基于振動信號分析的露天礦道路工礦質量識別

孫欣武，張瑞新，孫健東，孟子杰，張 瞾，邢朝博

（1.華北科技學院 計算機學院，河北 三河 065201；2 華北科技學院 礦山安全學院，河北 三河 065201；3.中國礦業大學（北京）能源與礦業學院，北京 100080）

為了適應煤炭行業智能化發展要求和“碳中和，碳達峰”的政策趨勢，露天礦行業的粗放型生產逐步向精細化、智能化[1]、經濟化發展。當前我國90%的露天煤礦開采場地都運用單斗卡車工藝，且大部分露天礦逐漸進入到深凹開采的階段，這就意味著運輸成本會有一定增加。在露天礦開采工藝“穿、爆、采、運、排”中的道路運輸環節，道路直接影響了礦山的生產效率、設備運行壽命以及安全性[2]。然而，道路經受重載礦卡的頻繁行駛、惡劣天氣地侵襲以及地質活動的影響，會導致道路迅速損壞和退化，進而增加運輸成本[3]。因此，準確地評估和識別礦山道路的質量，對于提高礦山生產效率、降低維護成本以及保障設備和人員的安全至關重要。

在現有車輛運動的研究中，通過垂直加速度研究的優勢在于可以更好地研究車輛運動情況[4-6]，通過國際不平等指數與功率譜密度研究可以更好地分析路面總體質量[7-9]；通過頻率分析則更好地掌握道路細節問題[10]；WICKRAMARATHNE T 等[11]通過機器學習處理運行數據進行道路研究。為此，基于礦卡運行振動頻率進行道路質量評價，通過采集和分析加速度信號[12-13]，從頻率特征和振動特性等角度，深入探索礦山道路的質量問題；著重于通過三軸頻域分析，準確地識別不同道路質量，為礦山運營決策提供有力支持。……