103规约与DeviceNet通信方法的研究

本文简要介绍了IEC 60870-5-103规约及DeviceNet现场总线的相关知识,设计并实现了IEC 60870-5-103规约与DeviceNet总线间的协议转换,完成了二者间的通信.     

煤矿安全网格环境下资源管理与任务调度的研究

安全问题是煤矿急需要解决的一个重要问题。文章在现有的煤矿通信网的基础上,结合目前网格的发展技术构建了煤矿安全网格模型,并重点针对网格资源管理与调度进行了详细的说明。优化的资源管理与调度策略使得网格计算获得了较高的运行性能,从而为网格的计算与安全评价提供了很好的服务。     

矿井动目标定位：挑战、现状与趋势

精确目标定位是煤矿安全高效生产的重要保障。分析了矿井动目标定位在巷道特征、采掘设备、多径特性、多址干扰、误差累积等方面面临的挑战;陈述了矿井定位的主流测距方法RSSI,TOA/TDOA,AOA/DOA;总结了最小二乘法、最大似然法、代价函数法、指纹膜法等常规位置估计方法,以及针对巷道特殊环境而设计的距离约束法、电磁波及超声波联合定位法等矿井专属位置估计方法;剖析了煤矿巷道的NLOS识别和抑制、路径损耗指数的实时计算、空间信息辅助的结果优化技术;指出了 基于矿山物联网架构的定位发展趋势,借助矿山物联网的“物-物相连特征”特征,研究出性能更优的距离测量技术、位置估计方法和定位结果优化算法,理清矿井动目标定位技术层次和发展脉络,深入剖析定位精度影响因素,为矿井动目标定位研究提供参考。     

应用高新技术改造传统煤炭工业

从理论和实例两方面说明用高新技术改造我国传统煤炭工业的必要性，从电力电子、机电一体化、计算机与网络、矿井通信与信息等技术层面论述了用高新技术改造传统煤炭工业的可行性。分析了我国煤炭工业与先进国家煤炭工业存在的差距，给出了国内外一些成功的实例和经验，指出今后我国煤炭工业发展应注意的问题。     

岩体声发射监测系统的设计与实现

针对目前矿井冲压频繁发生的问题,开发一种岩体声发射监测系统,该系统采用LabView软件设计人机界面,而其中的算法实现则采用Matlab软件。实现了谱分析、参数分析、模式识别、神经网络训练及实际预测等功能。并充分利用LabView软件的网络功能,实现了系统的远程监测。     

基于嵌入式计算机的刮板输送机温度在线监测系统

应用温度传感器、单片机、嵌入式防爆计算机等组成的温度监测系统,首次实现国内煤矿井下综采工作面刮板输送机多点温度在线监测。通过现场运行,获得了输送机典型工作温度数据,证实了该系统的有效性和工程实用价值。     

矿用本安语音警示系统的设计

为了满足矿井灾害通报实时性需求,采用CAN总线传输数字语音的方式设计一种矿用本安型语音警示系统。该系统节点选用自带CAN控制器的PIC单片机为主控制器、具有低速语音编码算法的AMBE芯片为语音压缩编码处理单元、AT89C51SND1为MP3解码芯片,实现了语音数据的采集、压缩、低速率远程传输及MP3播放功能。测试结果表明:节点声音强度大于85 dB,失真度小于15%,系统频响优于±6 dB。CAN传输波特率为10 kbit/s时,节点间传输距离大于2 km,节点设计合理、性能稳定可靠、使用方便。     

基于物联网的矿山机械设备状态智能感知与诊断

矿山生产机电设备是机械、电气、液压、控制等多形式系统的复杂耦合结构,工作过程中环境和工况条件变化多样,缺乏有效的技术手段解决矿山设备运行健康状态的实时感知问题。借助物联网、工业互联网、人工智能和大数据挖掘技术,研究矿山设备状态知识建模与在线诊断方法,将传统的"人-机"交互监控模式提升为"传感—机器认知—机器决策"的智能化监控模式。分析了基于物联网的矿山设备状态感知系统架构,定义了多源信息感知层、边缘智能层、大数据分析层和数据与知识共享迁移层的4个层次的作用,提出了设备状态知识共享与迁移模式;结合本体语义、置信规则库和数字孪生技术,设计了面向矿山机械设备系统状态知识建模的信息描述、知识表示、决策融合方法,提出了面向矿山设备运行全过程的实时感知、演化分析与智能交互的"虚实融合"感知模型,实现虚、实系统运行过程的"精准映射、信息对偶、融合交互、协同演进"。分析了数据驱动的矿山机械设备状态诊断方法研究现状、技术架构、存在问题和研究趋势,提出结合数字孪生、深度学习、迁移学习等方法,构建机理模型、经验知识与数据深层特征相融合的矿山设备状态诊断模式,研究矿山设备状态大数据分析与应用技术,研发矿山设备状态诊断与全生命周期管理等智能化应用服务系统。形成了矿山设备运行信息感知、知识建模与状态在线判识方法体系,以实现矿山机械设备故障状态自诊断、早期隐患预知维护、智能调度与协同管控,为矿山生产智能化、无人化提供技术支撑。     

一种基于小波包变换和监督NPE的滚动轴承故障诊断方法

为提高滚动轴承故障诊断的性能,结合故障敏感特征的选择,提出了一种基于小波包变换(WPT)和监督NPE的滚动轴承故障诊断模型。首先,WPT对原始振动信号进行处理,利用终端节点的单支重构信号得到多域统计特征,构成原始特征集。然后,为减少特征集中的冗余信息和干扰特征,提出一种基于朴素贝叶斯的故障敏感特征选择方法(FSNB)。为了进一步降低冗余信息和运算复杂度,提出一种基于类别标签的监督邻域保持嵌入(SNPEL)方法,实现对高维特征集的低维表示。最后,利用K近邻(KNN)算法实现滚动轴承的故障诊断。采用12种轴承故障数据来验证提出的故障诊断模型的性能,结果表明,提出的模型可以实现较高的故障诊断准确度和较好的适应性。     

应用无线传感器网络快速定位矿井配电网故障的方法

矿井配电网处于供电网末端,是单端供电系统.针对以上特点,提出了一种应用无线传感器网络的实时在线故障定位方法.该方法利用无线节点的多跳传输行波信号,通过行波的方向和节点的位置迅速判断故障区间.根据该方案设计了由无线传感器节点、无线网关和故障处理系统等组成的故障定位系统,并针对转角和接头给出了节点摆放的一致性原则;给出了利用定向天线和增设转角处节点等有利于无线电波在矿井下传输的措施和网状-线性混合拓扑结构.