項(xiàng)目名稱：煤礦設(shè)備虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制技術(shù)及應(yīng)用

項(xiàng)目名稱：煤礦設(shè)備虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制技術(shù)及應(yīng)用完成單位：西安科技大學(xué),西安煤礦機(jī)械有限公司完成人：張旭輝，馬宏偉，毛清華，趙友軍，姜俊英，杜昱陽(yáng)，王川偉，董明，樊紅衛(wèi)項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目在西安市產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新計(jì)劃-高校院所技術(shù)轉(zhuǎn)移推進(jìn)項(xiàng)目基礎(chǔ)研究，中煤科工集團(tuán)西安研究院、中煤西安煤礦機(jī)械有限公司等單位的應(yīng)用研究過(guò)程中，獲得了一整套具有技術(shù)創(chuàng)新概念的“煤礦設(shè)備虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制技術(shù)”，其特點(diǎn)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)、現(xiàn)代傳感檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)化控制等手段，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)設(shè)備工作原理及工藝的虛擬仿真、工作面設(shè)備的碰撞檢測(cè)與遠(yuǎn)程控制，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)煤礦惡劣井下環(huán)境少人或者無(wú)人生產(chǎn)提供了一條安全、高效和可靠的技術(shù)途徑。本項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)已通過(guò)省級(jí)科技成果鑒定2項(xiàng)，鑒定結(jié)論均為國(guó)際先進(jìn)；申請(qǐng)受理或授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)，實(shí)用新型專利5項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文11篇，培養(yǎng)碩士研究生4名。該技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用于煤礦千米定向鉆機(jī)、電牽引采煤機(jī)、煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)，以及自動(dòng)化工作面等方面。自2012年，為西安煤礦機(jī)械有限公司研發(fā)的“電牽引采煤機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)”、“薄煤層采煤機(jī)3D展示系統(tǒng)”、“8.5m大采高多截割系統(tǒng)演示動(dòng)畫系統(tǒng)”等，有力推進(jìn)了采煤機(jī)信息化、智能化發(fā)展，部分技術(shù)應(yīng)用于MG1000/2550-GWD型特大采高采煤機(jī)自動(dòng)截割控制系統(tǒng)，陜西省科技廳組織鑒定為“主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。該機(jī)型已增加銷售產(chǎn)值過(guò)1000萬(wàn)，銷往內(nèi)蒙古伊泰、平煤集團(tuán)神木海灣等企業(yè)，2015年9月至2015年12月，該設(shè)備在內(nèi)蒙古伊泰煤炭股份有限公司納林廟二礦應(yīng)用，日平均生產(chǎn)原煤2.5萬(wàn)噸，最高日產(chǎn)量3萬(wàn)噸，大大提高了單產(chǎn)水平，增大了作業(yè)過(guò)程的安全系數(shù)和開(kāi)機(jī)率，僅原煤生產(chǎn)增加產(chǎn)值近2億元，另外減人年節(jié)約3000萬(wàn)元，為生產(chǎn)單位創(chuàng)造效益顯著。為中煤科工集團(tuán)西安研究院研發(fā)的煤礦全液壓定向鉆機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，2015年煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)組織鑒定為“項(xiàng)目整體成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。僅2015年上半年實(shí)施定向鉆機(jī)虛擬培訓(xùn)8批次，216人約1500學(xué)時(shí)。由于操作培訓(xùn)和考核基本不產(chǎn)生能源和材料消耗，攻克了幾乎零成本的鉆機(jī)培訓(xùn)難題，且虛擬培訓(xùn)過(guò)程安全、高效，實(shí)現(xiàn)了鉆探過(guò)程經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的直觀交互和展示，社會(huì)效益顯著。