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Wi-Fi 7技术及其矿井应用

中国矿业 2024年第4期33卷 152-157页

作者：姜玉峰煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤矿应急避险技术装备工程研究中心北京100013 北京市煤矿安全工程技术研究中心北京100013

随着矿山智能化建设的持续推进,井下网络的部署规模和应用场景在不断扩展,对无线通信的速率、时延、可靠性等提出了更高的要求。Wi-Fi 7是下一代的无线通信技术,对应于最新的IEEE 802.11be协议标准,能够为井下网络建设提供全新的无线通... 详细信息

随着矿山智能化建设的持续推进,井下网络的部署规模和应用场景在不断扩展,对无线通信的速率、时延、可靠性等提出了更高的要求。Wi-Fi 7是下一代的无线通信技术,对应于最新的IEEE 802.11be协议标准,能够为井下网络建设提供全新的无线通信解决方案。面向应用部署,本文从速率增强、低时延保障、干扰抑制方面分析了Wi-Fi 7的技术特性及效果。通过采用更大带宽、更高阶调制以及多用户MIMO等策略,Wi-Fi 7能够实现速率的显著增强,达到30 Gbps的目标;通过引入多AP联合传输、多链路操作等机制,Wi-Fi 7能够形成可靠的低时延保障,达到低于5 ms的目标;通过利用前导码打孔、协同OFDMA、空间重用等技术,Wi-Fi 7能够建立强大的干扰抑制能力,满足复杂环境的使用需求。针对矿山智能化建设,提出了以矿井PON+Wi-Fi 7为代表的网络架构,以及数字孪生工作面、装备远程控制等应用,同时分析了Wi-Fi 7与50G PON融合、与5G/5G-Advanced共存、与各类Wi-Fi协同的发展前景。可以预见,Wi-Fi 7大规模商用之后,将成为低成本、高价值的智能矿山信息基础设施。

关键词：矿井通信 Wi-Fi 7 速率增强低时延保障干扰抑制智能矿山

考虑群体决策差异冲突解决机制的配电站房健康状态评估方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 167-178页

作者：罗昆高伟洪翠福州大学电气工程与自动化学院福建福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福建福州350108

针对配电站房缺乏健康评估机制、运维周期设置不合理的问题,提出了一种考虑群体决策差异冲突解决机制的配电站房健康状态综合评估方法。首先,建立配电站房指标体系和专家评价框架,设计了一种新型的二元冲突测量函数来量化全局冲突。然后... 详细信息

针对配电站房缺乏健康评估机制、运维周期设置不合理的问题,提出了一种考虑群体决策差异冲突解决机制的配电站房健康状态综合评估方法。首先,建立配电站房指标体系和专家评价框架,设计了一种新型的二元冲突测量函数来量化全局冲突。然后,使用专家评价结果的虚假度、可信度、可用度等测度指标构造专家修正因子,以改进D-S证据理论,通过聚合不同专家的评价意见来量化评价指标的权重。接着,建立改进灰色关联度-逼近理想解法(grey relation analysis-technique for order preference by similarity to an ideal solution, GRA-TOPSIS)评估模型,引入灰色关联接近度,与距离接近度融合得到综合接近度,改善TOPSIS评价判据片面性的缺陷。最后,计算每个配电站房的评价值与理想解之间的综合接近度,反映配电站房的健康状态。实验分析表明该方法能兼容专家评价之间的冲突性、差异性、不确定性,与现有方法相比评估结果更具准确性和合理性,对运维人员制定合理的检修决策具有一定的指导价值。

关键词：配电站房专家评价框架改进D-S证据理论专家修正因子改进GRA-TOPSIS评估方法

微波联合金属离子对小麦胚芽蛋白功能特性及结构的影响

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食品科学 2024年第5期45卷 217-224页

作者：郭宇姜城红杨玉婵张瑶王东旭郭元新江苏科技大学粮食学院江苏省粮食生物加工工程研究中心江苏镇江212100

以小麦胚芽粉为原料,通过碱溶酸沉法提取小麦胚芽蛋白(wheat germ protein,WGP),采用微波和金属离子联合处理对WGP进行改性,测定改性前后WGP功能特性、结构和分子质量的变化。结果表明,与对照组相比,联合处理改性后的WGP溶解性提高了86.... 详细信息

