支架初撑力与工作阻力识别方法、存储介质及电子设备与流程

本发明涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种支架初撑力与工作阻力识别方法、存储介质及电子设备。

背景技术：

液压支架是用来控制煤矿综采工作面矿山压力的结构物，综采工作面矿压以外载的形式作用在液压支架上。在液压支架和综采工作面围岩相互作用的力学系统中，若液压支架的各支承件合力与顶板作用在液压支架上的外载合力正好同一直线，则该液压支架对此综采工作面围岩十分适应。因此，在采煤过程中，经常需要对液压支架支撑的矿压数据进行提取和分析，从而可以计算出来压步距、来压预测等。

分析液压支架工况的重要参数为初撑力和工作阻力，初撑力是指支架或支柱支设时施于顶板的力。工作阻力是指支架正常工作时对顶板产生的最大支撑力。较大的初撑力能使支柱较快达到工作阻力，减小顶板下沉量，防止顶板早期离层破碎，初撑力对于增强支架支护效果具有重要作用。

目前，煤矿综采工作面矿压数据提取方法主要为依靠传统信号处理检测奇异点，如利用小波分析进行断点检测。但是，通过这种检测方法检测到的矿压数据不能精准定位数据位置，数据处理过程繁琐，效率低。本发明方法可以精确定位到矿压关键数据位置，还能结合矿压理论进行充分解释，而且有现场实际业务与之进行一一对应，处理方法及思路清晰明了。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法、存储介质及电子设备，可以准确地定位到初撑力和工作阻力的数据位置，操作简单，效率高。

本发明的技术方案提供一种综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法，包括：

实时采集液压支架的压力时序数据；

从所述压力时序数据中确定出液压支架动作，所述液压支架动作包括升架和降架；

根据所述液压支架动作和所述压力时序数据识别出初撑力和工作阻力。

进一步的，所述压力时序数据包括第一历史压力时序数据、与所述第一历史压力时序数据相邻的之前的第一预设时段内的第二历史压力时序数据、以及与所述第一历史压力时序数据相邻的之后的第二预设时段内的第三历史压力时序数据，所述从所述压力时序数据中确定出液压支架动作，所述液压支架动作包括升架和降架，具体包括：

若所述第一历史压力时序数据与所述第二历史压力时序数据的差值大于等于第一预设数据阈值，且所述第一历史压力时序数据小于等于第二预设数据阈值时，确定所述液压支架动作为降架；

若所述第三历史压力时序数据与所述第一历史压力时序数据的差值大于等于第三预设数据阈值，且所述第一历史压力时序数据小于等于所述第四预设数据阈值时，确定所述液压支架动作为升架。

进一步的，所述根据所述液压支架动作和所述压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，具体包括：

若所述液压支架动作为升架，且所述第三历史压力时序数据大于等于第五预设数据阈值时，确定所述第三历史压力时序数据为所述初撑力。

进一步的，所述压力时序数据还包括与所述第三历史压力时序数据相邻的之后的第三预设时段内的第四历史压力时序数据，所述根据所述液压支架动作和所述压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，具体包括：

若所述液压支架动作为升架，所述第三历史压力时序数据小于所述第五预设数据阈值，且所述第四历史压力时序数据大于等于所述第三历史压力时序数据时，确定所述第四历史压力时序数据为所述初撑力。

进一步的，所述压力时序数据还包括与所述第一历史压力时序数据相邻的之前的第四预设时段内的第五历史压力时序数据，所述根据所述液压支架动作和所述压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，具体包括：

若所述液压支架动作为降架，且所述第一历史压力时序数据大于所述第五历史压力时序数据时，确定所述第一历史压力时序数据为循环末阻力；

若所述液压支架动作为降架，且所述第一历史压力时序数据小于等于所述第五历史压力时序数据时，确定所述第五历史压力时序数据为所述循环末阻力；

根据所述循环末阻力识别出所述工作阻力。

进一步的，所述根据所述循环末阻力识别出所述工作阻力，具体包括：

所述根据所述循环末阻力识别出所述工作阻力，具体包括：

在所述循环末阻力对应的压力时序数据相邻的之前的第五预设时段内，以所述循环末阻力对应的压力时序数据为起点，依次比较两个相邻的所述压力时序数据；

若所述两个相邻的所述压力时序数据的差值的绝对值小于等于第六预设数据阈值时，确定所述压力时序数据为所述工作阻力。

进一步的，所述实时采集液压支架的压力时序数据，之后还包括：

利用旋转门算法对所述压力时序数据进行压缩处理，得到待选压力时序数据。

进一步的，所述利用旋转门算法对所述压力时序数据进行压缩处理，得到待选压力时序数据，之后还包括：

若所述待选压力时序数据的数据质量戳为0，去除所述待选压力时序数据，得到所述压力时序数据。

本发明的技术方案还提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的所有步骤。

本发明的技术方案还提供一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

实时采集液压支架的压力时序数据；

从所述压力时序数据中确定出液压支架动作，所述液压支架动作包括升架和降架；

根据所述液压支架动作和所述压力时序数据识别出初撑力和工作阻力。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：通过实时采集液压支架的压力时序数据，从压力时序数据中确定出液压支架动作，根据液压支架动作和压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，从而实现准确地定位到初撑力和工作阻力的数据位置，提高初撑力和工作阻力的提取的准确性，操作简单，效率高。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1为本发明实施例一提供的一种综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的工作流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的工作流程图；