附件目錄及清單：科技成果登記-煤礦設(shè)備虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制技術(shù)及應(yīng)用成果登記號(hào):9662016Y0106，批準(zhǔn)登記日期：2016-05-10科技成果鑒定證書煤礦全液壓定向鉆機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)，中煤科鑒字[2015]第DC2號(hào)，2015MG1000/2550-GWD型特大采高采煤機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，陜西省科技廳，陜科鑒字[2016]第040號(hào)，2016附件——獲獎(jiǎng)、論文、專利科技獎(jiǎng)勵(lì)：陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，一等獎(jiǎng)，適用于少人或無(wú)人工作面的采煤機(jī)自動(dòng)截割控制技術(shù)研究與應(yīng)用，14-1-16-D3，11/13，2014.陜西高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，二等獎(jiǎng)，微型智能瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究，14E01，第一完成人，2014.申請(qǐng)或授權(quán)專利：張旭輝、姚闖.采煤機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件,計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán),2016SR130011張旭輝、鄧鵬飛.采煤機(jī)狀態(tài)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán),2016SR072148張旭輝馬宏偉王天龍權(quán)振林趙友軍姜俊英曹現(xiàn)剛.一種掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及方法[P]．發(fā)明專利，專利號(hào)：201410086340.0CN103867205B馬宏偉，張旭輝，吳海雁，周元華，趙友軍，毛清華，劉海濤，姜俊英．基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的采煤機(jī)遠(yuǎn)程操縱系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制方法[P].發(fā)明專利，專利號(hào)：201310468301.2CN103485784B張旭輝．基于振動(dòng)能量收集的采煤機(jī)無(wú)線傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法[P]．發(fā)明專利，專利號(hào)：201310466292.3CN103498678B張旭輝，馬宏偉，毛清華，王天龍，夏洪波．一種通用的虛擬操控裝置數(shù)據(jù)接口及其實(shí)現(xiàn)方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01410085660.4張旭輝、杜昱陽(yáng)、毛清華、南源桐、陳利、劉永偉、董潤(rùn)霖、吳中華、賴正鵬.一種煤礦綜采工作面遠(yuǎn)程控制虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01510996174.2馬宏偉，毛清華，張旭輝，南源桐，董剛，杜昱陽(yáng)，高百戰(zhàn)，姜俊英.基于電流監(jiān)測(cè)的綜采工作面采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)高控制方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610701470.x張旭輝，馬宏偉，毛清華，南源桐，董剛，杜昱陽(yáng)，姜俊英.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的采煤機(jī)調(diào)高遠(yuǎn)程控制方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610702234.x張旭輝，董潤(rùn)霖，馬宏偉，毛清華，杜昱陽(yáng)，王川偉.一種煤礦救援機(jī)器人遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)及方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610695179.6張旭輝、楊文娟、馬宏偉、毛清華、樊紅衛(wèi)、王川偉.一種基于機(jī)器視覺(jué)的采煤機(jī)搖臂采高檢測(cè)方法[P]． 發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610952515.0 張旭輝、楊文娟、馬宏偉、毛清華、樊紅衛(wèi)、王川偉.一種基于采煤機(jī)虛擬樣機(jī)與真實(shí)圖像配準(zhǔn)的采煤機(jī)位姿定位系統(tǒng)及方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?201610957191.X馬宏偉、齊愛(ài)玲、毛清華、張旭輝、吳海雁、陳翔.一種面向采煤機(jī)記憶截割的灰色馬爾可夫鏈軌跡預(yù)測(cè)方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610643449.9馬宏偉、齊愛(ài)玲、毛清華、張旭輝、吳海雁、陳翔.基于滑窗與灰色馬爾可夫鏈的采煤機(jī)截割軌跡預(yù)測(cè)方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610644278.1馬宏偉、張旭輝、齊愛(ài)玲、毛清華、吳海雁、陳翔.