理。

关键词 人工智能技术 机器学习 场景分析 能源资源 矿工安全 智能化技术 安全挑战 开发利用

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矿井煤流数字孪生激光扫描质量评价方法研究

10

作者 李晓雅 李猛钢 +1 位作者 胡而已 裴文良 《中国煤炭》 北大核心 2024年第2期57-69,共13页

激光扫描技术是矿井数字孪生建模的基础手段,其模型点云质量好坏直接影响孪生建模和智能分析的精度。介绍了煤流激光扫描数字孪生建模的原理,通过分析煤流点云几何参数的信息熵,明确了点云信息熵与噪音强度之间的关系,并可将其作为建立... 激光扫描技术是矿井数字孪生建模的基础手段,其模型点云质量好坏直接影响孪生建模和智能分析的精度。介绍了煤流激光扫描数字孪生建模的原理,通过分析煤流点云几何参数的信息熵,明确了点云信息熵与噪音强度之间的关系,并可将其作为建立激光扫描煤流点云模型质量评价方法的实验依据。阐明了信息熵的影响因素,开展了多因素方差实验进行显著性效应检验,结果表明信息熵的变化主要与煤流量、噪音强度有关。结合二次曲面方程、高斯牛顿迭代法,对噪音强度的预测模型进行了优化训练;通过构建模糊关系矩阵,实现对点云滤波参数的模糊推理,进而得到高保真、高可靠以及高精度的煤流点云模型。针对煤矿综放工作面实地采集的煤流点云样本进行实验,结果表明点云质量评价算法具备更好的一致性、稳定性和单调性,更适用于煤矿井下复杂工况条件。 展开更多

关键词 数字孪生 智能煤流 点云数据 模型质量 信息熵

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基于深度学习的煤矸石计量研究

11

作者 秦雷 张富民 +1 位作者 李亚威 田亮亮 《陕西煤炭》 2024年第3期63-67,共5页

针对在煤矿皮带输送机上难以对煤矸石实时计量,结合图像处理技术和深度学习技术,提出基于Yolact算法的皮带矸石动态计量方法。首先对图像进行预处理,包括滤波、光照增强;然后采用轻量级的残差结构作为Yolact算法的特征提取主干,对皮带... 针对在煤矿皮带输送机上难以对煤矸石实时计量,结合图像处理技术和深度学习技术,提出基于Yolact算法的皮带矸石动态计量方法。首先对图像进行预处理,包括滤波、光照增强;然后采用轻量级的残差结构作为Yolact算法的特征提取主干,对皮带矸石进行实时的实例分割;最后二值化矸石分割结果,引入开源跨平台计算机视觉库OpenCV,利用像素阈值计算矸石的具体数量和面积,通过搭建矿用皮带矸石分拣装置,验证矸石计量算法的可行性。结果表明,皮带矸石动态计量方法能够有效学习矸石特征,网络计量皮带中矸石面积和位置信息的准确率为94.66%,网络的检测速度为30.72 FPS。该方法能对煤矿皮带中的矸石进行有效计量。 展开更多

关键词 煤矸石计量 实例分割 智能设备 卷积神经网络

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煤矿机器人体系及关键技术 被引量：162

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作者 葛世荣 胡而已 裴文良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期455-463,共9页

