掘进工作面数字孪生系统

掘进工作面数字孪生系统

HDTS （Heading Face Digital Twin System）

系统描述

系统通过从掘进工作面现场、各类设备及配套传感器获取基础设计数据和实时驱动数据，利用数字孪生技术进行建模和分析处理，构建与现场同步的数字孪生体，可在系统界面以三维动画方式实时展示掘进工作面各类设备位姿及工作状态，并可与掘进机控制系统联动，在遇到恶劣地质条件或设备异常工作的情况时，可在上位机及时进行预警并调控。系统可广泛应用于掘进机、掘锚机、连采机等掘进场景。

现场痛点

1.掘进工作面粉尘浓度高，能见度低，使用摄像头无法对工作面情况进行准确监控

2.已知地质资料与工作面现场地质条件联动不足，现场工况无法预知

3.工作面出现断层地质构造、煤层出水，违章操作等情况时，无法及时进行反馈与预警

系统功能

1.系统利用数字孪生技术，可实现以三维动画的形式，对掘进工作面地质情况、设备位姿及工作状态在上位机界面进行实时再现与展示

2.系统利用数字孪生技术，可根据现场地质资料、设备姿态及工艺动作数据，设计并构建全煤田三维模型

3.系统通过建立掘进工作面虚拟实体模型，可及时发现断层、水层等恶劣地质条件，并及时在上位机进行预警

4.系统可与掘进机控制系统联动，在遇到恶劣地质条件和违章操作时，及时对掘进机等现场设备进行调控

5.上位机可对传感器数据进行分类与存储；可按班次、日、周、月输出掘进机等设备位姿，事故、故障报警等信息

6.系统预留RS485、RJ45等通讯接口，采用标准Modbus TCP协议，并免费开放数据接口

7.系统可联网，支持远程数据查询和控制

系统特点

1.系统采用数字孪生技术，相比于传统视觉技术，可有效避免粉尘对于视频监控的影响

2.系统通过构建掘进工作面数字孪生体，可与现场设备实体进行联动，以三维动画方式实时再现现场地质与设备工作情况，实现对掘进工作面的智能监控

3.系统构建的工作面模型可提前发现断层地质构造、含水层等恶劣地质条件，并在上位机进行预警，避免安全事故发生，保障工作效率

4.系统界面可实现友好的人机交互，地面控制人员可直观看到掘进工作面设备位姿及工作状态，提升人员安全水平

5.系统根据现场地质、设备实际数据进行定制化开发，普适性强，经济效益更高

6.系统可实时输出工作面设备位姿及工作状态信息，并可在上位机进行分类储存，按班次、日、周、月进行查询

北京龙田华远科技有限公司

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