1. 智能金屬礦山的起源及架構(gòu) 10 本章導(dǎo)讀 10 1.1 智能與人工智能概述 11 1.1.1人工智能的起源 11 1.1.2人工智能研究的目標 12 1.1.3人工智能的研究內(nèi)容和領(lǐng)域 12 1.1.4人工智能的影響 17 1.1.5工業(yè)人工智能與通用人工智能之間的差異 20 1.2 智能金屬礦山產(chǎn)生的背景和探索 24 1.2.1智能金屬礦山產(chǎn)生的背景 24 1.2.2智能礦山建設(shè)的探索 27 1.3 智能金屬礦山的內(nèi)涵及體系架構(gòu) 29 1.3.1總體架構(gòu)和組成 29 1.3.2智能金屬礦山的內(nèi)涵 30 1.3.3關(guān)鍵技術(shù) 31 1.4 智能金屬礦山的目標及發(fā)展趨勢 36 1.4.1智能金屬礦山的目標 36 1.4.2智能金屬礦山的發(fā)展階段、挑戰(zhàn)和建議 38 1.4.4智能金屬礦山的發(fā)展趨勢 41 思考題 43 2. 智能金屬礦山的物聯(lián)網(wǎng)感知系統(tǒng) 44 本章導(dǎo)讀 44 2.1 礦山物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)系統(tǒng) 45 2.1.1物聯(lián)網(wǎng)概述 45 2.1.2自動感知識別與RFID 46 2.1.3無線傳感網(wǎng)絡(luò) 48 2.1.4智能信息設(shè)備和嵌入式 48 2.1.5無線寬帶與基本通信協(xié)議 49 2.1.65G、6G網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò) 50 2.2 信息傳輸干線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心 51 2.2.1基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò) 53 2.2.2平臺硬件及案例 56 2.2.4數(shù)據(jù)中心 59 2.2.5調(diào)度監(jiān)控中心 62 2.3 礦山傳感感知系統(tǒng)的組成 64 2.3.1定位系統(tǒng) 65 2.3.2有毒有害氣體監(jiān)測 66 2.3.3通風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng) 66 2.3.4地壓監(jiān)測系統(tǒng) 67 2.4 礦山傳感感知系統(tǒng)應(yīng)用案例 69 2.4.1微震監(jiān)測系統(tǒng) 69 2.4.2變形監(jiān)測與點云數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用 71 2.5 礦山物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成設(shè)計 74 2.5.1系統(tǒng)集成的定義與特點 74 2.5.2系統(tǒng)集成的要求 74 2.5.3系統(tǒng)集成的步驟 75 思考題 80 3. 智能金屬礦山的智能裝備執(zhí)行系統(tǒng) 81 本章導(dǎo)讀 81 3.1 智能采掘無軌系統(tǒng) 82 3.1.1智能鑿巖機 83 3.1.2智能裝藥機 85 3.1.3智能噴錨機 88 3.2 井下智能遙控鏟運機 89 3.2.1鏟運機智能化的發(fā)展背景和應(yīng)用 89 3.2.2智能鏟運機電液控制系統(tǒng) 92 3.2.3無線遙控系統(tǒng) 93 3.2.4自主行駛關(guān)鍵技術(shù) 94 3.3 井下機車無人駕駛系統(tǒng) 95 3.3.1系統(tǒng)簡介 96 3.3.2系統(tǒng)組成 96 3.3.3功能介紹 96 3.3.4效益分析 97 3.4 智能調(diào)度生產(chǎn)系統(tǒng) 97 3.4.1露天礦GPS車輛智能調(diào)度系統(tǒng)簡介 99 3.4.2控制目標 99 3.4.3系統(tǒng)組成 100 3.5 智能通風(fēng)及安全系統(tǒng) 101 3.5.1系統(tǒng)簡介 101 3.5.2控制目標 101 3.5.3主要功能 102 3.6 智能提升系統(tǒng) 104 3.6.1系統(tǒng)簡介 104 3.6.2控制目標 104 3.6.3系統(tǒng)特點 105 3.7 智能充填系統(tǒng) 105 3.7.1系統(tǒng)簡介 105 3.7.2控制目標 106 3.7.3系統(tǒng)功能 107 3.8 智能供電系統(tǒng) 108 3.8.1系統(tǒng)簡介 108 3.8.2系統(tǒng)功能 108 3.8.3監(jiān)測參數(shù) 109 3.9 智能礦山給排水系統(tǒng) 109 3.9.1系統(tǒng)簡介 109 3.9.2系統(tǒng)組成 110 3.9.3排水設(shè)備的自動化 110 3.10 無人采礦裝備系統(tǒng)展望 111 3.10.1金屬礦山無人采場 111 3.10.2其他無人場所 111 3.10.3模擬與控制系統(tǒng) 111 思考題 112 4. 