煤矿主要工种本体构建及安全规则推理

目前煤矿领域本体侧重于对事故的预测,尚无针对煤矿作业人员操作安全性的本体研究。为及时发现作业人员的危险操作来为作业人员提供安全预警,提出了一种煤矿主要工种本体构建及安全规则推理方法。根据煤矿实际生产状况,将煤矿生产中的作业人员、操作设备、操作方法、地点、环境、事故和状态等信息形式化表示,利用本体语言构建了覆盖采煤系统、掘进系统、机电运输、地质测量、通风瓦斯、综合防尘和选煤厂等多个生产系统的煤矿主要工种本体。根据煤矿领域专业文献中的安全生产规定,基于Jena自定义规则语法制定了安全规则,并基于安全规则实现对煤矿主要工种本体中作业人员操作安全性的推理。实验结果表明,基于煤矿主要工种本体及安全规则来判断作业人员安全状态有效可行,为煤矿安全生产提供了一种辅助保障手段。     

煤矿安全远程监控系统的分析与实现

煤矿作为我国的主要能源之一,处于非常重要的地位,但煤矿安全形势不容乐观。国家对煤矿安全十分重视,这为煤炭安全提供了强有力的政府支持。目前,传统的煤矿安全监控系统都是相对独立的,不开放的。随着计算机网络技术的不断发展,基于Web的煤矿安全远程监控系统的实现成为可能,引入Web技术的煤矿安全监控系统,可以实时地监控煤矿安全,只要计算机可以联网,就可以随时随地监控煤矿,而不需要进入专门的实验室,而且该系统不仅可以在煤矿企业进行有效应用,还可以在采矿行业大面积推广,其社会效益非常巨大。     

基于云模型的煤矿安全大数据多粒度表示方法及应用

以大规模物联网为支撑的新一代信息技术的深入应用,为基于海量大数据挖掘的煤矿安全知识发现提供了实现的可能.现有的针对煤矿安全大数据的研究大多基于定量模型,其解决问题的角度单一且一定程度上忽略了煤矿监管中多时空、多粒度的管控需求,使得数据中蕴含的煤矿风险知识未得到客观、全面的发现.从煤矿监管中的多粒度需求出发,借助云模型定量数据与定性概念间良好的转换能力,从煤矿监管中的时间、空间监管架构角度,提出基于自适应混合云变换的面向煤矿安全大数据的多粒度表示方法.该方法能够有效满足煤矿监管中其基于宏观、微观,不同时间、空间维度的变粒度需求,实现煤矿安全大数据在不同粒度认知结构中特性的深入挖掘. 通过在煤矿数据概念提取中的应用并与高斯云变换算法对比,其提取的概念覆盖度更全且更客观,验证了所提方法的合理性;在煤矿监测数据预测应用中,其预测精度相较于ARIMA算法更高,验证了所提方法的可行性.     

基于3D GIS技术的三维虚拟矿井设计研究

为了真正实现全矿井"监测、控制、管理"的一体化,必须全面构建矿井采、掘、机、运、通各专业子系统仿真模拟系统——三维虚拟矿井。文章提出了基于3D GIS技术、全面融合全矿井自动化系统构建三维虚拟矿井的设计方案,简要介绍了3D GIS关键技术,较为详细地介绍了三维虚拟矿井系统的软件体系结构、系统功能和数据库的设计。该系统直观地反映了矿井的环境状态、设备状态、人员状态,拥有实用的各专业子系统分析功能,可使矿井各级生产管理部门、安全监察部门直观、快速、全面地了解矿井生产状况和事故原因,为矿井生产管理人员实施调度指挥提供决策依据。该系统也是煤矿的基础信息平台,可以向更高级的各类煤矿生产管理软件和各专家系统提供数据接口。该系统的成功开发将会极大地提升煤矿安全水平,为"数字矿山"建设提供基础服务。     

组合评价方法在煤矿安全风险评估中的应用

研究煤矿安全风险准确评估问题,煤矿生产的复杂性导致煤矿事故的动态性、模糊性和随机性,且影响煤矿安全风险等级指标多,指标与风险等级之间呈复杂的非线性关系,导致传统评估方法的准确率低。为了提高煤矿安全风险评估的准确率,提出一种组合的煤矿安全风险评估方法。首先构建出煤矿安全风险评估指标体系,然后采用层次分析法计算各评估指标权重,且采用模糊方法建立判断矩阵,最后将其输入到BP神经网络学习建立煤矿安全风险评估模型。利用具体数据对模型性能进行了验证性测试。实验结果表明,相比较于其它评价方法,组合评价方法提高了煤矿安全风险评估的准确率,是一种有效的煤矿安全风险评估方法。     