基于地質(zhì)數(shù)據(jù)的智能化工作面煤巖界面識(shí)別方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610644279.6馬宏偉、吳海雁、齊愛(ài)玲、毛清華、張旭輝、陳翔.一種基于地質(zhì)數(shù)據(jù)的工作面三維煤層建模方法[P]．發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枺?01610643584.3學(xué)術(shù)論文：ZHANGXuhui,ActiveOmni-directionalPiezoelectricEnergyHarvestingSystemforWirelessMonitoringonElectricalTractionShearer[J],InternationalJournalofSmartHome,Vol.8,No.3(2014),pp.19-32(EI檢索)ZHANGXu-hui,XIAHong-bo,LinRan,CommunicationInterfaceDesignofMitsubishiTouchScreenandDSP[J],AppliedMechanicsandMaterialsVols.687-691(2014)pp4174-4179(EI檢索)ZHANGXuhui,LIUHaitao,MAHongwei,WUHaiyan,ZHAOYoujunandMAOQinhua.VR-basedRemoteControlSystemDesignforShearer[J],AdvancedMaterialsResearch,Vols.846-847(2014)pp278-282(EI檢索)JYJiang，ZQWang，HWMa，XHZhang，HYWu.RemoteMonitoringandControlSystemforElectricalHaulageShearer[C].AdvancedMaterialsResearch,2014,909:247-251張旭輝，林然.全方向振動(dòng)能量收集系統(tǒng)[J].工礦自動(dòng)化，2015,41(1):84-87張旭輝，姜俊英，同娟.面向采煤機(jī)的全方向壓電自俘能無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J].重型機(jī)械，2014,01:41-45張旭輝，王天龍，毛清華.基于DAQ和MySQL的虛擬操控裝置數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技論文在線，2014.6.27張旭輝，夏宏波，吳海雁，趙友軍，婁伶俐.電牽引采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通信模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工礦自動(dòng)化,2015,41(08):17-21.姜俊英，馬宏偉.采煤機(jī)監(jiān)控技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].煤礦機(jī)械，2015(8):1-3吳海雁，王天龍，張旭輝，毛清華，杜昱陽(yáng)，高百戰(zhàn)，馬宏偉.基于Quest3D和PLC的采煤機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].工礦自動(dòng)化,2015,

41(11):14-17[第一作者是博士研究生]應(yīng)用證明煤礦設(shè)備虛擬仿真技術(shù)及應(yīng)用情況證明，西安煤礦機(jī)械有限公司煤礦全液壓定向鉆機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用情況表，中煤科工集團(tuán)西安研究院MG1000/2550-GWD型特大采高采煤機(jī)銷售合同，內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)、平頂山煤礦機(jī)械有限公司等MG1000/2550-GWD型特大采高采煤機(jī)應(yīng)用證明，內(nèi)蒙古伊泰煤炭股份有限公司縱向及橫向項(xiàng)目西安市產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新計(jì)劃(高校類)項(xiàng)目，煤礦設(shè)備虛擬仿真與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)研發(fā)，CXY1519(4)，2015.01-2016.12，張旭輝，馬宏偉，毛清華，董明，王川偉陜西省工業(yè)化信息化深度融合重點(diǎn)示范項(xiàng)目，智能采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制與維護(hù)系統(tǒng)示范工程，2015KTCXSF-10-3，2015.01-2017.12，張旭輝，毛清華企業(yè)合作項(xiàng)目，西安煤礦機(jī)械有限公司，薄煤層采煤機(jī)3D展示系統(tǒng)研發(fā)，2012.8-2014.12企業(yè)合作項(xiàng)目，西安煤礦機(jī)械有限公司，8.5m大采高多截割系統(tǒng)演示動(dòng)畫系統(tǒng)研發(fā)，2015.8-2016.8，張旭輝，樊紅衛(wèi)，王川偉等企業(yè)合作項(xiàng)目，中煤科工集團(tuán)西安研究院，煤礦用全液壓定向鉆機(jī)模擬培訓(xùn)系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)，2013.7-2014.11，張旭輝，毛清華，董