基于三维视频融合的露天矿人员目标检测系统研究
这是一篇关于三维视频融合,露天矿,深度学习,目标检测,人员安全监管的论文, 主要内容为露天矿作业区域面积广阔,受地理条件限制,无法完全实现封闭管理。由于作业区域点位众多、面积广大且人员分散,不安全行为频繁发生,造成安全隐患,传统的视频监控方式已无法满足露天矿安全生产的要求,因此,探索先进、安全、高效的监管模式十分必要。论文搭建基于三维视频融合的露天矿人员目标检测系统,将三维视频融合技术与深度学习目标检测结合,设计安全监管系统,提升露天矿安全监管的效率。主要研究内容如下:(1)学习相关基础理论与方法,利用无人机倾斜摄影的方式拍摄露天矿影像,然后构建实景三维模型,使用Web GL框架Cesium搭建三维可视化平台,并且利用流媒体技术,引入实时视频监控。(2)利用投影纹理映射的方法实现三维视频的初步匹配,经过特征点检测与三角剖分,最后采用拉普拉斯网格形变算法,校正视频图像的纹理。(3)选择YOLOv5框架用于对露天矿的人员进行目标检测,采集露天矿人员图像数据,经过数据标注、数据增强、数据预处理、模型训练等步骤,形成目标检测模型。(4)结合三维视频融合与人员目标检测,搭建基于三维视频融合的露天矿人员目标检测系统,设计功能模块和非功能模块,从而实现露天矿的高效监管。研究表明,三维视频融合技术能解决传统视频监控零散、缺乏全局性、与地理空间信息联系不紧密的问题;人员目标检测能及时发现入侵危险区的人员,从而及时制止,提高监管效率;构建的系统具有高效的监管机制,能及时发现隐患并掌握三维空间信息,快速采取应急措施,对露天矿智能化建设具有重要意义。
露天矿安全监控导航系统的研究与开发
这是一篇关于露天矿,导航系统,终端监控,调度中心监控,区域更新的论文, 主要内容为露天矿道路空间形态复杂、路段性质动态变化不一。生产设备大型化,驾驶员视线存在较大盲区。在风沙、烟尘、大雾、夜间等情况下能见度较低。驾驶员工作强度大,工作环境较枯燥乏味。这些现象会导致如下问题:(1)在行驶过程中容易走错路、迷路,这种现象在夜间由于能见度较低尤为明显。(2)在斜坡、弯道、分叉路口、车辆密集的关键点会与其他设备相撞或驶出台阶。(3)驾驶员易疲劳驾驶,设备易失去控制。因此开发露天矿安全监控导航系统具有重要意义,本文基于上述背景,开发露天矿安全监控导航系统,具体工作如下:从安全监控和导航信息两个方面分析露天矿生产的实际需求,根据实际需求确定系统功能,设计系统总体架构,建立道路网结构,设计系统数据库的概念结构与物理结构。通过GPS防碰撞误差处理算法、疲劳驾驶检测算法实现GPS防碰撞误差减小、疲劳驾驶检测。分析常用的最短路算法、路网匹配算法的优缺点,结合道路网拓扑关系,选取Floyd最短路算法、点到线的路网匹配算法,完成导航路径规划、定位点修正与路段匹配,根据几何学原理完成距离更新算法,实现到达目的地的距离更新与行程时间预测。为了保证装卸点导航的准确性,研究了装载点动态导航算法与卸载点区域更新算法,实现了装载点精确导航与卸载点区域的有效更新。为了增强系统的安全性,研究了终端监控算法和调度中心监控算法,实现了终端监控功能和调度中心监控的实时监控部分。采用JavaEE、.net平台,后台开发了导航功能、监控功能的标准算法,前端开发了终端系统、调度中心监控系统,前端通过通用接口调用后台算法,具有较强的实用性、通用性与扩展性。主要功能在华能伊敏露天矿经过了实践检验,效果良好。
露天矿安全监控导航系统的研究与开发