我国煤炭开采已从机械化、自动化正逐步向智能化迈进,煤矿智能化是涉及煤炭资源勘查、矿井建设、煤矿开采、安全保障、洗选分销等多个环节的系统工程,煤矿智能化发展需要经历自动化、信息化、互联化、智能化4个阶段,研发推广应用煤矿机... 我国煤炭开采已从机械化、自动化正逐步向智能化迈进,煤矿智能化是涉及煤炭资源勘查、矿井建设、煤矿开采、安全保障、洗选分销等多个环节的系统工程,煤矿智能化发展需要经历自动化、信息化、互联化、智能化4个阶段,研发推广应用煤矿机器人是实现煤矿智能化、无人化的重要途径。综述了当前我国煤矿机器人领域的研究现状,科学阐明了煤矿机器人的概念和定义,详细分析了煤矿机器人研发历程和未来技术产品发展趋势。研究了煤矿机器人的分类方法,针对煤矿机器人的不同面向对象、作业区域、功能属性,构建了科学合理的煤矿机器人分类体系,从作业类型角度将煤矿机器人划分为掘进、采煤、运输、安控、救援五大类,结合目前机器人和人工智能技术领域的先进技术发展水平,按照由易到难、先零后整、各点突破、整体推进的基本原则,规划了不同种类、层次煤矿机器人的研发路径。提出了煤矿机器人研发过程中亟需突破的八大共性关键技术,包括:煤矿机器人防爆安全设计理论及方法、长续航高能量密度机器人动力技术、井下受限封闭环境下机器人自主精准定位导航技术、煤矿机器人的高可靠抗干扰通讯技术、煤矿复杂环境下机器人智能感知与险情识别技术、井下机器人群协同控制决策机制、煤矿机器人可靠性测试评估方法、煤矿机器人模块化设计方法,初步建立了我国煤矿机器人研发技术体系。 展开更多

关键词 煤矿智能化 煤矿机器人 分类标准 关键技术

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煤矿综采工作面巡检机器人系统研究 被引量：59

13

作者 张树生 马静雅 +1 位作者 岑强 朱宇昌 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期136-140,共5页

针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、... 针对煤矿井下综采工作面生产安全、设备运行状况监测等问题,设计了一种柔性轨道式综采工作面巡检机器人系统。重点介绍了该机器人系统的组成结构,分别论述了巡检机器人本体、基站和远程工作站的设计方法,阐述了适用于工作面狭小空间、多弯曲度的柔性轨道组成和结构设计,最后介绍了包括多机器人协作方法等巡检机器人系统的控制软件设计方法。研究表明:该巡检机器人系统监测功能齐全、适应能力强,解决了在煤矿井下工作面有限空间内、复杂工况下的生产监控问题。 展开更多

关键词 煤矿 综采工作面 柔性轨道 巡检机器人 煤矿智能化

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消防灭火机器人设计及应用 被引量：28

14

作者 孙宁 裴文良 +1 位作者 闵桂元 王永军 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第7期942-944,共3页

设计研发了一款新型的、机动灵活的消防灭火机器人,重点论述了消防灭火机器人的组成结构和主要部件的实现方法,介绍了机器人的功能特点和应用效果。经实际应用证明,该款机器人机动灵活、灭火功能强、性能稳定,可代替消防人员完成灭火任务。

关键词 消防 机器人 远程控制

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轨道式巡检机器人系统设计与应用 被引量：25

15

作者 裴文良 张树生 +1 位作者 岑强 饶毅 《煤矿机械》 2016年第6期142-144,共3页

详细介绍了轨道式巡检机器人系统的硬件组成,讨论了巡检机器人数据采集系统的功能与结构,介绍了控制系统的软件设计方法。叙述了一种巡检机器人用充电器闭锁装置,它可以对井下机器人进行充电,延长工作时间。该机器人系统可以取代人工检... 详细介绍了轨道式巡检机器人系统的硬件组成,讨论了巡检机器人数据采集系统的功能与结构,介绍了控制系统的软件设计方法。叙述了一种巡检机器人用充电器闭锁装置,它可以对井下机器人进行充电,延长工作时间。该机器人系统可以取代人工检测、能及时发现故障,为带式输送机和其他设备的安全运行提供了可靠的保障。 展开更多

关键词 轨道 巡检 机器人 监控

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高压十二脉动三电平防爆变频器在刮板输送机中的应用 被引量：7

16

作者 朱海军 张文平 卢泽旺 《煤矿机械》 2016年第8期125-128,共4页

刮板输送机采用液力耦合器进行驱动,存在效率低、故障率高等缺点,而井下防爆变频器由于受到电缆输出距离和功率器件耐压的限制,不能很好地应用于刮板输送机的驱动中。介绍一种高压大功率十二脉动三电平防爆变频器在井下刮板输送机驱动... 刮板输送机采用液力耦合器进行驱动,存在效率低、故障率高等缺点,而井下防爆变频器由于受到电缆输出距离和功率器件耐压的限制,不能很好地应用于刮板输送机的驱动中。介绍一种高压大功率十二脉动三电平防爆变频器在井下刮板输送机驱动中的应用,详细介绍了工作原理及使用经验。 展开更多

