矿井多媒体综合业务数字网的应用研究

介绍了目前矿井监测监控系统的现状,阐述了矿井多媒体综合业务数字网络系统的网络模型以及其在实际工程中的应用与发展。     

矿井多媒体综合业务数字网

中国矿业大学在对煤矿井工开采技术与通信线路布置进行调查的基础上，将矿井多媒体综合业务数字网网络结构设为光纤同轴混合接入网，对其选用的资源预留协议（RSVP）路由算法协议进行研究，在兖州矿业（集团）公司兴隆庄煤矿、济宁三号煤矿和大屯煤电公司姚桥煤矿得到成功应用。     

矿井多媒体综合业务数字网(MISDN)网络结构研究

分析了煤矿监测监控系统的现状，提出了矿井多媒体综合业务数字网(MISDN)，并对其网络结构进行了分析，提出采用本质安全型宽带工业以太网组建MISDN的网络基础架构，关键设备路由器采用32位RISC单片机S3C4510B实现，井下智能分站以Rabbit为核心实现．MISDN适合于环境恶劣、人员设备分散、有特殊安全要求等特点的煤矿，所有与安全和生产有关的煤矿监测监控数据、语音、视频等各种信息都在MISDN上传输，包括自动化系统中的控制信息，加上智能化决策及支持技术，从而建立起一个数字化企业．     

基于Mesh网络的矿井多媒体数据传输研究

在分析Mesh网络原理的基础上,构建了矿井的Mesh无线网络,根据井下多媒体数据传输的特定及相关要求,选择对应的硬件设备。并在此基础上,对Mesh无线网络中多媒体数据的传输和视频数据压缩等相关技术进行了研究。研究成果可以用于煤炭井下Mesh网络的构建以及提升多媒体数据传输的效率。     

矿井综合业务数字通信网络研究

本文针对煤矿通信系统的特点，以集成化的网络技术为基础，结合自动化、网络、通讯、数据库和信息系统等领域的新理论和新技术，提出了一种矿井数字通信网络组网方案。该方案采用数字化光扦网络为主干网，以矿井移动通信为补充，提高了煤矿井下信息传输的效率和质量。     

数字矿山多媒体无线通信网络

数字矿山建设的核心是建设矿山综合通信网络,实现高效、安全的井下采掘以及智能化、信息化的企业管理。矿山企业的生产工艺具有时间离散和空间分散的特点。矿山井下通信的难点在于如何实施高速、双向、大容量的移动通信。提出了基于数字矿山多媒体无线通信基站的数字矿山全矿综合无线通信网络的解决方案,构建了集移动语音通信、视频监视、设备监控、环境监测和人员定位的“多网合一”通信网络系统,介绍了全矿综合无线通信网络的结构,并给出数字矿山多媒体无线通信基站的架构设计。     

浅谈矿区综合业务数字网的建设

从基本概念出发，介绍ＩＳＤＮ的最终结构设想，可开放的新业务，并结合国内矿区的不同情况，对通信网建设的过渡形式，实施方案进行分析探讨，可供有关方面参考。     

基于B/S架构的煤矿综合业务光纤混合接入网络平台

分析研究现有煤矿综合业务信源、信道与网络特征,提出了一种适合于改造煤矿已有设备的网络平台-综合业务光纤混合接入网络平台Integrated Service Fiber Hybrid Access Network Platform(IS-FHA-NP)。给出IS-FHA-NP平台整体架构方案及关键技术智能路由器IAR的数据帧结构。基于LPC2210模拟IAR进行多业务数据复用传输,并利用NS2软件仿真网络丢包率和网络延时。证明IS-FHA-NP平台能够满足煤矿监控设备信道复用的要求。     

