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      非煤露天礦山安全智能開采重點實驗室2024年度重點專項申報指南

      作者: 2024/5/10 14:56:06

      為了加快攻克非煤露天礦山安全智能開采和露天礦山智能開采全生產鏈場景建設面臨的技術難題,非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監察局重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)擬征求重點專項課題的研發攻關團隊?,F發布2024年實驗室重點專項申報指南。

      一、課題指南

      實驗室開展“非煤露天礦山透明地質關鍵技術”、“非煤露天礦山智能爆破理論及關鍵技術”、“非煤露天礦山鏟裝運排多工序智能協同技術”、“非煤露天礦山安全智能開采綜合預警體系”四個方向的研究。本次實驗室重點專項課題圍繞實驗室建設任務中重大難點和緊迫問題。2024年實驗室重點專項設置以下研究課題:

      (一)基于車載平臺的透明地質探測系統研發

      1.項目編號: 2024-ZD01

      2.研究內容:針對當前礦山爆破作業中巖石的可爆性及透明地質結構的應用需求,研究適用于露天礦山地質結構探測及數據快速采集的精準爆破超深地質雷達探測系統,實現該深度條件下地質結構的快速精準探測。

      基于車載平臺,集成精準爆破超深地質雷達探測系統,測距及定位系統、機械臂及同步采集系統,設備控制系統等,實現低頻超深地質雷達的有效安全掛載以及礦山工作環境的智能化無人探測作業,遠程儀器操作和輔助操作人員數量不超過2人;研發探測數據實時傳輸模塊,實現地質雷達探測數據、全球衛星定位/北斗定位數據及視頻數據遠程實時傳輸。

      基于透明地質探測數據構建礦區地質三維模型平臺,并與爆破設計軟件互聯互通。

      3.考核指標:
      (1)雷達探測深度不低于25m;有效作業速度不低于20km/h;可探測巖性變化和五類地質構造(包括斷層、節理、軟硬巖分界面、夾層、溶洞),可智能識別處理探測數據,快速構建三維地質模型,實現巖石可爆性評價及展示,基于該平臺,與爆破設計軟件互聯互通,指導和優化爆破方案。
      (2)交付搭載透明地質探測系統的探測車一套。
      (3)項目授權發明專利不少于1項;申請軟件著作權不少于1項,發表高水平論文不少于1篇。(4)選擇不少于3個示范點成功開展示范應用。

      4.關鍵詞:車載平臺、透明地質、雷達探測、三維模型

      5.有關說明:擬支持項目數1項,執行年限1年,計劃資助不超過700萬元。

      (二)露天礦山開采全工序數字孿生集控平臺

      1.項目編號: 2024-ZD02

      2.研究內容:建立露天礦山智能開采全工序管控系統(包括但不限于:建立信息基礎設施、開采全要素實時定位與運行狀態監控系統,涵蓋智能穿爆作業、無人化智能采運排作業,實現智能輔助生產與開采安全隱患預警),實現數據高效傳輸和共享,具備大數據自動分析能力;實現所有智能裝備實時在線監控和遠程故障診斷,具備同一平臺下的遠程人工接管和遙控作業;依托AI模型輔助與云計算等技術,使開采全工序具備初步的自學習和自決策能力;集成以上技術,構建露天礦山開采全工序數字孿生體,搭建綜合管控平臺,最終實現礦山作業現場少人和無人的本質安全礦山。

      3.考核指標:
      (1)實現管控平臺作為“智能礦山中控大腦”的開采全工序信息融合和高效共享功能,具備數據自動統計功能,裝備虛擬在線,使開采全工序具備初步的自學習和自決策能力。實現所有智能裝備實時監控、在線故障自檢和同一平臺下的遠程接管、遙控作業。
      (2)項目申請發明專利2項(進入實際受理階段);申請軟件著作權2項,發表科技論文2篇。(3)在廣東肇慶大排礦示范點進行正常應用。

      4.關鍵詞:開采全工序數字孿生體、自學習和自決策、管控平臺

      5.有關說明:擬支持項目數1項,執行年限1年,計劃資助不超過100萬元。

      (三)潛孔鉆機自適應巖性穿孔研究及巖石能量體模型建立

      1.項目編號: 2024-ZD03

      2.研究內容:實時精確采集鉆機的隨鉆參數,建立隨鉆參數和巖石強度和構造信息的對應關系,使潛孔鉆機能夠自適應巖性調整工作參數進行智能穿孔。深入挖掘隨鉆參數,結合透明地質探測車成果,建立隨深度不斷變化的巖石能量體模型,完成能量體模型與智能爆破設計軟件的互聯互通;基于炮孔鉆進過程數據,判定礦種與品位,指導采礦和配礦工作的技術研究。

