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煤炭学报 2023年第10期48卷 3659-3673页

作者：曹安业刘耀琪杨旭李森王常彬白贤栖刘亚鹏中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州221116 徐州物硕信息技术有限公司江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116

煤矿智能化建设的大背景下,如何高效的从冲击地压海量监测数据提取有效信息与提高预测预警准确率是未来的研究重点与难点。为解决目前基于物理指标冲击地压预测方法泛化能力较差、对海量数据特征挖掘不充分的困境,结合深度学习技术,初... 详细信息

煤矿智能化建设的大背景下,如何高效的从冲击地压海量监测数据提取有效信息与提高预测预警准确率是未来的研究重点与难点。为解决目前基于物理指标冲击地压预测方法泛化能力较差、对海量数据特征挖掘不充分的困境,结合深度学习技术,初步尝试建立了物理指标与数据特征融合驱动的冲击地压时序预测方法。以陕西彬长矿区某强冲击危险工作面为背景,分析了多次大能量事件发生前物理指标的变化特征,并统计剖析了仅使用物理指标驱动的冲击地压危险预测指标的短板与不足;提出采用物理指标与数据特征融合驱动的冲击地压时序预测方法,预测模型包括数据预处理、特征提取以及预警模型构建3个模块,数据预处理将原有微震监测数据处理为具有特定时间窗的前兆模式序列,特征提取主要包括基于物理指标的显式特征以及基于卷积神经网络的数据隐式特征提取,提出基于注意力机制的显式特征和隐式特征的深度融合方法,并通过全连接网络实现预测模型分类,实现对不同冲击危险等级的大能量事件进行预测。模型测试结果表明:预测时长为未来1 d、未来2 d以及未来3 d时预测F1分别可达0.956、0.950以及0.854,现场可根据需求选用预测时长;工程应用时模型可对大能量事件准确预测,误差分析结果表明模型预测准确率较高,可满足现场需求。

关键词：冲击地压时序预测物理指标数据特征融合驱动机器学习

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基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法

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煤炭学报 2023年第5期48卷 2065-2077页

作者：刘耀琪曹安业王常彬杨旭王强白贤栖刘涛中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州221116 徐州物硕信息技术有限公司江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 山东能源集团西北矿业有限公司陕西西安710018

冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下,如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点。为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击... 详细信息

冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下,如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点。为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击地压的预测预警难题,采用理论分析、数值仿真等手段研究建立基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法。以内蒙古某冲击地压矿井大能量矿震事件频发2215工作面为研究背景,总结了煤矿微震波形数量有限、噪声影响大、反演效率要求高的特点,比较分析了不同矩张量方法反演震源机制的特点及优缺点,确立了混合矩张量反演法更适用于煤矿应用场景;2215工作面顶板破断诱发事件以拉剪以及压剪破坏为主;大能量事件发生前微震事件剪切成分占比不超过40%,顶板破断主导的微震事件走向角主要分布于3°~80°以及150°~270°,倾角主要分布于70°~90°,存在明显的集聚特征;基于煤矿常见的震源破裂机制及定位误差分析了微震事件聚合的可能性并建立了微震聚合准则,构建了基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测方法及指标;预测实例结果表明考虑震源破裂机制及定位误差后可显著增强微震异常聚合区的识别;微震数据较为完整情况下,基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测指标IP阈值设置为0.7时可实现对不同破裂类型大能量事件的准确预测。

关键词：冲击地压危险预测震源机制定位误差校准大能量事件聚合分析

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基于震源机制解析的巨厚覆岩矿震破裂机制

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煤炭学报 2023年第11期48卷 4024-4035页

作者：白贤栖曹安业刘耀琪王常彬杨旭赵迎春杨耀中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 内蒙古昊盛煤业有限公司内蒙古鄂尔多斯017000

鄂尔多斯矿区侏罗系煤层覆岩中常见巨厚层状砂岩组,为了解释和量化巨厚覆岩下煤层开采矿震破裂机制与顶板破断特征,基于震动波P波辐射位移场与相对矩张量反演方法,提出了以震源群为单位、微震台站为对象构建反演矩阵进行煤矿矿震震源机... 详细信息

