CN117646754A - 液压支架集群支护状态智能识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压支架集群支护状态智能识别方法，属于煤矿智能化技术领域。包括：获取液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据；根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征，工况特征包括立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征；根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态。本发明提供了一种基于液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据对每个液压支架的支护状态进行识别的方法，该方法可智能识别每个液压支架的支护状态，从而可及时发现故障液压支架。

Description

液压支架集群支护状态智能识别方法

技术领域

本发明涉及煤矿智能化技术领域，尤其涉及一种液压支架集群支护状态智能识别方法。

背景技术

随着传感器技术和电子信息技术的快速发展，煤矿生产已经走向智能化和信息化。安装于智采工作面设备上的传感器采集到的海量生产数据为智采工作面液压支架支护效果评价提供了数据基础。通过对采集的智采工作面相关数据分析，可智能感知液压支架的支护状态，为生产过程的安全性提供保障。在智能化煤矿中，液压支架是一种用于支护煤矿巷道和工作面的关键设备，正确使用和维护液压支架对煤矿安全生产至关重要，因为它直接涉及到矿工的人身安全、煤矿巷道的稳定性和生产效率。

目前，在海量数据的前提下，如何通过传感器采集到的数据判断出液压支架集群中各液压支架的支护状态的研究较少，而液压支架能否正常工作直接关系到煤矿整个的生产。因此，亟需提供一种可以智能识别液压支架集群支护状态的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种液压支架集群支护状态智能识别方法。本发明的技术方案如下：

一种液压支架集群支护状态智能识别方法，其包括：

S1，获取液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据；

S2，根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征，所述工况特征包括立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征；

S3，根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态，所述支护状态为立柱漏液、支架漏顶、需要维护和正常运行中的一种。

可选地，所述S3在根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态时，包括：

S31，从所有液压支架中筛选出当前的立柱压力特征为左立柱和右立柱中一个为第一特征、另一个为第三特征的第一液压支架组合，以及左立柱和右立柱均为第一特征的第二液压支架组合；所述第一特征是指立柱压力低于第一预设压力阈值，所述第三特征是指立柱压力高于第二预设压力阈值；

S32，确定液压支架集群去除第一液压支架组合和第二液压支架组合后剩余液压支架的支护状态为正常运行。

可选地，所述S31在筛选出第一液压支架组合之后，还包括：

S33，判断第一液压支架组合中的每个液压支架当前的横滚角特征是第四特征还是第五特征；所述第四特征是指液压支架顶梁横滚角和底座横滚角之间的差值的绝对值大于预设横滚角阈值，所述第五特征是指液压支架顶梁横滚角和底座横滚角之间的差值的绝对值不大于预设横滚角阈值；所述预设横滚角阈值是工作面设定液压支架横滚角的安全阈值；

S34，如果第一液压支架组合中的第一目标液压支架当前的横滚角特征是第四特征，则确定第一目标液压支架当前的支护状态为立柱漏液，所述第一目标液压支架为第一液压支架组合中的任一个液压支架；如果第一液压支架组合中的第一目标液压支架当前的横滚角特征是第五特征，则确定第一目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

可选地，所述S31在筛选出第二液压支架组合之后，还包括：

S35，从第二液压支架组合中分别筛选出当前的采高特征是第九特征、第十特征和第十一特征的液压支架，分别组合成第三液压支架组合、第四液压支架组合和第五液压支架组合，并确定第五液压支架组合中的液压支架当前的支护状态为正常运行；所述第九特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值之间的差值和与其右侧区域的采高均值之间的差值均大于预设采高阈值，所述第十特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值和右侧区域的采高均值之间的差值均小于预设采高阈值的相反数，所述第十一特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域液压支架的采高均值和右侧区域液压支架的采高均值之间的差值不满足第九特征和第十特征中所限定的条件；所述预设采高阈值是工作面设定的采高差值安全值；

S36，从第三液压支架组合中分别筛选出当前的俯仰角特征是第六特征、第七特征和第八特征的液压支架，分别组合成第六液压支架组合、第七液压支架组合和第八液压支架组合，并确定第七液压支架组合和第八液压支架组合中的液压支架当前的支护状态为正常运行；所述第六特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间的差值大于预设俯仰角阈值，所述第七特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间差值的绝对值不大于预设俯仰角阈值，所述第八特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间的差值小于预设俯仰角阈值的相反数；所述预设俯仰角阈值是工作面设定液压支架俯仰角的安全阈值；