多级煤炭物流网络优化选择模型的构建与应用

通过分析认为,物流系统总费用最小化是煤炭物流网络优化设计的主要目标,运输费用、储存费用、物流设施建设费用、订货费用是煤炭物流系统最主要费用,其中以运输费用份额最大,约占53%。给出了煤炭物流系统物流费用的定量计算方法,以客户需求、订货方式、资源供应、建设资金等为主要约束条件,应用混合整数规划方法,建立了多级煤炭物流网络优化模型,并对山西煤销集团阳泉公司的煤炭物流网络进行了应用分析,结果表明构建的煤炭物流网络优化选择模型能有效降低煤炭物流费用。     

井下多媒体无线传感器网络自适应调制研究

针对煤矿井下较为简单的无线多媒体监测场景,在一定的误码率(BER)限定下以系统吞吐量最大化为优化目标,对基于多带-正交频分复用-超宽带（MB-OFDM-UWB）的井下多媒体无线传感器网络自适应调制技术进行了初步研究.选用IEEE 802.15.3a作为超宽带无线信号在井下传输的信道模型.首先通过仿真读图的方式求得在一定误码率限制下多进制正交幅度调制（MQAM）自适应调制的固定阈值,并进一步采取4种不同的子带信噪比计算方式,进行分组自适应调制技术的仿真和分析.仿真结果表明,采用自适应调制技术可有效地提高煤矿井下MB-OFDM-UWB多媒体无线传感器网络系统的性能.     

矿井多波多分量地震方法与试验

多波多分量地震勘探近些年发展迅速,但其在矿井地震中的研究与应用仍不足。矿井全空间效应下波场复杂,在可激发出的体波、煤层槽波、巷道面波与声波等中的有效波与干扰波成分随成像波型选择而改变;同时来自空间多方向的地震波混叠,无方向性的成像难免会出现假象,影响矿井地震勘探的精度。为有效利用不同类型波进行成像,提出基于地震波偏振特性的矿井多波多分量地震方法。此方法利用三分量地震记录,通过时窗自适应的极化分析方法获取准确极化特征参数,避免了因时窗选取不准确而造成极化参数错误的问题;其在散射原理基础上构建的极化滤波函数包含偏振因子和方向因子,可随成像点空间位置及成像的波型的变化而实时更新;偏振因子利用信号的偏振系数可压制非线性干扰波,达到提取纵横波及勒夫型槽波等线性极化波的作用,提高矿井地震信号的信噪比;方向因子根据成像点空间位置与特定波型的振动方向的空间关系,不仅可分离振动方向不同的波(如纵波与横波),还能获取空间任一点的地震波信号,从而实现针对空间任一位置的多波偏移成像。现场试验表明:在岩巷中可分别进行纵波和横波的成像,两者相互验证,提高了探测准确度,同时其探测区域空间位置不受地震测线的约束,可实现测线范围外的地震探测,解决矿井地震勘探施工空间受限的问题;在煤巷中可分别进行槽波与体波的成像,解决槽波反射探测距离受限的难题,故在槽波勘探中建议采用三分量接收,理想情况下,采用煤层三分量和顶板三分量同时接收,形成槽波、体波六分量记录,作为槽波、体波联合勘探的基础数据。     

矿井水灾多逃生路径模型应用研究

当发生矿井水灾时,选择有效的逃生路径需要从突水点处水流特征、巷道结构信息以及从业人员的数量等方面加以考虑。为了避免逃生拥挤,建立了一种基于突水点水力学特性分析模型,水中逃生速度模型以及改进的D-K路径搜索算法相结合的多路径逃生模型并进行研究。矿井突水发生后,通过水位上升的速度可以估计出突水点水灾程度,并对突水节点和路径进行筛选。人体在水位移动速度是随着水位的升高而逐渐衰减的,通过对比巷道水位上升速度与移动速度判断该巷道是否可以作为有效逃生路径。从安全节点处向目标节点逃生时,在允许逃生的时间范围内,利用改进的D-K算法可以使井下人员选择更多的逃生路径,避免发生拥挤。结合王家岭矿井实例分析,该模型在一定程度上提高了从业人员的逃生率。     