以小麦胚芽粉为原料,通过碱溶酸沉法提取小麦胚芽蛋白(wheat germ protein,WGP),采用微波和金属离子联合处理对WGP进行改性,测定改性前后WGP功能特性、结构和分子质量的变化。结果表明,与对照组相比,联合处理改性后的WGP溶解性提高了86.61%,持水力、持油力分别提高了22.86%、82.16%,乳化性、乳化稳定性、起泡性分别提高120.90%、15.64%、116.91%,起泡稳定性相对降低。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示,联合处理改性后的WGP分子质量未见明显差异,结构更疏松,二级结构向着无序化方向进行,主要表现在β-转角、无规卷曲增加。联合处理对WGP的功能特性改善效果优于微波和金属离子单一处理。微波和金属离子联合处理使WGP具有良好的功能特性,赋予了WGP被开发成新型功能性食品的潜力。

关键词：小麦胚芽蛋白微波金属离子功能特性结构

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煤矿多参数复合风险智能分级决策预警系统

工矿自动化 2024年第S1期 88-91页

作者：张雪军黎卓芳煤炭科学技术研究院有限公司煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室煤矿应急避险技术装备工程研究中心北京市煤矿安全工程技术研究中心中国信息通信研究院

井下人员携带设备过多、设备功能单一及智能化程度较低，无法实时监测井下人员身体状态及周边环境情况，且井下环境参数超限或井下人员身体出问题后无法及时预警。针对上述问题，设计了一种煤矿多参数复合风险智能分级决策预警系统。该... 详细信息

井下人员携带设备过多、设备功能单一及智能化程度较低，无法实时监测井下人员身体状态及周边环境情况，且井下环境参数超限或井下人员身体出问题后无法及时预警。针对上述问题，设计了一种煤矿多参数复合风险智能分级决策预警系统。该系统包括地面控制平台、矿井传输网络和智能穿戴设备(包括智能手环和智能矿灯),智能穿戴设备收集环境参数及人员体征参数，并通过传输网络上传至地面控制平台，平台可实时展示、存储、分析数据，并发送不同级别的预警信息。该系统实现了通话调度、人员定位、环境参数检测、健康数据监测、拍照摄像、风险分级预警等功能，将环境参数和人员体征参数进行融合，并对数据进行智能分析并及时预警，有效降低了人员在井下工作的风险程度，同时可辅助管理人员进行分析决策，提高了煤矿安全管理水平。

关键词：风险预警多参数监测分级预警人员体征智能穿戴设备

沿空留巷开采覆岩裂隙演化规律及卸压瓦斯抽采技术

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第1期6卷 48-60页

作者：林海飞刘思博双海清徐培耘周斌罗荣卫西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西部煤矿瓦斯灾害防控陕西省高等学校重点实验室陕西西安710054 西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心陕西西安710054

沿空留巷开采是我国煤炭可持续发展的重要方向之一,其采动覆岩卸压瓦斯运移储集区演化与传统开采方式有所不同。为进一步准确辨识沿空留巷开采覆岩卸压瓦斯运移储集区,通过数值模拟及物理相似材料模拟,研究了切顶侧与未切顶侧的裂隙特征... 详细信息

