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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
综采液压支架中部跟机多模态人机协同控制系统
  • 58
  • 作者

    付翔李浩杰张锦涛王然风王宏伟秦一凡

  • 单位

    太原理工大学矿业工程学院太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心山西焦煤集团有限责任公司博士后工作站智能采矿装备技术全国重点实验室

  • 摘要
    我国煤矿智能化综采工作面建设处于初级阶段,液压支架电液控自动化技术已广泛应用,但目前液压支架单一固化的自动化控制逻辑难以适应复杂、多变、动态的工作面生产场景,现场实际控制过程仍大多采用自动化+人工干预方式。针对综采工作面复杂场景中液压支架人机交互协作任务需求,提出液压支架中部跟机多模态人机协同控制系统的理论方法与技术原理。首先,设计了人工式、分工式、批准式、否决式四种人机协同模态,以煤层地质、瓦斯粉尘、采煤机速度、液压支架智能水平、系统状态、岗位工技术水平、任务负荷等为判别因素,构建了基于AOG的液压支架人机协同模态选择模型,实现了人工、机器偏好的模态选择。然后,设计了液压支架中部跟机人机协同控制决策机制,提出液压支架中部跟机再次调控策略AI推理技术思路,利用现场数据学习人工操作经验,分别构建了液压支架是否再次调控决策树分类模型和再次拉架时间贝叶斯回归模型,基于上述模型开发了液压支架人机协同控制决策程序,实现了基于多模态与或推理和再次调控策略AI推理的液压支架人机协同控制。最后,采用云-边-端架构软硬件技术,开发了液压支架多模态人机协同控制系统,实现了模型进化、运算推理、程序执行等液压支架多模态人机协同控制功能。该系统在沙曲二矿3404工作面进行了工业试运行,相比于系统使用前,该工作面液压支架中部跟机效率平均提高2%。本文研究形成一种高效安全的综采装备群人机交互协作决策机制,将为智能综采工作面发展提供切实的理论方法和可行的技术路径。
  • 关键词

    液压支架人机协同多模态AI赋能云边端架构

  • 文章目录
    0 引言
    1问题提出
    2液压支架人机协同多模态设计与选择
    2.1人机协同模态设计
    2.2人机协同模态选择模型
    2.3模型验证
    3基于AI推理的液压支架中部跟机人机协同控制决策
    3.1液压支架中部跟机人机协同控制决策机制
    3.2再次调控策略AI推理模型构建
    3.3液压支架多模态人机协同控制决策程序实现
    4系统开发与应用
    4.1系统开发
    4.2系统测试
    4.3现场应用
    5结论
  • 引用格式
    付翔,李浩杰,张锦涛等.综采液压支架中部跟机多模态人机协同控制系统[J/OL].煤炭学报:1-13[2023-10-12].DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.0462.
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