图3为本发明实施例四提供的一种用于综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

实施例一

如图1所示，图1为本发明实施例一提供的一种综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的工作流程图，包括：

步骤s101：实时采集液压支架的压力时序数据；

步骤s102：从压力时序数据中确定出液压支架动作，液压支架动作包括升架和降架；

步骤s103：根据液压支架动作和压力时序数据识别出初撑力和工作阻力。

具体来说，当需要提取初撑力和工作阻力时，首先，控制器执行步骤s101实时采集液压支架的压力时序数据，压力时序数据为每个液压支架与单个时间段对应的压力数据，压力时序数据可以通过设置在液压支架推移油缸上的压力传感器实时采集；然后，控制器执行步骤s102从采集到的压力时序数据中确定出液压支架动作，液压支架动作包括升架和降架；最后，控制器执行步骤s103根据液压支架动作和压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，从压力时序数据可知，每台液压支架在每个时间段上对应一个压力时序数据，形成压力-时间变化曲线，该压力-时间变化曲线包含三个特征值：初撑力、工作阻力和循环末阻力。在升架过程中，由于初撑力的大小与乳化液泵站的工作压力有关，且受管路损失和操作质量等因素的影响，升架后当液压支架接顶良好所对应的压力时序数据即为初撑力。在降架前，由于受到煤机割煤及周围液压支架升架和降架等因素影响，降架前的最大工作阻力即为循环末阻力，通过循环末阻力从而可以提取出工作阻力。

其中，本发明的控制器优选为可编程逻辑控制器(programmablelogiccontroller，plc)。

本发明提供的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法，通过实时采集液压支架的压力时序数据，从压力时序数据中确定出液压支架动作，根据液压支架动作和压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，从而实现准确地定位到初撑力和工作阻力的数据位置，提高初撑力和工作阻力的提取的准确性，操作简单，效率高。

在其中一个实施例中，所述实时采集液压支架的压力时序数据，之后还包括：

利用旋转门算法对压力时序数据进行压缩处理，得到待选压力时序数据。

具体的，综采工作面液压支架电液控系统在采集液压支架的压力时序数据时，利用旋转门算法对压力时序数据进行处理，即当压力时序数据有变化时才采集并存储，从而得到待选压力时序数据，减少数据处理量，进一步提高工作效率。