沿空留巷开采是我国煤炭可持续发展的重要方向之一,其采动覆岩卸压瓦斯运移储集区演化与传统开采方式有所不同。为进一步准确辨识沿空留巷开采覆岩卸压瓦斯运移储集区,通过数值模拟及物理相似材料模拟,研究了切顶侧与未切顶侧的裂隙特征,分析了采动覆岩裂隙动态发育过程及应变分布规律,提出了沿空留巷开采卸压瓦斯抽采靶区位置判别方法,并进行了现场工程实践。研究结果表明:低位覆岩受切顶影响,易发生破断垮落;高位覆岩区域未切顶侧覆岩裂隙较为发育,切顶侧与非切顶侧裂隙发育高度相同。采动裂隙形态、覆岩应变形态均呈梯形,随覆岩周期破断,采动裂隙呈跃进态势向上发展。不同区域采动离层裂隙角度集中在0°~10°,竖向破断裂隙区角度主要集中在80°~120°。基于关键层判别、采动裂隙角度及数量、覆岩应变特征等,结合通风方式,提出沿空留巷开采卸压瓦斯抽采靶区判定方法,将抽采钻孔布置在“采动裂隙锐角发育区+高瓦斯体积分数”区域,判定得出试验工作面抽采靶区为与煤层顶板垂距30~46m、与辅运巷平距30~55m的区域。试验工作面开采期间整体瓦斯抽采效果良好,说明基于沿空留巷开采卸压瓦斯抽采靶区判定方法设计的抽采钻孔具有合理性,可为沿空留巷开采“Y”型通风方式下卸压瓦斯抽采钻孔设计提供一定参考。

关键词：沿空留巷卸压瓦斯抽采采动裂隙储集运移区抽采靶区

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联合语义分割的自监督单目深度估计方法

计算机研究与发展 2024年第5期61卷 1336-1347页

作者：宋霄罡胡浩越宁靖宇梁莉鲁晓锋黑新宏西安理工大学计算机科学与工程学院西安710048 人机共融智能机器人陕西省高校工程研究中心(西安理工大学) 西安710048

研究深度估计和语义分割的图像之间的互利关系,提出了一种联合语义分割的自监督单目深度估计方法USegDepth.语义分割和深度估计任务通过共享编码器,实现语义引导.为了进一步提高编码器的跨多任务性能,设计了多任务特征提取模块,堆叠该... 详细信息

研究深度估计和语义分割的图像之间的互利关系,提出了一种联合语义分割的自监督单目深度估计方法USegDepth.语义分割和深度估计任务通过共享编码器,实现语义引导.为了进一步提高编码器的跨多任务性能,设计了多任务特征提取模块,堆叠该模块构成共享编码器,解决有限感受野和缺乏跨通道交互导致的模型特征表示能力欠佳问题,进一步提升模型精度.同时,提出跨任务交互模块,通过双向的跨域信息交互细化特征表示,提升深度估计表现,特别是光度一致性监督有限的弱纹理区域和物体边界.通过在KITTI数据集上的训练和全面评估,实验结果显示所提的USegDepth模型方法的均方相对误差相比于SGDepth降低了0.176个百分点,在阈值为1.253的阈值精度达到了98.4%,证明了USegDepth在深度预测上具有较高的准确率.

关键词：自监督深度学习深度估计语义分割多任务联合共享编码器

基于图像与点云融合的巷道锚护孔位识别定位方法

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 249-261页

作者：王宏伟李进闫志蕊郭军军张夫净李超太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西太原030024 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对... 详细信息

煤矿掘进巷道锚护位置的精准识别与定位是钻锚机器人实现智能永久支护亟需突破的关键技术。笔者提出一种基于视觉图像与激光点云融合的巷道锚护孔位智能识别定位方法,包括图像目标识别、点云图像特征融合和定位坐标提取3个步骤:①针对煤矿井下低照度、水雾和粉尘等环境因素导致的锚孔轮廓成像模糊的问题,采用IA(Image-Adaptive)-SimAM-YOLOv7-tiny网络对巷道待锚护孔位进行视觉识别,该网络能够自适应地增强图像亮度和对比度,恢复锚孔边缘的高频信息,并使模型重点关注锚孔特征,提高锚孔检测的成功率;②求解激光雷达和工业相机联合标定的外参矩阵,将图像检测的锚孔边界框通过透视投影关系生成锥形感兴趣区域(Region Of Interest,ROI),获得对应的目标点云团簇;③采用点云处理算法提取锚护孔位边界点云,获得孔位中心坐标及其法向量,并通过坐标深度差比较判断锚孔识别的正确性。文中搭建了锚杆台车机械臂钻孔定位系统,对算法自主定位的精度以及准确度进行验证,试验结果表明:IA-SimAM-YOLOv7-tiny模型的平均精度均值(Mean Average Precision,mAP)为87.3%,较YOLOv7-tiny模型提高了4.6%;提出的融合算法定位误差为3 mm,单锚孔情况下系统平均识别时间为0.77 s,与单一视觉方法相比,采用激光与视觉多源融合不仅可以降低环境和小样本训练对定位性能的影响,而且可以获得锚护孔位的法向量,为机械臂调整钻孔位姿实现精准锚固提供依据。