基于信息融合的矿山电网复合保护

针对矿山电网,提出一种基于工频电流与故障暂态电流信息融合的复合保护方案,即在线路边界处并联一定通频带的带通滤波装置,利用装置对通频带内暂态电流分量的衰减作用,强化区内、外故障时故障暂态电流的能量差异。通过PSCAD/EMTDC仿真,验证了带通滤波装置导致区内、外故障暂态电流分量产生明显的差异。采用参考向量法以全子集的方式对暂态电流和工频电流两种证据构建基本信任分配函数,从而减少“折扣规则”对信息的损失,并利用D-S证据合成理论对两种证据进行信息融合,以基本信任分配函数的决策方法来判断区内故障。仿真计算结果表明,这种方法不但可以准确区分区内、外故障,同时还可以保证雷击干扰或开关操作干扰时保护不误动,可望实现井下6/10 kV配电线路的全线速动保护。     

基于多载波宽带通信技术的煤矿综合业务数字网的研究

在分析我国煤矿配电网基本结构的基础上，结合已有通信及监控网络，提出基于低压电力线的煤矿信息综合业务数字网系统．该系统采用多级分布式总线网结构，根据所传输信息及设备的不同采用不同的调制方式，包括正交频分复用（OFDM）、扩频、FSK、PSK等，利用宽带多载波数字通信技术，改进煤矿信息综合处理能力．综合业务数字网系统提高了线路的安全性和经济价值，改善了系统的兼容性，构筑成为包括自动化系统在内的综合数字化控制系统．并介绍了基于OFDM及扩频调制方式对以低压电力线的不同相线作为数据传输媒介的实验及分析，其吞吐量达到1～2M，证明了基于OFDM的数字通信技术在一定条件下可以应用于煤矿通信系统．     

煤矿井下综合业务数字网网络结构的研究

在分析研究煤矿井下综合业务传输信源与信道特征的基础上,提出了一种适合煤矿井下使用的环形互连网结构－－光纤混合接入网。各子系统的信息均以接入方式进入网络传输。同时对网络中的简化路由算法、接入方式、网络传输协议等进行了研究。用DSD开发系统进行了实验,在EIA－232层面上实现井下各种不同传输速率的监测监控系统和数字话音信号的综合传输,结果表明,提出的光纤混合接入网适合煤矿井下信息综合传输的要求,网络协议设计合理。     

矿井WMN多媒体应急通信系统多跳传输性能研究

提出了一种新型矿井无线Mesh网络(WMN)多媒体应急通信系统,并针对改善早期WMN多跳带宽下降难题做了全面深入的调研。详细阐述了WMN体系结构及其多跳传输技术。分析和提出了矿井WMN多跳传输性能优化策略,如采用多出入口的WMN拓扑结构、多射频（或多模）路由器/网关设计和非对称业务带宽分配机制。实验结果表明,基于第2代WMN的矿井多媒体应急系统不仅解决多跳传输难题,而且大幅提高了回传干线链路的业务通信带宽。     

基于无源光网络的矿山井下多网合一传输技术的研究与应用

将无源光网络的传输技术(即PON)通过技术创新引入井下与3G无线网络及工业交换机融合,形成覆盖井上井下的三环冗余网络,并面向各类安全生产系统提供丰富接口,达到多网合一的目的。     

多分辨率扩展八叉树矿体建模研究

对传统八叉树和扩展八叉树等数据结构的优缺点进行比较,提出利用多分辨率的扩展八叉树数据结构对三维矿体进行重构和存储的技术,采用自下而上的方法自适应地构建扩展八叉树结构,并单独处理表面不规则节点,对其采用面结点、边结点、顶点结点进行存储。与传统的八叉树生成算法相比,该算法减少了三维矿体模型存储过程中的数据量,提高了矿体表面模型的精度。