S37，判断第六液压支架组合中第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征，所述第二目标液压支架是第六液压支架组合中的任一液压支架，所述第十二特征是指液压支架所在区域旁边的区域存在高压，所述第十三特征是指液压支架所在区域旁边的区域不存在高压；

S38，如果第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征，则确定第二目标液压支架当前的支护状态为支架漏顶；如果第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十三特征，则确定第二目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

可选地，所述S35在从第二液压支架组合中分别筛选出第四液压支架组合之后，还包括：

S39，判断第四液压支架组合中的第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征，所述第三目标液压支架是第四液压支架组合中的任一液压支架；

S310，如果第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征，则确定第三目标液压支架当前的支护状态为需要维护；如果第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十三特征，则确定第三目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

可选地，对于任一液压支架，所述S2在根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征时，包括：

S21，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的左立柱压力均值和右立柱压力平均值，根据左立柱压力平均值、右立柱压力平均值、第一预设压力阈值和第二预设压力阈值确定任一液压支架当前的立柱压力特征；

S22，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架顶梁横滚角和底座横滚角的均值，根据液压支架顶梁横滚角的均值和底座横滚角的均值之间的差值与预设横滚角阈值之间的关系确定任一液压支架当前的横滚角特征；

S23，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角的均值，根据液压支架顶梁俯仰角的均值和底座俯仰角的均值之间的差值与预设俯仰角阈值之间的关系确定任一液压支架当前的俯仰角特征；

S24，获取预先为液压支架集群划分的区域，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架所在区域采高值的均值、左侧区域采高值的均值和右侧区域采高值的均值，并根据液压支架所在区域采高值的均值、左侧区域采高值的均值、右侧区域采高值的均值和预设采高阈值确定任一液压支架当前的采高特征；

S25，获取预先为液压支架集群划分的区域，确定液压支架所在区域的左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量，并根据液压支架左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量确定任一液压支架当前的周围液压支架的压力特征。

可选地，所述S3在根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态之后，还包括：

S4，对于支护状态为立柱漏液、支架漏顶和需要维护的液压支架，推荐针对性维护建议。

上述所有可选技术方案均可任意组合，本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。

借由上述方案，本发明的有益效果如下：

通过获取液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据，根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征后，根据这些工况特征确定每个液压支架当前的支护状态，提供了一种基于液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据对每个液压支架的支护状态进行识别的方法，通过该方法可以智能识别每个液压支架的支护状态，从而可以及时发现故障液压支架，保证了煤矿生产的安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明S3中确定每个液压支架当前支护状态的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例提供了一种液压支架集群支护状态智能识别方法，其可以通过任何具有计算功能的计算设备如台式电脑、移动终端或服务器等来执行。本发明实施例利用各台液压支架上安装的传感器采集的海量煤矿工作面工况数据，可以智能识别出液压支架集群中各台液压支架的四种支护状态，即立柱漏液（立柱故障）、支架漏顶、需要维护和正常运行。如图1所示，本发明实施例提供的液压支架集群支护状态智能识别方法包括如下步骤S1至S3。

S1，获取液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据。

具体地，液压支架集群的每个液压支架上均安装有压力传感器、角度传感器、采高传感器等多种类型的传感器，它们可以采集到立柱压力数据、横滚角数据、俯仰角数据和采高数据等，这些数据即为工况数据。传感器采集到多种工况数据后，通过有线或无线方式发送至计算设备。

其中，为便于计算设备确定工况特征，各种类型的传感器可以同步进行工况数据的采集。

S2，根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征，所述工况特征包括立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征。

本发明实施例在根据工况数据识别支护状态之前，会先根据工况数据确定工况特征。本发明实施例预先定义了一些参考工况特征，后续根据这些参考工况特征进行液压支架支护状态的识别。这些参考工况特征包括立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征。