      3.考核指標:
      (1)鉆機能夠自適應巖性和構造調整工作狀態,智能優化鉆機效率、能量及鉆具消耗等。隨鉆智能識別巖性、構造、礦種與品位,建立隨深度不斷變化的爆破巖石能量體模型和采礦地質模型,達到實際指導爆破和采礦的要求。
      (2)項目授權發明專利2項;申請軟件著作權2項,發表科技論文2篇。
      (3)在廣東肇慶、新疆等示范點進行應用,達到實際指導爆破和采礦工程的作用。

      4.關鍵詞:潛孔鉆機、巖性自適應、隨鉆識別巖性、能量體模型、地質模型

      5.有關說明:擬支持項目數1項,執行年限2年,計劃資助不超過80萬元。

      (四)基于大模型的行為決策算法

      1.項目編號: 2024-ZD04

      2.研究內容:

      針對當前礦山自動駕駛場景提升自動駕駛礦車在復雜環境中的行駛決策能力的需求,以當前積累的大量的礦車行駛數據為基礎,研究基于大模型(包括但不限與語言大模型LLM、視覺語言動作大模型VLAM等)的自動駕駛行為決策算法,從而極大提升自動駕駛礦車的智能性以及應對復雜場景的能力。

      基于大模型的行為決策算法主要包括:模型選擇,數據預處理、特征提取以及模型優化等幾個方面。在大模型的選擇上,選擇具有較強的學習能力和泛化能力的模型,以適應不同的駕駛場景和變化?;诋斍胺e累的車輛行駛數據,通過大模型對行駛數據數據(車輛的各種傳感器數據、地圖數據、交通信號數據等)進行挖掘和學習,提取出有價值的駕駛模式和規律,為行為決策算法提供重要依據;另外需要對大模型的性能進行評估,包括其準確性、響應速度、可靠性等方面,并對其進行持續優化。

      基于大模型的行為決策算法,從海量的行駛數據中提煉出有價值的信息,借助駕駛常識的導入,顯著提升駕駛行為智能性,為礦山行業帶來更高的生產效率和安全性。

      3.考核指標:

      (1)基于語言大模型等的行為決策代碼、技術方案文檔、以及相應的實車測試報告1篇;

      (2)大模型的訓練數據、測試數據、以及相應的測試報告1篇;

      (3)項目申請發明專利不少于1項,發表高水平論文不少于1篇。

      模型指標需要滿足以下要求:

      準確性:要求模型預測結果與真實數據之間的接近程度>90%;

      泛化能力:能夠高效應對當前90%以上礦山自動駕駛場景;

      計算效率:計算耗時小于50ms;

      可解釋性:具備可解釋性。

      4.關鍵詞:大模型、LLM、特征提取、數據挖掘。

      5.有關說明:擬支持項目數1項,執行年限1年,計劃資助80萬元左右。

      (五)弱網環境超大規模高效混編調度系統研究及應用

      1.項目編號: 2024-ZD05

      2.研究內容:

      針對礦山生產中不可避免的網絡覆蓋死角以及局部網絡中斷的作業場景,研究適用于弱網或局部無網環境的有人無人駕駛混編調度系統,實現弱網局部無網情況下的高效不間斷生產作業。

      基于分布式調度架構,通過降低大規模場景下的調度計算復雜度,實現支持單礦1000+臺車的實時均衡調度。

      基于對有人駕駛與無人駕駛行為的對比分析,研究有人駕駛與無人駕駛混行、混編狀態下的局調度算法,用一套算法和系統支撐全礦維度的混編最優調度。

      基于生產效益最優的生產調度、運力調度、交通調度多層次調度體系,實現生產工藝最優、運力匹配最優、交通流量最優的全局效益最優調度系統。

      3.考核指標:

      (1)在上下行帶寬不超過100Kb/s,時延5s以內;或存在500m以內網絡盲區的弱網局部無網環境下調度系統能夠正常運行,作業不中斷;

      (2)以不超過4個計算節點支撐單礦1000+臺車的實時均衡調度;

      (3)混編調度的礦卡作業效率不低于人工卡調的110%;

      (4)項目申請發明專利不少于1項,發表高水平論文不少于1篇;

