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面向智慧矿山的斜巷轨道运输安全管控一体化AI平台

智慧矿山；斜巷轨道运输；信息传输一体化；工况信息感知一体化；信息管理与深度利用一体化

4、智能化装备技术 > 5、矿山物联网与工业智能技术

论文以煤矿斜巷轨道运输系统智能化、智慧化建设为突破点，采用以人工智能为核心的大数据处理技术，研究面向智慧矿山的斜巷轨道运输安全管控一体化AI平台涉及的关键理论与技术，对于保障矿井斜巷运输系统的高效安全运行，促进煤矿安全高产高效生产，提高矿山信息化、智能化、智慧化水平具有十分重要的意义，不仅源于国家需求，而且符合当前国家发展战略方向论文主要工作如下：

1）构建了面向智慧矿山的斜巷轨道运输系统信息传输一体化互联网+平台

采用层次化网络模型设计方法，将目前煤矿斜巷运输自动化装置与系统中广泛并存的多种异构网络，统一为一体化的信息传输网络；建立了面向煤矿多媒体综合数据业务的网络服务质量模型，设计了矿用监控主机三取二冗余系统结构，保证了煤矿井下多种数据业务的高效可靠承载。

2）构建了面向智慧矿山的斜巷轨道运输系统工况信息感知一体化平台

对斜巷轨道运输系统中监测传感器、控制与执行器对应的4类AI、AO、DI、DO数据进行统一编码，设计了监控数据传输统一帧格式，为数据标准化处理奠定基础。利用有限元分析方法，优化基于霍尔元件的钢丝绳检测聚磁器结构，成功设计了矿用钢丝绳损伤高可靠性在线检测装置。研究了基于UWB的斜巷运输移动目标定位检测方法，成功设计可灵活配置基站或者标签的定位节点。提出了基于权的传感器级局部数据融合方法，提高了数据的精度和可靠性，节省了网络带宽和数据存储空间。基于上述关键技术构建的面向智慧矿山的斜巷轨道运输系统工况信息感知一体化平台，能够全面感知斜巷轨道运输系统工况。

3）构建了面向智慧矿山的斜巷轨道运输系统信息管理与深度利用一体化平台

研究了多种实用的监控数据粗值清洗方法，保证了后续信息融合、预测预报和控制等处理的精度。利用网格技术，研究面向整个煤炭企业的视频数据存储与监控方法，较好解决了海量视频可靠存储问题，并且系统性价比高，安全性好。利用小波分析方法有效地达到滤除噪声和保留在钢丝绳损伤信号高频信息，建立基于的深度神经网络钢丝绳损伤定量识别模型。研究了面向矿井移动目标的定位算法与指纹定位模型，提出了一种基于改进粒子群优化PSO-SVR模型与Chan 优化距离指纹匹配融合定位方法，解决目前井下人员、车辆、设备等移动目标位置精确管理问题。提出了基于DABi-LSTM的多变量时间序列预测模型和面向视频序列的3D卷积深度网络人员矿车识别模型，分别对斜巷运输系统视频、非视频监控数据进行智能处理，采用信息融合方法，通过控制器、执行器对斜巷运输设备实现智能控制和预警。基于上述关键技术构建的面向智慧矿山的斜巷轨道运输系统信息管理与深度利用一体化平台，赋能自动化基础上的信息展开翅膀，通过智能管理与深度科学利用，发挥最大效益。