这是一篇关于露天矿,导航系统,终端监控,调度中心监控,区域更新的论文, 主要内容为露天矿道路空间形态复杂、路段性质动态变化不一。生产设备大型化,驾驶员视线存在较大盲区。在风沙、烟尘、大雾、夜间等情况下能见度较低。驾驶员工作强度大,工作环境较枯燥乏味。这些现象会导致如下问题:(1)在行驶过程中容易走错路、迷路,这种现象在夜间由于能见度较低尤为明显。(2)在斜坡、弯道、分叉路口、车辆密集的关键点会与其他设备相撞或驶出台阶。(3)驾驶员易疲劳驾驶,设备易失去控制。因此开发露天矿安全监控导航系统具有重要意义,本文基于上述背景,开发露天矿安全监控导航系统,具体工作如下:从安全监控和导航信息两个方面分析露天矿生产的实际需求,根据实际需求确定系统功能,设计系统总体架构,建立道路网结构,设计系统数据库的概念结构与物理结构。通过GPS防碰撞误差处理算法、疲劳驾驶检测算法实现GPS防碰撞误差减小、疲劳驾驶检测。分析常用的最短路算法、路网匹配算法的优缺点,结合道路网拓扑关系,选取Floyd最短路算法、点到线的路网匹配算法,完成导航路径规划、定位点修正与路段匹配,根据几何学原理完成距离更新算法,实现到达目的地的距离更新与行程时间预测。为了保证装卸点导航的准确性,研究了装载点动态导航算法与卸载点区域更新算法,实现了装载点精确导航与卸载点区域的有效更新。为了增强系统的安全性,研究了终端监控算法和调度中心监控算法,实现了终端监控功能和调度中心监控的实时监控部分。采用JavaEE、.net平台,后台开发了导航功能、监控功能的标准算法,前端开发了终端系统、调度中心监控系统,前端通过通用接口调用后台算法,具有较强的实用性、通用性与扩展性。主要功能在华能伊敏露天矿经过了实践检验,效果良好。
露天矿安全监控导航系统的研究与开发
这是一篇关于露天矿,导航系统,终端监控,调度中心监控,区域更新的论文, 主要内容为露天矿道路空间形态复杂、路段性质动态变化不一。生产设备大型化,驾驶员视线存在较大盲区。在风沙、烟尘、大雾、夜间等情况下能见度较低。驾驶员工作强度大,工作环境较枯燥乏味。这些现象会导致如下问题:(1)在行驶过程中容易走错路、迷路,这种现象在夜间由于能见度较低尤为明显。(2)在斜坡、弯道、分叉路口、车辆密集的关键点会与其他设备相撞或驶出台阶。(3)驾驶员易疲劳驾驶,设备易失去控制。因此开发露天矿安全监控导航系统具有重要意义,本文基于上述背景,开发露天矿安全监控导航系统,具体工作如下:从安全监控和导航信息两个方面分析露天矿生产的实际需求,根据实际需求确定系统功能,设计系统总体架构,建立道路网结构,设计系统数据库的概念结构与物理结构。通过GPS防碰撞误差处理算法、疲劳驾驶检测算法实现GPS防碰撞误差减小、疲劳驾驶检测。分析常用的最短路算法、路网匹配算法的优缺点,结合道路网拓扑关系,选取Floyd最短路算法、点到线的路网匹配算法,完成导航路径规划、定位点修正与路段匹配,根据几何学原理完成距离更新算法,实现到达目的地的距离更新与行程时间预测。为了保证装卸点导航的准确性,研究了装载点动态导航算法与卸载点区域更新算法,实现了装载点精确导航与卸载点区域的有效更新。为了增强系统的安全性,研究了终端监控算法和调度中心监控算法,实现了终端监控功能和调度中心监控的实时监控部分。采用JavaEE、.net平台,后台开发了导航功能、监控功能的标准算法,前端开发了终端系统、调度中心监控系统,前端通过通用接口调用后台算法,具有较强的实用性、通用性与扩展性。主要功能在华能伊敏露天矿经过了实践检验,效果良好。
基于三维视频融合的露天矿人员目标检测系统研究
这是一篇关于三维视频融合,露天矿,深度学习,目标检测,人员安全监管的论文, 主要内容为露天矿作业区域面积广阔,受地理条件限制,无法完全实现封闭管理。由于作业区域点位众多、面积广大且人员分散,不安全行为频繁发生,造成安全隐患,传统的视频监控方式已无法满足露天矿安全生产的要求,因此,探索先进、安全、高效的监管模式十分必要。论文搭建基于三维视频融合的露天矿人员目标检测系统,将三维视频融合技术与深度学习目标检测结合,设计安全监管系统,提升露天矿安全监管的效率。主要研究内容如下:(1)学习相关基础理论与方法,利用无人机倾斜摄影的方式拍摄露天矿影像,然后构建实景三维模型,使用Web GL框架Cesium搭建三维可视化平台,并且利用流媒体技术,引入实时视频监控。