煤矿井下线型无线传感器网络节点定位算法

针对煤矿井下线型无线传感器网络节点定位精度较低的问题,提出了基于RSSI(接收信号强度指示)的对角差分修正定位算法。该算法在对线型无线传感器网络节点定位的横向和纵向误差进行分析的基础上,首先利用差分原理对测量距离进行修正,并使用极大似然估计法进行初步定位;然后应用信标节点构建煤矿井下巷道模型,在该模型下对移动节点进行横向修正。仿真结果表明,该算法较传统的极大似然估计算法具有较高的定位精度和稳定性,适用于煤矿井下线型无线传感器网络节点定位。     

信标节点链式部署的井下无线传感器网络定位算法

针对煤矿井下巷道狭长,信号多径效应明显,接收信号强度（RSSI）测距算法受井下环境影响大,定位精度低的情况,提出了一种信标节点链式部署结构下的动态RSSI测距算法,该算法以信标节点间的距离和他们间测量到的RSSI值为参考,计算巷道内实际环境下的路径衰落指数,以提高RSSI测距算法对环境的适应性。实验结果表明,在相同的实验环境下,该算法定位精度优于RSSI定位算法,能够满足井下人员定位的要求。     

井下无线传感器网络定位DV-Hop改进算法

针对煤矿井下环境复杂,传统DV-Hop节点定位算法无法满足无线传感器网络定位需求的问题,设计了一种改进的DV-Hop算法,引入分级节点和扩展信标节点,采用分级定位,通过已定位的未知节点作为信标节点参与定位运算,利用三角定理和1跳距离对未知节点与信标节点之间的跳段距离进行修正。仿真结果表明:改进算法有效提高了节点的定位精度,能够满足井下传感器节点的定位需要。     

煤矿环境下无线传感器定位技术的算法研究

根据无线传感器网络定位技术的研究,不同的网络环境必须采用适合的定位技术才能达到较好的定位效果。本文通过设置两种不同的煤矿环境(即煤矿通道环境和煤矿井下环境),从不同方面对四种基于非测距算法的定位性能进行仿真分析,得出了重要结论:质心算法最适合应用于狭长的通道仿真环境,而DV-Hop最适于未知节点密度高,信标节点少的井下密集型环境。     

基于遗传算法的井下无线传感器网络节点定位研究

为了进一步提高井下无线传感器网络待测节点定位精度,文章提出了将节点定位算法和遗传算法结合在一起的基于遗传算法的节点定位算法,通过迭代寻优,提高定位精度.该算法是一种基于距离的三边测量定位算法,根据待测节点到信标节点的距离推测出待测节点的坐标.实验结果表明,该算法具有更高的定位精度.     

矿井工作面无线传感器网络人员定位技术研究

针对矿井环境下的矿井巷道和井下环境,采用拓展完善后的NS2仿真平台进行建模仿真。通过距离估算误差、信标节点密度两方面对定位精度和定位覆盖率的影响来衡量DV-Hop、Amorphous、APIT和质心定位算法的定位性能,得出实验数据进行分析对比。仿真结果表明:质心定位算法最适合应用于狭长的通道仿真环境,而DV-Hop最适于未知节点密度高、信标节点少的井下密集型环境。     

一种无线传感器网络节点自身定位算法

提出了一种廉价实用的自身定位算法,该方法通过校正RSSI测距技术测量的节点间点到点的距离,并优选信标节点,最后用加权质心方法进行定位。仿真结果表明:该算法比传统的RSSI定位算法拥有更好的定位性能。     

用于矿山等极端环境中的高精度定位算法

高精度室内定位技术在矿山、建筑、施工等多种极端环境下都有需求。基于超宽带通信(Ultra Wideband,UWB)的室内定位技术能够提供较高的定位精度,但超宽带信号易受到障碍物的干扰,并且在类似矿山等极端环境中,障碍物不可避免。因此,超宽带非视线传输(Non-Line-of-Sight,NLoS)测距成为当前的一个研究热点。当前研究大多集中在识别和消除非视线传输对超宽带测距的影响上,实际应用中,大多数情形下超宽带信号根本无法穿透障碍物,会导致定位标签只能够与2个或1个信标节点通信,但完成三边定位至少需要3个信标节点。为此,提出了一种基于目标行为分析的定位算法,该算法能够在短时间内仅剩余一个信标节点与标签通信时,也可实现高精度定位。该算法以超宽带通信为基础,使用信号飞行时间(Time of Flight,TOF)算法测距并定位。通过分析信号正常时的目标运动轨迹来判断其速度和方向,当信号不正常时(可通信的信标节点减少),可利用预测的速度和方向参数来实现辅助定位。将该算法部署在一个基于超宽带定位的系统中进行了测试,结果表明:当能够与标签通信并完成TOF算法的信标节点数量少于3个时,基于NLoS传输识别和消除的算法无法完成定位,而基于目标行为分析的定位算法依然能够实现定位,在单信标节点区域的平均定位误差为0.93 m,最大误差为1.41 m,在2个信标节点测距的区域,平均定位误差为0.64 m,最大误差为1.2 m。     

煤矿井下Bounding-Box的二次定位算法研究

根据煤矿井下人员精确定位系统对实时性和定位精度的要求,提出了基于TOF(time of flight,飞行时间)的Bounding-Box二次定位算法,该算法综合了TOF测距不易受环境干扰和Bounding-Box计算实时性高的优点。利用待定位节点与参考节点测距获得距离,并利用Bounding-Box得到初始区域位置信息后,再将周围已定位的节点考虑进去,并再次利用Bounding-Box算法进行二次定位,缩小未知节点所在的区域,最终获得位置信息。实验结果表明,该算法实时性高,并且能够提高定位精度。     