其中，立柱压力特征包括第一特征、第二特征和第三特征。所述第一特征是指立柱压力低于第一预设压力阈值，所述第三特征是指立柱压力高于第二预设压力阈值；所述第二特征是指立柱压力高于第一预设压力阈值且低于第二预设压力阈值。具体地，立柱压力特征将压力数据划分为三个区间，第一个区间为[ 0，y1]，第二个区间为[y1，y2]，第三个区间为[y2 ，∞]。当立柱压力值落入第一个区间，认为立柱压力属于低压区间（即这个区间内的压力值比设定的正常压力值范围低），记作第一特征；当立柱压力值落入第二个区间，认为立柱压力属于正常区间（即这个区间内的压力值符合设定的正常压力值范围），记作特征2；当立柱压力值落入第三个区间，认为立柱压力属于高压区间（即这个区间内的压力值高于设定的正常压力值范围），记作第三特征。设立柱压力值为y，则用数学关系可表达为：

y＜y1，tz1；

y1≤y≤y2，tz2；

y＞y2，tz3。

公式的含义为，如果y<y1，则立柱压力值符合第一特征，其他同理。

横滚角特征包括第四特征和第五特征。所述第四特征是指液压支架顶梁横滚角和底座横滚角之间的差值的绝对值大于预设横滚角阈值，所述第五特征是指液压支架顶梁横滚角和底座横滚角之间的差值的绝对值不大于预设横滚角阈值；所述预设横滚角阈值是工作面设定液压支架横滚角的安全阈值。具体地，液压支架横滚角代表着液压支架在水平方向上的角度值。在本发明实施例中，如果将液压支架顶梁横滚角的角度值记为y3，液压支架底座横滚角的角度值记为y4，工作面设定液压支架横滚角的安全阈值记为y5，则：如果 y3与y4差的绝对值大于y5，则认为液压支架顶梁左右倾斜，记作第四特征；如果 y3和y4差的绝对值不大于y5，则认为液压支架顶梁横滚角的角度在正常范围之内，即液压支架横滚角正常，记作第五特征。利用数学公式可表达为：

|y3-y4|＞y5，tz4；

|y3-y4|≤y5，tz5。

俯仰角特征包括第六特征、第七特征和第八特征。所述第六特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间的差值大于预设俯仰角阈值，所述第七特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间差值的绝对值不大于预设俯仰角阈值，所述第八特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间的差值小于预设俯仰角阈值的相反数；所述预设俯仰角阈值是工作面设定液压支架俯仰角的安全阈值。具体地，液压支架俯仰角代表着液压支架在垂直方向上的角度值。在本发明实施例中，如果将液压支架顶梁俯仰角的角度值记为y6，液压支架底座俯仰角的角度值记为y7，工作面设定液压支架俯仰角的安全阈值记为y8，则：如果 y6与y7的差值大于y8，则认为液压支架仰头，记作第六特征；如果 y6与y7差值的绝对值不大于y8，则认为液压支架顶梁横滚角的角度在正常范围之内，即支架俯仰角正常，记作第七特征；如果y6和y7的差值小于y8的相反数，则认为液压支架低头，记作第八特征。利用数学公式可表达为：

y6-y7＞y8，tz6；

|y6-y7|≤y8，tz7；

y6-y7＜(-y8)，tz8；

采高特征包括第九特征、第十特征和第十一特征。所述第九特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值之间的差值和与其右侧区域的采高均值之间的差值均大于预设采高阈值，所述第十特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值和右侧区域的采高均值之间的差值均小于预设采高阈值的相反数，所述第十一特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域液压支架的采高均值和右侧区域液压支架的采高均值之间的差值不满足第九特征和第十特征中所限定的条件；所述预设采高阈值是工作面设定的采高差值安全值。具体地，如果以n台液压支架为一个区域（n≥1），则需要考虑左侧区域a*n台液压支架，也需要考虑右侧区域a*n台液压支架（a的值可由人工设定，一般为1或者2，也可根据实际情况具体调整）。在本发明实施例中，将液压支架所在区域即本区域内液压支架的采高均值记为y9；本区域左侧区域的采高均值记为y10；本区域右侧区域的采高均值记为y11；工作面设定的采高差值安全值记为y12。如果本区域的采高均值与左侧区域和右侧区域的采高均值之间的差值都大于设定的采高差值安全值，则认为本区域的采高高，记作第九特征；如果本区域的采高均值比左侧区域和右侧区域的采高均值之间的差值都小于设定的采高差值安全值的相反数，则认为本区域的采高低，记作第十特征。如果不满足以上两种情况，则认为本区域的采高属于正常范围，记为第十一特征。利用数学公式可表达为：

