系统整体框架由智能预测及调控决策服务系统、出风口风流智能调控物理系统、虚拟系统和掘进通风孪生数据四部分组成。

　　(1)智能预测及调控决策服务系统主要负责在掘进通风孪生数据的驱动下，为风流智能调控装置提供智能决策，驱动风筒调控参数的迭代优化。通过实时监测系统感知和采集到的样本数据，结合时间序列预测技术对巷道瓦斯及粉尘浓度进行预测，并采用遗传算法对通风孪生数据进行挖掘，为风流调控提供决策依据，通过智能调控系统将信号传递给PLC控制器，结合传感器将数据反馈给上位机系统最终实现风筒出风口风流状态的智能调控。

　　(2)出风口风流智能调控物理系统由风流智能调控装置、瓦斯粉尘发生装置、实时监测系统、局部通风机、风筒及掘进机等组成。其中，风流智能调控装置是整个物理系统的核心组成，通过PLC控制可实现风筒出风口距掘进端面前后位置、出风口角度偏转和口径开合等调控功能;实时监测系统由风速传感器、瓦斯粉尘浓度传感器、测距传感器、数据采集仪和上位机监测显示系统等组成，可实现掘进巷道不同区域的风速、瓦斯及粉尘浓度等数据的感知和实时采集，以及风流智能调控装置调控状态的在线监测。

　　(3)出风口风流智能调控虚拟系统是通过虚拟现实技术构建的物理实体的虚拟场景。从几何、行为、规则等多个维度对物理实体进行真实映射，实现物理实体与虚拟空间的实时交互和动态响应。在几何维度，以数字化的方式创建物理实体的虚拟模型;在行为维度，映射物理实体的实时运行状况;在规则维度，对风流智能调控装置的调控过程进行仿真，并将运行结果反馈到智能预测及调控决策服务系统。

　　(4)掘进通风孪生数据主要由决策服务系统数据、物理系统数据、虚拟系统数据以及三者之间的融合数据构成。其融合数据是指经过规则、知识和算法，分析、处理挖掘后的数据。通过实时融合与处理，驱动物理系统与虚拟系统的双向真实映射和实时交互。

参考文献：《数字孪生驱动的掘进面出风口风流智能调控系统》