[发明专利]综采工作面的仿真测试系统以及仿真测试方法

说明书

本申请公开了一种综采工作面的仿真测试系统以及方法。该系统包括：三维仿真模型构建模块用于构建井下工作面三维模型、巷道环境三维模型以及综采工作面装备的三维模型；数据发生模块用于根据综采工作面采集的综采工作面实体装备的历史数据，对综采工作面装备的三维模型进行模拟以生成综采工作面的工作状态；多个控制器；控制台用于向综采工作面装备的三维模型或综采工作面实体装备的控制器发送控制命令，其中控制台通过虚实切换组件建立与综采工作面装备的三维模型或综采工作面实体装备的控制器的控制连接；模拟盘模块根据控制台下发的控制命令对综采工作面实体装备进行模拟，并显示模拟反馈结果。本申请可以解决传统测试方法须依赖真机的问题。

技术领域

本申请涉及综采工作面的仿真测试领域，尤其涉及一种综采工作面的仿真测试系统以及仿真测试方法。

背景技术

目前煤矿智能化建设的高潮正在全面兴起，智能化开采逐步从基于可视化远程干预的半智能化模式向智能自适应控制模式转变。许多科研机构纷纷投入到综采工作面智能控制系统的建设中来，通过计算机科学、人工智能与采矿知识的融合，催生出工作面直线度控制、基于透明工作面的数字化割煤、支架与围岩自适应控制、综采设备健康状态评价等一系列新技术。新型智能自适应开采控制技术的落地应用前，均需要经过大量测试验证。然而，综采工作面是煤矿的核心生产场所，在工作面开展实验会严重影响矿井的生产，给煤矿企业造成严重的经济损失；此外综采工作面具有环境复杂、危险性大的特点，一般情况下非井下工作人员严禁进入工作面，研究人员很难在现场开展真实实验。目前，研究人员主要通过搭建设备仿真模型或者地面联机测试的方式对控制系统进行模拟测试。

但是，设备仿真模型往往不能与控制系统联动，只能通过人工操控的方式完成相应的设备动作，模拟采煤工艺过程，帮助计算机领域的研究人员了解控制对象，完成简单的单机控制效果验证；综采设备属于大型成套设备，体积庞大、价格昂贵，实验资源稀缺，研究人员往往只能通过借用煤矿企业新购设备进行地面联调测试，用真机进行破坏性的故障模拟实验就更不可能了。以上两种实物实验都是在脱离煤层赋存环境的情况下进行的，无法进行支护质量、采煤机割煤效果的验证；此外，不同的开采工艺、开采设备对应不同的控制方式，实验室很难搭建全部实物环境供研究人员实验。

发明内容

本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种综采工作面的仿真测试系统。该仿真测试系统解决了传统测试方法必须依赖真机的问题，可以实现对被测系统(即智能化综采工作面监控系统)进行闭环条件下的全面测试，同时，为智能开采技术的研发人员提供实验平台。

本申请的第二个目的在于提出一种综采工作面的仿真测试方法。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的综采工作面的仿真测试系统，包括：

三维仿真模型构建模块，用于构建井下工作面三维模型、巷道环境三维模型以及综采工作面装备的三维模型；

数据发生模块，用于在所述井下工作面三维模型和所述巷道环境三维模型下，根据综采工作面采集的综采工作面实体装备的历史数据，对所述综采工作面装备的三维模型进行模拟以生成综采工作面的工作状态；

多个控制器，每个控制器对应一个综采工作面实体装备；

控制台，用于向所述综采工作面装备的三维模型或综采工作面实体装备的控制器发送控制命令，其中，所述控制台通过虚实切换组件建立与所述综采工作面装备的三维模型或综采工作面实体装备的控制器的控制连接；

模拟盘模块，包括顺槽监控中心和所述综采工作面实体装备的通讯物理链路，所述通讯物理链路中的控制节点采用所述综采工作面实体装备的控制器，辅以电磁驱动器模拟设备动作；其中，所述模拟盘模块用于根据所述控制台下发的控制命令对所述综采工作面实体装备进行模拟，并显示模拟反馈结果。