矿井作业区域环境安全评价系统的设计与实现

分析了现有煤矿安全监控系统的状况,在安全监测的基础上建立了作业区域危险程度分级判定的评价模型,设计了一个矿井作业区域环境安全评价系统,详细介绍了该系统的设计思想、系统结构原理及主要功能。该系统可对煤矿井下主要作业区域生产安全的环境参数的变化进行动态分析和综合评价,并以不同的颜色给出该作业区域的危险等级,为保证井下作业人员的环境安全提供参考依据。该评价系统可独立运行,也可作为安全监控系统的功能组件运行。     

关联规则挖掘在煤矿安全监测中的应用

为了从大量的煤矿安全监测数据中获取有用的知识,来指导煤矿安全预警工作,本文将关联规则挖掘算法应用于安全监测数据的数据挖掘。根据数据的特点,对数据进行了预处理后,采用了多维关联规则挖掘算法。文章设计并实现了安全监测数据的关联规则挖掘系统。通过该系统,用户在设置最小支持度和最小置信度阈值后,就可以挖掘出关联规则。     

基于背景差分法的煤矿井下视频动目标检测

煤矿井下运动目标的监测是随着工业视频监控、数字图像处理和模式识别等技术的发展而提出的一种安全生产管理的新需求,通过识别井下移动物体,判别其基本属性,跟踪其运动轨迹,分析其所处环境,结合预设参数及专业库,进行危险性判别及预警。针对煤矿井下环境的运动目标检测需求,描述了整个系统的组成及框架,采用背景差分法的基本原理,重点设计了矿井监控视频中的运动目标检测的流程及相关算法,结合Python与OpenCV的编程,混合高斯的建模过程,实现了煤矿井下综采工作面的运动目标的检测。现场应用表明,采用该流程及算法,在K=5,std=20,std_t=20,λ=3条件下,很好地实现了矿井监控视频中人员或矿车的动目标判别。     

关联规则挖掘技术在煤矿安全预警系统中的应用研究

针对煤矿安全预警数据多源异构的特点,文章提出了一种采用关联规则挖掘技术对煤矿安全预警系统参数进行数据挖掘的设计方案,给出了关联规则挖掘模型及其算法分析,详细介绍了关联规则算法中的Apriori算法在煤矿安全预警系统中的应用及实现。仿真结果表明,该方案性能良好,是煤矿安全综合评价的一种有效方法。     

基于云计算的煤矿安全监测预警系统研究

针对传统煤矿安全监测系统存在无法提前预测井下事故等问题,提出一种基于云计算的煤矿安全监测预警系统,介绍了云计算、SaaS、数据挖掘等相关技术,并详细阐述了系统总体架构及云数据中心的设计。该系统可以有效地预报井下瓦斯事故、机电事故、火灾事故、水害事故等,降低发生安全事故的风险。     

煤矿安全监管信息管理系统的研究及探讨

分析了煤矿安全监管信息管理的研究及应用现状,指出目前煤矿安全监管信息管理存在仅建立在煤矿或矿业集团层次、安全监管部门仅能监控简单数据的问题;分析了物联网在煤矿安全监管中的应用优势,提出可基于物联网构建一种涵盖省级和国家级安全监管的煤矿安全监管信息管理系统,给出了该系统的信息结构,并探讨了该系统在具体实施过程中所面临的信息标准、安全因素分级、安监体系、信息采集内容等方面的挑战。     

基于大数据的瓦斯报警甄别研究

瓦斯报警的正确性和准确性是煤矿安全生产的重大问题。煤矿安全监控系统实时对井下环境进行检测,每天产生大量数据,用传统方法不能准确快速地甄别出瓦斯突出、异常数据或者传感器正常标校的情况。为此,利用基于时间序列的大数据挖掘技术,研究了煤矿安全生产中瓦斯报警问题,解决了传统人工识别方法不能快速甄别瓦斯报警类型等难题。详细论述了时间序列的大数据挖掘技术,针对煤矿的具体情况建立了相关的数学模型,并将系统用于平煤神马集团。实用表明,对瓦斯报警的甄别达到了比较高的准确率,较好地解决了瓦斯报警数据的甄别问题。     

