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作者：李浩荡;鲍新平;刘清;
单位：国家能源集团新疆能源化工有限公司;北京天玛智控科技股份有限公司;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室;
摘要：针对煤矿生产调度与安全管理中设备协同率低、数据集成度不足及安全监测覆盖不全等问题，提出了一种数字孪生驱动的综放工作面地面一体化决策调度系统设计方案。该系统采用“工作面智能终端-巷道控制节点-地面管控中心”三级集中控制架构-工作面智能终端实时采集设备状态与环境参数，巷道控制节点通过隔爆服务器进行数据清洗、融合与边缘预处理，地面管控中心集成数字孪生系统与智能决策引擎实现全局监控与协同优化；通过融合工业以太网与无线Mesh网络，构建高可靠性通信基础设施；采用精确三维模型与运动学机理模型相结合方法构建综放工作面设备数字孪生模型，利用三维场景自动化构建算法实现虚实动态同步；通过多源数据采集与处理、实时数据驱动的同步映射、采放协同控制及多系统融合接入，实现采煤机自主规划截割与支架规划放煤的协同作业。该系统在煤矿的实际应用结果表明：支架跟机率稳定在97%以上，放煤自动化率超过85%，人工干预比例低于10%，单班作业人员由5人减至1人；系统响应延迟小于200 ms，帧率保持在30帧/s以上，实现了“感知—分析—决策—控制”的闭环管理。
关键词：数字孪生;;综放工作面;;决策调度;;集中控制;;煤矿智能化
基金资助：国家重点研发计划项目(2023YFB3211005)