(2)利用投影纹理映射的方法实现三维视频的初步匹配,经过特征点检测与三角剖分,最后采用拉普拉斯网格形变算法,校正视频图像的纹理。(3)选择YOLOv5框架用于对露天矿的人员进行目标检测,采集露天矿人员图像数据,经过数据标注、数据增强、数据预处理、模型训练等步骤,形成目标检测模型。(4)结合三维视频融合与人员目标检测,搭建基于三维视频融合的露天矿人员目标检测系统,设计功能模块和非功能模块,从而实现露天矿的高效监管。研究表明,三维视频融合技术能解决传统视频监控零散、缺乏全局性、与地理空间信息联系不紧密的问题;人员目标检测能及时发现入侵危险区的人员,从而及时制止,提高监管效率;构建的系统具有高效的监管机制,能及时发现隐患并掌握三维空间信息,快速采取应急措施,对露天矿智能化建设具有重要意义。
露天煤矿本质安全管理信息系统研究与设计
这是一篇关于露天矿,管理信息系统,构建的论文, 主要内容为随着信息技术的迅猛发展和信息化在露天煤矿建设的不断深入,通过网络实现矿山本质安全的统一管理,将成为矿山本质安全管理系统的发展方向。露天煤矿本质安全管理信息系统是现代化信息系统子在露天煤矿本质安全管理工作上的实际应用。它的关键作用是在煤矿生产工程、系统中存在的危险、有害因素及可能导致的危害结果和程度所涉及到的人、机、环、管四个方面进行预警考核,并将数据结果进行统计分析,供管理者提出合理可行的安全对策措施,指导煤矿企业对危险源进行控制和事故预防,以达到事故率最低、经济损失最少、安全效益最优的目的。论文着眼于露天煤矿本质安全管理信息系统的设计与实现,比较详细地介绍了露天煤矿本质安全管理信息系统的开发流程,主要针对系统整体设计规划、体系结构和系统实现的技术细节做了详细的阐述,并对系统的整体体系做了探讨,最后对系统的开发和应用做了比较全面的总结和展望。论文的设计与实现采用.NET架构和SQL Server数据库技术,基于B/S的三层体系架构的露天煤矿本质安全管理信息系统。系统涵盖了露天煤矿本质安全管理工作中的主要业务,具体划分为如下子系统:危险源预警管理、隐患管理、考核检查管理、事故管理、督办工作管理。
露天矿安全监控导航系统的研究与开发
这是一篇关于露天矿,导航系统,终端监控,调度中心监控,区域更新的论文, 主要内容为露天矿道路空间形态复杂、路段性质动态变化不一。生产设备大型化,驾驶员视线存在较大盲区。在风沙、烟尘、大雾、夜间等情况下能见度较低。驾驶员工作强度大,工作环境较枯燥乏味。这些现象会导致如下问题:(1)在行驶过程中容易走错路、迷路,这种现象在夜间由于能见度较低尤为明显。(2)在斜坡、弯道、分叉路口、车辆密集的关键点会与其他设备相撞或驶出台阶。(3)驾驶员易疲劳驾驶,设备易失去控制。因此开发露天矿安全监控导航系统具有重要意义,本文基于上述背景,开发露天矿安全监控导航系统,具体工作如下:从安全监控和导航信息两个方面分析露天矿生产的实际需求,根据实际需求确定系统功能,设计系统总体架构,建立道路网结构,设计系统数据库的概念结构与物理结构。通过GPS防碰撞误差处理算法、疲劳驾驶检测算法实现GPS防碰撞误差减小、疲劳驾驶检测。分析常用的最短路算法、路网匹配算法的优缺点,结合道路网拓扑关系,选取Floyd最短路算法、点到线的路网匹配算法,完成导航路径规划、定位点修正与路段匹配,根据几何学原理完成距离更新算法,实现到达目的地的距离更新与行程时间预测。为了保证装卸点导航的准确性,研究了装载点动态导航算法与卸载点区域更新算法,实现了装载点精确导航与卸载点区域的有效更新。为了增强系统的安全性,研究了终端监控算法和调度中心监控算法,实现了终端监控功能和调度中心监控的实时监控部分。采用JavaEE、.net平台,后台开发了导航功能、监控功能的标准算法,前端开发了终端系统、调度中心监控系统,前端通过通用接口调用后台算法,具有较强的实用性、通用性与扩展性。主要功能在华能伊敏露天矿经过了实践检验,效果良好。
露天煤矿本质安全管理信息系统研究与设计
