数字孪生驱动的掘进工作面出风口风流智能调控系统

为满足掘进工作面通风系统智能化的发展需求,针对传统局部通风系统无法实时监测及智能调控风筒出风口风流状态而导致风速场分配不合理,死角区瓦斯积聚严重和粉尘污染等安全隐患问题,提出一种基于数字孪生技术的掘进工作面出风口风流智能调控系统,优化风流场分布。分析建立了系统实现的整体框架、运行流程及关键技术,利用Zigbee自组网功能进行巷道风速、瓦斯体积分数及粉尘质量浓度等实时数据的监测采集,通过ARIMA时间序列预测模型对下一时刻瓦斯体积分数及粉尘质量浓度进行智能预测分析,并引入小生境四段式编码遗传算法提取相应出风口风流智能调控规则,结合GPRS无线传输技术实现出风口风流状态的智能调控,在此基础上,运用Unity3D构建系统虚拟模型并实现了物理实体与虚拟孪生体的映射交互。通过设计搭建的数字孪生系统实验测试平台,验证了系统实时监测、决策评价、智能调控、虚实融合等关键功能技术可行性,并结合具体案例对系统智能调控效果进行了对比分析,结果表明:调控后司机位置处风速明显上升,上隅角瓦斯体积分数由0.623%降低为0.306%,降低率达50.8%;司机位置粉尘质量浓度由1 180 mg/m³     

矿井地面电网调度系统方案研究

针对王庄煤矿电网的实际特点,设计了该矿区电网调度自动化系统,该系统能采集和处理电网的运行实时信息,能实时反映主要变电所的运行工况,并提供实时的人机联系手段,可迅速掌握系统变化情况。     

基于DWT-DCT-SVD算法的数字音频水印性能评价分析

音频作品被非法篡改会导致作者利益受到侵害，因此音频水印嵌入提取算法的研究在数字产品版权保护中具有重要的研究价值。针对音频水印的特性及评价进行分析，分别基于离散小波变换、离散余弦变换以及DWT-DCT-SVD等算法，重点研究音频水印评价标准中透明性和鲁棒性问题。考虑相同音频及水印，针对不同的嵌入提取算法从透明性及鲁棒性两方面进行对比分析。结果表明，DWT-DCT-SVD算法在透明性及鲁棒性方面更具优势，为数字产品版权保护中音频水印算法的选择、应用及优化提供了重要的理论及应用依据。     

综掘面风流调控下的瓦斯与粉尘浓度双目标预测模型研究

针对综掘面瓦斯和粉尘浓度预测能力不足，导致瓦斯粉尘积聚难以提前解决，造成风筒出风口风流调控降尘排瓦效果不佳的问题，采用层次分析法确定了瓦斯和粉尘浓度分布的关键影响因素，建立了7-11-3结构的双目标预测神经网络模型，并进行出风口距端头5 m和10 m工况下的应用测试，结果表明：模型误差率最大9.85%，最小0.27%。瓦斯浓度最高降低了45%，粉尘浓度最高降低了40%，有效预防了瓦斯和粉尘浓度的积聚问题。