計算機與人工智能在非煤礦山中的應用

劉于嘉

（上海師范大學信息與機電工程學院 上海 201400）

近年科學技術的快速發展使得計算機和人工智能技術愈發成熟、完善，在很大程度上提升了生產作業效率，越來越多的傳統企業在使用計算機和人工智能技術以后，取得了新突破、新收獲以及新發展前景。在大數據時代背景下，礦山電氣自動化控制也高效使用著計算機和人工智能技術，在給企業節約成本資金投入的同時，不斷提升了企業的生產效率和生產質量，具備傳統生產技術不能實現的優越性。為了使計算機和人工智能技術可以更好應用于非煤礦山工作中，本文通過對人工智能技術和電氣自動化進行簡單介紹，分析總結得出計算機和人工智能技術在非煤礦山中的應用途徑和應用方式。

1 技術發展研究

1.1 人工智能技術

人工智能技術作為一項近年興起的新型技術，其職能控制系統集分析、開發和模擬功能于一體，通過對計算機系統進行編輯傳遞操作命令，讓計算機可以像人類的大腦一樣去搜集數據、分析數據、處理數據，最后把得到的結果傳遞給工作人員。現今各個行業都在積極使用人工職能技術，特別是在工業產業領域中，像在一些企業必備的自動化儀表、機器人控制、數據信息資源庫、自動化控制系統里等等都有廣泛的應用，很大程度的提高了生產效率，幫助企業實現安全、穩定運營的發展理念[1]。

1.2 礦山電氣自動化

近年市場經濟快速發展，使得非煤礦山生產規模愈發擴張，這就要求企業的電力系統、自動化系統要具備更好的功能性和使用性。在傳統的生產作業中，僅僅依靠人力進行開發和監督管理的方式，已經不能滿足新時代背景下的礦山生產經營發展需求。在礦山電氣自動化系統中，結合使用計算機系統，通過實現電氣設施和機械自動化，可以使相關企業的生產經營和管理方式逐步走向集約化、高效化和科技化。

2 計算機和人工技能的優勢

計算機和人工智能技術在非煤礦山中的應用優勢體現在很多方面，例如幫助企業降低電氣自動化運營成本、提升電氣自動化設施運行效率、給礦山生產提供便利條件等等。具體可以劃分為以下幾點：第一，在整理數據信息時更加方便簡捷。計算機和人工智能技術的生產指令都是用相應的編程對數據庫內的數據進行搜集、整合、調整，使得運營管理工作具備科學性和時效性。第二，不斷完善健全監管系統。計算機和人工智能技術是遵循有關的規章制度對電氣系統運行進行管理和監控，同時不受其他外界因素干擾，既節省人力資源，又具備較好的穩定性和抗壓性。第三，具備良好的一致性。計算機和人工智能技術可以實時監管電氣系統中的每一項設備參數，在發現問題的第一時間會進行自我調節或者發出警戒信號，由于二者具備良好的規范性，其管控系統基本適用于各項設施設備中，因此凸顯出良好的一致性[2]。

3 計算機與人工智能在非煤礦山中的應用

3.1 設計礦山電氣設備

在設計礦山的有關電氣設施時，會涉及到很多方面的技術和知識，例如電子、電路、電機、電磁場等，這是一個工作量非常龐大且繁瑣的設計過程，要求設計人員必須具備高水平的專業技能和工作經驗，同時還要投入大量的人力、財力以及物力，在進行設計時科學、合理應用計算機和人工智能技術，可以解決一些復雜的數據信息，在很大程度上節省了設計人員的工作時間，提高了工作效率和準確程度[3]。

3.2 礦山電氣控制

在礦山電氣控制系統中結合使用計算機和人工智能技術，可以實現控制系統功能多樣化，例如實現神經網絡控制、轉機系統控制和模糊控制。其中模糊控制操作方式簡單，最符合實際生產需求，所以使用范圍最廣泛。在直流和交流的傳動過程中，結合使用計算機和人工智能技術的優勢，進一步實現模糊控制系統的目的和作用。

3.3 礦山電力系統

計算機和人工智能技術在礦山電力系統中的應用，體現在專家系統、神經網絡、模糊及理論、啟發搜索四個方面。由于神經網絡系統具備較強的識別能力和繁瑣信息歸納能力，所以可以在處理大規模的信息數據時進行使用。

3.4 系統應急設計

3.4.1 設計繼電保護系統

在生產作業時，繼電保護裝置根據規定要求對整體運行情況進行監測，一旦發現故障隱患時，就會發出報警信號，并尋找導致故障發生的重要因素，通常在發生故障時，系統的數據信息會呈現劇烈的起伏，技術人員對其進行分析研究，就可以找到故障原因，及時采取解決措施。

3.4.2 漏電保護

漏電問題一直是生產作業中面臨的重要難題，發生漏電故障時不但會給企業造成直接的經濟損失，還嚴重威脅著工作人員的生命安全，其嚴重程度不堪設想。因此，采取科學、合理的防護措施，并裝置對應的防護設施，有利于避免出現漏電故障，保障系統安全、穩定運行。

3.5 數據庫管理信息系統

在礦山中最開始使用的一項計算機系統就是數據庫管理信息系統，其可以實現對計算機中的龐大數據信息進行儲存、搜集、分析、更新以及調整。現今被普遍使用到了勘察地址、設計礦山企劃、運營管理等生產作業中。當前研發的數據庫管理信息系統是智能數據庫系統(IDS)，其在原數據庫中導入新數據信息時，能夠實現自動對全部的數據信息進行重新規劃，進一步提升了關于數據信息工作的時效性和便捷性[4]。

3.6 計算機輔助設計

在最開始的時候，計算機輔助設計是用來繪制工程圖和現實二維圖像的，現今CAD技術可以隨時生產三維圖形，例如三維礦床模型、露天礦邊坡穩定性分析三維模型等等。在礦山作業中，使用頻率最高的計算機輔助設計研發軟件就是AuotCAD。其次，也有給采礦工業專項研發的CAD開發軟件，例如LYNx、SURpAC、DATAMINE等。在進行實踐工作時，把AutoCAD和這些軟件鏈接使用，可以強化圖形顯示處理功能。像3DiMen、Mien-ishgt等采礦設計軟件，已經經過優化設計投入使用到采礦設計和強化工藝中，利用三維建模呈現整體礦山，然后用計算機直接演示完整的生產作業過程，使計算、分析和圖形繪制等工作更加快速、精準。圖像分析技術又包含了拍攝圖像和計算機編輯圖像，通過此項工作獲取有價值的信息和數據，此項技術具有很好的發展前景[5]。

3.7 計算機數值模擬技術

采取數值模擬方法為結構系統設立數學模型，然后使用計算機求解大規模的代數聯立方程組，對整體反映過程設立出模擬結構系統，其中應用了RFPA、UDEC、ANSYS、FLAC等數值模擬技術。

計算機和人工智能技術的快速發展，使其在非煤礦山開采工作中擁有良好的發展前景，把傳統計算機技術和人工智能技術有機整合，有利于把以往很難解決的采礦工程問題進行深入研究，然后找到有效的解決方法，其發展和應用在很大程度上推動了礦山生產和管理的計算機化，有效緩解了工作人員的工作量和工作壓力，不斷推動了礦業使用計算機和人工智能技術的深度和寬泛，同時結合使用VR技術和系統工程，有利于為其發展開拓更多渠道。有朝一日礦山信息會逐步向虛擬技術、遠程技術研討、礦山安全管理信息化、采、供、銷管理信息化一礦山ERP系統等方向發展。