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煤矿井下电气作业

(一)概述

系统采用虚拟仿真技术+实物智能传感相结合的方式，即在虚拟仿真操作的基础上加入井下电气作业考核相关的实物设备，并对实物设备的可操作部分进行智能化升级，使得学员对设备的操作行为可被实时检测;同时实物的操作过程与虚拟仿真画面动作实时同步，系统可对操作过程进行智能化评判和打分，并将成绩上传至网络服务器。

• 主要功能

1. 符合煤安监行管〔2016〕19 号文件中《煤矿井下电气作业安全操作作业安全技术实际操作考试标准》要求，能够对考试标准要求的所有内容逐条进行智能评判、自动评分，实现考核的客观公正。

2、自动汇总、上传、打印考生成绩。

3、通过人脸识别与身份证信息核对考生身份，对考试过程实时监控，防控替考、改分等违规行为。

4、教学、练习、考核三种模式自由切换。

(三)设计、制造和检验标准

1、设备的设计和制造以及设备的检验符合煤安监行管〔2016〕19号《煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准(试行)》煤矿作业虚拟仿真考试设备相关的标准。

(四)系统硬件要求

1、一体化智能考核操作模拟平台，包含真实接线端子和模拟馈电开关按钮：3套

规格:长≥1400mm，宽≥750mm，高≥1470mm

材质：冷轧钢板1.5mm金属烤漆

2、显示系统：32寸液晶显示器

分辨率：1920×1080

接口：HDMI、DVI

3、计算机主机(PC)

CPU:I7-4590主频：3.3GHz动态加速频率：3.7GHz四核心、四线程

显卡：4GB

内存：≥8G频速2400

硬盘：≥128G固态硬盘

4、电源：350W静音电源

5、控制集成模块：运行速度快，稳定性和保密性能优越，低功耗;

6、音响系统：USB供电

声道2.0

信噪比85db

阻抗4Ω

功能：

实物智能考核设备覆盖所有科目的实操考点，支持低压停送电操作、风电、瓦斯闭锁真实接线、井下电气保护装置整定、摇表测量电缆进行故障判断等操作，每个组件都具有传感功能，能够准确记录实训者的操作行为，并联动到软件系统，实时显示作业效果画面，保存操作数据。K1—K6能够随机组卷并完成自动化的实操考核、评判，评判结果能够显示扣分项，实操考核成绩能够实现独立管理和输出。

(五)系统软件要求

该系统应包括理论教学模块、井下电气安全操作虚拟仿真训练系统和井下电气安全操作虚拟仿真考试系统。

1、理论教学模块

通过多媒体交互技术将文字、图像、动画、视频、音乐、音效等数字资源通过编程方法整合在一个互动式的整体中，将井下电气开关的组成、原理、操作、工艺、故障及处理等通过三维可视化的方式形象直观地表现出来，实现互动教学。

2、井下电气安全操作作业虚拟仿真训练系统

虚拟场景与硬件系统、实物设备互动，画面显示与实际控制相符，并伴有相应语音、声光提示。

练习模式中系统会以声光、文字、图标的形式进行提示并语音讲解操作,包含操作引导、考核项目的讲解、操作提示、操作纠正等，实现“语音导航”、“语音引导”功能。虚拟场景界面中含有科目提示和操作动画提示，操作者可按照操作提示动画进行熟练操作。

3、井下电气安全操作作业虚拟仿真考试系统

(1)本系统考核程序严格依据《煤矿特种作业人员实际操作考试标准》设计，主要设置以下考核项目：

井下低压电气设备停、送电安全操作(简称K1，必考科目)

井下风电、甲烷电闭锁接线安全操作(简称K2)

井下电气保护装置检查与整定安全操作(简称K3)

井下电缆连接与故障判断安全操作(简称K4)

井下变配电运行安全操作(简称K5)

井下电气设备防爆安全检查(简称K6)

组卷方式：从K2～K6中随机抽取一个科目与K1组成试卷。考试成绩总分为100分，80分及以上为合格。考试时间为30分钟。

(2)系统可满足设备基础规范操作的要求，可实现矿用隔爆型低压真空馈电开关、矿用隔爆型低压磁力启动器仿真模拟操作，井下照明综合保护装置、矿用隔爆型电动机、局部通风机及其双电源控制开关、矿用电缆及防爆接线盒、控制电缆、局部接地极、接地母线、接地线，兆欧表、便携式甲烷检测报警仪、工作票、停电警示牌、高低压验电器、放电导体、电工工具等装置的仿真模拟操作。

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煤矿安全监测监控作业

(一)概述

系统采用虚拟仿真技术+实物智能传感相结合的方式，即在虚拟仿真操作的基础上加入监测监控作业考核相关的实物设备，并对实物设备的可操作部分进行智能化升级，使得学员对设备的操作行为可被实时检测;同时实物的操作过程与虚拟仿真画面动作实时同步，系统可对操作过程进行智能化评判和打分，并将成绩上传至网络服务器。