鄂尔多斯矿区侏罗系煤层覆岩中常见巨厚层状砂岩组,为了解释和量化巨厚覆岩下煤层开采矿震破裂机制与顶板破断特征,基于震动波P波辐射位移场与相对矩张量反演方法,提出了以震源群为单位、微震台站为对象构建反演矩阵进行煤矿矿震震源机制反演,提高了反演效率与准确性,求解了巨厚覆岩下实体煤段与临空段工作面回采诱发大能量矿震事件的震源机制,定量分析了顶板破裂演化特征与震动波辐射影响方位。结果表明:巨厚覆岩下临空段工作面回采白垩系巨厚砂岩层开始产生破断,地表沉降量快速上升,开始出现100 kJ以上的矿震事件,矿震分布较实体煤阶段更为密集;大部分大能量矿震事件位于采空区后方,与煤层上方厚层顶板破断、滑移密切相关;巨厚覆岩下煤层开采诱发的震源顶板张拉破裂占比85%以上,临空段回采期间震源有向上扩展的趋势,剪切滑移破裂相对实体煤回采阶段有所增加;破裂面走向方向大致与工作面推进方向一致或与工作面推进方向成“X”夹角,但临空回采阶段相较实体煤阶段走向“X”夹角由30°增加至45°;震源破裂面倾角0°~30°,占比50%左右,顶板以水平离层张拉、顶板回转压缩失稳为主,产生的P波大多向下方采空区传播,对工作面回采影响较小;仅部分顶板断裂张拉与剪切滑移失稳产生的P波向周围采场传递,可能对工作面影响较大。巨厚覆岩型矿震的防治思路可从弱化巨厚覆岩的整体性、使巨厚覆岩结构分层破断的角度出发,降低巨厚覆岩整体破断诱发矿震对工作面冲击危险性的影响。

关键词：巨厚覆岩矿震震源机制矩张量反演破裂面产状

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不确定工时下多目标柔性作业车间调度问题的进化求解方法

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中国科学：信息科学 2023年第4期53卷 737-757页

作者：钟小玉韩玉艳姚香娟巩敦卫孙永征中国矿业大学数学学院徐州221116 聊城大学计算机学院聊城252000 中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023

在实际工业生产中,调度环境的复杂性与不确定性使得调度问题求解难度大大提高.针对加工时间不确定的柔性作业车间调度问题,采用不确定参数描述随机工时波动程度和约束条件允许违背程度,构建工时波动服从指数分布的多目标柔性车间调度模... 详细信息

在实际工业生产中,调度环境的复杂性与不确定性使得调度问题求解难度大大提高.针对加工时间不确定的柔性作业车间调度问题,采用不确定参数描述随机工时波动程度和约束条件允许违背程度,构建工时波动服从指数分布的多目标柔性车间调度模型.基于机会约束规划理论,将不确定调度问题转化为加工时间确定的柔性作业车间调度问题,求解得到一定程度上具有鲁棒性能的调度方案.在执行过程中,采用工序移动调整和重调度方法对作业排产方案进行动态调整.基于双链式编码以及贪婪插入法解码规则,提出了基于变邻域搜索的混合NSGA-Ⅱ算法.针对车间调度问题的多约束性和计算复杂度高等特点,设计了基于机器选择的复合启发式规则,包括依据概率的最小累计机器负载和最短工序加工时间规则,以获取更加接近Pareto前沿的均匀分布初始种群.采用改进工序和设备交叉策略以提高算法的全局搜索能力.此外,基于关键工序和机器选择的多种邻域结构,设计了变邻域搜索策略,以进一步提高算法的局部搜索能力.通过Kacem和Brandimarte标准算例的数值仿真以及与多种代表算法的统计比较,验证了所提算法的有效性.本文所提算法为不确定柔性作业车间调度问题提供了更优的调度方案.

关键词：多目标优化柔性作业车间调度 NSGA-Ⅱ 变邻域搜索不确定工时机会约束规划

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一种空间几何角度最大化的随机增量学习模型及应用

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自动化学报 2023年第6期49卷 1283-1294页

作者：南静代伟袁冠周平中国矿业大学信息与控制工程学院徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院徐州221116 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819

针对随机权神经网络(Random weight neural networks,RWNNs)隐含层节点随机生成过程可解释性不足和节点随机生成而导致的网络结构不紧致等问题,提出了一种空间几何角度最大化随机增量学习模型(Stochastic incremental learning model wi... 详细信息

针对随机权神经网络(Random weight neural networks,RWNNs)隐含层节点随机生成过程可解释性不足和节点随机生成而导致的网络结构不紧致等问题,提出了一种空间几何角度最大化随机增量学习模型(Stochastic incremental learning model with maximizing spatial geometry angle,SGA-SIM).首先,以空间几何视角深入分析随机增量学习过程,建立了具有可解释性的空间几何角度最大化约束,以改善隐含层节点质量,并证明该学习模型具有无限逼近特性;同时,引入格雷维尔迭代法优化学习模型输出权值计算方法,提高模型学习效率.在真实的分类和回归数据集以及数值模拟实例上的实验结果表明,所提增量学习模型在建模速度、模型精度和模型网络结构等多个方面具有明显优势.

