【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤礦開采，具體為智能綜采煤礦機電設備協同控制系統。
技術介紹
1、煤礦綜合自動化系統是我國研制的礦井監測、報警、生產操作一體化的系統。系統由應用層、網絡層、現場設備層三層結構構成。應用層采用統一的數據平臺和登錄界面，用戶可以進行各子系統間互訪。網絡層主干網絡采用千兆冗余工業以太環網保證網絡通訊的高帶寬和可靠性，能接入工業控制、視頻、音頻、通信等各種系統，現場采用百兆工業以太環網和多種礦用本安型現場工業總線，確保用戶可兼容接入各種監控系統和設備；現場設備層由各種總線通信分站、無線通訊分站、監控裝置、智能儀表和傳感器組成。
2、隨著全球能源需求的不斷增長和礦產資源的日益枯竭，煤礦開采行業面臨著提高生產效率和確保安全生產的雙重挑戰，傳統的煤礦開采方式往往依賴于人工操作和經驗判斷，這種方式不僅效率低下，而且存在較高的安全風險，隨著自動化和智能化技術的發展，煤礦開采行業正逐步向智能化轉型，以期通過技術手段解決上述問題。
3、在煤礦開采過程中，綜采設備是核心的生產工具，其運行狀態直接影響到開采效率和安全性，傳統的綜采設備控制系統通常缺乏有效的協同機制，每個設備獨立運行，難以實現高效的協同作業，此外，設備運行數據的采集和分析多依賴于人工，不僅耗時耗力，而且容易出現人為錯誤，導致設備故障和安全隱患，因此，本領域的技術人員提供了智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
技術實現思路
1、(一)解決的技術問題
2、針對現有技術
3、(二)技術方案
4、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，包括：
5、數據采集模塊，用于實時采集綜采煤礦中各機電設備的運行狀態數據，包括但不限于設備位置、運行速度、負載情況和能耗數據；
6、數據處理與分析模塊，對采集到的數據進行實時處理和分析，識別設備的運行狀態和潛在問題；
7、協同控制模塊，根據數據處理與分析模塊的輸出結果，智能調整各機電設備的運行參數，實現設備間的協同工作；
8、安全監控模塊，實時監控設備運行狀態，一旦發現異常情況，立即啟動安全保護措施；
9、用戶界面，提供直觀的用戶操作界面，允許操作人員實時監控設備狀態，調整控制策略。
10、優選的，所述數據采集模塊包括以下步驟：
11、s1.傳感器部署，在綜采煤礦的各個關鍵位置部署傳感器，包括但不限于位置傳感器、速度傳感器、力傳感器、電流傳感器、電能表、溫度傳感器、濕度傳感器和瓦斯傳感器；
12、s2.數據采集，傳感器實時監測設備的運行狀態和環境參數，并將數據轉換為電信號；
13、s3.信號傳輸，采集到的電信號通過有線或無線方式傳輸到中央處理單元或數據采集系統中；
14、s4.數據預處理，對接收到的數據進行初步處理，包括去噪、濾波和放大，以提高數據的準確性和可靠性；
15、s5.數據存儲，將預處理后的數據存儲在數據庫中，以便后續的數據處理和分析；
16、s6.數據同步，確保所有數據的時間同步，以便進行準確的數據分析和協同控制。
17、優選的，所述數據處理與分析模塊包括以下步驟：
18、s1.數據清洗，去除噪聲、異常值和重復數據，確保數據的準確性和完整性，使用濾波技術來平滑數據，減少隨機誤差的影響，通過使用z-score來去除異常值，其公式為：
19、
20、其中，x是數據點，μ是均值，σ是標準差；
21、s2.特征提取，從原始數據中提取有用的特征，使用時間序列分析方法來識別數據中的模式和趨勢，其中：
22、均值計算：
23、
24、方差計算：
25、
26、s3.模式識別，應用支持向量機來識別設備的運行模式，使用聚類分析來發現數據中的相似性和差異性，支持向量機的決策公式為：
27、
28、其中，xi是訓練樣本，yi是標簽，αi是拉格朗日乘子，k(xi,x)是核函數，b是偏置項；
29、s4.預測分析，使用線性回歸來預測設備的未來狀態，應用時間序列預測模型來預測設備運行的趨勢和周期性變化，線性回歸預測公式為：
30、
31、其中，是預測值，βi是回歸系數，xi是特征值；
32、s5.異常檢測，利用統計方法和機器學習模型來檢測異常行為，實時監控設備狀態，一旦檢測到異常，立即觸發報警和相應機制，使用孤立森林的異常評分公式：
33、
34、其中，h(x)是樣本x在樹中的路徑長度，e(h(x))是期望路徑長度，c(n)是路徑長度的歸一化因子；
35、s6.決策支持，根據分析結果生成決策建議，其中包括調整設備參數、優化運行策略，使用決策樹或規則引擎來制定協同控制策略。
36、優選的，所述協同控制模塊包括以下步驟：
37、s1.接收分析結果，從數據處理與分析模塊接收設備狀態、預測結果和異常檢測結果；
38、s2.策略制定，根據接收到的分析結果，制定相應的協同控制策略，策略可能包括調整設備運行參數，優化設備運行順序、重新分配負載；
39、s3.控制指令生成，根據制定的策略生成具體的控制指令，控制指令可能包括啟動、停止、加速、減速和改變方向；
40、s4.指令執行，將控制指令發送到相應的設備執行，確保指令執行的準確性和及時性；
41、s5.反饋監控，監控設備執行控制指令后的狀態變化，收集執行結果反饋，用于評估控制效果和調整策略；
42、s6.策略調整，根據反饋結果，實時調整協同控制策略，持續優化控制效果，確保系統穩定運行。
43、優選的，所述安全監控模塊包括以下步驟：
44、s1.數據采集，從各個傳感器和設備中實時采集安全相關的數據，包括但不限于溫度、濕度、瓦斯濃度、設備振動、設備電流和設備電壓；
45、s2.數據預處理，對采集到的數據進行初步處理，包括去噪、濾波、歸一化，以提高數據的準確性和可靠性；
46、s3.異常檢測，利用z-score來檢測異常行為，實時監控設備狀態，一旦檢測到異常，立即觸發報警和相應機制；
47、s4.報警觸發，當檢測到異常情況時，立即觸發報警系統，通知操作人員，報警信息包括異常類型、發生事件和位置；
48、s5.應急響應，根據預設的應急響應策略，自動執行相應的安全措施，措施可能包括設備停機，啟動緊急通風和切斷電源；
49、s6.日志記錄，記錄所有安全事件和相應措施，以便后續分析和審計；
50、s7.系統維護，定期對本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述數據采集模塊包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述數據處理與分析模塊包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述協同控制模塊包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述安全監控模塊包括以下步驟：
6.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述用戶界面包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述數據采集模塊包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的智能綜采煤礦機電設備協同控制系統，其特征在于：所述數據處理與分析模塊包括以下步驟：
4.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高潤平，康探應，康超，張文兵，劉原源，王軍，裴羽羽，張貴斌，高立一，李凱，
申請(專利權)人：康探應，
類型：發明
國別省市：
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