关键词：锚孔精准定位图像识别点云处理激光雷达和相机联合标定数据融合

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基于稳定图解析的桥梁模态参数全自动识别

中国公路学报 2024年第1期37卷 117-127页

作者：贺敏梁鹏杨凡刘玖贤武晓阳长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学公路大型结构安全教育部工程研究中心陕西西安710064

桥梁模态参数识别是桥梁智能监测的重要内容,传统桥梁模态参数识别方法需要人工干预,不适合连续监测,且在传感器较少时可能失效。为解决该问题,提出改进的稳定图解析方法,实现桥梁模态参数全自动识别。首先,提出模态相似指标(Modal Simi... 详细信息

桥梁模态参数识别是桥梁智能监测的重要内容,传统桥梁模态参数识别方法需要人工干预,不适合连续监测,且在传感器较少时可能失效。为解决该问题,提出改进的稳定图解析方法,实现桥梁模态参数全自动识别。首先,提出模态相似指标(Modal Similarity Criterion, MSC)度量模态相似性,解决传统模态置信度指标在传感器较少时可能失效的问题;然后,提出新的稳定图自动清洗方法,剔除稳定图中的大量虚假模态,同时提出改进的层次聚类算法自动解析清洗的稳定图,实现模态参数自动识别;最后,将提出的方法应用于一座斜拉桥和一座具有密集模态的连续梁桥Benchmark,并在极端传感器布置工况下验证所提方法辨别密集模态的可行性。结果表明:即使在发生振型空间混叠时,提出的MSC指标仍能有效辨别不同模态;提出的稳定图自动清洗和自动解析方法不需要任何人工设定的阈值,能够自动剔除虚假模态并得到准确的模态识别结果,同时能够准确识别发生振型空间混叠的密集模态。提出的自动识别方法不受结构刚度和加速度传感器布置位置和数量的限制,能够统一地应用于具有不同刚度和不同传感器布置工况的跨海桥梁集群监测。

关键词：桥梁工程模态参数自动识别振型空间混叠模态相似指标密集模态

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《三国演义》数字出版领域本体构建基础研究

出版科学 2024年第1期32卷 30-38页

作者：万钟诺湖北省融合出版技术工程研究中心武汉430070

论证语义出版的领域本体构建理论运用于文艺作品数字出版的可行性,说明《三国演义》在严肃历史类长篇小说中的代表地位,提出对《三国演义》进行本体构建研究可对其余类型小说进行本体构建起到触类旁通作用。其后阐述领域本体构建在出版... 详细信息

论证语义出版的领域本体构建理论运用于文艺作品数字出版的可行性,说明《三国演义》在严肃历史类长篇小说中的代表地位,提出对《三国演义》进行本体构建研究可对其余类型小说进行本体构建起到触类旁通作用。其后阐述领域本体构建在出版领域的应用现状,进一步分析适用于《三国演义》领域本体构建的原则和方法,将“明确性”“一致性”“扩展性”“智能性”“开放性”五大原则作为《三国演义》本体构建的原则,在七步法等国际惯用本体构建方法的基础上拟定九步法作为《三国演义》本体构建的方法论。之后,实际推演九步法中五步可用人工编辑方式验证的步骤用以验证本体构建运用于《三国演义》的可行性。最后,本研究对未来进行了展望。

关键词：《三国演义》数字出版领域本体构建语义出版