中国矿业大学通信专业特色简介

中国矿业大学通信专业特色简介 中国矿业大学信电学院通信技术研究所，一直致力于培养有坚实理论基础、 有广博学识、有创新能力的高层次专门人才。1998 年开始培养“通信与信息系 统”方向的硕士研究生 ,2004 年开始培养博士研究生 ,现有在读博士研究生 18 名， 在读硕士研究生 46 名。已毕业研究生 47 名。本研究所针对煤矿井下特殊工作 环境,形成主要面向煤矿的“宽带网络技术及应用”、 “矿山通信”、 “数字视频技术 及应用”、 “工矿安全监控技术 ”、 “矿山安全生产信息融合与处理 ”、 “煤炭企业信息 化自动化系统集成” 6 个稳定的研究方向。 本研究所现有教师 14 名，形成了一支以煤炭工业拔尖人才、江苏省“青蓝工 程”学术带头人钱建生教授为首的，中国矿业大学校青年学术带头人李世银、程 健和中国矿业大学校优秀青年骨干教师程德强、孙彦景等为骨干组成的队伍。 教授 1 名，副教授 2 名，讲师 9 名,助教 2 名。 本研究所自建立以来，先后荣获省、部级科学进步奖 13 项，获国家专利 5 项， 出版专著 5 部，发表论文上百篇。 通信专业学科带头人 钱建生 信息与电气工程学院教授、博士生导师， “通信与信息系统” 博士点 学科带头人， “计算机应用技术 ”博士点学科带头人。 2000 年度被评为“ 煤炭系统专业技术拔尖人才 ”， 2004 年被评为江苏省高校 “青蓝工程”中青年学术带头人， 2008 年被评为“江苏省高校院所科技人员创新创 业先进个人“ 。现为江苏省党外知识分子联谊会理事，江苏省光学（激光）学会 理事，江苏省煤炭学会理事，中国煤炭工业协会信息化分会常务理事，中国煤 炭工业“十五 ”科技规划专家，中国安全生产科技成果奖励评审专家，教育部科 技成果评审专家，江苏省科技成果评审专家，江苏省重大危险源及隐患评估中 心第一届技术委员会委员。 主要研究方向：宽带网络技术及应用，矿井通信与监控，光电子技术及应用 等，先后完成国家 863 项目 1 项，国家“九五” 科技攻关和 “十五”科技攻关项目 各 1 项，国家中小企业创新基金项目 1 项,煤炭工业十五重点推广项目和煤炭部 重点推广项目各 1 项,江苏省自然科学基金和省经贸委项目各 1 项。 目前主持：国家自然基金项目 1 项，国家火炬计划项目 1 项,国家发改委重大 技术开发项目 1 项,国家重点新产品计划项目 1 项,国家中小企业创新基金项目 和科技部创新基金各 1 项,省科技攻关、省科技专项基金和省高新技术项目各 1 项，横向重大课题 20 余项。 近年来获国家科技进步二等奖 1 项，省部级一等奖 3 项，二等奖 7 项，三等 奖 3 项，煤炭科技十大科技成果 2 项。发表论文 40 余篇，其中 EI、ISTP 收录 论文 10 余篇。出版专著 2 部。获得国家发明专利 1 项，实用新型专利 15 项。 现如今通信技术研究室面对矿业自动化、信息化的发展，形成了 6 个稳定的研 究方向： 宽带网络技术及应用 本方向主要进行宽带网络及其在矿山应用的理论研究和技术设备的研制开 发（包括宽带网络在煤矿应用理论、结构模型、技术协议研究和相关核心设备 研制与应用）以及无线传感器网络研究。以适应煤矿信息化、综合自动化建设 的需要，为矿山通信、信息传输处理、安全监控、调度指挥等建立基于网络的 高速信息平台。 