周围液压支架的压力特征包括第十二特征和第十三特征。所述第十二特征是指液压支架所在区域旁边的区域存在高压，所述第十三特征是指液压支架所在区域旁边的区域不存在高压。具体地，如果以n台支架为一个区域（n≥1），则需要考虑左侧区域a*n台液压支架，也需要考虑右侧区域a*n台液压支架（a的值可由人工设定，一般为1或者2）。本区域左侧区域和本区域右侧区域的液压支架的立柱压力中高压的数量，记为y13。如果y13的数量大于等于一，则认为本区域旁边的区域存在高压，记作第十二特征；如果y13的数量等于零，则认为本区域旁边的区域不存在高压，记作第十三特征。利用数学公式可表达为：

y13≥1，tz12；

y13=0，tz13。

在上述内容的基础上，对于任一液压支架，所述S2在根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征时，可以分别通过如下S21至S25中所述的方式来实现：

S21，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的左立柱压力均值和右立柱压力平均值，根据左立柱压力平均值、右立柱压力平均值作、第一预设压力阈值和第二预设压力阈值确定任一液压支架当前的立柱压力特征。

具体地，如果左立柱压力均值低于第一预设压力阈值，则确定任一液压支架当前的左立柱压力特征为第一特征；如果左立柱压力均值高于第二预设压力阈值，则确定任一液压支架当前的左立柱压力特征为第三特征；如果左立柱压力均值高于第一预设压力阈值且低于第二预设压力阈值，则确定任一液压支架当前的左立柱压力特征为第二特征。右立柱同理。

S22，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架顶梁横滚角和底座横滚角的均值，根据液压支架顶梁横滚角的均值和底座横滚角的均值之间的差值与预设横滚角阈值之间的关系确定任一液压支架当前的横滚角特征。

具体地，如果液压支架顶梁横滚角的均值和底座横滚角的均值之间的差值的绝对值大于预设横滚角阈值，则确定任一液压支架当前的横滚角特征为第四特征；如果液压支架顶梁横滚角的均值和底座横滚角的均值之间的差值的绝对值不大于预设横滚角阈值，则确定任一液压支架当前的横滚角特征为第五特征。

S23，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角的均值，根据液压支架顶梁俯仰角的均值和底座俯仰角的均值之间的差值与预设俯仰角阈值之间的关系确定任一液压支架当前的俯仰角特征。

具体地，如果液压支架顶梁俯仰角的均值和底座俯仰角的均值之间的差值大于预设俯仰角阈值，则确定任一液压支架当前的俯仰角特征为第六特征；如果液压支架顶梁俯仰角的均值和底座俯仰角的均值之间差值的绝对值不大于预设俯仰角阈值，则确定任一液压支架当前的俯仰角特征为第七特征；如果液压支架顶梁俯仰角的均值和底座俯仰角的均值之间的差值小于预设俯仰角阈值的相反数，则确定任一液压支架当前的俯仰角特征为第八特征。

S24，获取预先为液压支架集群划分的区域，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架所在区域采高值的均值、左侧区域采高值的均值和右侧区域采高值的均值，并根据液压支架所在区域采高值的均值、左侧区域采高值的均值、右侧区域采高值的均值和预设采高阈值确定任一液压支架当前的采高特征。

关于对液压支架集群划分区域的方式，可以参见上述定义参考工况特征时的方式，此处不再赘述。

具体地，如果液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值之间的差值和与其右侧区域的采高均值之间的差值均大于预设采高阈值，则确定任一液压支架当前的采高特征为第九特征；如果液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值和右侧区域的采高均值之间的差值均小于预设采高阈值的相反数，则确定任一液压支架当前的采高特征为第十特征；如果液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值和右侧区域的采高均值之间的差值为其他情况，则确定任一液压支架当前的采高特征为第十一特征。

S25，获取预先为液压支架集群划分的区域，确定液压支架所在区域的左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量，并根据液压支架左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量确定任一液压支架当前的周围液压支架的压力特征。