这是一篇关于露天矿,管理信息系统,构建的论文, 主要内容为随着信息技术的迅猛发展和信息化在露天煤矿建设的不断深入,通过网络实现矿山本质安全的统一管理,将成为矿山本质安全管理系统的发展方向。露天煤矿本质安全管理信息系统是现代化信息系统子在露天煤矿本质安全管理工作上的实际应用。它的关键作用是在煤矿生产工程、系统中存在的危险、有害因素及可能导致的危害结果和程度所涉及到的人、机、环、管四个方面进行预警考核,并将数据结果进行统计分析,供管理者提出合理可行的安全对策措施,指导煤矿企业对危险源进行控制和事故预防,以达到事故率最低、经济损失最少、安全效益最优的目的。论文着眼于露天煤矿本质安全管理信息系统的设计与实现,比较详细地介绍了露天煤矿本质安全管理信息系统的开发流程,主要针对系统整体设计规划、体系结构和系统实现的技术细节做了详细的阐述,并对系统的整体体系做了探讨,最后对系统的开发和应用做了比较全面的总结和展望。论文的设计与实现采用.NET架构和SQL Server数据库技术,基于B/S的三层体系架构的露天煤矿本质安全管理信息系统。系统涵盖了露天煤矿本质安全管理工作中的主要业务,具体划分为如下子系统:危险源预警管理、隐患管理、考核检查管理、事故管理、督办工作管理。
基于轨迹增强的露天矿卡车运行状态识别研究
这是一篇关于露天矿,卡车运行状态,轨迹增强,时序GAN,对比学习的论文, 主要内容为露天矿卡车运行状态识别是建设露天矿卡车智能调度系统的重要基础。随着移动互联网和定位终端的普及,海量的GPS(Global Positioning System)轨迹为露天矿卡车运行状态识别提供了数据基础。如何挖掘轨迹数据丰富的特征,从而提升露天矿卡车运行状态识别效果,具有重要的应用价值。本文以露天矿卡车运行状态识别为研究问题,主要研究内容如下:(1)基于时序GAN增强的露天矿卡车运行状态半监督识别露天矿卡车运行状态包括:等待装载、正在装载、重车前行、等待卸载、正在卸载以及空车返回。然而,在非拥堵路况下,卡车不会出现等待装载或等待卸载状态,相应的轨迹也不存在。长此以往导致露天矿卡车轨迹数据集出现不平衡问题。为此,本文提出了一种基于时序GAN增强的露天矿卡车运行状态半监督识别方法(Semi-supervised Identification of truck running states in open-pit mines based on Temporal Generative adversarial network Augmentation,SITGA)。首先,该方法具有基于时序GAN的卡车轨迹增强模块,包括标签生成器、边界生成器、特征序列生成器、元数据鉴别器和特征序列鉴别器。该模块通过学习轨迹特征分布和时序关系,使得生成的轨迹具有保真性。SITGA通过该模块生成轨迹,对数据量少的卡车运行状态进行增强,解决数据集不平衡问题。然后,该方法设计了具有注意力感知的露天矿卡车运行状态半监督识别模块。该模块在卷积自编码器中集成基于归一化的通道注意力机制,在联合标签与无标签卡车轨迹实现半监督训练时,能够量化卡车不同运动特征的贡献差异。最后,在露天矿卡车轨迹数据集上进行实验表明,SITGA比SECA识别准确率提高了3.9%,达到75.1%。(2)基于双增强视图的露天矿卡车运行状态对比学习识别SITGA对于露天矿卡车大量无标签轨迹的差异信息捕获能力不足,卡车轨迹需要考虑长期依赖关系和不均等的时间间隔信息。针对以上问题,本文提出了一种基于双增强视图的露天矿卡车运行状态对比学习识别方法(Dual Augmented Views-based Contrastive Learning Identification of truck running states in open-pit mines,DAVCLI)。首先,该方法采用对比学习对卡车无标签轨迹进行预训练。为了提取更多差异信息,预训练时,通过位置扰乱和元素丢弃构建对比学习正样本对的双增强视图,提高学习卡车轨迹间共性与差异的难度,从而提取更多的关键特征。