在其中一个实施例中，所述利用旋转门算法对压力时序数据进行压缩处理，得到待选压力时序数据，之后还包括：

若待选压力时序数据的数据质量戳为0，去除待选压力时序数据，得到压力时序数据。

具体的，判断待选压力时序数据的数据质量戳是否为0，如果是去除待选压力时序数据，得到压力时序数据，从而过滤掉干扰数据，进一步减少数据处理量，提高准确性和工作效率。

实施例二

如图2所示，图2为本发明实施例二提供的一种综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法，包括：

步骤s201：实时采集液压支架的压力时序数据；

步骤s202：判断第一历史压力时序数据与第二历史压力时序数据的差值是否大于等于第一预设数据阈值，且第一历史压力时序数据是否小于等于第二预设数据阈值；

步骤s203：确定液压支架动作为降架；

步骤s204：判断第三历史压力时序数据与第一历史压力时序数据的差值是否大于等于第三预设数据阈值，且第一历史压力时序数据是否小于等于第四预设数据阈值；

步骤s205：确定液压支架动作为升架；

步骤s206：判断液压支架动作是否为升架，且第三历史压力时序数据是否大于等于第五预设数据阈值；

步骤s207：确定第三历史压力时序数据为初撑力；

步骤s208：判断第四历史压力时序数据是否大于等于第三历史压力时序数据；

步骤s209：确定第四历史压力时序数据为初撑力；

步骤s210：判断液压支架动作是否为降架，且第一历史压力时序数据是否大于第五历史压力时序数据；

步骤s211：确定第一历史压力时序数据为循环末阻力；

步骤s212：确定第五历史压力时序数据为循环末阻力；

步骤s213：在循环末阻力对应的压力时序数据相邻的之前的第五预设时段内，以循环末阻力对应的压力时序数据为起点，依次比较两个相邻的压力时序数据；

步骤s214：若两个相邻的压力时序数据的差值的绝对值是否小于等于第六预设数据阈值，确定压力时序数据为工作阻力。

具体来说，当需要提取初撑力和工作阻力时，首先，控制器执行步骤s201实时采集液压支架的压力时序数据；其次，控制器执行步骤s202判断第一历史压力时序数据pi与第二历史压力时序数据pi-1的差值是否大于等于第一预设数据阈值，且第一历史压力时序数据pi是否小于等于第二预设阈值，如果是执行步骤s203，否则继续执行步骤s201；再次，控制器执行步骤s204判断第三历史压力时序数据pi+1与第一历史压力时序数据pi的差值是否大于等于第三预设数据阈值，且第一历史压力时序数据pi是否小于等于第四预设数据阈值，如果是执行步骤s205，否则继续执行步骤s201；接着，控制器执行步骤s206判断液压支架动作是否为升架，且第三历史压力时序数据pi+1是否大于等于第五预设数据阈值，如果是执行步骤s207第三历史压力时序数据pi+1为初撑力；否则执行步骤s208判断第四历史压力时序数据pi+2是否大于等于第三历史压力时序数据pi+1，如果是执行步骤s209确定第四历史压力时序数据pi+2为初撑力；否则执行步骤s210判断液压支架动作是否为降架，且第一历史压力时序数据pi是否大于第五历史压力时序数据pi-2，如果是执行步骤s211确定第一历史压力时序数据pi为循环末阻力pmax，否则执行步骤s212确定第五历史压力时序数据pi-2为循环末阻力pmax；然后，执行步骤s213在循环末阻力对应的压力时序数据pmax相邻的之前的第五预设时段内，以循环末阻力对应的压力时序数据pmax为起点，依次往前比较两个相邻的压力时序数据；最后，执行步骤s214若两个相邻的压力时序数据的差值的绝对值是否小于等于第六预设数据阈值，确定压力时序数据为工作阻力,即若循环末阻力pmax和与循环末阻力相邻的之前的第五预设时段内的压力时序数据pmax-1的差值的绝对值小于等于第六预设数据阈值时，压力时序数据pmax-1为工作阻力。

其中，第一历史压力时序数据为实时采集的压力时序数据中的任意一个压力时序数据，第二历史压力时序数据为与第一历史压力时序数据相邻的之前的第一预设时段内的压力时序数据，第三历史压力时序数据为与第一历史压力时序数据相邻的之后的第二预设时段内的压力时序数据，第四历史压力时序数据为与第三历史压力时序数据相邻的之后的第三预设时段内的压力时序数据，第五历史压力时序数据为与第一历史压力时序数据相邻的之前的第四预设时段内的压力时序数据。

其中，第一预设时段、第二预设时段、第三预设时段的数值可以相同，也可以不同，其值根据用户需求设定。优选地，为了进一步提高准确性，本发明的第一预设时段和第二预设时段为1min，第三预设时段为2min。

其中，第一预设数据阈值、第三预设数据阈值的数值可以相同，也可以不同，其值根据用户需求设定。优选地，为了进一步提高准确性，本发明的第一预设数据阈值和第三预设数据阈值为90-110bar。

其中，第二预设数据阈值、第四预设数据阈值的数值可以相同，也可以不同，其值根据用户需求设定。优选地，为了进一步提高准确性，本发明的第二预设数据阈值和第四预设数据阈值为40-90bar。

其中，第五预设数据阈值可以根据用户需求设定。优选地，为了进一步提高准确性，本发明的第五预设数据阈值为250-260bar。

其中，第六预设数据阈值可以根据用户需求设定。优选地，为了进一步提高准确性，本发明的第六预设数据阈值为15-20bar。

其中，步骤s202-s203与步骤s204-s205的操作顺序可以互换，其实现的效果相同。

本发明提供的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法，通过实时采集液压支架的压力时序数据，从压力时序数据中确定出液压支架动作，根据液压支架动作和压力时序数据识别出初撑力和工作阻力，从而实现准确地定位到初撑力和工作阻力的数据位置，提高初撑力和工作阻力的提取的准确性，操作简单，效率高。

实施例三

本发明实施例三提供一种存储介质，所述存储介质用于存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的任一方法实施例中的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的所有步骤。

实实例四

如图3所示，本发明实例四提供的一种用于综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别的电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器301；以及，

与至少一个处理器301通信连接的存储器302；其中，

存储器302存储有可被至少一个处理器301执行的指令，指令被至少一个处理器301执行，以使至少一个处理器301能够：

在一段时间内，获取液压支架的实时压力时序数据，所述实时压力时序数据为每个液压支架与单个时间段对应的压力数据；

将所述实时压力时序数据中的多个连续递增压力时序数据和/或多个连续递减压力时序数据作为目标压力时序数据；

根据所述目标压力时序数据计算出推进距离。

图3中以一个处理器301为例。

电子设备优选为电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)。

电子设备还可以包括：输入装置303和输出装置304。

处理器301、存储器302、输入装置303及输出装置304可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法对应的程序指令/模块，例如，图1-图2所示的方法流程。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法。

存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置303可接收输入的用户点击，以及产生与综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。输出装置304可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器302中，当被所述一个或者多个处理器301运行时，执行上述任意方法实施例中的综采工作面液压支架初撑力与工作阻力识别方法。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:

(1)电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)又称“行车电脑”、“车载电脑”等。主要由微处理器(cpu)、存储器(rom、ram)、输入/输出接口(i/o)、模数转换器(a/d)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。

(2)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iphone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(3)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:pda、mid和umpc设备等。

(4)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如ipod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(5)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

(6)其他具有数据交互功能的电子装置。

此外，上述的存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台移动终端(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。