数字化矿山虚拟仿真系统

VR数字化矿山虚拟仿真系统，及基于虚拟现实技术、物联网技术、5G技术、人工智能技术结合矿山实际情况综合开发的数字孪生智能矿山系统，可实现实体矿山和虚拟矿山的可视化孪生同步，数据层面利用矿山传感器采集到的的生产、人员、空前检测、GIS开采信息等实现了数据层面的孪生同步，利用5G技术和物联网实现井上井下全场景数据同步于，为我国矿山数字化、智能化以及无人化开采提供了有效的技术支撑。

采矿工艺过程的重大危险源预测辨识分析仿真技术研究。

研究以矿山作业活动场所、巷道峒室及采矿影响范围内的自然灾害因素、机电设备为对象，主要着眼于采矿作业过程中人流、物流以及信息流的稳态和动态变化，对实际工艺过程和生产装置进行动态模拟, 预测、诊断工艺过程中由于操作失误、控制系统故障或设备故障等非正常原因导致的危险事故，以及故障在流程中传播的不利后果，并将工艺和安全控制融合在一起，发挥各自的长处，这样就增强了对安全隐患的预见性，大幅度减少煤矿挖掘中的意外险情，同时还可以设定干扰，以确定最佳的安全控制方案和救援预案。

基于 VR 技术的事故仿真模拟与调查分析。

采用计算机绘图和虚拟现实仿真技术，快速、有效地以一系列三维图像在计算机屏幕上再现各种事故发生的过程,实现从各种角度去观测、分析事故发生的过程,找出事故原因 , 包括系统设计和现场人员的动作行为。同时通过交互式地改变这一VR 模型中环境的参数或状态,从而防止其它与此相关的潜在事故的出现。如开发矿井火灾和瓦斯爆炸火灾VR 系统，广泛地用于矿井火灾的防治、救灾和人员培训等方面。

矿山安全工程设计方案的仿真模拟。

应用仿真技术可以即时生成矿山系统的开拓、运输、通风、压供排等大系统的三维虚拟模型,并且这些模型可以与设计者们实现自然交互,设计者可以进入该交互环境中, 以确定矿井安全工程工艺的最佳参数，最为安全的操作规程设计；员工可以通过“亲临现场”进行操作，掌握在采矿作业过程中的安全操作规程。

基于虚拟现实技术的安全教育和矿山人员安全培训仿真系统研究。

借助虚拟现实技术，制造井下各种复杂的作业环境，人们能够在这个空间中实现听、看、移动等人机交互活动，产生身临其境的感觉，对井下工人进行上岗前的操作及安全教育培训，也可以供安全工程专业的学生实习训练，这样可以提高教育培训水平，缩短教育培训周期，减少培训费用，让更多的人接受高等教育。如虚拟井下的各种工况及险情，使被训练者身临其境地去体验，并学会采取有效的应急措施去处理各种险情，以提高人员安全素质，消除事故隐患。同时建立仿真培训系统培训效果有效性的评价模型。

应急预案实施仿真模拟研究。

通过对已确定的重大危险源的原始数据和事先预测事故发生后可实施的救助应急预案进行仿真建模，模拟事故发生后危机的蔓延、控制、以及恢复过程，判断并校验救援实施的状态,对于不合理的地方可即时调整参数和进行修改并马上在虚拟环境中再现，在此基础上优化应急预案。此外，实现在事故发生后及时输入现场数据，经过计算机的逻辑计算和推理，模拟专家思维做出可行的应急救援措施，优化出所需的最佳方案，提供给事故指挥者进行事故处理的决策选择。

基于矿井人员定位跟踪管理系统技术的实时动态智能建模与仿真技术。

采用最新的矿井人员跟踪定位管理系统，通过对坑道远距离的人、车、物在不同状态（移动、静止）下进行非接触式信息采集处理，在此基础上开发和提炼模型，进行实时动态智能建模。此外以此技术为基础，可实现应急救援实施的仿真，如人员疏散，以保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

基于人工智能（AI）的智能仿真技术研究与开发。

通过AI，使仿真利用更为广泛的建模技术，并将决策制定和规划成员引入仿真。AI技术在仿真过程中的作用有：模型的知识表达；仿真中的决策制定；模型的快速原型、仿真输出的数据分析；模型修改和维护等。从而提高表达能力，缩短模型开发时间，降低对用户的技术要求，提高模型执行效率，以及增强系统的可维护性。国内外不论在理论上和实践上都已做了大量研究，而且已被广泛地应用于实际系统中。结合矿山安全仿真模拟平台的实际情况和需求，采用此技术，可以在达到在问题出现和变成难以承担之前，实时规则、程序和模型，就在寻找这个趋势。它能快速地诊断问题并采取正确的行动尽量减少系统瓦解所造成的经济损失。因此，研究与开发此类技术对平台建设有极为重要地意义。

矿山安全经济投入优化与产出效益动态模拟分析。

以矿区安全设备设施，安全人力资源配备，安全管理教育培训等为依据和模型，研究安全人员配备比、教育培训的形式和频率、安全应急设施布置优化技术与方法等，研究以达到满足安全度的条件下的最优的经济投入，同时，研究的安全度与安全效益评价方法。