关键词 防爆变频器 十二脉动 三电平 长距离传输 自动功率平衡 水冷

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煤矿带式输送机变频节能系统的应用和实现 被引量：9

17

作者 岳佩轩 杨利 郭威华 《煤矿机械》 2016年第7期141-143,共3页

带式输送机是煤矿运输的重要设备,软启动的应用对减小带式输送机启动和停止过程中对机械的冲击起到了一定作用,但对运输过程中节能降耗、降低机械磨损的要求还没有满足。阐述了变频节能系统在煤矿带式输送机应用中,控制系统的组成、主... 带式输送机是煤矿运输的重要设备,软启动的应用对减小带式输送机启动和停止过程中对机械的冲击起到了一定作用,但对运输过程中节能降耗、降低机械磨损的要求还没有满足。阐述了变频节能系统在煤矿带式输送机应用中,控制系统的组成、主要功能和实现过程以及实际应用中的功耗比较。 展开更多

关键词 带式输送机 变频器 节能 控制系统

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钢丝绳牵引式巡检机器人研究与应用 被引量：13

18

作者 刘建荣 伊玉祥 +3 位作者 徐杜民 于生存 刘君贤 裴文良 《煤矿机械》 2021年第1期37-39,共3页

为了解决煤矿井下巡检机器人电池充电的问题,设计研发了一种钢丝绳牵引式巡检机器人,详细论述了该机器人系统的组成及实现方法,介绍了机器人本体自发电装置的组成和工作原理。应用结果表明,该巡检机器人系统可以实现对煤矿井下带式输送... 为了解决煤矿井下巡检机器人电池充电的问题,设计研发了一种钢丝绳牵引式巡检机器人,详细论述了该机器人系统的组成及实现方法,介绍了机器人本体自发电装置的组成和工作原理。应用结果表明,该巡检机器人系统可以实现对煤矿井下带式输送机巷道的自动巡检,实现无人值守的目标。 展开更多

关键词 机器人 巡检 钢丝绳 带式输送机 巷道

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钢丝绳牵引轨道巡检机器人现场应用与分析 被引量：5

19

作者 何晓辉 裴文良 +1 位作者 刘晓明 马静雅 《煤炭工程》 北大核心 2021年第6期91-94,共4页

为解决煤矿井下胶带运输系统的巡检问题,研发了一套钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统。该系统利用PLC和变频器控制箱,通过电机牵引钢丝绳,实现机器人沿轨道往返移动进行巡检。详细介绍了钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统的组成和功能,通过典... 为解决煤矿井下胶带运输系统的巡检问题,研发了一套钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统。该系统利用PLC和变频器控制箱,通过电机牵引钢丝绳,实现机器人沿轨道往返移动进行巡检。详细介绍了钢丝绳牵引轨道巡检机器人系统的组成和功能,通过典型实例,总结分析了巡检机器人巡检效果。应用结果表明,该巡检机器人系统实用性强,对智能化矿山建设具有重要意义。 展开更多

关键词 钢丝绳牵引 巡检机器人 主运输巷 Wi-Fi通讯技术

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钻孔探测机器人的设计与实现 被引量：4

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作者 张树生 陆文涛 +1 位作者 裴文良 马静雅 《煤矿机械》 2016年第3期25-26,共2页

针对煤矿井下发生事故后,救援人员不能及时了解现场情况的问题,设计并研制了一种钻孔探测机器人,详细论述了钻孔探测机器人系统的结构组成,介绍了探测机器人控制系统的结构和程序设计方法。该探测机器人通过救援钻孔可及时采集井下事故... 针对煤矿井下发生事故后,救援人员不能及时了解现场情况的问题,设计并研制了一种钻孔探测机器人,详细论述了钻孔探测机器人系统的结构组成,介绍了探测机器人控制系统的结构和程序设计方法。该探测机器人通过救援钻孔可及时采集井下事故现场的图像信息和各种环境信息,为制定救援方案提供决策依据,该装置也可用于其他地质钻井探测中。 展开更多

关键词 钻孔 探测 机器人 信息采集

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