近日，機械工程學院博士研究生董征以西安科技大學為第一單位的論文《Using a hybrid of the U-Net and multilayer perceptron models to automatically predict the geological strength index from tunnel face rock joint images》被國際老牌巖土力學權(quán)威期刊Rock Mechanics and Rock Engineering（RMRE）刊發(fā)。該論文的第一作者為我院博士研究生董征，通訊作者為張旭輝教授。

該研究聚焦于如何通過自動化算法提升巷道掌子面巖石節(jié)理地質(zhì)強度指標（GSI）預測的客觀性與效率這一核心研究問題，通過改進U-Net模型與多層感知器（MLP）結(jié)合的深度學習方法，結(jié)合實證分析與移動應用部署測試，深入剖析了巖石節(jié)理圖像語義分割、幾何參數(shù)計算及GSI預測的完整流程，有效解決了傳統(tǒng)GSI識別依賴人工經(jīng)驗導致的客觀性不足、效率低下等痛點問題，為巷道工程地質(zhì)條件表征與開挖技術(shù)優(yōu)化相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了極具價值的參考。文章從模型改進到實驗驗證，再到工程應用，對巷道工程巖石力學特性分析的理論與實踐發(fā)展具有重要的指導意義。

論文技術(shù)路線圖

近年來，張旭輝教授帶領(lǐng)陜西省煤礦機電設(shè)備智能檢測與控制重點科技創(chuàng)新團隊開拓創(chuàng)新，緊密圍繞煤礦機電裝備智能檢測與控制開展基礎(chǔ)研究和應用實踐，在煤礦井下精確定位與智能操控、采掘裝備智能監(jiān)測與遠程控制、煤礦工作面巡檢機器人、智能鉆錨機器人，以及數(shù)字孿生驅(qū)動的機電裝備設(shè)計、制造、運維和健康監(jiān)測方面取得了一系列成果。首創(chuàng)將數(shù)字孿生(DT)和虛擬現(xiàn)實(VR)引入采掘工作面設(shè)備群的虛擬遠程智能控制系統(tǒng)，對“視覺+”組合定位、“DT+VR”遠程決策、“虛擬示教”記憶截割，以及“虛擬設(shè)備”碰撞預警等核心技術(shù)進行深入研究，借助VR技術(shù)實現(xiàn)復雜系統(tǒng)多維數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，構(gòu)建了DT驅(qū)動的采掘機器人群協(xié)同作業(yè)決策平臺，形成了“數(shù)字煤層、虛實同步、數(shù)據(jù)驅(qū)動、實時修正、虛擬碰撞、截割預測、人機協(xié)同”的采掘裝備遠程控制技術(shù)體系，為破解采掘裝備遠程控制難題提供了全新思路。相關(guān)成果已在陜西、山西、新疆等全國10余個智能掘進工作面推廣應用。團隊參與《工業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)評估》、《煤礦巷道掘進機器人系統(tǒng)》《智能礦井掘進工作面建設(shè)標準》《陜西煤業(yè)智能礦井建設(shè)標準》，以及國際標準《IEEE P3147-Recommended Practice for Variant Design of Electronics Production Line》等10余項標準已發(fā)布，“煤礦虛擬工作面構(gòu)建與綜采設(shè)備操控技術(shù)研究及應用（2018）”“煤礦井下掘進裝備位姿測量與遠程虛擬控制技術(shù)及應用（2021）”等20余項成果獲得省部級科學技術(shù)獎勵。