无线传感器网络和多源信息融合的瓦斯监测系统设计思路

为了使整个煤矿安全系统的联系更加紧密,提出将瓦斯监测系统与工业以太网结合方法。利用无线传感器网络对井下监测环境的无缝覆盖,运用模糊神经网络对多源信息融合的技术,得到实时监测瓦斯变化情况的效果,增强瓦斯监测系统的可靠性。     

基于多源瓦斯数据融合的瓦斯赋存规律研究方法

为了降低瓦斯事故和提高矿井的安全经济效益,以鹤壁煤业集团第八煤矿为研究基地,找到一种有效的瓦斯赋存规律研究方法,即通过多源瓦斯信息融合,运用瓦斯地质理论和方法进行瓦斯赋存规律的研究.研究表明,采取地勘瓦斯含量择取、直接测定、间接测定、瓦斯涌出量反演等多源瓦斯数据融合的方法进行瓦斯赋存规律的研究是可行的,研究结果可以为矿井瓦斯灾害预测和瓦斯抽放等提供技术依据.     

基于无线传感器网络的矿井人员定位系统设计

针对传统矿井安全管理系统在复杂环境下难以准确定位工作人员的问题,设计了一种基于Zig Bee无线传感器网络的矿井人员定位系统。根据矿井的实际需求,建立了矿井人员定位系统的总体框架方案,并对系统各组成部分的硬件和软件部分进行了详细的设计,定位系统采用一种改进的接收信息强度指示(RSSI)定位算法来求解位置节点的坐标。最后通过模拟测试验证了所设计系统的可行性和有效性。     

多传感器模糊信息融合算法在煤矿瓦斯监测中的应用

当前不少的煤矿都已经构建起了自身的煤矿瓦斯监控系统,然而如何对瓦斯、压力、温度以及风速等多传感器返回的数据进行判断,评价当前的煤矿瓦斯风险,就成为了一个亟待解决的问题。文章首先对多传感器信息模糊评判以及多传感器模糊信息融合算法进行介绍,之后对相关的实验数据展开分析。     

多传感器模糊信息融合算法在煤矿瓦斯监测中的应用

为确保煤矿生产的安全性,最大限度的防止瓦斯爆炸事故的发生,需要构建煤矿瓦斯监控系统,借助大量传感器对井下信息进行检测。本文首先对多传感器信息模糊评判以及多传感器模糊信息融合算法介绍,之后对相关的实验数据展开分析。     

基于无线传感器网络的矿井火灾源监测系统设计

 针对矿井火灾源监测定位的难题,提出一种基于WSN进行矿井火灾源监测方案。网络呈网状拓扑结构,以竞争学习方式选取簇头,利用覆盖配置协议控制节点状态,以降低节点能耗、减少信息冗余。节点定位采用RSSI方法测节点间距离,极大似然估计法计算节点位置的机制,并针对矿井实际情况提出利用最小二乘法进行数据拟合建立RSSI模型。     

基于多源信息融合的瓦斯涌出量预测方法

提出基于多源信息融合的瓦斯涌出量动态预测是一种传统矿井涌出量预测与现代计算机编程相结合的新的矿井瓦斯涌出量预测方法。这种方法通过矿井实测煤层瓦斯含量、地勘瓦斯含量、K1-p或△h2-p关系曲线、煤巷掘进瓦斯涌出反演煤体瓦斯含量等多源信息融合,得出煤层瓦斯赋存规律和较为准确的瓦斯含量分布图,结合瓦斯含量分布和分源预测法构建同等开采工艺条件下煤层瓦斯含量与瓦斯涌出量数学模型,利用新工作面瓦斯涌出数据和矿山统计法不断跟踪及修正瓦斯涌出量数学模型,形成融合后数学模型,实现对已采区域的瓦斯涌出量目标跟踪和未采区域的瓦斯涌出量动态预测。     

基于时序加权数据融合的瓦斯预警系统研究

建立了基于时序加权数据融合的煤矿瓦斯预警系统。首先单传感器采集的时序数据加权处理,同质多传感器数据变权融合处理,融合成更精准的实时上传数据,有效降低数据传输量;然后数据进入预测融合,以粗集理论构建的瓦斯安全状态监测规则能实现动态预测控制。该预警系统瓦斯事故预警准确,能为煤矿安全生产提供支持。     

矿井火灾多源信息融合预警方法的研究

为了实现矿井火灾的早期预警,采用了多源信息融合技术,集成了煤矿安全监控系统、火灾束管监测系统、无线自组网温度监测系统和分布式光纤温度监测系统的指标数据,基于实验研究、现场观测、专家经验等数据,建立了矿井火灾多源信息融合预警系统,结合人工神经网络、多指标预警逻辑推理、运用灰色关联分析法建立实验数据拟合函数的计算方法,实现了矿井火灾多源信息融合算法,处理来自不同位置、具有不同物理意义的多源火灾信息,得出了火灾预警指标体系和火灾发展规律,以及煤自燃程度6个阶段的预警指标气体判定和对应的温度范围.     