(二)主要功能

1、符合煤安监行管〔2016〕19号文件中《煤矿监测监控作业安全操作作业安全技术实际操作考试标准》要求，能够对考试标准要求的所有内容逐条进行智能评判、自动评分，实现考核的客观公正。

2、自动汇总、上传、打印考生成绩。

3、通过人脸识别与身份证信息核对考生身份，对考试过程实时监控，防控替考、改分等违规行为。

4、教学、练习、考核三种模式自由切换。

(三)设计、制造和检验标准

1、设备的设计和制造以及设备的检验符合煤安监行管〔2016〕19号《煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准(试行)》煤矿作业虚拟仿真考试设备相关的标准。

(四)系统硬件要求

1、一体化智能考核操作模拟平台：

规格:长≥2600mm，宽≥970mm，高≥1490mm

材质：冷轧钢板1.5mm金属烤漆

监测监控设备放置台:

规格:长≥1400mm，宽≥700mm，高≥2000mm

材质：

型钢(50方钢+0.5mm钢板)

铝塑板(40mmX40mm)

优质国标3mm、4mm、5mm亚克力

细木工12mm

功能：

(1)系统可满足设备基础规范操作的要求，可实现监控分站、模拟量和开关量传感器、传输接口、矿用电源、断电控制器、检测气样、便携式甲烷检测报警仪等装置的仿真模拟操作。

(2)通过矿用传感器校验装置对煤矿井下传感器进行调试、校验、维修，保证其安全运行的作业及对传感器的校验，维修的实际操作。

2、矿井监控系统

(1)矿用监控分站

输入端口：4个模拟量和4个开关量、每个模拟量端口都可以扩展接成8开关量

传感器电源：4路、每路18V±1.5V/300mA

本机断电：二路独立控制;接点容量127V/5A;点接输出常开/常闭可转换

(2)高浓甲烷传感器

测量范围：0-100%CH4

测量误差：≤±10%(相对值)

(3)矿用红外甲烷传感器

测量范围：0～100%CH4

分辨率：<10%CH4时为0.01%CH4;≥10%CH4时为0.1%CH4

测量误差：0～1%CH4时，≤±0.05CH4%;≤1%CH4时，≤测值的±5%

(4)甲烷传感器

测量范围：0.00-100%CH4;

测量误差：(0.00~1.00)%CH4不超过±0.10%CH4

(1.00~3.00)%CH4不超过真值的±10%CH4

(3.00~4.00)%CH4不超过±0.30%CH4

(5)矿用隔爆兼本安电源箱

(6)矿用隔爆兼本安型断电器

受控传感器：八只

断电接点耐压：220V/5A

执行延时：<0.5s

(7)检测气样

3.0%甲烷标准气瓶8升

(8)JCB4便携式甲烷检测报警仪

工作电源：镍氢电池标称容量：2000mAh;

工作电流：≤110mA

测量范围：(0.00～10.00)%CH4

(9)GFW15型风速传感器

测量范围：0.4-15m/s

显示分辨率：0.1m/s

测量误差：±0.3m/s

3、显示系统：32寸液晶显示器3套

分辨率：1920×1080

接口：HDMI、DVI

4、计算机主机(PC)：

CPU:I7-4590主频：3.3GHz动态加速频率：3.7GHz四核心、四线程

显卡：GTX10504GB

内存：≥8G频速DDR42400

硬盘：≥128G固态硬盘+机械硬盘1T

电源：350W静音电源

5、控制集成模块：运行速度快，稳定性和保密性能优越，低功耗;

6、音响系统：USB供电

声道2.0

信噪比85db

阻抗4Ω

7、用电电压：220V国家标准电压;

(五)系统软件要求

该系统应包括理论教学模块、安全监测监控作业安全操作虚拟仿真训练系统和安全监测监控作业安全操作虚拟仿真考试系统。

1、理论教学模块

通过多媒体交互技术将文字、图像、动画、视频、音乐、音效等数字资源通过编程方法整合在一个互动式的整体中，将安全监测监控的原理、操作、工艺、故障及处理等通过三维可视化的方式形象直观地表现出来，实现互动教学。

2、安全监测监控作业安全操作作业虚拟仿真训练系统

(1)软件系统设计合理，场景根据真实矿井布局建模。

(2)虚拟场景可实现360度旋转动态展示。

(3)虚拟场景与硬件系统互动，画面显示与实际控制相符，并伴有相应语音、声光提示。

(4)练习模式中系统会以声光、文字、图标的形式进行提示并语音讲解操作,包含操作引导、考核项目的讲解、操作提示、操作纠正等，实现“语音导航”、“语音引导”功能。虚拟场景界面中含有科目提示和操作动画提示，操作者可按照操作提示动画进行熟练操作。