关键词：随机权神经网络增量学习空间几何角度最大化约束无限逼近性

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离散语音情感识别研究进展

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软件学报 2024年第12期35卷 5487-5508页

作者：郭丽丽王龙标党建武丁世飞中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 天津大学智能与计算学部天津300350 天津市认知计算与应用重点实验室(天津大学) 天津300350 Japan Advanced Institute of Science and Technology Ishikawa 9231292Japan

语音情感识别是情感计算的重要组成部分,在人机交互中占据重要的地位.准确地识别说话人的情感信息,有助于机器更好地理解用户的意图,进而提供良好的交互性以提升用户的体验.以离散语音情感为对象,对语音情感识别的理论和方法进行综述.... 详细信息

语音情感识别是情感计算的重要组成部分,在人机交互中占据重要的地位.准确地识别说话人的情感信息,有助于机器更好地理解用户的意图,进而提供良好的交互性以提升用户的体验.以离散语音情感为对象,对语音情感识别的理论和方法进行综述.首先在全面回顾情感识别发展历程的同时,提出一个语音情感识别综述框架.其次,介绍情感描述方法以及常用的情感语料库,旨在为语音情感识别提供基础支撑.然后,概述语音情感识别过程,主要包括特征提取和识别模型,重点归纳总结传统分类模型、经典深度模型、其他先进模型,并介绍常用的评价指标,同时基于评价指标对模型进行总结.最后,探讨语音情感识别领域所面临的挑战,并对未来的发展趋势进行展望.

关键词：语音情感识别声学特征相位信息分类模型深度学习

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基于深度强化学习的类集成测试序列生成方法

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电子学报 2023年第2期51卷 455-466页

作者：张颖辉张艳梅张志成姜淑娟丁艳茹袁冠中国矿业大学矿山数字化教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 广西可信软件重点实验室(桂林电子科技大学) 广西桂林541004 南方科技大学工学院计算机科学与工程系广东深圳518055

类集成测试序列的生成是面向对象软件测试中的关键步骤,当类的测试序列不同时,相应的测试代价也不相同.在集成测试中生成一个合理的类集成测试序列可以有效降低软件测试的代价.本文将深度强化学习中的Advantage Actor-Critic算法应用于... 详细信息

类集成测试序列的生成是面向对象软件测试中的关键步骤,当类的测试序列不同时,相应的测试代价也不相同.在集成测试中生成一个合理的类集成测试序列可以有效降低软件测试的代价.本文将深度强化学习中的Advantage Actor-Critic算法应用于解决类集成测试序列生成问题.首先,利用类间各种依赖关系构建与智能体交互的环境模型;然后,记录智能体从初始状态到终止状态的路径,即每次选择的动作对应每次选择集成到序列的类编号;最后,得出最终的类集成测试序列.实验结果表明,本文方法所得到的类集成测试序列花费的总体测试桩复杂度,在选取的7个项目中有5个表现最佳,在剩余2个项目中表现中等.

关键词：集成测试测试序列深度强化学习 advantage actor-critic 测试桩复杂度

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基于YOLOv8-ECW的井下人员行为实时检测算法

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矿业科学学报 2025年第2期10卷 316-327页

作者：骆津津陈伟田子建张帆刘毅中国矿业大学(北京)人工智能学院北京100083 大唐滨州发电有限公司山东滨州256651 煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室北京100083 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116

针对现有煤矿井人员行为检测模型存在精度低、计算量大等问题,提出一种基于YOLOv8-ECW的井下人员行为实时检测算法。算法在YOLOv8n的基础上对骨干网络进行改进,提出多尺度卷积模块EMSC,再与C2f卷积相结合设计出C2f_EMSC模块,有效捕获目... 详细信息

针对现有煤矿井人员行为检测模型存在精度低、计算量大等问题,提出一种基于YOLOv8-ECW的井下人员行为实时检测算法。算法在YOLOv8n的基础上对骨干网络进行改进,提出多尺度卷积模块EMSC,再与C2f卷积相结合设计出C2f_EMSC模块,有效捕获目标的多尺度特征,减少模型的计算量、参数量;在网络中引入CGBlock下采样模块融合全局的上下文信息,引入WIoU损失函数提升检测框的定位精度和模型收敛速度。在矿井人员行为检测数据集上进行实验,结果表明:①相比于基线YOLOv8n模型,YOLOv8-ECW模型对各类目标平均精度均值mAP50为92.4%,上升了2.1%;mAP50-95为75.4%,上升了4.0%。②YOLOv8-ECW的检测速度为238 F/s,较YOLOv8n模型提高了5 F/s。③与YOLOv6、YOLOv7等主流网络模型相比,YOLOv8-ECW模型的检测性能最佳且具有较好的鲁棒性。

