计算机与人工智能在非煤矿山中的应用

刘于嘉

（上海师范大学信息与机电工程学院 上海 201400）

近年科学技术的快速发展使得计算机和人工智能技术愈发成熟、完善，在很大程度上提升了生产作业效率，越来越多的传统企业在使用计算机和人工智能技术以后，取得了新突破、新收获以及新发展前景。在大数据时代背景下，矿山电气自动化控制也高效使用着计算机和人工智能技术，在给企业节约成本资金投入的同时，不断提升了企业的生产效率和生产质量，具备传统生产技术不能实现的优越性。为了使计算机和人工智能技术可以更好应用于非煤矿山工作中，本文通过对人工智能技术和电气自动化进行简单介绍，分析总结得出计算机和人工智能技术在非煤矿山中的应用途径和应用方式。

1 技术发展研究

1.1 人工智能技术

人工智能技术作为一项近年兴起的新型技术，其职能控制系统集分析、开发和模拟功能于一体，通过对计算机系统进行编辑传递操作命令，让计算机可以像人类的大脑一样去搜集数据、分析数据、处理数据，最后把得到的结果传递给工作人员。现今各个行业都在积极使用人工职能技术，特别是在工业产业领域中，像在一些企业必备的自动化仪表、机器人控制、数据信息资源库、自动化控制系统里等等都有广泛的应用，很大程度的提高了生产效率，帮助企业实现安全、稳定运营的发展理念[1]。

1.2 矿山电气自动化

近年市场经济快速发展，使得非煤矿山生产规模愈发扩张，这就要求企业的电力系统、自动化系统要具备更好的功能性和使用性。在传统的生产作业中，仅仅依靠人力进行开发和监督管理的方式，已经不能满足新时代背景下的矿山生产经营发展需求。在矿山电气自动化系统中，结合使用计算机系统，通过实现电气设施和机械自动化，可以使相关企业的生产经营和管理方式逐步走向集约化、高效化和科技化。

2 计算机和人工技能的优势

计算机和人工智能技术在非煤矿山中的应用优势体现在很多方面，例如帮助企业降低电气自动化运营成本、提升电气自动化设施运行效率、给矿山生产提供便利条件等等。具体可以划分为以下几点：第一，在整理数据信息时更加方便简捷。计算机和人工智能技术的生产指令都是用相应的编程对数据库内的数据进行搜集、整合、调整，使得运营管理工作具备科学性和时效性。第二，不断完善健全监管系统。计算机和人工智能技术是遵循有关的规章制度对电气系统运行进行管理和监控，同时不受其他外界因素干扰，既节省人力资源，又具备较好的稳定性和抗压性。第三，具备良好的一致性。计算机和人工智能技术可以实时监管电气系统中的每一项设备参数，在发现问题的第一时间会进行自我调节或者发出警戒信号，由于二者具备良好的规范性，其管控系统基本适用于各项设施设备中，因此凸显出良好的一致性[2]。

3 计算机与人工智能在非煤矿山中的应用

3.1 设计矿山电气设备

在设计矿山的有关电气设施时，会涉及到很多方面的技术和知识，例如电子、电路、电机、电磁场等，这是一个工作量非常庞大且繁琐的设计过程，要求设计人员必须具备高水平的专业技能和工作经验，同时还要投入大量的人力、财力以及物力，在进行设计时科学、合理应用计算机和人工智能技术，可以解决一些复杂的数据信息，在很大程度上节省了设计人员的工作时间，提高了工作效率和准确程度[3]。

3.2 矿山电气控制

在矿山电气控制系统中结合使用计算机和人工智能技术，可以实现控制系统功能多样化，例如实现神经网络控制、转机系统控制和模糊控制。其中模糊控制操作方式简单，最符合实际生产需求，所以使用范围最广泛。在直流和交流的传动过程中，结合使用计算机和人工智能技术的优势，进一步实现模糊控制系统的目的和作用。

3.3 矿山电力系统

计算机和人工智能技术在矿山电力系统中的应用，体现在专家系统、神经网络、模糊及理论、启发搜索四个方面。由于神经网络系统具备较强的识别能力和繁琐信息归纳能力，所以可以在处理大规模的信息数据时进行使用。

3.4 系统应急设计

3.4.1 设计继电保护系统

在生产作业时，继电保护装置根据规定要求对整体运行情况进行监测，一旦发现故障隐患时，就会发出报警信号，并寻找导致故障发生的重要因素，通常在发生故障时，系统的数据信息会呈现剧烈的起伏，技术人员对其进行分析研究，就可以找到故障原因，及时采取解决措施。

3.4.2 漏电保护

漏电问题一直是生产作业中面临的重要难题，发生漏电故障时不但会给企业造成直接的经济损失，还严重威胁着工作人员的生命安全，其严重程度不堪设想。因此，采取科学、合理的防护措施，并装置对应的防护设施，有利于避免出现漏电故障，保障系统安全、稳定运行。

3.5 数据库管理信息系统

在矿山中最开始使用的一项计算机系统就是数据库管理信息系统，其可以实现对计算机中的庞大数据信息进行储存、搜集、分析、更新以及调整。现今被普遍使用到了勘察地址、设计矿山企划、运营管理等生产作业中。当前研发的数据库管理信息系统是智能数据库系统(IDS)，其在原数据库中导入新数据信息时，能够实现自动对全部的数据信息进行重新规划，进一步提升了关于数据信息工作的时效性和便捷性[4]。

3.6 计算机辅助设计

在最开始的时候，计算机辅助设计是用来绘制工程图和现实二维图像的，现今CAD技术可以随时生产三维图形，例如三维矿床模型、露天矿边坡稳定性分析三维模型等等。在矿山作业中，使用频率最高的计算机辅助设计研发软件就是AuotCAD。其次，也有给采矿工业专项研发的CAD开发软件，例如LYNx、SURpAC、DATAMINE等。在进行实践工作时，把AutoCAD和这些软件链接使用，可以强化图形显示处理功能。像3DiMen、Mien-ishgt等采矿设计软件，已经经过优化设计投入使用到采矿设计和强化工艺中，利用三维建模呈现整体矿山，然后用计算机直接演示完整的生产作业过程，使计算、分析和图形绘制等工作更加快速、精准。图像分析技术又包含了拍摄图像和计算机编辑图像，通过此项工作获取有价值的信息和数据，此项技术具有很好的发展前景[5]。

3.7 计算机数值模拟技术

采取数值模拟方法为结构系统设立数学模型，然后使用计算机求解大规模的代数联立方程组，对整体反映过程设立出模拟结构系统，其中应用了RFPA、UDEC、ANSYS、FLAC等数值模拟技术。

计算机和人工智能技术的快速发展，使其在非煤矿山开采工作中拥有良好的发展前景，把传统计算机技术和人工智能技术有机整合，有利于把以往很难解决的采矿工程问题进行深入研究，然后找到有效的解决方法，其发展和应用在很大程度上推动了矿山生产和管理的计算机化，有效缓解了工作人员的工作量和工作压力，不断推动了矿业使用计算机和人工智能技术的深度和宽泛，同时结合使用VR技术和系统工程，有利于为其发展开拓更多渠道。有朝一日矿山信息会逐步向虚拟技术、远程技术研讨、矿山安全管理信息化、采、供、销管理信息化一矿山ERP系统等方向发展。