【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于綜采面割煤特征分類領域，涉及一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法。
技術介紹
1、在現代煤礦開采過程中，液壓支架是綜采工作面不可或缺的關鍵設備之一，它不僅用于支撐頂板、控制礦山壓力，還確保了作業空間的安全與穩定。隨著煤礦安全生產標準的不斷提高，監管部門對于液壓支架操作狀態的實時監測與智能分析給予了越來越多的關注。傳統的監控方法往往依賴于人工觀察和記錄，這不僅效率低下，而且容易受到人為因素的影響，導致數據不準確或延遲。
2、通過精準識別液壓支架的不同運動特征，不僅可以及時發現異常情況，有效預防潛在的安全事故，還能自動統計割煤循環次數，從而避免人工記錄中常見的錯誤、遺漏或數據造假問題。此外，基于對這些運動特征的深入理解，可以進一步優化液壓支架的工作模式，提高其響應速度和適應性，進而提升整個綜采工作面的生產效率。
3、為了解決上述問題，本專利技術提出了一種基于機器學習算法的支架運動特征分類模型。該模型通過對綜采工作面液壓支架的壓力數據進行無監督分析，能夠自動識別出液壓支架的運動特征，主要有三種類型：初撐(即壓力值急速上升)、工作(壓力值處于平緩狀態，伴隨一些波動)以及卸載(壓力值突然升高后迅速降低)。這種自動化的方法無需大量人工標注訓練數據，能夠在復雜多變的井下條件下提供高精度的支架運動狀態信息。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法。能夠解決煤礦開采過程中液
2、為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，該方法包括以下步驟：
4、對液壓支架的壓力數據進行小波降噪，以平滑原始信號；
5、使用變化點檢測技術將平滑后的壓力數據分割成不同的階段，所述階段包括初撐階段、工作階段和卸載階段；
6、對每個階段提取特征，所述特征包括平均值、標準差和熵；
7、使用無監督學習方法，根據所述特征將每個階段分類為初撐階段、工作階段或卸載階段。
8、進一步，所述無監督學習方法為高斯混合模型。
9、進一步，所述變化點檢測技術為剪枝精確線性時間pelt算法。
10、進一步，所述小波降噪包括以下步驟：
11、對時間序列數據執行連續小波變換，將其轉換到小波域，得到小波系數；
12、在小波域內，對每個系數應用閾值處理，將絕對值小于該閾值的小波系數置為零；
13、使用經過閾值處理后的小波系數通過逆小波變換重構信號，從而得到去噪后的信號。
14、進一步，所述對每個階段提取特征包括以下步驟：
15、計算每個階段的平均值；
16、計算每個階段的標準差；
17、計算每個階段的熵。
18、進一步，所述根據所述特征將每個階段分類為初撐階段、工作階段或卸載階段具體包括以下步驟：
19、對每個階段的特征向量進行概率計算，得到每個階段屬于每個高斯分量的概率；
20、根據概率計算結果，將每個階段分類為初撐階段、工作階段或卸載階段。
21、進一步，所述高斯混合模型中，每個高斯分量對應于支架運動的一個階段。
22、本專利技術的有益效果在于：
23、(1)通過實時監測液壓支架的壓力數據，自動識別支架的運動特征，可以及時發現異常情況，有效預防潛在的安全事故，保障井下作業人員的安全。
24、(2)自動統計割煤循環次數，避免人工記錄中常見的錯誤、遺漏或數據造假問題，從而提高數據準確性和統計效率。
25、(3)基于對支架運動特征的深入理解，可以優化液壓支架的工作模式，提高其響應速度和適應性，進而提升整個綜采工作面的生產效率。
26、(4)無需大量人工標注訓練數據，降低人工成本和培訓成本。
27、(5)方法流程簡單，易于操作，無需復雜的設備和技術，適合在煤礦現場應用。
28、(6)該方法適用于各種類型的液壓支架，并可在不同的煤礦環境中應用。
29、本專利技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術的實踐中得到教導。本專利技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
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1.一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述無監督學習方法為高斯混合模型。
3.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述變化點檢測技術為剪枝精確線性時間PELT算法。
4.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述小波降噪包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述對每個階段提取特征包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述根據所述特征將每個階段分類為初撐階段、工作階段或卸載階段具體包括以下步驟：
7.根據權利要求2所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述高斯混合模型中，每個高斯
...【技術特征摘要】
1.一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述無監督學習方法為高斯混合模型。
3.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述變化點檢測技術為剪枝精確線性時間pelt算法。
4.根據權利要求1所述的一種基于綜采工作面液壓支架壓力數據的支架運動特征分類方法，其特征在于：所述小波降...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙旭生，張毅軒，程曉陽，李明建，蒲陽，李日富，馬國龍，岳俊，覃木廣，宋志強，陳森，趙一冰，崔俊飛，車禹恒，刁勇，
申請(專利權)人：中煤科工集團重慶研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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