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(chǎn)鏈場景建設面臨的技術(shù)難題，非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監(jiān)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(fā)攻關(guān)團隊?，F(xiàn)發(fā)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(zhì)關(guān)鍵技術(shù)”、“非煤露天礦山智能爆破理論及關(guān)鍵技術(shù)”、“非煤露天礦山鏟裝運排多工序智能協(xié)同技術(shù)”、“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(zhì)探測系統(tǒng)研發(fā)
1.項目編號： 2024-ZD01
2.研究內(nèi)容：針對當前礦山爆破作業(yè)中巖石的可爆性及透明地質(zhì)結(jié)構(gòu)的應用需求，研究適用于露天礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測及數(shù)據(jù)快速采集的精準爆破超深地質(zhì)雷達探測系統(tǒng)，實現(xiàn)該深度條件下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的快速精準探測。
基于車載平臺，集成精準爆破超深地質(zhì)雷達探測系統(tǒng)，測距及定位系統(tǒng)、機械臂及同步采集系統(tǒng)，設備控制系統(tǒng)等，實現(xiàn)低頻超深地質(zhì)雷達的有效安全掛載以及礦山工作環(huán)境的智能化無人探測作業(yè)，遠程儀器操作和輔助操作人員數(shù)量不超過2人；研發(fā)探測數(shù)據(jù)實時傳輸模塊，實現(xiàn)地質(zhì)雷達探測數(shù)據(jù)、全球衛(wèi)星定位/北斗定位數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)遠程實時傳輸。
基于透明地質(zhì)探測數(shù)據(jù)構(gòu)建礦區(qū)地質(zhì)三維模型平臺，并與爆破設計軟件互聯(lián)互通。
3.考核指標：
（1）雷達探測深度不低于25m；有效作業(yè)速度不低于20km/h；可探測巖性變化和五類地質(zhì)構(gòu)造（包括斷層、節(jié)理、軟硬巖分界面、夾層、溶洞），可智能識別處理探測數(shù)據(jù)，快速構(gòu)建三維地質(zhì)模型，實現(xiàn)巖石可爆性評價及展示，基于該平臺，與爆破設計軟件互聯(lián)互通，指導和優(yōu)化爆破方案。
（2）交付搭載透明地質(zhì)探測系統(tǒng)的探測車一套。
（3）項目授權(quán)發(fā)明專利不少于1項；申請軟件著作權(quán)不少于1項，發(fā)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(guān)鍵詞：車載平臺、透明地質(zhì)、雷達探測、三維模型
5.有關(guān)說明：擬支持項目數(shù)1項，執(zhí)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(shù)字孿生集控平臺
1.項目編號： 2024-ZD02
2.研究內(nèi)容：建立露天礦山智能開采全工序管控系統(tǒng)（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(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，涵蓋智能穿爆作業(yè)、無人化智能采運排作業(yè)，實現(xiàn)智能輔助生產(chǎn)與開采安全隱患預警），實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸和共享，具備大數(shù)據(jù)自動分析能力；實現(xiàn)所有智能裝備實時在線監(jiān)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(yè)；依托AI模型輔助與云計算等技術(shù)，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(shù)，構(gòu)建露天礦山開采全工序數(shù)字孿生體，搭建綜合管控平臺，最終實現(xiàn)礦山作業(yè)現(xiàn)場少人和無人的本質(zhì)安全礦山。
3.考核指標：
（1）實現(xiàn)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(shù)據(jù)自動統(tǒng)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(xiàn)所有智能裝備實時監(jiān)控、在線故障自檢和同一平臺下的遠程接管、遙控作業(yè)。
（2）項目申請發(fā)明專利2項（進入實際受理階段）；申請軟件著作權(quán)2項，發(fā)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(guān)鍵詞：開采全工序數(shù)字孿生體、自學習和自決策、管控平臺
5.有關(guān)說明：擬支持項目數(shù)1項，執(zhí)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(nèi)容：實時精確采集鉆機的隨鉆參數(shù)，建立隨鉆參數(shù)和巖石強度和構(gòu)造信息的對應關(guān)系，使?jié)摽足@機能夠自適應巖性調(diào)整工作參數(shù)進行智能穿孔。深入挖掘隨鉆參數(shù)，結(jié)合透明地質(zhì)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(lián)互通；基于炮孔鉆進過程數(shù)據(jù)，判定礦種與品位，指導采礦和配礦工作的技術(shù)研究。
3.考核指標：
（1）鉆機能夠自適應巖性和構(gòu)造調(diào)整工作狀態(tài)，智能優(yōu)化鉆機效率、能量及鉆具消耗等。隨鉆智能識別巖性、構(gòu)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(zhì)模型，達到實際指導爆破和采礦的要求。
（2）項目授權(quán)發(fā)明專利2項；申請軟件著作權(quán)2項，發(fā)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(guān)鍵詞：潛孔鉆機、巖性自適應、隨鉆識別巖性、能量體模型、地質(zhì)模型
5.有關(guān)說明：擬支持項目數(shù)1項，執(zhí)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(nèi)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(huán)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)預處理、特征提取以及模型優(yōu)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(shù)據(jù)，通過大模型對行駛數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)（車輛的各種傳感器數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、交通信號數(shù)據(jù)等）進行挖掘和學習，提取出有價值的駕駛模式和規(guī)律，為行為決策算法提供重要依據(jù)；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(xù)優(yōu)化。
