煤矿井下HBi-LSTM地磁定位算法研究

针对井下环境对地磁数据影响较大的问题,提出HBi-LSTM神经网络地磁定位模型。基于分层LSTM处理不同长短时间序列以及Bi-LSTM充分学习每条序列信息的特点,构建出HBi-LSTM模型,利用矿用手机内置磁力计采集井下地磁数据,建立面向井下环境的地磁指纹数据库,通过HBi-LSTM学习实现地磁序列可以更好地对应位置标签,之后矿工手持矿用手机随机运动采集地磁序列通过训练好的模型精确匹配指纹库实现在线定位。实验结果显示：所提出的模型比基本LSTM模型的定位性能更好,能够有效提升复杂环境下定位精度。     

煤矿井下人员考勤定位管理系统

建立可靠实用的煤矿井下人员定位系统,对改善煤矿的安全生产管理有着重要的现实意义.通过RFID远距离射频识别技术,定位井下人员的轨迹,通过CAN总线传输到井上计算机,实现人员定位和考勤管理.     

UWB定位算法在煤矿井下的应用研究

针对传统的定位技术难以在煤矿井下应用的问题,文章提出了一种基于超宽带UWB技术的POCS测距和定位算法,建立了该算法模型,详细介绍了该算法的原理及其实现。仿真结果验证了该算法在煤矿井下应用的可行性。     

煤矿井下增强型定位分站的研究与实现

在复杂的煤矿井下环境中,现有的井下人员定位分站很难实现对井下人员精确、稳定的定位;研究了一种基于CAN总线通讯技术的增强型井下人员定位分站系统,以ARM7为核心控制芯片,结合ZigBee无线通讯技术,并对系统进行Matlab仿真和实验;仿真图像的对比显示增强型驱动CAN总线信号传输传输距离大于标准型CAN总线,传输时间减小了45%;在传输速率为30kbit/s时进行的实验结果表明,增强型的CAN节点幅值4.5V比标准CAN结点的2.1V提高了约1.2倍;仿真和实验的结果表明,增强型CAN总线定位分站信息传输时信号的传输距离增大、信号延迟减弱、幅值衰减明显减小。     

煤矿井下人员安全监测定位算法仿真研究

实时精确监测井下人员位置,对安全生产非常必要。井下环境复杂、坑道狭长,不同于室内,一段坑道不会采集到太多较好信号节点,无线信号传播时易受反射、多径传播和噪声等因素影响,致使传统Wi-Fi定位算法定位精度低,提出一种基于局部极大似然、信号强度来遴选Wi-Fi信号节点,并利用六点四四组合混合定位算法。首先信标节点周期性扫描移动定位模块,筛选出较优信号强度,并求出待求节点与信标节点间距离;然后局部极大似然六点四四组合;最后质心法求解中心,估计最终的井下人员位置。经过仿真验证：所提出的混合定位算法,定位精度明显提高。同时分析了井下不同噪声、基站情况下,几种定位算法性能,新算法定位精度仍然较高;最后还分析了算法的实时性。     

煤矿井下无轨胶轮电动车矢量控制系统仿真研究

以三相交流异步电动机为研究对象,分析了异步电动机矢量控制理论,建立了无轨胶轮电动车用异步电动机矢量控制系统的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明,该电动车矢量控制系统具有良好的稳态和动态性能。     

复杂环境下的井下人员定位算法及仿真研究

研究井下人员准确定位问题,矿井环境十分复杂,受到大量噪声干扰,传统方法难以实现精确定位.为提高煤矿并下人员定位精度,将接收信号强度(RSSI)和混沌粒子群相算法结合,提出了一种改进RSSI的井下人员定位方法.算法首先根据接收信号强度初步确定井下人员与锚节点距离,然后采用最小二乘法对井下人员位置进行估计,并利用混沌粒子群对位置进行优化,进一步提高了定位精确度.结果表明,相对其它定位算法,改进RSSI算法提高了井下人员定位精度,非常适用于复杂环境下的井下人员定位.     