智能金屬礦山的信息管理決策系統(tǒng) 113 本章導(dǎo)讀 113 4.1 通用管理平臺軟件 114 4.1.1信息安全和統(tǒng)一認證 114 4.1.2數(shù)據(jù)倉庫管理與實時數(shù)據(jù)交換平臺 114 4.1.3三維建模與可視化平臺 114 4.1.4礦山四維地理信息系統(tǒng)平臺 115 4.2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件 115 4.2.1地測地理信息系統(tǒng) 115 4.2.2礦產(chǎn)資源儲量評價系統(tǒng) 117 4.2.3礦產(chǎn)資源動態(tài)勘查優(yōu)化軟件 120 4.2.4采掘生產(chǎn)計劃編制系統(tǒng) 122 4.2.5釆礦協(xié)同設(shè)計系統(tǒng) 123 4.2.6放礦管理系統(tǒng) 123 4.2.7其他輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng) 125 4.3 礦山安全保障軟件 126 4.3.1真三維監(jiān)測監(jiān)控組態(tài)平臺 126 4.3.2礦山安全預(yù)警與閉環(huán)管理系統(tǒng) 126 4.3.3礦山重大災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng) 130 4.3.4礦山重大設(shè)備故障系統(tǒng) 132 4.3.5礦山重大災(zāi)害防治與風(fēng)險防控系統(tǒng) 133 4.4 礦山企業(yè)經(jīng)營管理軟件 133 4.4.1定額管理系統(tǒng) 134 4.4.2計劃管理系統(tǒng) 134 4.4.3全面預(yù)算系統(tǒng) 134 4.4.4項目管理系統(tǒng) 134 4.4.5人力資源管理系統(tǒng) 134 4.4.6設(shè)備管理系統(tǒng) 134 4.4.7物資管理系統(tǒng) 135 4.4.8運銷管理系統(tǒng) 135 4.4.9企業(yè)成本控制系統(tǒng) 135 4.4.10黨政工團管理系統(tǒng) 135 4.4.11財務(wù)管理系統(tǒng) 135 4.4.12決策支持系統(tǒng) 135 4.4.13門戶網(wǎng)站系統(tǒng) 136 思考題 136 5. 智能金屬礦山的信息安全 137 本章導(dǎo)讀 137 5.1 信息安全概念 138 5.1.1信息及信息安全的定義 138 5.1.2信息安全的內(nèi)涵 138 5.1.3礦山信息安全的體系結(jié)構(gòu) 139 5.2 智能礦山信息安全的挑戰(zhàn) 142 5.2.1智能礦山信息安全風(fēng)險與威脅 142 5.2.2智能礦山系統(tǒng)可能遭受的典型攻擊場景 144 5.2.3智能礦山信息安全的關(guān)鍵技術(shù) 145 5.3 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)技術(shù) 147 5.3.1備份的定義 147 5.3.2數(shù)據(jù)失效與備份的意義 148 5.3.3備份技術(shù)與方法 148 5.3.4恢復(fù)技術(shù)概述 149 5.3.5數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù) 150 5.3.6誤刪除、誤格式化的數(shù)據(jù)恢復(fù) 151 5.4 防病毒技術(shù) 151 5.4.1計算機病毒概述 151 5.4.2常見病毒的種類 152 5.4.3對防病毒程序的要求 152 5.4.4反病毒技術(shù) 152 5.5 防火墻技術(shù) 152 5.5.1防火墻構(gòu)成和原理 153 5.5.2防火墻的優(yōu)缺點 153 5.6 入侵檢測技術(shù) 154 5.6.1入侵檢測技術(shù)種類 154 5.6.2檢測依據(jù)及方法 154 5.7 安全新技術(shù) 155 5.7.1無線網(wǎng)絡(luò)通信安全技術(shù) 155 5.7.2智能卡的安全控制 155 5.7.3云安全 156 5.7.4數(shù)字水�。〝�(shù)據(jù)指紋） 157 5.7.5數(shù)據(jù)脫敏 157 5.7.6區(qū)塊鏈 157 5.8 智能礦山信息安全防護策略 158 5.8.1可靠的物理冗余 158 5.8.2網(wǎng)絡(luò)安全 159 8.8.3礦山系統(tǒng)安全 159 5.8.4主機安全 160 5.8.5應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全 160 5.8.6智能礦山信息安全防護策略 161 思考題 162 6. 