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申请/专利权人：中国矿业大学(北京)

摘要：本发明公开了一种矿山智能开采数字孪生多智能体协同控制方法，实施该方法的系统包括井上设备和井下设备。实施该系统的方法步骤为：1通过在Solidworks中建立矿山智能开采工作面采煤机和液压支架的数字孪生体；2矿山液压支架通过安装在液压支架的各类传感器，将传感信号通过工业以太网或5G无线网络传输到数字孪生监控平台；3数字孪生监控平台采用多头注意力机制算法对采煤机和液压支架多智能体进行特征信息提取；4当每个智能体信息提取之后，再同其他智能体进行一个多头注意力机制的信息交流，利用DQN训练模式进行学习策略训练；5各个传感器数据传输到数字孪生监控平台，通过已训练好的模型策略进行匹配，从而矫正液压支架动作。

主权项：1.一种矿山智能开采数字孪生多智能体协同控制方法，实现该方法的设备包括井上设备和井下设备，其特征在于：所述井上设备包括工业互联网服务器和数字孪生监控平台；所述井下设备包括采煤机、液压支架和刮板输送机；所述井上设备通过光链路与所述井下设备进行通信；所述井下设备物理实体通过矿山物联网与所述井下设备的数字孪生体连接，实现信息的映射交互与反馈；所述采煤机配置惯性导航系统和里程计，分别用于采集采煤机的姿态信息，包括俯仰角、横滚角、航向角和定位信息；所述液压支架的推移千斤配置行程传感器，用于液压支架的推移位置监测；所述液压支架的顶梁配置矿用本安型高度传感器，用于测量采煤工作面的高度；所述液压支架的立柱底腔配置压力传感器，用于监测顶梁压力和顶板压力；所述井下设备配置深度视觉测量RGB-D相机，用于获取矿山智能开采工作面采煤机、液压支架和刮板输送机的三维空间位姿信息；所述液压支架配置光电定位传感器和无线射频传输模块，用于矿山智能开采工作面多智能体的定位识别与无线通信；所述数字孪生监控平台配置主控制器，所述液压支架配置分控制器，主控制器与分控制器之间通过SPI接口进行数据传输；支架分控制器用于监测液压支架的运行工况，并控制支架进行相应的推溜、移架、护帮、护顶、循环割煤动作，各支架控制器之间通过CAN总线接口、或MODBUS总线接口、或PROFIBUS总线接口、或RS-485总线接口、或工业以太网接口、或5G无线接口进行信息传输；其特征还在于，所述矿山智能开采数字孪生多智能体协同控制方法，包括以下实现步骤：步骤1，利用Solidworks建立矿山智能开采工作面采煤机、液压支架和刮板输送机的数字孪生体；步骤2，所述矿山智能开采工作面液压支架各类传感器信号通过工业以太网络或5G无线网络传输到数字孪生监控平台，实现对液压支架位姿、运行状态和采煤机相对位置的监控；步骤3，所述数字孪生监控平台采用多头注意力机制算法对矿山智能开采工作面采煤机和液压支架多智能体进行特征信息提取；步骤4，当每个智能体提取特征信息之后，利用多头注意力机制与其他智能体进行信息交互，然后再经过一个全连接层，得到智能体的状态动作值函数，最后将这些动作值加权相加，并利用DQN训练模式学习策略进行模型训练；步骤5，矿山多智能体利用已训练好的模型策略进行匹配，并通过优化调整误差指令，将其传输给液压支架电磁阀驱动模块，进而矫正液压支架动作。

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