基于PSO-BP神经网络的煤矿井下自适应定位算法

提出了一种基于PSO-BP神经网络的煤矿井下自适应定位算法。针对传统的基于测距模型的定位算法易受煤矿井下环境干扰、测距误差大的问题,选择指纹匹配定位模型。针对煤矿井下环境强时变性,易增大实时采集的指纹信息与离线阶段建立的静态指纹数据库信息的匹配误差问题,将信标节点作为参考点的校准节点,以更好地反映参考点随环境变化的情况,避免增加额外的校准节点;在不增加硬件成本的同时,通过动态补偿法实时修正目标节点指纹数据,解决了指纹匹配定位模型自适应差的问题。匹配定位阶段采用PSO优化BP神经网络权值,以加速BP神经网络收敛,提高学习速度。实验结果表明,该算法更加适应随时间变化的煤矿井下环境,满足井下自适应定位要求。     

煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法

现有煤矿无线传感器网络节点定位存在定位精度差、功耗高等问题,提出一种基于信标节点规则部署的煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法,根据井下巷道特征成对部署信标节点,在定位估算时先将信标节点投影到与未知节点同一高度的水平面,再利用三边测量法进行平面定位,然后结合未知节点与信标节点的高度差即可实现三维定位。理论分析和仿真结果表明,该算法具有计算量小、通信量小、定位精度较高以及稳定性较好等特点。     

煤矿井下人员融合定位方法

针对飞行时间(TOF)测距定位方法定位盲区多、易受非视距干扰、定位精度有限,捷联惯性导航定位方法长时间累计误差的问题,提出了一种基于TOF测距定位和捷联惯性导航定位的煤矿井下人员融合定位方法。该方法分区域定位:当定位终端位于定位基站近距离无线通信覆盖范围内时,采用TOF测距定位方式,通过近距离无线通信方式将定位数据发送至附近的定位基站;当定位终端位于定位基站近距离无线通信覆盖范围之外时,采用捷联惯性导航定位方式,并利用卡尔曼滤波算法对定位数据进行修正,通过远距离无线通信方式将定位数据发送至附近的定位基站;当定位终端位于定位基站远距离无线通信覆盖范围之外时,定位终端对定位数据进行本地存储,当定位终端移动到定位基站无线通信覆盖范围内时,将存储的定位数据发送给定位基站。定位基站将定位数据传输至地面监控中心,获得人员轨迹和位置坐标。实验结果验证了该方法的有效性。     

煤矿电网电压互感器故障的PSCAD仿真研究

在煤矿电网中,由于单相接地故障而引起的母线电压互感器(PT)烧毁的现象时有发生。文章依据电网单相接地故障时的等效模型仿真了PT一次侧电流的暂态特性,认为引发PT故障的主要原因为煤矿电网单相接地时电容电流值较大。利用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC对一组6 kV PT进行仿真,并比较了PT一次侧经非线性电阻(消谐器)接地、PT开口三角处并电阻和系统中性点经消弧线圈接地的3种解决措施。文章最后指出中性点经消弧线圈接地是解决煤矿电网中单相接地故障的最合适方法。     

一种改进的煤矿井下指纹定位匹配算法

煤矿井下环境复杂多变,对人员精确定位技术挑战很大。目前矿井巷道中采用基于接收信号强度指示RSSI(Received Signal Strength Indication)的位置指纹定位算法存在定位目标漂移、抖动和定位精度不高等问题。提出一种改进的指纹定位匹配算法,该算法将K邻近算法和最短历史路径匹配法联合并利用速度限定位置估计补偿算法对定位精度进行修正。利用在煤矿巷道中的实测数据,对改进的匹配算法进行了验证与误差分析。仿真结果表明,改进后的算法能够提高定位精度,满足矿井人员定位、目标跟踪和目标轨迹查询等要求。     