基于无线传感器网络的矿震震源定位

为了满足矿震监测的需要,设计了一种基于无线传感器网络的矿震震源定位系统,给出了该系统的井下应用的模型,并针对2种模型分别给出了不同的定位方法,通过分析经典的RS-SI定位算法,提出了改进的RSSI迭代算法,仿真结果表明,算法在计算复杂度和定位精度上要优于原算法。     

Coal mine gas monitoring system based on wireless sensor network

Based on the nowadays＇ condition, it is urgent that the gas detection cable communication system must be replaced by the wireless communication systems. The wireless sensors distributed in the environment can achieve the intelligent gas monitoring system. Apply with multilayer data fuse to design working tactics, and import the artificial neural networks to analyze detecting result. The wireless sensors system communicates with the control center through the optical fiber cable. All the gas sensor nodes distributed in coal mine are combined into an intelligent, flexible structure wireless network system, forming coal mine gas monitoring system based on wireless sensor network.     

基于RSSI的无线传感器网络节点定位算法改进

在无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)中准确而开销小的传感器定位至关重要。本文提出了一种把第一次能进行定位的未知节点转换为锚节点,然后参与下一次节点定位的改进方法,并且给出了一种两点定位和提高定位精度的方法。     

煤矿安全监测无线传感器网络节点定位技术

利用无线信号强度实现了煤矿安全监测无线传感器网络节点间的自定位,提出了提高定位精度的改进方案,并分析了不同因素对定位精度的影响．仿真结果表明,所提出的算法可以有效地提高无线传感器节点的定位精度,如在路径损耗标准偏差分别为4和6,滚动平均次数为10时,定位精度的相对误差分别从0.21和0.35左右下降到0.18和0.29左右.     

远程光纤甲烷气体传感系统的噪声抑制方法

论述了远程光纤甲烷气体传感系统的可靠性设计方案,采用半导体激光器光源开关调制方式发送光信号,通过光缆下传到各个气体传感单元,气体传感单元的光信号再通过光缆上传,返回到控制中心,有效抑制了传感过程中的外界白噪声,保证光纤甲烷气体传感系统的可靠工作。     

基于粒子群优化算法的WSN节点定位方法研究

为提高无线传感器网络的节点定位精度,将惯性权重的粒子群优化算法应用到无线传感器网络节点定位中。定位方法以未知节点与其邻近锚节点之间的估计距离和测量距离的均方误差为适应度函数,采用基于惯性权重的粒子群优化算法对适应度函数进行优化,从而得到最优解,实现节点有效定位。仿真实验结果表明,与传统的最小二乘定位算法相比,基于惯性权重的粒子群优化算法的定位精度更高,稳定性更好,具有较好的定位效果。     

基于改进加权质心算法的煤矿井下人员定位系统设计

针对目前大多井下监控系统无法实时准确提供井下人员动态分布与作业情况以及传统定位算法的定位精度低等问题,结合井下施工的具体要求,设计出一种基于改进加权质心算法的人员定位系统。对整个系统的软硬件设计进行了详细说明,同时针对普通质心算法及传统加权质心算法的缺点设计了改进加权质心算法,运用该算法来求解位置点的坐标,通过实验对比分析,证明了该算法在很大程度上提升了定位精度。     

煤矿安全生产综合监察监管平台设计与实现

基于收集的西南地区40多对矿井瓦斯监测数据,分析矿井瓦斯浓度数理变化特征,建立了数据驱动的矿井瓦斯异常涌出识别方法与模型。该模型从当前瓦斯浓度、瓦斯突变指数、偏离均值指数、长期不变指数、波动幅度指数、中期上升趋势指数等方面对监测点瓦斯风险进行量化评价;使用单一预警指标对趋势偏离、瓦斯突变等异常进行识别;采用各监测点调和平均数,以采掘工作面为单位,量化区域瓦斯灾害风险趋势。研发了煤矿瓦斯灾害大数据风险分析平台,并应用于现场监管监察,应用结果表明该模型能及时准确判识各矿井瓦斯灾害风险,有效提高监管能效。

     

煤矿用气体传感器稳定性检验方法的研究

稳定性试验是保证气体传感器工作性能可靠的一项关键试验。在实际的测试中,依据标准实施的试验方法多种多样,试验安全性、效率和准确性参差不齐。为此针对常用的不同气体类型的传感器和测定器,介绍了一种稳定性试验的方法。该方法依托通风橱柜、转子流量计及调节阀等构成的测试装置,可同时最多对4台气体传感器进行校验和检定,并可同时采集4路气体传感器信号输出,适用于各类甲烷、氧气等非腐蚀性气体传感器、测定器的型式试验及出厂检验,同时具有操作简便、适用范围广、试验安全性和效率显著提高的特点,为保证煤矿安全生产提供了有效的技术保障。     

矿井巷道无线传感器网络分层拓扑控制策略

根据矿井巷道的特点,以井下人员定位系统为背景,介绍了一种层次型无线传感器网络模型,提出了一种基于静态节点且可控部署的拓扑控制方法,并给出了网络节点布置的具体算法。在此基础上,研究了此网络模型的连通覆盖性,给出了满足人员定位系统连通覆盖性要求的约束条件,最后分析了此网络模型的能耗与路由跳数(hops)问题。结果表明,在一个被测节点通过监测区域的过程中,层次型无线传感器网络的系统总能耗与能耗方差约为节点均匀分布的单层链状网络的25%和33%,信息传递的路由跳数约为节点均匀分布的单层链状网络的1/3。