[發(fā)明專利]基于大數(shù)據(jù)的大采高綜采工作面多設(shè)備協(xié)同作業(yè)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811229186.2
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109358582B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路正雄;郭衛(wèi);趙栓峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

本發(fā)明公開了一種基于大數(shù)據(jù)的大采高綜采工作面多設(shè)備協(xié)同作業(yè)控制方法，其方法包括步驟：一、運用基于元模型調(diào)用的面向?qū)ο蟮倪^程Petri網(wǎng)系統(tǒng)建模方法，建立“三機”協(xié)同作業(yè)過程控制網(wǎng)模型；二、確定正向推理和反向推理相結(jié)合的規(guī)則推理方法，運用正向推理推導(dǎo)“三機”協(xié)同作業(yè)中可能出現(xiàn)的沖突及設(shè)備自身的故障；運用反向推理尋找影響“三機”協(xié)同穩(wěn)定運行的原因，直至正向推理和反向推理的結(jié)論吻合；三、采用多目標多因素綜合加權(quán)處理策略和廣義明可夫斯基距離算法，對單機控制與“三機”協(xié)同作業(yè)控制分別進行模糊綜合評價與決策。本發(fā)明的方法步驟簡單，能夠提高煤礦生產(chǎn)中多設(shè)備協(xié)同作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性，使用效果好，便于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦智能開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于大數(shù)據(jù)的大采高綜采工作面多設(shè)備協(xié)同作業(yè)控制方法。

背景技術(shù)

煤炭是我國重要的能源和工業(yè)原料，煤炭工業(yè)的健康、穩(wěn)定發(fā)展事關(guān)我國能源安全和經(jīng)濟發(fā)展。降低煤炭生產(chǎn)事故發(fā)生率，提高煤炭生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)人員的人身安全、改善生產(chǎn)人員的工作環(huán)境，一直是我國煤炭工業(yè)發(fā)展奮斗的目標。人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，為準確高效的煤炭少人化、無人化開采提供了技術(shù)可能。綜采裝備的協(xié)同控制是實現(xiàn)上述目標的前提。本發(fā)明針對大采高工作面的生產(chǎn)環(huán)境，提出一種采煤機、液壓支架和刮板輸送機三者之間協(xié)同作業(yè)的控制方法，該方法能夠根據(jù)采場環(huán)境信息、設(shè)備狀態(tài)信息，執(zhí)行最佳的控制規(guī)則，實現(xiàn)采煤機、液壓支架和刮板輸送機工作參數(shù)的動態(tài)匹配，沖突消解及任務(wù)規(guī)劃，最終實現(xiàn)協(xié)同控制。該控制方法優(yōu)化了綜采工作面生產(chǎn)系統(tǒng)，有效的提高了煤炭資源的安全高效開采能力。

1)目前針對綜采工作面采煤機、液壓支架和刮板輸送機控制系統(tǒng)的研究，主要集中在采煤機電氣控制、液壓支架電液控制以及刮板輸送機監(jiān)控各自子系統(tǒng)的自動化方面。對綜采“三機”全局協(xié)同調(diào)度的研究尚未深入展開；

2)目前的智能化無人綜采技術(shù)，僅適用于中厚煤層且地質(zhì)構(gòu)造相對簡單的環(huán)境，對于大采高特厚煤層且賦存條件較差的礦井，現(xiàn)有技術(shù)仍無法使用；

3)現(xiàn)有的智能化綜采信息控制系統(tǒng)仍不完善，井下實時的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與綜采工作面“三機”設(shè)備群并未實現(xiàn)智能關(guān)聯(lián)，無法確保大采高、復(fù)雜地質(zhì)條件下的安全作業(yè)；

4)“三機”裝備運行過程中產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及開采過程中環(huán)境的變化數(shù)據(jù)，并未深度挖掘、科學(xué)利用。建立一套基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的綜采工作面智能決策系統(tǒng)，是綜采智能協(xié)同控制作業(yè)的關(guān)鍵；

5)開采智能決策。與生產(chǎn)管理過程還未有效銜接，不能有效地對綜采關(guān)鍵設(shè)備進行智能管理，為生產(chǎn)管理者提供決策建議。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于大數(shù)據(jù)的大采高綜采工作面多設(shè)備協(xié)同作業(yè)控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、運用基于元模型調(diào)用的面向?qū)ο蟮倪^程Petri網(wǎng)系統(tǒng)建模方法，建立“三機”協(xié)同作業(yè)過程控制網(wǎng)模型；

步驟二、確定大采高綜采面多設(shè)備協(xié)同控制系統(tǒng)的規(guī)則推理算法為基于模糊Petri網(wǎng)的正向推理和反向推理相結(jié)合的規(guī)則推理方法，運用正向推理推導(dǎo)“三機”協(xié)同作業(yè)過程中采煤機、液壓支架和刮板輸送機之間可能出現(xiàn)的沖突，采煤機、液壓支架和刮板輸送機可能受到的環(huán)境干擾以及設(shè)備自身的故障；運用反向推理尋找影響采煤機、液壓支架和刮板輸送機協(xié)同穩(wěn)定運行的原因；當(dāng)正向推理和反向推理的結(jié)論吻合時，判定為正向推理和反向推理有效；當(dāng)正向推理和反向推理的結(jié)論不吻合時，調(diào)整正向推理的參數(shù)和反向推理的參數(shù)，直至正向推理和反向推理的結(jié)論吻合；

步驟三、采用多目標多因素綜合加權(quán)處理策略和廣義明可夫斯基距離算法，對單機控制與“三機”協(xié)同作業(yè)控制分別進行模糊綜合評價與決策。

上述的基于大數(shù)據(jù)的大采高綜采工作面多設(shè)備協(xié)同作業(yè)控制方法，其特征在于：步驟一中所述運用基于元模型調(diào)用的面向?qū)ο蟮倪^程Petri網(wǎng)系統(tǒng)建模方法，建立“三機”協(xié)同作業(yè)過程控制網(wǎng)模型的具體過程為：