具体地，如果液压支架左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量大于等于一，则确定任一液压支架当前的周围液压支架的压力特征为第十二特征；如果液压支架左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量等于0，则确定任一液压支架当前的周围液压支架的压力特征为第十三特征。其中，在判断液压支架左侧区域和右侧区域中某一液压支架的立柱压力是否为高压时，如果某一液压支架的左立柱和/或右立柱的立柱压力特征高于第二预设压力阈值，则确定某一液压支架的立柱压力为高压。

上述预设时间间隔可以根据需要设定，例如预设时间间隔可以为5min等。通过计算均值确定各种工况特征，能够避免异常数据对工况特征的影响，使得后续所识别的支护状态更加准确。

S3，根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态。

具体地，所述S3在根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态时，包括但不限于通过如下步骤来实现：

S31，从所有液压支架中筛选出当前的立柱压力特征为左立柱和右立柱中一个为第一特征、另一个为第三特征的第一液压支架组合，以及左立柱和右立柱均为第一特征的第二液压支架组合。

例如，如果某一个液压支架当前的左立柱压力特征为第一特征，右立柱压力特征为第三特征，则将划分至第一液压支架组合中。

S32，确定液压支架集群去除第一液压支架组合和第二液压支架组合后剩余液压支架的支护状态为正常运行。

进一步地，所述S31在筛选出第一液压支架组合之后，还包括如下步骤：

S33，判断第一液压支架组合中的每个液压支架当前的横滚角特征是第四特征还是第五特征。

S34，如果第一液压支架组合中的第一目标液压支架当前的横滚角特征是第四特征，则确定第一目标液压支架当前的支护状态为立柱漏液，所述第一目标液压支架为第一液压支架组合中的任一个液压支架；如果第一液压支架组合中的第一目标液压支架当前的横滚角特征是第五特征，则确定第一目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

更进一步地，所述S31在筛选出第二液压支架组合之后，还包括：

S35，从第二液压支架组合中分别筛选出当前的采高特征是第九特征、第十特征和第十一特征的液压支架，分别组合成第三液压支架组合、第四液压支架组合和第五液压支架组合，并确定第五液压支架组合中的液压支架当前的支护状态为正常运行。

其中，在从第二液压支架组合中分别筛选出当前的采高特征是第九特征、第十特征和第十一特征的液压支架时，先对第二液压支架组合中的液压支架进行区域划分，并根据区域划分结果进行筛选。具体区域划分方式为：将相邻的液压支架作为一个区域，且如果第二液压支架组合中任一液压支架不存在相邻的液压支架，则任一液压支架自成一个区域。如果一个区域中包括多个液压支架，则这些液压支架的采高特征相同。

例如，如果第二液压支架组合是[22，23，24，25，34，56，66，77]，即第二液压支架组合包括编号为22、23、24、25、34、56、66和77的液压支架，在区域划分时，第22、23、24和25号液压支架是一个区域，他们本区域的液压支架数量为4，即n=4。第34、56、66、77分别为一个区域，每一个区域的支架数量为1，即n=1。

对于第23号液压支架，如果a=1，则其左侧区域的液压支架为第18、19、20和21号液压支架，其右侧区域的液压支架为第26、27、28和29号液压支架。此时，在判断第23个液压支架是第九特征、第十特征还是第十一特征时，根据第18、19、20和21号液压支架的采高均值和第26、27、28和29号液压支架的采高均值来实现。对于第56号液压支架，如果a=1，则其左侧区域的液压支架为第55号液压支架，其右侧区域的液压支架为第57号液压支架，在判断第56个液压支架是第九特征、第十特征还是第十一特征时，根据其与第55号和57号液压支架的采高值来实现。

S36，从第三液压支架组合中分别筛选出当前的俯仰角特征是第六特征、第七特征和第八特征的液压支架，分别组合成第六液压支架组合、第七液压支架组合和第八液压支架组合，并确定第七液压支架组合和第八液压支架组合中的液压支架当前的支护状态为正常运行。

S37，判断第六液压支架组合中第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征，所述第二目标液压支架是第六液压支架组合中的任一液压支架。

其中，在判断第六液压支架组合中第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征时，也是先对第六液压支架组合中的液压支架进行区域划分，根据区域划分结果判断第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征。具体区域划分原理可以参见S35中的内容，此处不再赘述。

S38，如果第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征，则确定第二目标液压支架当前的支护状态为支架漏顶；如果第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十三特征，则确定第二目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

