【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿智能化，尤其涉及一种液压支架初撑后承压状态的即时预测方法。
技术介绍
1、液压支架是矿井综采工作面的主要设备之一，其主要作用是在采煤过程中，对矿井的巷道和顶板进行承压和固定，防止煤壁塌方，从而确保采矿过程中的安全和稳定，保护工人的安全。液压支架的受力情况与综采工作面的开采密切相关，并且其对顶板的承压作用会导致地层应力分布发生变化，而好的承压可以很好地分散这种应力，减轻地层负担，从而保证地质环境地安全稳定。因此，实时关注液压支架升柱后的工作阻力，能够及时掌握液压支架对顶板是否达到了有效承压，对未达到有效承压的液压支架重新调整，可以避免事故发生，确保安全生产。
2、传统作业模式下，工人只通过液压支架的初撑力来判断其是否达到有效承压，但是借助人工判断的方式不仅人力成本较高，不能及时发现液压支架的承压状态，而且仅通过初撑力获得的结果准确性比较低。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种液压支架初撑后承压状态的即时预测方法。本专利技术的技术方案如下：
2、一种液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其包括：
3、s1，获取目标液压支架初撑后的原始立柱压力数据，所述目标液压支架为液压支架集群中的任一液压支架；
4、s2，对原始立柱压力数据进行异常值和缺失值的预处理，得到预处理后的立柱压力数据；
5、s3，按照时间顺序对预处理后的立柱压力数据进行排序，并从排序后的立柱压力数据中筛选出目标液压支架初撑后预
6、s4，根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的多个承压特征，并将多个承压特征输入预先训练好的承压状态即时预测模型进行承压状态分析；
7、s5，根据承压状态即时预测模型的输出确定目标液压支架初撑后的承压状态。
8、可选地，所述多个承压特征包括初撑力、初撑力与初撑后预设时长内的最小立柱压力之间的差值、初撑后预设时长的立柱末压力与初撑后预设时长内的最小立柱压力之间的差值、立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数和立柱恒压持续总时长。
9、可选地，所述s4在根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的初撑力时，包括：
10、获取目标液压支架的工作循环起点后，从工作循环起点至初撑完成时间段内的立柱压力数据中筛选立柱压力的最大值作为目标液压支架初撑后的初撑力。
11、可选地，所述s4在根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数时，通过如下公式（3）实现：
12、△n=nsum-n（3）；
13、公式（3）中，△n表示立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数，nsum表示立柱压力在最小值之后的累计增加次数，n表示立柱压力出现增加后立即减少且增加的立柱压力值与减少的立柱压力值相等的情况次数。
14、可选地，所述s4在根据所述目标立柱压力数据计算立柱恒压持续总时长时，包括：
15、首先，在目标立柱压力数据中找出每小段立柱恒压持续时长，即立柱压力恒定不变所持续的时间；
16、其次，将目标立柱压力数据中相同的立柱压力值找出，并将其各段的持续时长累计相加得到总时长；
17、最后，比较各个立柱压力值的持续总时长，用持续总时长的最大值作为立柱恒压持续总时长。
18、可选地，所述承压状态即时预测模型为随机森林模型。
19、可选地，所述目标液压支架初撑后的承压状态为初撑力达标静态承压、初撑力达标动态承压、初撑力达标动态承压不足、初撑力不达标静态承压、初撑力不达标动态承压或初撑力不达标动态承压不足；
20、所述初撑力达标静态承压是指目标液压支架在初撑后达到额定初撑力，且在后续预设时长内立柱压力基本保持不变；
21、所述初撑力达标动态承压是指目标液压支架在初撑后达到额定初撑力，且在后续预设时长内立柱压力持续上升，出现微增阻趋势；
22、所述初撑力达标动态承压不足是指目标液压支架在初撑后达到额定初撑力，且在后续预设时长内立柱压力持续下降；
23、所述初撑力不达标静态承压是指目标液压支架在初撑后达不到额定初撑力，且在后续预设时长内立柱压力曲线基本没有起伏，即在后续预设时长内立柱压力基本保持不变；
24、所述初撑力不达标动态承压是指目标液压支架在初撑后达不到额定初撑力，且在后续预设时长内立柱压力曲线起伏较大，出现急增阻趋势；
25、所述初撑力不达标动态承压不足是指目标液压支架在初撑后达不到额定初撑力，且在后续预设时长内立柱压力曲线缓慢上升。
26、可选地，所述目标液压支架初撑后的承压状态为有效承压或失效承压。
27、上述所有可选技术方案均可任意组合，本专利技术不对一一组合后的结构进行详细说明。
28、借由上述方案，本专利技术的有益效果如下：
29、通过获取目标液压支架初撑后的原始立柱压力数据并进行异常值和缺失值的预处理后，筛选出目标液压支架初撑后预设时长内的目标立柱压力数据，并在根据目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的多个承压特征后，将多个承压特征输入预先训练好的承压状态即时预测模型进行承压状态分析，从而根据承压状态即时预测模型的输出确定目标液压支架初撑后的承压状态，从而提供了一种基于目标液压支架初撑后的多个承压特征进行承压状态预测的方法，通过该方法可以实现承压状态的智能预测，能够节省人力成本，能及时发现液压支架的承压状态，准确性高。
30、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
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1.一种液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述多个承压特征包括初撑力、初撑力与初撑后预设时长内的最小立柱压力之间的差值、初撑后预设时长的立柱末压力与初撑后预设时长内的最小立柱压力之间的差值、立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数和立柱恒压持续总时长。
3.根据权利要求2所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述S4在根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的初撑力时，包括：
4.根据权利要求2所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述S4在根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数时，通过如下公式（3）实现：
5.根据权利要求2所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述S4在根据所述目标立柱压力数据计算立柱恒压持续总时长时，包括：
6.根据权利要求1所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述承压状态即时预
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述目标液压支架初撑后的承压状态为初撑力达标静态承压、初撑力达标动态承压、初撑力达标动态承压不足、初撑力不达标静态承压、初撑力不达标动态承压或初撑力不达标动态承压不足；
8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述目标液压支架初撑后的承压状态为有效承压或失效承压。
...【技术特征摘要】
1.一种液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述多个承压特征包括初撑力、初撑力与初撑后预设时长内的最小立柱压力之间的差值、初撑后预设时长的立柱末压力与初撑后预设时长内的最小立柱压力之间的差值、立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数和立柱恒压持续总时长。
3.根据权利要求2所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述s4在根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的初撑力时，包括：
4.根据权利要求2所述的液压支架初撑后承压状态的即时预测方法，其特征在于，所述s4在根据所述目标立柱压力数据计算目标液压支架初撑后的立柱压力在最小值之后的修正压力增加次数时，通过如下公式（3...
【专利技术属性】
技术研发人员：付翔，贾一帆，孙岩，王然风，王朋飞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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