关键词：煤矿井下 YOLOv8 行为检测 C2f_EMSC WIoU 特征融合

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预训练模型在软件工程领域应用研究进展

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软件学报 2025年第1期36卷 1-26页

作者：宫丽娜周易人乔羽姜淑娟魏明强黄志球南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106 高安全系统的软件开发与验证技术工信部重点实验室(南京航空航天大学) 江苏南京211106 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116

近年来深度学习在软件工程领域任务中取得了优异的性能.众所周知,实际任务中优异性能依赖于大规模训练集,而收集和标记大规模训练集需要耗费大量资源和成本,这限制了深度学习技术在实际任务中的广泛应用.随着深度学习领域预训练模型(pre... 详细信息

近年来深度学习在软件工程领域任务中取得了优异的性能.众所周知,实际任务中优异性能依赖于大规模训练集,而收集和标记大规模训练集需要耗费大量资源和成本,这限制了深度学习技术在实际任务中的广泛应用.随着深度学习领域预训练模型(pre-trained model,PTM)的发布,将预训练模型引入到软件工程(software engineering,SE)任务中得到了国内外软件工程领域研究人员的广泛关注,并得到了质的飞跃,使得智能化软件工程进入了一个新时代.然而,目前没有研究提炼预训练模型在软件工程领域的成功和机遇.为阐明这一交叉领域的工作(pre-trained models for software engineering,PTM4SE),系统梳理当前基于预训练模型的智能软件工程相关工作,首先给出基于预训练模型的智能软件工程方法框架,其次分析讨论软件工程领域常用的预训练模型技术,详细介绍使用预训练模型的软件工程领域下游任务,并比较和分析预训练模型技术这些任务上的性能.然后详细介绍常用的训练和微调PTM的软件工程领域数据集.最后,讨论软件工程领域使用PTM面临的挑战和机遇.同时将整理的软件工程领域PTM和常用数据集发布在https://***/OpenSELab/PTM4SE.

关键词：软件仓库挖掘预训练模型程序语言模型

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地下矿山微震响应空间探测概率特征与数据补偿方法

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煤炭学报 2025年第5期50卷 2413-2422页

作者：王常彬曹安业 SI Guangyao 王冰杨旭张宁岳阳中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 澳大利亚新南威尔士大学矿物与能源资源工程学院澳大利亚悉尼2035 陕西彬长小庄矿业有限公司陕西西安710065 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116

深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发,但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足,极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此,将地震学中基于概率的完整性震级评价方法(PMC)应用于某井工煤矿,分析了各微震台站的震... 详细信息

深部复杂地质环境高强度开采造成煤岩动力灾害频发,但地下矿山微震监测台网在数据探测完整性仍存在不足,极大增加了灾害预警的误报漏报风险。因此,将地震学中基于概率的完整性震级评价方法(PMC)应用于某井工煤矿,分析了各微震台站的震动波拾波能力,探究了台网对采场微震响应探测概率的空间分布特征,并提出了基于探测概率的微震活动补偿方法。结果表明:相比于地震学中经典的最小完整性震级评价,PMC具有不依赖古登堡-里克特关系、计算简单、评价精度高的特点,更适用于地下矿山台网布置受限、震源来源复杂、震动波高噪音、强衰减的微震监测环境。微震台站对震动波的拾波能力受其所在区域采动煤岩体环境影响,对不同距离、不同能级微震事件的拾波概率具有显著差异:震源与台站距离越短、震源能级越高,台站对震动波到时标定的概率则越大。微震台网对微震事件的探测能力与震源能级直接相关,探测概率受台站布置影响在采场空间呈现高度非均匀分布特征。针对微震台网探测数据不完整的问题,提出了基于探测概率的微震活动补偿方法,还原了超前工作面煤体微震能级与频次的空间分布特征,其高能释放区域所在超前巷道位置与动力显现频发区域基本吻合,验证了采场微震数据补偿结果的有效性。研究成果可为地下矿山高质量微震监测与高效灾害防治提供理论与数据基础。

关键词：煤岩动力灾害探测概率微震监测完整性震级微震数据集完整性

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