机械工程学报

作者：刘曙光, 谢嘉成, 王学文, 秦浪

单位：1. 太原理工大学机械工程学院 太原 030024;2. 太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室 太原 030024

关键词：煤矿辅助作业,人机混合增强智能,人机混合决策,虚拟现实,增强现实；

基金：国家自然科学基金(52474178); 中央引导地方科技发展资金(YDZJSX2022A014); 山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”(202301010101002)资助项目。

随着需求牵引与政策推动，煤矿机器人的研发与应用空前活跃，当前已可在少数场景中自主作业，代替煤矿操作员完成部分工作。但在煤矿辅助作业中，环境与任务的开放性、复杂性决定了煤矿操作员的深度参与仍然必不可少。在人机共融协作的背景下，亟需探索如何充分利用人的智能与机器智能优化煤矿辅助作业的决策过程。针对这一问题，首先回顾了相关概念与工作，将煤矿辅助作业中的决策归结为人机混合决策问题。然后基于人在回路的人机混合增强智能范式提出了XR驱动的煤矿辅助作业人机混合决策架构，介绍该架构的组成部分与协同运行关系。之后对实现该架构所需的各项关键技术及相应解决方案进行探讨。最后以采煤机滚筒停机维护为案例构建模拟场景，在所提出的架构下进行应用测试，以证实其可行性与有效性。结果表明，所提出的架构将人机混合决策过程扩展到虚拟空间，能够通过异构信息流的巧妙转化与传递，在满足作业任务要求的前提下将煤矿操作员与辅助作业机器人的决策合理整合，形成虚实融合、人机共智的决策模式，具有在煤矿辅助作业以及其他领域类似场景中的应用潜力。

来源：2025年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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