此外，所述S35在从第二液压支架组合中分别筛选出第四液压支架组合之后，还包括如下步骤：

S39，判断第四液压支架组合中的第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征，所述第三目标液压支架是第四液压支架组合中的任一液压支架。

其中，在判断第四液压支架组合中的第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征时，也是先对第四液压支架组合中的液压支架进行区域划分，根据区域划分结果判断第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征。具体区域划分原理可以参见S35中的内容，此处不再赘述。

S310，如果第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征，则确定第三目标液压支架当前的支护状态为需要维护；如果第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十三特征，则确定第三目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

综上，对于立柱漏液的液压支架，其当前的工况特征同时满足如下条件：（1）一个立柱的压力值满足第一特征，另一个立柱的压力值满足第三特征；（2）横滚角特征满足第四特征。对于支架漏顶的液压支架，其当前的工况特征同时满足如下条件：（1）两个立柱的压力值满足第一特征；（2）俯仰角满足第六特征；（3）支架采高值满足第九特征；（4）周围液压支架的压力满足第十二特征。对于需要维护的液压支架，其当前的工况特征同时满足如下条件：（1）两个立柱的压力值满足第一特征；（2）支架采高值满足第十特征；（3）周围液压支架的压力满足第十二特征。

另外，考虑到实际应用时每一个液压支架的每一种工况特征都进行判断，对计算设备来说计算量较大。为了不影响结果，从每一种类型的支护状态所需满足的条件出发，由于立柱漏液的液压支架的条件只需要判断自身液压支架，不需要和周围的液压支架作比较，支架漏顶和需要维护的液压支架从采高条件上存在着互斥关系，因此，本发明实施例提出了如图2及上述S31至S310所述的识别方式，这种识别方式使符合条件的液压支架数量逐层递减，减少计算量的同时，不影响识别结果。

进一步地，本发明实施例在确定每个液压支架当前的支护状态之后，对于支护状态为立柱漏液、支架漏顶和需要维护的液压支架，还包括推荐针对性维护建议的步骤。

具体在推荐针对性维护建议时，对于立柱漏液的液压支架，需要支架维修人员及时到该液压支架处查看检修该液压支架的立柱。对于支架漏顶的液压支架，远程干预人员视频切换到该液压支架，看看液压支架前方是否漏顶了，漏顶是否严重，是否需要及时采取措施。对于需要维护的液压支架，则远程控制中心收到这种报警后，可以视频切换到该液压支架以进一步确认出现液压支架不接顶，如果是，立刻采取补液升架措施，如果补液升架措施无效，则抓紧安排进行人工处理。

另外，本发明实施例在进行支护状态的识别时，是基于以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的工况数据实现的，因而实现了实时提供识别结果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，包括：

S1，获取液压支架集群中所有液压支架工作过程的多种工况数据；

S2，根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征，所述工况特征包括立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征；

S3，根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态，所述支护状态为立柱漏液、支架漏顶、需要维护和正常运行中的一种。

2.根据权利要求1所述的液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，所述S3在根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态时，包括：

S31，从所有液压支架中筛选出当前的立柱压力特征为左立柱和右立柱中一个为第一特征、另一个为第三特征的第一液压支架组合，以及左立柱和右立柱均为第一特征的第二液压支架组合；所述第一特征是指立柱压力低于第一预设压力阈值，所述第三特征是指立柱压力高于第二预设压力阈值；

S32，确定液压支架集群去除第一液压支架组合和第二液压支架组合后剩余液压支架的支护状态为正常运行。

3.根据权利要求2所述的液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，所述S31在筛选出第一液压支架组合之后，还包括：

S33，判断第一液压支架组合中的每个液压支架当前的横滚角特征是第四特征还是第五特征；所述第四特征是指液压支架顶梁横滚角和底座横滚角之间的差值的绝对值大于预设横滚角阈值，所述第五特征是指液压支架顶梁横滚角和底座横滚角之间的差值的绝对值不大于预设横滚角阈值；所述预设横滚角阈值是工作面设定液压支架横滚角的安全阈值；

S34，如果第一液压支架组合中的第一目标液压支架当前的横滚角特征是第四特征，则确定第一目标液压支架当前的支护状态为立柱漏液，所述第一目标液压支架为第一液压支架组合中的任一个液压支架；如果第一液压支架组合中的第一目标液压支架当前的横滚角特征是第五特征，则确定第一目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