基于大模型的行為決策算法，從海量的行駛數(shù)據(jù)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(yè)帶來更高的生產(chǎn)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(shù)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(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、以及相應的測試報告1篇；
（3）項目申請發(fā)明專利不少于1項，發(fā)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(jié)果與真實數(shù)據(jù)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(guān)鍵詞：大模型、LLM、特征提取、數(shù)據(jù)挖掘。
5.有關(guān)說明：擬支持項目數(shù)1項，執(zhí)行年限1年，計劃資助80萬元左右。
（五）弱網(wǎng)環(huán)境超大規(guī)模高效混編調(diào)度系統(tǒng)研究及應用
1.項目編號： 2024-ZD05
2.研究內(nèi)容：
針對礦山生產(chǎn)中不可避免的網(wǎng)絡覆蓋死角以及局部網(wǎng)絡中斷的作業(yè)場景，研究適用于弱網(wǎng)或局部無網(wǎng)環(huán)境的有人無人駕駛混編調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)弱網(wǎng)局部無網(wǎng)情況下的高效不間斷生產(chǎn)作業(yè)。
基于分布式調(diào)度架構(gòu)，通過降低大規(guī)模場景下的調(diào)度計算復雜度，實現(xiàn)支持單礦1000+臺車的實時均衡調(diào)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(tài)下的局調(diào)度算法，用一套算法和系統(tǒng)支撐全礦維度的混編最優(yōu)調(diào)度。
基于生產(chǎn)效益最優(yōu)的生產(chǎn)調(diào)度、運力調(diào)度、交通調(diào)度多層次調(diào)度體系，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝最優(yōu)、運力匹配最優(yōu)、交通流量最優(yōu)的全局效益最優(yōu)調(diào)度系統(tǒng)。
3.考核指標：
（1）在上下行帶寬不超過100Kb/s，時延5s以內(nèi)；或存在500m以內(nèi)網(wǎng)絡盲區(qū)的弱網(wǎng)局部無網(wǎng)環(huán)境下調(diào)度系統(tǒng)能夠正常運行，作業(yè)不中斷；
（2）以不超過4個計算節(jié)點支撐單礦1000+臺車的實時均衡調(diào)度；
（3）混編調(diào)度的礦卡作業(yè)效率不低于人工卡調(diào)的110%；
（4）項目申請發(fā)明專利不少于1項，發(fā)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(guān)鍵詞：混編調(diào)度、弱網(wǎng)環(huán)境、超大規(guī)模車隊調(diào)度、生產(chǎn)效益最優(yōu)調(diào)度。
5.有關(guān)說明：擬支持項目數(shù)1項，執(zhí)行年限1年，計劃資助80萬元左右。
二、研發(fā)要求
在規(guī)定期限內(nèi)按照研究內(nèi)容和相關(guān)指標完成項目研發(fā)任務，最終產(chǎn)品具備研發(fā)項目要求的功能，達到研發(fā)考核指標和研發(fā)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(nèi)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(fā)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(fā)及實現(xiàn)本項目產(chǎn)業(yè)化的能力和經(jīng)驗。
（四）申報人應具有承擔相關(guān)技術(shù)攻關(guān)項目的經(jīng)驗。
四、申報文件的遞交
（一）申報人根據(jù)重點專項課題申報指南，自行選擇研究課題，根據(jù)課題研究內(nèi)容等填寫《非煤露天礦山安全智能開采國家礦山安全監(jiān)察局重點實驗室課題申請書》，原件1式2份。課題申請書經(jīng)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(zhì)版申請書，電子版發(fā)送至實驗室郵箱（FMLTZNKC_lab@163.com），紙質(zhì)版郵寄至：湖南省長沙市芙蓉區(qū)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(jù)，經(jīng)審核確認后再打印簽章。相關(guān)附件可在宏大爆破官網(wǎng)（http://www.dearpainter.com）下載或聯(lián)系劉文匯獲取。
（二）2024年的課題正式發(fā)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(lián)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(qū)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(qū)八一路壹號座品A座20樓宏大爆破。
（三）按照“公平公正、擇優(yōu)支持”的原則，實驗室組織專家（優(yōu)先選擇學術(shù)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(yōu)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(jù)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(jīng)確定，必須認真執(zhí)行，須按要求按期向?qū)嶒炇姨峤荒甓冗M展、結(jié)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(jīng)實驗室學術(shù)委員會同意和實驗室主任批準后方可執(zhí)行。本實驗室根據(jù)進展情況有權(quán)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(guān)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(shù)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(jiān)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(jiān)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(jiān)察局重點實驗室負責解釋
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