3、煤矿安全监测监控操作作业虚拟仿真考试系统

(1)本系统考核程序严格依据《煤矿特种作业人员实际操作考试标准》设计，主要设置以下考核项目：

K1矿用传感器安装安全操作;

K2-1矿用低浓度载体催化甲烷传感器安全调校;

K2-2矿用瓦斯抽采热导式甲烷传感器安全调校;

K2-3矿用低浓度红外甲烷传感器及风速传感器安全调校;

K3井下监控分站参数设置安全操作;

(2)考试使用身份证验证系统进行身份确认，验证成功过后，进入考核系统。

(3)系统可满足设备基础规范操作的要求，可实现监控分站、模拟量和开关量传感器、传输接口、矿用电源、断电控制器、检测气样、便携式甲烷检测报警仪等装置的仿真模拟操作。

(4)虚拟系统根据真实监测监控操作台外观设计，采用三屏同显同操作技术真实模拟显示监控画面、矿井开拓布局、合理安装监测监控传感器。将安全监测监控的原理、操作、工艺、故障及处理等通过三维可视化的方式形象直观地表现出来，实现互动教学。

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煤矿瓦斯检查作业

(一)概述

系统采用虚拟仿真技术+实物智能传感相结合的方式，即在虚拟仿真操作的基础上加入瓦斯检查作业考核相关的实物设备，并对实物设备的可操作部分进行智能化升级，使得学员对设备的操作行为可被实时检测;同时实物的操作过程与虚拟仿真画面动作实时同步，系统可对操作过程进行智能化评判和打分，并将成绩上传至网络服务器。

(二)主要功能

1、符合煤安监行管〔2016〕19号文件中《煤矿瓦斯检查安全操作作业安全技术实际操作考试标准》要求，能够对考试标准要求的所有内容逐条进行智能评判、自动评分，实现考核的客观公正。

2、自动汇总、上传、打印考生成绩。

3、通过人脸识别与身份证信息核对考生身份，对考试过程实时监控，防控替考、改分等违规行为。

4、教学、练习、考核三种模式自由切换。

(三)设计、制造和检验标准

1、设备的设计和制造以及设备的检验符合煤安监行管〔2016〕19号《煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准(试行)》煤矿作业虚拟仿真考试设备相关的标准。

(三)系统硬件要求

1、一体化智能考核操作模拟平台：

规格:长≥1590mm×宽≥637mm×高≥1665mm

材质：冷轧钢板1.5mm金属烤漆

2、显示系统：32寸液晶显示器15台

分辨率：1920×1080

接口：HDMI、DVI

3、计算机主机(PC)15台

CPU:I7-4590主频：3.3GHz动态加速频率：3.7GHz四核心、四线程

显卡：GTX10504GB

内存：≥8G频速DDR42400

硬盘：≥128G固态硬盘

4、电源：350W静音电源

5、控制集成模块：运行速度快，稳定性和保密性能优越，低功耗;

6、音响系统：USB供电

声道2.0

信噪比85db

阻抗4Ω

电压功率：220V国家标准电压，单台功率≤400W;

功能：

通过软件与硬件结合，操作经过智能化改造的无线控制的光干涉瓦斯检测仪真实进行瓦斯检查操作，软件界面能同步操作显示，并后台记录操作过程。

(五)系统软件要求

本系统中包括理论教学模块、瓦斯检查作业安全技术实际操作虚拟仿真训练系统和瓦斯检查作业安全技术实际操作虚拟仿真考试系统。

1、理论教学模块

通过多媒体交互技术将文字、图像、动画、视频、音乐、音效等数字资源通过编程方法整合在一个互动式的整体中，将瓦斯检测仪的组成、原理、操作、故障及处理等通过三维可视化的方式形象直观地表现出来，实现互动教学。

2、煤矿瓦斯检查安全技术实际操作虚拟仿真训练系统

(1)虚拟场景与硬件系统互动，画面显示与实际控制相符。

(2)实现硬件设备和软件交互控制，解决纯软件操作的抽象和纯硬件设备操作的单一问题。

(3)练习模式中系统会以声光、文字、图标的形式进行提示并语音讲解操作,包含操作引导、考核项目的讲解、操作提示、操作纠正等，实现“语音导航”、“语音引导”功能。虚拟场景界面中含有科目提示和操作动画提示，操作者可按照操作提示动画进行熟练操作。

3、煤矿瓦斯检查作业安全技术实际操作虚拟仿真考试系统

(1)本系统考核程序严格依据《煤矿特种作业人员实际操作考试标准》设计，主要设置以下考核项目：

便携式光学甲烷检测仪安全操作(简称K1)

