随着煤矿智能化转型战略的深入推进，煤矿综采单元作为实现高效智能化煤炭开采的核心作业单元，其智能化发展面临多源异构资源管理、数据语义不一致及实时感知能力不足等问题。本文设计了一种基于信息物理融合系统（Cyber-Physical System， CPS）的实时数据感知节点与信息模型构建的体系框架，以提升综采单元的资源协同能力、数据集成效率和智能决策水平。内容包括：1）首先，明确综采单元的构成与特点，将其定义为由采煤机、液压支架、刮板输送机等核心设备及传感器网络、控制系统等辅助设备组成的综合性作业单元。通过引入CPS节点，利用动态配置策略实现资源交互和数据实时感知，提出了综采单元CPS节点通用信息模型，并基于基本信息、必要资源、辅助资源和人力资源等层次，构建了统一的语义描述框架，从而为多源异构数据的语义一致性提供理论支持。2）其次，采用本体建模对设备、资源及其关系的形式化描述，构建了基于本体的综采单元异构资源赋能语义统一描述模型，为设备间语义一致性和互操作性提供支持，进一步解决了多设备、多系统间的语义异构问题。此外，构建了基于OPC UA协议的综采数据映射架构模型，实现了从本体语义模型到工业标准协议的无缝对接，确保了多设备间的数据共享和语义统一，提升了系统的扩展性和互操作能力。3）最后，通过对X煤矿进行CPS节点部署采集X煤矿综采单元资源信息及过程数据，并开发综采单元信息管理与集成分析平台，对所设计的综采单元实时数据感知节点与信息模型进行了实例化验证。结果表明：该信息模型架构能够显著提升综采单元异构资源的协同管理能力和实时响应能力，在设备监控、动态感知及资源优化配置等方面表现出优越性。

0引言
1基于OWL的综采单元CPS节点配置与信息模型构建
1.1综采单元CPS节点配置
1.2 CPSN通用信息模型的形式化描述
1.3 基于本体的综采单元CPS节点信息模型构建
1.3.1基于本体的CPSN资源统一化信息描述
1.3.2 CPSN本体构建流程
2基于OPC UA的综采数据映射架构模型
2.1 基于OPC UA的综采数据信息语义模型构建
2.2 基于本体的综采OPC UA信息映射模型
3实例分析
3.1综采单元节点信息本体建模
3.2基于本体的OPC UA综采单元信息模型
3.3综采单元系统开发
4结论

何龙龙,潘瑞宇,吴悦,等.基于CPS的综采单元实时数据感知节点与信息模型设计[J/OL].煤炭科学技术,1-15[2025-03-21].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20250320.1041.003.html.