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煤矿工业数据AI模型自动推理技术

张智星 付翔 张小强 李浩杰 秦一凡 刘萌 孙岩 贾一帆 杨宇琪

张智星,付翔,张小强,等. 煤矿工业数据AI模型自动推理技术[J]. 工矿自动化,2024,50(9):138-143.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18181
引用本文: 张智星,付翔,张小强,等. 煤矿工业数据AI模型自动推理技术[J]. 工矿自动化,2024,50(9):138-143.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18181
ZHANG Zhixing, FU Xiang, ZHANG Xiaoqiang, et al. Automatic reasoning technology for coal mine industrial data AI models[J]. Journal of Mine Automation,2024,50(9):138-143.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18181
Citation: ZHANG Zhixing, FU Xiang, ZHANG Xiaoqiang, et al. Automatic reasoning technology for coal mine industrial data AI models[J]. Journal of Mine Automation,2024,50(9):138-143.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18181

煤矿工业数据AI模型自动推理技术

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18181
基金项目: 国家自然科学基金项目(52274157);“科技兴蒙”行动重点专项项目(2022EEDSKJXM010);国家重点研发计划项目(2020YFB1314004)。
详细信息
    作者简介:

    张智星(2000—),男,湖北襄阳人,硕士研究生,研究方向为智慧煤矿工业互联网技术,E-mail:2546581521@qq.com

    通讯作者:

    张小强(1984—),男,山西太原人,副教授,博士,研究方向为煤矿开采、矿山压力及其智能控制,E-mail:tyzxq2009@163.com

  • 中图分类号: TD67

Automatic reasoning technology for coal mine industrial data AI models

  • 摘要: 煤矿生产过程的智能化主要依托于人工智能(AI)技术分析煤矿工业数据,但单一应用场景AI模型无法适用于煤矿复杂的应用场景,且仅使用分布式计算来处理AI模型输入特征值会导致模型应用效率降低。针对上述问题,提出了一种煤矿工业数据AI模型自动推理技术。该技术架构包括数据层、计算驱动层和模型推理层:数据层采集各类监测数据并统一存储,为计算驱动层提供原始数据;计算驱动层将数据层采集的海量原始数据转换成煤矿应用场景AI模型输入特征值,通过煤矿应用场景AI模型输入特征值双计算引擎自动切换机制,根据数据量自动合理地选择使用基于Spark的分布式计算方式或基于Python的单机计算方式,解决了海量数据计算速度慢、数据应用延迟大的问题;模型推理层将特征值输入应用场景AI模型进行推理,引入煤矿应用场景AI模型多触发方式协同推理机制,通过定时触发、人为交互触发、信号反馈触发3种触发方式,解决了在煤矿复杂的应用条件下单一应用场景AI模型利用效果差的问题。测试和应用结果表明,该技术可实现多应用场景AI模型输入特征值的快速计算,以及不同应用场景AI模型的快速、自动、协同推理。

     

  • 图  1  煤矿工业数据AI模型自动推理技术架构

    Figure  1.  Architecture of automatic reasoning technology for coal mine industrial data AI model

    图  2  煤矿应用场景AI模型输入特征值双计算引擎自动切换机制

    Figure  2.  Automatic switching mechanism of dual computational engines for AI model input eigenvalues in coal mine application scenario

    图  3  测试架构

    Figure  3.  Testing architecture

    图  4  数据处理速率对比

    Figure  4.  Comparison of data processing rate

    表  1  模型输入特征值计算耗时对比

    Table  1.   Comparison of time consumption for model input eigenvalue

    模型 仅单机计算
    耗时/s
    仅分布式计算
    耗时/s
    双计算引擎自动
    切换耗时/s
    模型1 344 100 100
    模型2 3 18 3
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    表  2  模型部分触发推理记录

    Table  2.   Partially triggered reasoning record of models

    模型 模型推理触发时间 触发方式 推理耗时/s
    模型1 2023−09−01T16:15:04 定时触发 1.7
    模型2 2023−09−01T16:15:04 定时触发 1.5
    模型2 2023−09−01T16:17:36 信号反馈触发 1.5
    模型1 2023−09−01T16:19:25 人为交互触发 1.7
    模型2 2023−09−01T16:22:36 定时触发 1.5
    模型1 2023−09−01T16:29:25 定时触发 1.7
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    表  3  应用结果

    Table  3.   Application results

    模型模型触发次数特征值计算平均耗时/s模型调用平均耗时/s
    模型129420100.61.57
    模型2576203.81.42
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-02-02
  • 修回日期:  2024-09-27
  • 网络出版日期:  2024-10-17

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