在该方向的研究上，结合国家科技型中小企业创新基金项目“矿井多媒体 综合业务数字网”、“矿用隔爆兼本安型工业以太网交换机”和国家火炬计划 项目“矿井多媒体综合业务数字网系统”以及江苏省经贸委项目“矿井多媒体 综合业务数字网关键技术的研究”等，在国内首次提出将宽带工业以太网 （100Mbps1000Mbps）应用于煤矿井下，并进行了大量开创性的理论基础和应 用技术的研究，建立了我国第一个矿井多媒体综合业务数字网示范工程，填补 了在此领域研究的国内外空白。部分成果已在兖矿、淮南、淮北、平顶山、大 同等矿业集团 100 余个矿井得到成功应用，取得了重大的经济和社会效益。为 我国高产高效矿井综合自动化及管/控一体化的建设提供了重要技术基础及装备 保障。 无线传感器网络有重要的科研价值和实用价值，成为进入 2000 年以来公认 的新兴前沿热点研究领域。对无线传感器网络在煤矿应用的研究、开发和应用 包括：在物理层，提出采用低阶调制技术、超宽带（Ultra-Wideband, UWB）无 线通信技术等；在 MAC 层提出分布式接入控制算法、公平的资源分配算法等； 在网络层，针对不同的准则，提出了节省能量的分布式动态自组织路由算法和 协议，以及数据融合的算法。在应用方面，研究工作面瓦斯和环境监测的无线 传感网及其在灾变情况下的作用；煤矿井下工作人员跟踪定位系统等。 矿山通信 矿井通信同一般地面通信相比，具有电气防爆、无线密集多径、设备体积 重量受限，无线电发射功率受限（本质安全防爆要求），抗干扰要求高、防护 性能好、电源电压波动适应能力强、抗故障能力强、服务半径大（巷道长达 10 余千米）、信道容量大（全矿井综合监控与通信）等特点。 因此，针对煤矿井下特点，主要致力于矿区通信网络及通信研究。主要研 究内容为矿区范围内通信与信息传输网络的构成，网络管理模式等。矿区通信 网络包括矿区地面及井下有线及无线通信与信息传输网络。涉及网络结构、复 用方式、通信协议、电气防爆等理论问题，研制本质安全防爆、各种异构通信 系统之间的互联互通等。 此项内容的研究主持制定了国家矿井信息传输及矿井监控的相关标准及规 程，已在全国煤炭行业实施应用。研究成果具有国内领先和国际先进水平，并 已在兖矿、淮南、淮北、平顶山等多个矿业集团得到成功应用。 数字视频技术及应用 本研究方向主要进行基于数字视频技术的数字视频监控系统的研制开发， 包括矿井工业电视图像的识别技术、数据压缩、高质量实时传输的关键理论与 技术。 数字视频监控系统主要包括数字硬盘录象机和数字视频服务器两部分。数 字硬盘录像机 DVR(Digital Video Recorder)将视频图像在硬盘里实时存储； 数字视频服务器 DVS（Digital Video Server）将图像通过网络传输到远方的 其它计算机终端。 数字视频监控系统增强了传统监视系统的性能，并为在一个 安全的内部网发布监控图象提供了网络连通性，可单机工作用于监控区域信息 服务，也可多机互连构成大型视频监控中心。 主要成功开发了基于 H.264 的单机、分布式和流媒体数字视频监控和服务 系统，并完成了配套产品的研发，具有数字视频监控设备和系统开发的科研基 础。其中，自主开发的网络流媒体系统采用分布式的系统架构，C/S 体系结构， 基于 TCP/IP 网络平台。基于 H.264 压缩标准的嵌入式网络 DVRDVS 提供视频服 务，通过分布式的流媒体服务器统一管理对视频流的转发；通过管理服务器统 一管理用户、监控地点相关信息，管理报警日志及操作日志，并统一记录到后 台数据库。视频监控主机通过网络远程访问、控制或设置前端的网络硬盘录像 机，并最终处理报警事件，为工矿企业的生产监控构建一个安全可靠的监控预 警平台。 工矿安全监控技术 本研究方向的重点是对矿井重大灾害监测技术的研究和应用。 在工业生产各行业中，矿业是自然条件最差、危险源最多、安全隐患最大 的行业。