      (5)選擇不少于2個示范點成功開展示范應用。

      4.關鍵詞:混編調度、弱網環境、超大規模車隊調度、生產效益最優調度。

      5.有關說明:擬支持項目數1項,執行年限1年,計劃資助80萬元左右。

      二、研發要求

      在規定期限內按照研究內容和相關指標完成項目研發任務,最終產品具備研發項目要求的功能,達到研發考核指標和研發合同要求。

      三、申報人要求

      (一)申報人應為中華人民共和國境內公民,自然人,具有完全的民事行為能力,身體健康,具有足夠完成項目研究開發等工作所需的時間和精力。

      (二)申報人應具有良好誠信,無法律和債務糾紛。

      (三)申報人應具有本項目的研發及實現本項目產業化的能力和經驗。

      (四)申報人應具有承擔相關技術攻關項目的經驗。

      四、申報文件的遞交

      (一)申報人根據重點專項課題申報指南,自行選擇研究課題,根據課題研究內容等填寫《非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監察局重點實驗室課題申請書》,原件1式2份。課題申請書經所在單位簽署意見并加蓋公章后,提交申請書電子版和郵寄紙質版申請書,電子版發送至實驗室郵箱(FMLTZNKC_lab@163.com),紙質版郵寄至:湖南省長沙市芙蓉區八一路壹號座品A座20樓,重點實驗室,劉文匯收,電話13973288505,郵編:410000。申請書文件命名格式:項目編號+申請人+申報題目?!犊蒲杏媱澣蝿諘冯娮影鎽c課題申請書同時提交做為評選依據,經審核確認后再打印簽章。相關附件可在宏大爆破官網(http://www.discounttelephonerates.com)下載或聯系劉文匯獲取。

      (二)2024年的課題正式發布時間為2024年5月15日,申請受理的時間為2024年5月15日至2024年5月30日(以實驗室郵箱收到的簽字蓋章后的課題申請書掃描件電子版的時間為準,逾期不予受理)。6月10日前組織專家評審,6月15日前完成課題任務書和合同書的簽定。

      (三)聯系人:

      劉文匯,手機:13973288505,郵箱:574434324@qq.com。

      (四)通信地址:通信地址:湖南省長沙市芙蓉區八一路壹號座品A座20樓,重點實驗室,郵編:410000。

      五、評選時間和地點

      (一)評選時間:2024年6月5日9時30分(北京時間)。

      (二)評選地點:湖南省長沙市芙蓉區八一路壹號座品A座20樓宏大爆破。

      (三)按照“公平公正、擇優支持”的原則,實驗室組織專家(優先選擇學術委員會專家)對上報的科研任務申請書和科研計劃任務書進行評審,多人申請同一研究課題的擇優選取。

      (四)應邀請所有申報人屆時參加項目的評選會。

      六、其它事項

      (一)獲得資助的申請者應根據評審意見及時填寫合同書,由實驗室主任復核后正式列為實驗室重點專項課題。

      (二)研究計劃一經確定,必須認真執行,須按要求按期向實驗室提交年度進展、結題報告和研究成果。如需變更,需提前3個月提交書面申請,經實驗室學術委員會同意和實驗室主任批準后方可執行。本實驗室根據進展情況有權終止資助進展不佳的研究課題。

      (三)項目取得成果的第一完成人原則上由本實驗室提名,有關科研項目的詳細事項在科研合同中約定。

      (四)課題研究所獲得的成果由實驗室和申請者及其所在單位共享,論文署名須以實驗室(Key Laboratory of Safety Intelligent Mining in Non-coal Open-pit Mines, National Mine safety Administration)為第一單位。無標注實驗室單位名稱的成果不計入課題成果數量。具體中文署名為:非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監察局重點實驗室,廣東廣州,510000;英文署名為:Key Laboratory of Safety Intelligent Mining in Non-coal Open-pit Mines, National Mine safety Administration , Guangdong Guangzhou, 510000。

      受實驗室基金資助的其它成果均要標明非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監察局重點實驗室重點專項課題(編號:2024-ZD**)資助,具體英文標注為:Supported by State Key Laboratory of Safety Intelligent Mining in Non-coal Open-pit Mines, National Mine Safety Administration (Grant No. 2024-ZD**) 。

      (五)本指南由非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監察局重點實驗室負責解釋

      附件下載:

      附件1:課題申請書.docx

      附件2:在讀博士申請開放課題導師介紹信.docx

      附件3:科研計劃任務書.doc


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