煤矿安全评价算法的仿真研究

研究煤矿安全准确评价问题。煤矿安全评价指标多,由于煤矿的自然条件,生产条件和保障条件各有不同,随机性较强。如何准确选择评价指标是保障煤矿安全的关键,传统评价法难以正确对评价指标赋权值,导致评价结果准确率低,解释性不强。为提高煤矿安全评价结果的准确率,提出了一种层次分析法和逼近理想解排序相结合的煤矿安全评价模型。首先在对煤矿生产特点进行分析,并利用专家系统构建煤矿安全评价指标体系,然后用层次分析法对各评价指标赋权值,最后利用逼近理想解排序方法计算出煤矿安全等级值。仿真结果表明,改进的评价结果比传统的评价方法准确率高,评价结果可解释性好,是一种有效的煤矿安全评价方法。     

煤矿瓦斯预测专家系统中基于粗集的知识获取方法

针对现有煤矿瓦斯预测专家系统因没有新知识获取措施及知识自更新功能而预测效果不佳的问题,提出了基于粗集的知识获取方法。该方法首先建立瓦斯数据与瓦斯突出强度之间关系的预测样本集;然后运用粗糙集的连续属性离散化、属性约简以及规则提取算法,从大量的预测样本集中自动获取预测知识,并将预测知识存储于专家系统知识库中;最后基于推理机实现煤矿瓦斯突出的实时预测。实例分析验证了该方法在煤矿瓦斯突出预测专家系统知识获取中的有效性和实用性。     

混合组网模式在煤矿通风机在线监测系统联网中的应用

实时监控系统联网对于煤矿的生产运行状况、安全水平预测预报以及其它业务管理具有重要的作用。文章阐述了通风机在线监测系统远程监测的组网设计方案,并结合煤矿的现场情况介绍了混合式组网模式的选择使用。     

煤矿本质安全支撑体系平台研究

针对目前我国煤矿安全形势依然严峻的现状和国内煤矿安全管理信息化系统建设存在的问题,提出建立以本质安全理论为基础,以风险预控为核心,以人、机、环、管理本质安全为主线,具有开放式系统架构的符合国内煤矿管理现状、体现煤矿现代信息化管理理论与方法的煤矿本质安全支撑体系平台。该平台实现了矿井重大危险源识别与排查、预测分析、分级评价功能,使事故风险降到最低;通过可视化培训、岗位对标、制度及措施管理等手段及相关配套装备提高员工安全知识和技能,使其具有良好的安全意识,确保各项安全管理措施得到有效落实,从而实现矿井本质安全化管理。     

煤矿物联网中智能终端的设计与实现

智能终端是在煤矿物联网技术下通过感知井下人员周围环境提高煤矿安全生产水平的具体实现。介绍了智能终端的软硬件设计,采用低功耗GS1011智能芯片为硬件核心,以μ-velosity嵌入式操作系统为软件平台,实现井下环境参数采集、双向通信并为地面上位机提供定位信息。测试结果表明,智能终端完成了对周围环境的主动感知。     

Planning surface coal mining operations with a minicomputer

Critical shortages of energy producing resources have accelerated the development of known reserves as well as intense concern over the resulting environmental responses such developments cause. As a result federal, state and private organizations have increased research efforts in these areas. This paper describes a research project related to the development of a computerized planning and control system for surface coal mining operations. The system centers around a minicomputer with a graphics terminal and other peripherals. Supported by a large body of research in both the production and environmental areas, the system allows the mine planner and land manager to simulate and view mining sites prior to mining, design a mine plan, and view the area during and after mining operations. Output also includes an evaluation of trade-offs between environmental and productivity concerns.     

DSP 技术在煤矿远程安全监控系统中的应用研究

煤矿的生产安全一直是社会关注的重点,如何保障煤矿生产安全,保护人们生命财产安全,是煤矿企业的重要 课题。利用DSP 技术来设计一个煤矿远程安全监控系统,能够对煤矿中各种环境参数和设备参数进行实时显示,还能够提供 预警报警功能,并且可以通过GPRS 和Internet 来实现远程监控,对煤矿企业的安全生产、文明生产和科学生产具有重要的意 义。     

基于专家系统的煤矿安全监测监控系统

长期以来,我国煤矿安全事故频繁发生;为了预防事故的发生,分析了事故发生的原因,提出了煤矿瓦斯突出的预测手段和开采时在线监测监控的专家系统理论,同时构建了一种基于工业以太网和现场总线的混合网络矿井安全监测监控系统;该系统对煤矿开采前工作面、煤巷瓦斯浓度及可能的瓦斯突出都设计了有效的预测预防措施;在信息处理方面,采用现场总线结合工业以太网的模式,避免了上位机负担过重、监控速度慢、节点扩展难的困难,同时能快速可靠地进行远程监控。