[发明专利]一种面向采煤机记忆截割的灰色马尔可夫链轨迹预测方法

摘要

本发明公开了一种面向采煤机记忆截割的灰色马尔可夫链轨迹预测方法，包括步骤一、预测用滚筒高度数据序列获取获取当前工作面后侧的6～8个工作面开采过程中的采煤机记忆截割数据；二、滚筒高度初步预测；三、滚筒高度初步预测结果修正，过程如下建立预测残差的马尔可夫链、马尔可夫预测、滚筒高度预测数据组计算和采煤机调高数据组获取；四、调高轨迹获取数据处理设备根据步骤304中得出的当前工作面开采过程中的采煤机调高数据组，获得当前工作面的采煤机调高轨迹。本发明方法步骤简单、设计合理且实现简便、使用效果好，方法步骤简单、设计合理且实现简便、使用效果好，基于灰色马尔可夫链进行调高轨迹预测，预测精度高。

主权项

一种面向采煤机记忆截割的灰色马尔可夫链轨迹预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、预测用滚筒高度数据序列获取：采用数据处理设备(2)从数据存储器(4)中预先建立的采煤机调高数据库内获取待开采煤层中当前工作面后侧的n个工作面开采过程中的采煤机调高数据组；所获取的n个所述采煤机调高数据组中的滚筒高度数据组成预测用滚筒高度数据序列X(0)，每个所述采煤机调高数据组中的滚筒高度数据均组成一个滚筒高度数据组；所述预测用滚筒高度数据序列X(0)中的n个所述滚筒高度数据组按照开采先后顺序由前至后排列，每个所述滚筒高度数据组中均包括m个截割位置处的所述滚筒高度数据；其中，n和m均为正整数，n＝6～8，m≥5；m个所述截割位置沿工作面长度方向由前至后进行排列；所述采煤机调高数据库内按照开采先后顺序由前至后存储有所述待开采煤层中当前已完成开采的所有工作面开采过程中的所述采煤机调高数据组；所述采煤机调高数据库内存储的所述采煤机调高数据组的数量不少于n个；采用采煤机(1)对任一个所述工作面进行割煤过程中，均采用采煤机记忆截割控制系统对m个截割位置处的滚筒截割姿态数据进行记录，获得该工作面开采过程中的所述采煤机调高数据组，并将所获得的所述采煤机调高数据组同步存储至所述采煤机调高数据库内；所述采煤机记忆截割控制系统包括数据处理器(3‑4)和与数据处理器(3‑4)连接的数据存储器(4)，所述数据处理器(3‑4)与数据处理设备(2)连接；所述采煤机调高数据组包括对所述待开采煤层进行一刀割煤过程中m个截割位置处的滚筒截割姿态数据；每个截割位置处的滚筒截割姿态数据均为该截割位置处采煤机(1)的截割滚筒(1‑1)的三维坐标数据，所述截割滚筒(1‑1)的三维坐标数据中Z轴坐标数据为滚筒高度数据；所述预测用滚筒高度数据序列X(0)＝(x(0)(1),x(0)(2),x(0)(3),...,x(0)(n))，其中x(0)(k)为所述预测用滚筒高度数据序列X(0)中的第k个所述滚筒高度数据组，其中k为正整数且k＝1、2、3、…、n；x(0)(k)中的第h个所述滚筒高度数据记作x(0)(k,h)，其中h为正整数且h＝1、2、3、…、m；步骤二、滚筒高度初步预测：采用数据处理设备(2)且调用灰色预测模型构建模块，对步骤一中所获取的所述预测用滚筒高度数据序列X(0)进行处理，建立灰色预测模型；再根据所建立的所述灰色预测模型，采用数据处理设备(2)处理得出所述待开采煤层的n+1个所述工作面开采过程中的滚筒高度初步预测结果；其中，第k'个所述工作面开采过程中的滚筒高度初步预测结果记作k'为正整数且k'＝1、2、3、…、n、n+1；中包括m个滚筒高度初步预测值；所得出的前n个所述工作面开采过程中的滚筒高度初步预测结果组成预测用滚筒高度数据序列所述预测用滚筒高度数据序列中的n个所述滚筒高度初步预测结果按照开采先后顺序由前至后排列；所述预测用滚筒高度数据序列中的第k个所述滚筒高度初步预测结果记作中的第h个所述滚筒高度初步预测值记作第n+1个所述工作面开采过程中的滚筒高度初步预测结果记作为采用采煤机(1)对当前工作面进行开采过程中的所述滚筒高度初步预测结果；中的第h个所述滚筒高度初步预测值记作步骤三、滚筒高度初步预测结果修正，过程如下：步骤301、建立预测残差的马尔可夫链：采用数据处理设备(2)且调用差值运算模块，对步骤一中所述预测用滚筒高度数据序列X(0)与步骤二中所述预测用滚筒高度数据序列进行差值运算，得出预测残差的马尔可夫链；所述预测残差的马尔可夫链，记作为所述预测残差的马尔可夫链中的第k组预测残差，中包括m个截割位置处的预测残差，中第h个截割位置处的预测残差记作步骤302、马尔可夫预测：采用数据处理设备(2)且调用马尔可夫预测算法模块对步骤301中所述预测残差的马尔可夫链进行处理，预测出所述预测残差的马尔可夫链中的第n+1组预测残差中包括m个截割位置处的预测残差，中第h个截割位置处的预测残差记作步骤303、滚筒高度预测数据组计算：根据步骤二中所述的和步骤302中所述的采用数据处理设备(2)计算得出当前工作面开采过程中的滚筒高度预测数据组中包括当前工作面开采过程中m个截割位置处的滚筒高度预测值，中第h个截割位置处的滚筒高度预测值记作步骤304、采煤机调高数据组获取：根据步骤303中所述的当前工作面开采过程中的滚筒高度预测数据组并结合当前工作面开采过程中m个截割位置处截割滚筒(1‑1)的平面位置信息，采用数据处理设备(2)得出当前工作面开采过程中的所述采煤机调高数据组，所得出的所述采煤机调高数据组中包括当前工作面开采过程中m个截割位置处的滚筒截割姿态数据；每个截割位置处的滚筒截割姿态预测数据均为预测出的该截割位置处的滚筒截割姿态数据；步骤四、调高轨迹获取：所述数据处理设备(2)根据步骤304中得出的当前工作面开采过程中的所述采煤机调高数据组，获得当前工作面的采煤机调高轨迹。