4.根据权利要求2或3所述的液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，所述S31在筛选出第二液压支架组合之后，还包括：

S35，从第二液压支架组合中分别筛选出当前的采高特征是第九特征、第十特征和第十一特征的液压支架，分别组合成第三液压支架组合、第四液压支架组合和第五液压支架组合，并确定第五液压支架组合中的液压支架当前的支护状态为正常运行；所述第九特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值之间的差值和与其右侧区域的采高均值之间的差值均大于预设采高阈值，所述第十特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域的采高均值和右侧区域的采高均值之间的差值均小于预设采高阈值的相反数，所述第十一特征是指液压支架所在区域的采高均值与其左侧区域液压支架的采高均值和右侧区域液压支架的采高均值之间的差值不满足第九特征和第十特征中所限定的条件；所述预设采高阈值是工作面设定的采高差值安全值；

S36，从第三液压支架组合中分别筛选出当前的俯仰角特征是第六特征、第七特征和第八特征的液压支架，分别组合成第六液压支架组合、第七液压支架组合和第八液压支架组合，并确定第七液压支架组合和第八液压支架组合中的液压支架当前的支护状态为正常运行；所述第六特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间的差值大于预设俯仰角阈值，所述第七特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间差值的绝对值不大于预设俯仰角阈值，所述第八特征是指液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角之间的差值小于预设俯仰角阈值的相反数；所述预设俯仰角阈值是工作面设定液压支架俯仰角的安全阈值；

S37，判断第六液压支架组合中第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征，所述第二目标液压支架是第六液压支架组合中的任一液压支架，所述第十二特征是指液压支架所在区域旁边的区域存在高压，所述第十三特征是指液压支架所在区域旁边的区域不存在高压；

S38，如果第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征，则确定第二目标液压支架当前的支护状态为支架漏顶；如果第二目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十三特征，则确定第二目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

5.根据权利要求4所述的液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，所述S35在从第二液压支架组合中分别筛选出第四液压支架组合之后，还包括：

S39，判断第四液压支架组合中的第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征还是第十三特征，所述第三目标液压支架是第四液压支架组合中的任一液压支架；

S310，如果第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十二特征，则确定第三目标液压支架当前的支护状态为需要维护；如果第三目标液压支架当前的周围液压支架的压力特征是第十三特征，则确定第三目标液压支架当前的支护状态为正常运行。

6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，对于任一液压支架，所述S2在根据每个液压支架自身及其周围液压支架的多种工况数据确定每个液压支架当前的工况特征时，包括：

S21，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的左立柱压力均值和右立柱压力平均值，根据左立柱压力平均值、右立柱压力平均值、第一预设压力阈值和第二预设压力阈值确定任一液压支架当前的立柱压力特征；

S22，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架顶梁横滚角和底座横滚角的均值，根据液压支架顶梁横滚角的均值和底座横滚角的均值之间的差值与预设横滚角阈值之间的关系确定任一液压支架当前的横滚角特征；

S23，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架顶梁俯仰角和底座俯仰角的均值，根据液压支架顶梁俯仰角的均值和底座俯仰角的均值之间的差值与预设俯仰角阈值之间的关系确定任一液压支架当前的俯仰角特征；

S24，获取预先为液压支架集群划分的区域，计算以当前时刻为起点往前预设时间间隔内的液压支架所在区域采高值的均值、左侧区域采高值的均值和右侧区域采高值的均值，并根据液压支架所在区域采高值的均值、左侧区域采高值的均值、右侧区域采高值的均值和预设采高阈值确定任一液压支架当前的采高特征；

S25，获取预先为液压支架集群划分的区域，确定液压支架所在区域的左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量，并根据液压支架左侧区域和右侧区域中立柱压力为高压的液压支架的数量确定任一液压支架当前的周围液压支架的压力特征。

7.根据权利要求1所述的液压支架集群支护状态智能识别方法，其特征在于，所述S3在根据每个液压支架当前的立柱压力特征、横滚角特征、俯仰角特征、采高特征和周围液压支架的压力特征确定每个液压支架当前的支护状态之后，还包括：

S4，对于支护状态为立柱漏液、支架漏顶和需要维护的液压支架，推荐针对性维护建议。