甲烷、二氧化碳、一氧化碳浓度检测安全操作(简称K2)。

组卷方式：由K1、K2两个科目组成试卷。考试成绩总分为100分，80分及以上为合格。考试时间为30分钟。

(2)系统可满足设备基础规范操作的要求，可模拟便携式光学甲烷检测仪、甲烷、二氧化碳、一氧化碳浓度检测的仿真模拟操作。

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煤矿探放水作业

(一)概述

系统采用虚拟仿真技术+实物智能传感相结合的方式，即在虚拟仿真操作的基础上加入探放水作业考核相关的实物设备，并对实物设备的可操作部分进行智能化升级，使得学员对设备的操作行为可被实时检测;同时实物的操作过程与虚拟仿真画面动作实时同步，系统可对操作过程进行智能化评判和打分，并将成绩上传至网络服务器。

(二)主要功能

1、符合煤安监行管〔2016〕19号文件中《煤矿井下探放水安全操作作业安全技术实际操作考试标准》要求，能够对考试标准要求的所有内容逐条进行智能评判、自动评分，实现考核的客观公正。

2、自动汇总、上传、打印考生成绩。

3、通过人脸识别与身份证信息核对考生身份，对考试过程实时监控，防控替考、改分等违规行为。

4、教学、练习、考核三种模式自由切换。

(三)设计、制造和检验标准

1、设备的设计和制造以及设备的检验符合煤安监行管〔2016〕19号《煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准(试行)》煤矿作业虚拟仿真考试设备相关的标准。

(四)系统硬件要求

1、一体化智能考核操作模拟平台：

规格:长≥1490mm，宽≥915mm，高≥1440mm

材质：冷轧钢板1.5mm金属烤漆

仿真探放水钻机和工作面:

规格:长≥2800mm，宽≥1700mm，高≥1800mm

材质：型钢(50方钢+0.5mm钢板)

铝塑板(40mm×40mm)

优质国标3mm、4mm、5mm亚克力

细木工12mm

功能：

(1)装置中配备实物钻机，且可以和虚拟仿真系统软件进行交互联动，对学员的操作实现智能评分。

(2)演示发生透水的情景。

(3)能观察掘进巷道钻孔的布置方法。

(4)有孔口阀、孔口管的安装和胶结。

(5)孔内压力的测定。

(6)钻孔的封堵。

(7)钻杆的增减的安装。

2、显示系统：32寸液晶显示器2套

分辨率：1920×1080

接口：HDMI、DVI

3、计算机主机(PC)：

CPU:I7-4590主频：3.3GHz动态加速频率：3.7GHz四核心、四线程

显卡：GTX10504GB

内存：8G频速DDR42400

硬盘：128G固态硬盘+机械硬盘1T

4、电源：350W静音电源

5、控制集成模块：运行速度快，稳定性和保密性能优越，低功耗;

6、音响系统：USB供电

声道2.0

信噪比85db

阻抗4Ω

7、操作控制系统：真实手柄、操作杆，含有仪表显示和操作提示;

8、用电电压：380V国家标准电压;、

(五)系统软件要求

该系统应包括理论教学模块、探放水安全操作虚拟仿真训练系统和探放水安全操作虚拟仿真考试系统。

1、理论教学模块

通过多媒体交互技术将文字、图像、动画、视频、音乐、音效等数字资源通过编程方法整合在一个互动式的整体中，将探放水钻机的组成、原理、操作、工艺、故障及处理等通过三维可视化的方式形象直观地表现出来，实现互动教学。

2、探放水安全操作虚拟仿真训练系统

(1)软件系统设计合理，场景根据真实矿井布局建模。

(2)虚拟场景可实现360度旋转动态展示。

(3)虚拟场景与硬件系统互动，画面显示与实际控制相符，并伴有相应语音、声光提示。

(4)练习模式中系统会以声光、文字、图标的形式进行提示并语音讲解操作,包含操作

引导、考核项目的讲解、操作提示、操作纠正等，实现“语音导航”、“语音引导”功能。虚拟场景界面中含有科目提示和操作动画提示，操作者可按照操作提示动画进行熟练操作。

3、探放水安全操作虚拟仿真考试系统

(1)本系统考核程序严格依据《煤矿特种作业人员实际操作考试标准》设计，主要设置以下考核项目：

系统共分三个大项：

①安全检查与钻机试运转安全操作(简称K1，考试时间15分钟)

②探放水安全操作(简称K2)

③套管安装、封孔及注浆安全操作(简称K3)

从K2、K3中随机抽取一个科目与K1组成试卷。

(2)考试使用身份证验证系统进行身份确认，验证成功过后，便进入考核系统。

(3)系统可满足设备基础规范操作的要求，可实现探放水运行方式操作、模拟深度指示器、油压油表等装置的仿真模拟操作。