机车定位管理系统在常村煤矿的应用

针对煤矿运输领域信息化程度较低的现状,常村煤矿引进了机车定位管理系统。文章介绍了该系统在常村煤矿的系统布局及软硬件设计,重点阐述了该系统实时监测、跟踪定位、快速调度、物流管理及查询统计等功能的实现。实际应用表明,该系统实现了井下车辆、货物的电子交接,极大地提升了矿井机车及物资在运输过程中的全面信息化跟踪与管理。     

煤矿安全评价算法的仿真研究

研究煤矿安全准确评价问题。煤矿安全评价指标多,由于煤矿的自然条件,生产条件和保障条件各有不同,随机性较强。如何准确选择评价指标是保障煤矿安全的关键,传统评价法难以正确对评价指标赋权值,导致评价结果准确率低,解释性不强。为提高煤矿安全评价结果的准确率,提出了一种层次分析法和逼近理想解排序相结合的煤矿安全评价模型。首先在对煤矿生产特点进行分析,并利用专家系统构建煤矿安全评价指标体系,然后用层次分析法对各评价指标赋权值,最后利用逼近理想解排序方法计算出煤矿安全等级值。仿真结果表明,改进的评价结果比传统的评价方法准确率高,评价结果可解释性好,是一种有效的煤矿安全评价方法。     

MapReduce大数据分析在煤矿的应用研究

Map Reduce作为数据处理的概念框架对计算、存储、应用等分布式资源进行大规模可扩展的整合,结合互联网技术为煤矿企业用户提供计算和存储服务并建立安全生产大数据分析系统,这必将成为提升煤矿安全生产的信息手段之一。文中实例是基于Hadoop Map Reduce大数据系统对矿井瓦斯涌出量进行了预测仿真分析,能为矿井瓦斯治理和安全生产提供了可靠的依据。     

小区域GPS工程定位优化仿真分析

研究GPS工程定位优化问题.工程现场存在大量不可控的乘性噪声,呈现高度非线性,噪声源强度不定,反射随机性很强且很难控制,对正常的工程现场的GPS通信定位造成干扰.传统的GPS工程定位方法依靠得到的测距坐标完成区域定位,在受到乘性噪声干扰的情况下,很难保证坐标测距的准确性,造成对工程现场小区域内的定位精度不高.为提高精度,提出了一种抗乘性噪声干扰的GPS工程定位优化方法.利用信号特征自适应方法去除GPS信号中的乘性噪声干扰,为GPS工程定位提供准确的数据基础.根据离散变换相关理论,建立GPS工程定位模型,从而实现乘性噪声干扰下的小区域GPS工程定位.实验结果表明,利用改进算法能够在乘性噪声干扰下进行准确的GPS工程定位.     

基于RFID 技术的矿井人员定位读写系统

针对煤矿的安全现状,提出了基于射频识别技术的矿井人员定位读写系统。该方案以TI公司单片机MSP430F5438为核心芯片,结合Chipcon公司的无线射频收发芯片CC1100和外围元器件设计工作频率为915MHz的读卡器。详细论述了读卡器的硬件原理和软件设计思想,给出系统原理图和软件设计流程图,以IAR Embedded Workbench V3.41A为平台进行系统软件的开发。最后分析系统的防碰壁原理和通信协议,采用F-ALOHA算法,以减少碰撞的发生,提高识别精度和效率。通过仿真比较F-ALOHA算法与ALOHA算法,采用F-ALOHA算法传输错误低。结果表明该方案是可行的,适合实际应用。     

视频测速技术在煤矿井下机车定位中的应用

针对传统的矿井信集闭系统因采用传感器获取机车运行信息来实现机车识别与定位而导致的系统不稳定问题,介绍了一种采用视频测速技术来实现井下机车定位的方法。该方法采用双目立体视觉测距技术得出机车运行距离,根据相邻两帧图像时间间隔求出机车实时运行速度,然后将机车运行速度转换为相应模拟小球的移动速度,使调度员在调度室内通过观察模拟小球的移动状态来实时监测移动小球对应机车的运行状态,从而实现对机车的定位功能。