半實物綜采實操平臺可擴展數據采集系統設計

劉寧寧

(1.煤炭科學技術研究院有限公司， 北京 100013；2.煤礦應急避險技術裝備工程研究中心， 北京 100013；3.北京市煤礦安全工程技術研究中心， 北京 100013)

0 引言

煤炭行業機電設備日趨大型化、復雜化和專業化，傳統的理論講解和模型培訓難以滿足設備培訓需求，同時《煤礦安全培訓規定》和《煤礦特種作業人員安全技術培訓大綱及考核要求(征求意見稿)》等對煤礦多種工種操作人員的實操考核提出了明確要求[1-3]。半實物仿真是在計算機仿真回路中接入實物，將部分難以用實物代替的對象的動態特性通過建立數學模型、編程在計算機上運行，人員通過操作真實設備控制虛擬設備動作[4-6]，廣泛應用于飛機訓練模擬器、石油鉆井等復雜工業系統操作培訓，是一種替代真實環境或設備的典型培訓方法，具有可重復、經濟、安全等優點[7-9]。多種型式的半實物實操平臺(如連續采煤機仿真模擬器、掘進機實操系統、提升機操作訓練系統等)開始應用于礦山設備培訓[10-12]，其中采集真實設備控制面板的操作信號并輸入虛擬場景以驅動虛擬設備運轉是核心。目前普遍做法是針對具體被仿真設備開發特定的數據采集系統，但礦山設備種類多樣、型號多變，數據采集系統重復開發造成資源和時間浪費[13]。本文以半實物綜采實操平臺為背景，開發了一種可擴展數據采集系統，可滿足多種型式的半實物實操平臺數據采集需求，節約開發資源，縮短開發周期。

1 數據采集系統需求

半實物綜采實操平臺是面向煤礦采煤機司機和液壓支架工培訓設計的模擬設備，由高仿真、全比例的采煤機操作臺和液壓支架操作臺組成，2個操作臺整體架構相同[14]。……