特别是煤矿，是矿山企业的重灾区，经常发生瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦 斯突出、冒顶等重大恶性事故。因此，开展对矿井环境安全的监测，对保障安 全生产具有十分重要的意义。 主要成功开发了煤矿井下安全监测监控系统和矿用本质型综合接入网关。 矿井监测信号的采集和处理，包括对井下生产设备和环境的工况参数进行实时 监测、监视与控制。煤矿井下安全监测监控系统实现了全矿井生产安全信息的 集中监控，即井下的各种环境参数、设备的状态都传输到地面调度控制中心， 由调度控制中心实现集中控制。实现了矿井安全监测系统的数字化、智能化、 网络化、图像化、信息集成化，大大提高了矿井安全监控的技术水平。矿用本 质型综合接入网关的开发可取代现有的井下分站或者井下中心站，解决各厂家 不同类型系统的互联互通问题，为煤矿监测监控系统的网络化和信息化构建一 个先进的平台井下综合接入网关的研制、综合接入网关和信息网络之间的服务 以及协议的确定，将可能成为事实上的工业标准，将使各生产煤矿安全设备的 企业的竞争产品从系统级到分站级，更有利于煤矿安全生产监测系统的发展。 矿山安全生产信息融合与处理 煤炭行业是一个受水、火、瓦斯、矿山压力等多种自然灾害严重威胁的行 业。煤矿的安全生产、调度指挥高度依赖全矿井各部分的基础信息，决策的正 确性直接影响煤矿的安全生产。本研究方向就是在充分分析和集成全矿井各类 基础信息的基础上，综合运用信息融合、数据挖掘、自然计算、时间序列分析、 决策等方面的理论，确定并提取煤矿安全生产特征数据、构建数据仓库；研究 安全、生产、管理等多参数对煤矿安全影响的规律及事故形成机制；建立煤矿 安全预警体系。该研究方向对煤矿安全生产具有十分重大的理论和社会意义和 极大的应用价值。 本研究方向主要致力于数据仓库与数据挖掘理论与技术的研究。主要研究 内容为煤矿安全信息数据挖掘算法、以及煤矿安全隐患数据的分布特征等，为 构建面向煤矿安全决策的信息平台和数据仓库奠定理论和方法基础；在对海量 数据清洗、整理、重新采样的基础上，建立煤矿安全数据仓库，进行数据挖掘， 发现影响煤矿安全的规律，发展煤矿决策支持理论，构建建立煤矿安全预警联 动体系。重点解决煤矿安全状态评价，尤其在瓦斯的预测、预报、预警信息处 理方面的关键理论与技术。 煤矿综合自动化信息化系统集成 目前煤矿监测、监控系统都处于相互独立的状态，每套自动化系统井上、 下均有独立的通讯线路，造成通讯线路大量重复投资，维修、维护困难，信息 不能互通。因此，需要建立统一的综合自动化信息化集成系统，使煤矿并下的 安全信息、设备的工况信息和控制信息在一个统一的平台上传输。 本研究方向主要致力于煤矿综合自动化信息化集成系统的相关理论和体系 结构的研究和建立，为煤矿综合自动化和信息化建设提供依据和示范工程。根 据“管控一体化”的思想，使矿井在“采、掘、运、风、水、电、安全”等环 节全面实现自动化控制，将煤炭生产、管理的各个环节，统一在一个网络平台 上，形成一个完整、有机的整体，实现全矿井综合自动化、数字化。目前开展 的项目主要包括：煤矿综合自动化系统集成、煤矿自动配煤及装车自动化系统、 煤矿井下变电所自动化系统、胶带机集中控制系统等。 目前本研究所已成功开发的适合煤炭企业应用的项目如下： （1）局矿安全监测实时信息远程联网系统 （2）局矿生产调度运行信息综合查询系统 （3）基于 Web 的办公自动化系统软件平台 （4）煤炭行业物资管理系统 （5）煤炭行业内部市场化管理系统 （6）煤矿安全隐患信息管理系统 （7）煤矿