智能礦山設(shè)計理論與技術(shù) 163 本章導(dǎo)讀 163 6.1 智能礦山設(shè)計的目標 164 （1）安全生產(chǎn) 164 （2）降本增效 164 6.2 智能礦山設(shè)計的原則 165 6.3 智能礦山設(shè)計的內(nèi)容與范疇 166 6.3.1智能礦山設(shè)計的內(nèi)容 166 6.3.2智能礦山設(shè)計的難點 168 6.4 智能礦山的設(shè)計系統(tǒng)及演進 169 6.4.1智能礦山研發(fā)設(shè)計信息化的現(xiàn)狀和問題 169 6.4.2智能設(shè)計系統(tǒng)建設(shè)的目標 170 6.4.3研發(fā)設(shè)計系統(tǒng)的演進過程 171 6.5 智能礦山的設(shè)計技術(shù) 172 6.5.1優(yōu)化設(shè)計 172 6.5.2基于VR、AR、MR的虛擬設(shè)計 176 6.5.3計算機輔助設(shè)計 178 6.5.4生命周期設(shè)計 181 6.5.5并行設(shè)計 182 6.5.6可靠性設(shè)計 183 6.5.7基于專家系統(tǒng)的設(shè)計 185 6.5.8數(shù)值法設(shè)計 189 6.5.9相似設(shè)計 191 6.5.10模塊化設(shè)計 195 6.5.11綠色設(shè)計 196 思考題 197 7. 智能礦山的設(shè)計軟件系統(tǒng) 198 本章導(dǎo)讀 198 7.1 智能礦山設(shè)計通用軟件系統(tǒng) 199 7.1.1AutoCAD 199 7.1.2BIM 199 7.1.3施工進度管理 200 7.1.4Gis類軟件 200 7.1.5Unity3D 201 7.1.6基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)語言的定制軟件系統(tǒng) 202 7.2 智能礦山設(shè)計專用軟件系統(tǒng) 203 7.2.13Dmine 203 7.2.2DIMINE 205 7.2.3Datamine 206 7.2.4Vulcan 207 7.2.5Surpac 211 7.2.6Ventsim 212 7.2.7MicroMine 213 思考題 216 8. 智能礦山軟件系統(tǒng)開發(fā) 217 本章導(dǎo)讀 217 8.1 智能礦山軟件系統(tǒng)開發(fā)概述 218 8.1.1軟件的定義 218 8.1.2軟件危機、原因及解決途徑 219 8.1.3軟件開發(fā)的發(fā)展過程 221 8.1.4軟件工程項目來源 223 8.1.5軟件生命周期 223 8.2 智能礦山軟件系統(tǒng)開發(fā)模型 225 8.2.1軟件過程 225 8.2.2瀑布模型 227 8.2.3快速原型法 227 8.2.4增量模型 229 8.2.5螺旋模型 229 8.2.6敏捷軟件開發(fā) 231 8.2.7V模型 231 8.3 智能礦山軟件系統(tǒng)開發(fā)流程 233 8.3.1可行性研究 233 8.3.2需求分析 236 8.3.3總體設(shè)計 240 8.3.4人機交互 242 8.3.5軟件詳細設(shè)計 244 8.3.6軟件編碼 245 8.3.7測試 249 8.3.8維護與再工程 250 8.4 智能礦山軟件系統(tǒng)開發(fā)方法 251 8.4.1結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法 251 8.4.2面向?qū)ο箝_發(fā)方法 254 8.4.3統(tǒng)一軟件開發(fā)過程 256 8.4.4敏捷軟件開發(fā) 258 8.4.5積木式開發(fā)構(gòu)件、組件、中間件 259 8.4.6軟件生產(chǎn)線 262 8.5AutoCAD應(yīng)用軟件的集成化及二次開發(fā)與案例 263 8.5.1AutoCAD對礦山適應(yīng)性開發(fā)方案 263 8.5.2VisualLisp開發(fā)語言 263 8.5.3ObjectARX開發(fā)軟件包 264 8.5.4利用ObjectARX.NET進行開發(fā) 264 8.5.5開發(fā)案例學(xué)習(xí)與編程 265 8.6 基于人工智能設(shè)計語言Python的深度學(xué)習(xí)開發(fā)與案例 267 8.6.1Python語言簡介與在智能礦山的應(yīng)用 267 8.6.2Python語言快速入門 268 8.6.3深度學(xué)習(xí)框架 270 8.6.4爆破振動波波形智能識別案例 280 思考題 282 參考文獻 283