基于RSSI测距的煤矿井下定位研究

针对复杂的煤矿井下环境,无线信号强度传播模型定位精度较低的问题,为了获取精确的RSSI值和未知节点的位置,提出了对RSSI值进行高斯滤波和定量统计加权处理,将处理后的数据使用最小二乘法曲线拟合,得到环境参数的估计值和损耗模型,利用该模型计算未知节点到信标节点的距离,确定节点的位置。井下巷道仿真实验表明,文章提出的方法平均定位误差为1.71m,比未加权的平均误差要小1.18m,有效降低了RSSI不稳定性对定位精度的影响,适用于煤矿井下精确定位。     

基于BIM技术的煤矿井下施工安全预警系统研究

介绍了一种基于BIM技术分析的实时监测、事件报告和预警平台,结合基于RSS距离的加权质心定位算法,用于改善煤矿井下施工安全管理和预防事故。该平台利用物联网、云计算、实时操作数据库、应用网关和应用程序接口,无缝集成了监控、分析和本地化方法,用于空气质量参数(包括温度、湿度、CH4、CO2和CO)的传感器表现出出色的性能,每个参数的回归常数始终大于0.97。该框架支持实时监控、识别异常事件(>90%),并验证矿工在地下矿山恶劣环境中的定位(误差小于1.8 m)。该研究成果能够有效促进煤矿井下安全,为矿井安全预警研究提供依据。     

矿井人员定位系统的设计开发与实现

煤矿安全最重要的是保证矿工生命的安全,煤矿安全管理最重要的也是对矿工安全的管理,其中对矿工在井下的工作位置进行准确监测是保证矿工安全的基本前提。应用矿井人员定位系统能够实现对矿工在井下位置的准确监测。     

基于虚节点校正的井下无线传感器网络定位算法

 针对在煤矿等复杂环境下应用修正加权质心定位算法时存在定位误差较大的问题,提出一种基于虚节点校正的改进加权质心定位算法。该算法是在修正加权质心定位算法的基础上,结合未知节点接收到的锚节点的接收信号强度指示(RSSI)信息对未知节点的估计范围进行校正,并利用虚节点进行修正加权质心定位计算。仿真结果表明,在相同实验条件下改进后的定位算法定位效果优于修正加权质心定位算法。     

典型事故案例分析在煤矿安全心理培训中的作用

在煤矿的安全生产运行中,人是核心因素。人的不安全行为的背后,起支配作用的大多是一些可能导致安全事故的不安全的心理因素。要改变矿工对安全的态度,必须根据心理过程与煤矿生产安全之间的内在联系,针对矿工的不安全心理,开展培训。在安全培训中,煤矿事故案例分析对改善或消除矿工不安全心理具有特别的效果,从根本上转变矿工的不安全心理状态,能够从源头上有效预防煤矿生产安全事故的发生。     

基于系统动力学的矿工情绪演化机理研究

为减少煤矿安全事故的发生,采用系统动力学(SD)方法,分别从矿工群体层面、社交媒体网络层面、煤矿企业治理层面构建矿工不安全情绪影响因素SD模型,运用Vensim PLE软件,对矿工不安全情绪影响因素微观演化趋势进行动态仿真模拟。结果表明:情绪领导力水平和组织情绪承载力的提高能有效控制矿工不安全情绪;煤矿企业应及时利用"领导者说服效应"、"媒体效应"传播真实有效的信息,从而控制矿工不安全情绪强度的增加。因此,煤矿企业应该注重矿工情绪的变化,积极对不安全情绪进行管理,避免安全事故的发生。     

基于RFID技术的井下安全监控系统

在煤矿矿井灾害事故发生后,及时准确地获知矿井人员的分布情况和位置是至关重要。文章将RFID技术应用于煤矿中,提出了1种全新的井下安全监控系统方案,既能实时上传带有地址信息的瓦斯浓度值,又避免了数据冲突的产生,并制定了危险源管理及预案处理技术,加强了矿井人员的作业管理,有效地实现矿井人员管理的实时跟踪、监管和定位,进一步提高了煤矿安全生产。     

无线传感网络在瓦斯智能监控系统的应用

从我国煤矿安全生产情况出发,提出了利用Zigbee技术来构建无线传感器网络。在矿井的底部安装许多无线传感器节点,使这些节点分布在矿井的各个角落而且彼此很密集,这些节点就好像构成了一张网,可以检测到矿井下的各个角落的信息,实现煤矿瓦斯的无线监测。主要从节点的硬件设计方案和软件流程图2个方面来做介绍。     

矿井火灾时期K则最优避灾路径研究

煤矿井下发生火灾时,产生的各种有毒有害气体会严重影响井下人员的生命和财产安全,所以应在火灾发生初期用尽可能短的时间逃到安全地点。基于这种思路,在Dijkstra算法思想的基础之上,阐述了在带权无向图中求取最优路径的方法,并提出了求取K则最优路径的新方法。然后结合矿井具体实例,利用VB程序设计语言,对2种路径的快速准确获取提供了可能。     

基于网络的煤矿远程监控系统设计研究

煤矿的复杂环境需要不断监测地下环境、设备和矿工,以确保煤矿安全生产。然而,现有的煤矿在使用有线网络时会出现盲点。开发了一种基于Web的轻型远程监控平台,利用具有REST软件架构的无线传感器网络(WSN),利用传感器节点收集煤矿中的温度、湿度和甲烷浓度数据。该平台还收集有关矿井内人员位置的信息。实现了一个RESTful应用程序编程接口(API),它通过Web提供了对井下传感器和仪器的访问,煤矿井下的物理设备就可以很容易地与远程监控和控制应用程序进行接口,还实现了3种基于Web的煤矿安全轻型远程监控场景,并对系统性能进行了测量和分析。