然后,利用Transformer的编码器(TEncoder)作为预训练模型,通过位置编码和自注意力机制捕获卡车轨迹长期依赖关系。在预训练时加入时间间隔信息,提高TEncoder的轨迹表示能力。最后,使用卡车标签轨迹微调TEncoder,进一步优化其参数。在露天矿卡车轨迹数据集上进行实验表明,该方法在各项指标上均有所提升,比SITGA识别准确率提高了4.6%,达到79.7%。(3)露天矿卡车运行状态识别原型与应用针对基于轨迹增强的露天矿卡车运行状态识别研究工作,本文开发了集成化的原型展示系统。为了满足露天矿实际生产情况的需求,本文设计并搭建了基于B/S架构的卡车运行状态识别模块,包括系统开发和深度学习两个方面。该系统能够集成轨迹数据的收集、传输和存储,从而构建卡车运行轨迹数据集,并支持模型的交互性训练和界面化展示。最终,本文将模型应用于卡车运行轨迹的实时状态识别和历史状态识别。该论文有图35幅,表9个,参考文献97篇。
基于匹配因子的大型金属露天矿车铲配置优化仿真
这是一篇关于露天矿,车铲配置,匹配因子,多目标优化,仿真应用的论文, 主要内容为露天开采的设备投资成本和运营成本随着矿山规模的扩大而逐渐增加。露天矿设备投资成本约占矿山生产投入的80%,开采规模增大的同时降低设备投资成本是设计投产阶段的重要工作之一;矿山运营成本中运输成本约占60%以上,主要来源于卡车。作业过程中,如果卡车、电铲等装备配置不当极有可能会出现卡车排队和电铲闲置的现象,因此进行总体的车铲配置优化是极其有必要的。匹配因子是衡量“电铲-卡车”作业系统效率的重要标准之一,本文结合匹配因子系数对大型金属露天矿车铲配置优化问题,展开了以下研究:(1)大型金属露天矿车铲配置优化相关研究及理论总结。首先从露天矿车铲配置优化模型建立和模型求解的国内外研究现状进行了归纳总结,系统梳理了现有露天矿车铲配置优化多目标问题和单目标问题的理论及构建多目标车铲配置优化模型的必要性,并对传统的求解方法、仿真实验和进化算法的基本理论进行了概述,为下文提出基于匹配因子的大型金属露天矿车铲配置优化模型做出理论铺垫。(2)基于匹配因子的大型金属露天矿车铲配置优化模型构建。结合“电铲-卡车”生产运输的实际情况,以总运输成本和匹配因子偏差最小以及电铲产出量最大为目标,综合考虑了装卸载点的产量需求和交通运输等多种约束条件,以减少卡车投入数量、降低设备投资成本,尽量达到“车不等铲,铲不等车”的状态,实现对运输过程的精细化管理。(3)大型金属露天矿车铲配置优化模型求解。针对所构建的露天矿车铲配置优化模型,在MPIO(Multi-objective inspired-pigeon optimization algorithm,MPIO)算法的基础上提出基于聚类的特殊拥挤距离非支配排序法和小生境搜索策略,设计了一种用于求解露天矿车铲配置优化模型的CSMPIO(Multi-objective optimization algorithm with clustering and niching searching,CSMPIO)算法;使用CSMPIO算法求解多约束多目标的特殊测试函数,并通过一组模拟算例以验证算法的有效性。(4)大型金属露天矿车铲配置应用与仿真。以某实际露天矿为例,利用该露天矿的智能生产管控平台获取所需数据,进行车铲配置应用与仿真。结果表明,所建立的车铲配置优化模型以及所提算法可以较好的满足该矿山实际生产需求;通过Flex Sim仿真验证模型求解的有效性,并基于模型求解结果做进一步优化,对比优化前后的结果可以看出仿真实验有效提高了“电铲-卡车”作业效率,并提高了矿石产量。论文的研究成果为解决大型金属露天矿设计阶段的车铲配置优化方面提供了方案,在一定程度降低了矿山设备投资的成本,提高了经济效益。
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