智能化综采工作面实时虚拟监测方法与关键技术

TD67%TD823.97; 针对数字化综采工作面的场景构建、虚实交互通道和虚拟模型驱动三大基础问题,提出一种面向智能化综采工作面的实时虚拟监测方法,对高可信度煤层装备联合虚拟仿真与协同规划、实时可靠信息获取与“虚实融合”通道构建技术和虚实融合与感知一致性呈现等方法进行研究,具体包括:①基于Unity3D开发特点和模型所需特性,分别完成了三机装备数字模型和煤层顶底板模型的构建,将虚拟装备布置在虚拟煤层中,实现各装备之间的虚拟协同以及装备与煤层之间的关系构建,完成了虚拟煤层环境下的装备协同推进仿真并对装备群协同运行进行虚拟规划,实现了高仿真度综采虚拟场景的构建;②在装备反映位姿信息的关键位置上布...

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Published in煤炭学报 Vol. 45; no. 6; pp. 1984 - 1996
Main Authors 王学文, 谢嘉成, 郝尚清, 李娟莉, 杨兆建, 任芳, 暴庆保
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太重煤机有限公司博士后科研工作站,山西太原030032%煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024 01.06.2020
太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024
太重煤机有限公司博士后科研工作站,山西太原030032
煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024
矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室,山西太原030024%太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024
Subjects
实时运行数据驱动
虚拟监测
虚实融合
综采工作面
智能开采
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.ZN20.0342

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Abstract TD67%TD823.97; 针对数字化综采工作面的场景构建、虚实交互通道和虚拟模型驱动三大基础问题,提出一种面向智能化综采工作面的实时虚拟监测方法,对高可信度煤层装备联合虚拟仿真与协同规划、实时可靠信息获取与“虚实融合”通道构建技术和虚实融合与感知一致性呈现等方法进行研究,具体包括:①基于Unity3D开发特点和模型所需特性,分别完成了三机装备数字模型和煤层顶底板模型的构建,将虚拟装备布置在虚拟煤层中,实现各装备之间的虚拟协同以及装备与煤层之间的关系构建,完成了虚拟煤层环境下的装备协同推进仿真并对装备群协同运行进行虚拟规划,实现了高仿真度综采虚拟场景的构建;②在装备反映位姿信息的关键位置上布置传感器,通过一系列接口和通道,构建Unity3D与组态软件、数据库和计算软件之间的信息交互.采用分布式协同的驱动模式,优化了数据的传输处理,最终将综采装备的实时运行数据导入虚拟平台,驱动虚拟设备运行,实现了稳定可靠的传感信息协同与调度;③构架了复杂综采虚拟场景实时驱动框架,研究了基于底层模型驱动虚拟单机关键技术,提出了采运装备协同仿真与实时数据驱动的方法、采煤机自动调高方法、刮板输送机和支架协同仿真与实时数据驱动方法、虚拟液压支架群的虚拟驱动方法以及动态透明工作面时空运动学实时分析方法,接着进行了虚拟监测界面设计,实现了传感数据与虚拟仿真运行信息高精度融合.最后在实验室综采成套试验系统和样机试验平台上分别完成了相关试验,验证了三大模块联合运行的正确性和可靠性.试验表明,VR监测系统运行清晰流畅,虚实映射状态同步,可切换性好,呈现信息准确,后台数据库压力也较小,可以完成预期目标.在仿真运行中可实时提取出各装备与煤层运行的相关参数,完成高可靠性虚拟规划.
AbstractList TD67%TD823.97; 针对数字化综采工作面的场景构建、虚实交互通道和虚拟模型驱动三大基础问题,提出一种面向智能化综采工作面的实时虚拟监测方法,对高可信度煤层装备联合虚拟仿真与协同规划、实时可靠信息获取与“虚实融合”通道构建技术和虚实融合与感知一致性呈现等方法进行研究,具体包括:①基于Unity3D开发特点和模型所需特性,分别完成了三机装备数字模型和煤层顶底板模型的构建,将虚拟装备布置在虚拟煤层中,实现各装备之间的虚拟协同以及装备与煤层之间的关系构建,完成了虚拟煤层环境下的装备协同推进仿真并对装备群协同运行进行虚拟规划,实现了高仿真度综采虚拟场景的构建;②在装备反映位姿信息的关键位置上布置传感器,通过一系列接口和通道,构建Unity3D与组态软件、数据库和计算软件之间的信息交互.采用分布式协同的驱动模式,优化了数据的传输处理,最终将综采装备的实时运行数据导入虚拟平台,驱动虚拟设备运行,实现了稳定可靠的传感信息协同与调度;③构架了复杂综采虚拟场景实时驱动框架,研究了基于底层模型驱动虚拟单机关键技术,提出了采运装备协同仿真与实时数据驱动的方法、采煤机自动调高方法、刮板输送机和支架协同仿真与实时数据驱动方法、虚拟液压支架群的虚拟驱动方法以及动态透明工作面时空运动学实时分析方法,接着进行了虚拟监测界面设计,实现了传感数据与虚拟仿真运行信息高精度融合.最后在实验室综采成套试验系统和样机试验平台上分别完成了相关试验,验证了三大模块联合运行的正确性和可靠性.试验表明,VR监测系统运行清晰流畅,虚实映射状态同步,可切换性好,呈现信息准确,后台数据库压力也较小,可以完成预期目标.在仿真运行中可实时提取出各装备与煤层运行的相关参数,完成高可靠性虚拟规划.
Author 王学文
谢嘉成
杨兆建
任芳
郝尚清
暴庆保
李娟莉
AuthorAffiliation 太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024;矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室,山西太原030024%太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024;太重煤机有限公司博士后科研工作站,山西太原030032%煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024;太重煤机有限公司博士后科研工作站,山西太原030032;矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室,山西太原030024%太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024
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Issue 6
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