综采液压支架中部跟机多模态人机协同控制系统

TD355; 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4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...

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Published in煤炭学报 Vol. 49; no. 3; pp. 1717 - 1730
Main Authors 付翔, 李浩杰, 张锦涛, 王然风, 王宏伟, 秦一凡
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心,山西太原 030024 01.03.2024
山西焦煤集团有限责任公司博士后工作站,山西太原 030024
太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024
智能采矿装备技术全国重点实验室,山西太原 030024%太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024
Subjects
多模态
云边端架构
液压支架
AI enable
人机协同
AI赋能
multimodal
cloud edge architecture
hydraulic supports
man-machine cooperation
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2023.0462

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Summary:TD355; 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4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％.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.0462