一种用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法与流程

文档序号:11865479阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法,其特征在于:按照如下步骤进行:

步骤1:开发实时数据交换平台

建设基于自定义数据通信协议的支持多种通信协议和接口的实时数据交换平台,用于实现视频监控数据、矿山监测数据、设备监控数据以及应用程序数据的可靠、实时交换;

步骤2:建立包括顶板断裂形态模型、煤壁模型、采空区模型在内的工作面三维模型以及包括综采支架、采煤机、刮板输送机以及转载机在内的各种设备模型;

步骤3:实现工作面三维虚拟场景与监控视频的远程联合监控,进而实现监控视频与工作面三维虚拟场景的同步显示;

步骤4:实现井下灾害进行预测预警和设备故障诊断;

步骤5:搭建系统环境;

步骤6:系统调试

包括数据传输速度和可靠性测试、实时数据交换平台的压力测试以及监控视频的同步测试;

步骤7:投入运行

投入运行后,通过控制终端的虚拟现实场景、监控视频、灾害预测预警信息、设备故障诊断信息监视井下生产状况,并通过控制面板远程操控井下各种生产设备。

2.根据权利要求1所述的用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法,其特征在于:在步骤1中,所述实时数据交换平台的多种通信协议为包括TCP/IP、HTTP、DDE/NetDDE、COM/DCOM,OPC/OPC UA、RS232/RS485、FTP、MSMQ、XML、SOAP、WSDL、UDDI、SOA在内的协议;所述实时数据交换平台,被配置为用于获取数据并能通过其接口向各种应用提供数据以及从各种服务系统、应用系统和控制端获取命令,并能自动转发和执行命令,控制设备的运行。

3.根据权利要求1所述的用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法,其特征在于:在步骤2中,所述顶板断裂形态模型的建立方法,具体包括:根据实时矿压监测数据计算出顶板的初步来压步距和周期来压步距;利用矿压监测数据分析结果,结合岩层力学参数计算出顶板的断裂步距,建立顶板断裂形态三维模型;

所述煤壁模型的建立方法,具体包括:对煤壁进行网格化细分;随着工作面推进、截割滚筒位置和截割深度的变化自动调整网格点的坐标;利用自动纹理映射技术完成煤壁模型的实时更新;

所述采空区的三维模型的建立方法,具体包括:利用工作面的各种位置监测信息,结合矿山地理信息系统,建立采空区的三维模型。

4.根据权利要求1所述的用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法,其特征在于:步骤3中,具体包括:

步骤3.1:对各种设备的运行姿态进行模拟与远程控制

对各种设备的运行姿态和控制方式进行分类,建立相应的姿态模拟与控制方法库,对于具体的设备,根据设备类型、构成部件、驱动方式进行整体模拟和控制;

步骤3.2:对工作面三维设备场景进行动态更新与渲染

开发基于实时监控数据的工作面三维设备场景更新与渲染软件,对工作面的所有设备,根据其位置和姿态信息,实现三维设备场景的实时更新与渲染;

步骤3.3:将虚拟现实技术与视频监控技术相结合,实现监控视频与三维虚拟场景的同步显示。

5.根据权利要求1所述的用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法,其特征在于:步骤4中,所述对井下灾害进行预测预警的方法,具体包括:根据灾害的发生机理,建立相应的灾害预测预警模型,在此基础上根据实时监测数据对可能发生的灾害发出预测预警信息;

所述对设备故障进行诊断的方法,具体包括:对不同类型的设备建立相应的故障诊断模型,在此基础上根据实时监测数据分析设备的运行状况,及时诊断设备故障。

6.根据权利要求1所述的用于无人化采掘工作面的远程可视化监控方法,其特征在于:步骤5中,具体包括:

步骤5.1:在井上安装多个控制终端,并将每个控制终端配置有虚拟现实场景单元、监控视频单元、灾害预测预警信息单元以及设备故障诊断单元;

步骤5.2:安装并调试实时数据交换平台;

步骤5.3:在井下设置多个工作面,并在每个工作面上安装各种生产设备;

步骤5.4:在控制终端和工作面上的各种生产设备之间进行网络环境的搭建。

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