數(shù)字化礦山系統(tǒng)架構(gòu)與井下人員定位算法的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-04 07:03
目前,在我國(guó)的煤炭開(kāi)采業(yè)中,管理者對(duì)于安全和遠(yuǎn)程操作方面的重視程度越來(lái)越高。礦山系統(tǒng)中包含有各種類型和規(guī)模的不同子系統(tǒng),這些子系統(tǒng)對(duì)我國(guó)的煤炭開(kāi)采業(yè)有著舉足輕重的影響。作為重要的基礎(chǔ)模塊,人員定位的投入使用也是煤炭安全的重要保障。因此對(duì)井下人員的精確定位監(jiān)測(cè)對(duì)于礦山系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有重大的戰(zhàn)略意義。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)字化礦山系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的分析,結(jié)合理論技術(shù)的發(fā)展及實(shí)際業(yè)務(wù)的需求,提出一種基于數(shù)字化礦山系統(tǒng)的井下人員定位算法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字化礦山系統(tǒng)安全性參數(shù)、人員位置參數(shù)及環(huán)境參數(shù)的采集與監(jiān)測(cè)。為礦山的維護(hù)和管理提供了科學(xué)的理論參考。基于數(shù)字化礦山系統(tǒng)具有積極的使用價(jià)值與廣泛的發(fā)展前景。本文討論了數(shù)字化礦山系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì),完成了基于數(shù)字化礦山系統(tǒng)的井下人員定位算法的基本體系設(shè)計(jì),并提供實(shí)地測(cè)試數(shù)據(jù),同時(shí)在Matlab上予以仿真并進(jìn)行了測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了對(duì)人員定位算法的綜合評(píng)價(jià)與直觀評(píng)估。對(duì)人員定位算法的設(shè)計(jì)包括在對(duì)自由空間模型的分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的理論設(shè)計(jì)和實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以及最后對(duì)人員定位公式進(jìn)行的測(cè)試和公式的確定。本課題選用自由空間傳播模型作為基礎(chǔ),結(jié)合井下巷道的特殊環(huán)境,利用增加校正因子...
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:53 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
TOA測(cè)距法示意圖
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16圖3.1 數(shù)字化礦山系統(tǒng)應(yīng)用框圖各模塊功能為:(1) 通信監(jiān)測(cè):定時(shí)巡檢,監(jiān)測(cè)多系統(tǒng)在接入過(guò)程中的數(shù)據(jù)、通信狀態(tài)。保證網(wǎng)絡(luò)及各模塊子系統(tǒng)的通信暢通,并將數(shù)據(jù)返回控制中心備份。(2) 數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)分析:各監(jiān)控模塊預(yù)先設(shè)置各項(xiàng)指標(biāo)的門限值,當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)達(dá)到或超過(guò)門限時(shí)觸發(fā)報(bào)警功能,便于工作人員及時(shí)處理故障;同時(shí),根據(jù)一段時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì);綜合人員、井下環(huán)境、各設(shè)備的持續(xù)工作和變化狀態(tài),通過(guò)只能分析來(lái)預(yù)測(cè)人員和設(shè)備的健康狀況、工作狀態(tài),預(yù)測(cè)環(huán)境的安全態(tài)勢(shì),根據(jù)各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域信息、人員信息、設(shè)備信息進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警提示功能。使工作人員提早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文20圖3.2 數(shù)字化礦山系統(tǒng)拓?fù)鋱D3.2.2 系統(tǒng)方案要素高速工業(yè)以太網(wǎng)的全礦區(qū)覆蓋(有線、無(wú)線);多種、多位置、小粒度的智能傳感器的覆蓋;可控設(shè)備的通信接口、控制接口接入;井下工作人員的生命體征信息采集,人員周圍的瓦斯、一氧化碳等關(guān)鍵信息的采;數(shù)據(jù)輸入輸出接口。標(biāo)準(zhǔn)的OPC、ODBC實(shí)現(xiàn)與已有系統(tǒng)銜接;此外制定符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的CVS輸入接口。根據(jù)各監(jiān)控系統(tǒng)的反饋控制需求,按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范,提供標(biāo)準(zhǔn)輸出接口。數(shù)據(jù)中心。包含工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和商務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)Sql Server兩部分,其中工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)主要負(fù)責(zé)對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)壓縮處理。應(yīng)用系統(tǒng)。在建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上,構(gòu)建符合不同需求的應(yīng)用服務(wù)。如:人員視頻系統(tǒng)、人員語(yǔ)音系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、生命體征采集系統(tǒng)等若干面向應(yīng)用的子系統(tǒng)。WEB SERVER(WEB 服務(wù))。為各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示與控制提供 WEB 服務(wù)功能。3.2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則數(shù)字化礦山的設(shè)計(jì)與建設(shè)應(yīng)遵循以下原則:統(tǒng)一考慮,系統(tǒng)可重用。該系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái),而更多的是體系架構(gòu),以及為實(shí)施這個(gè)體系架構(gòu)的一套規(guī)范、方法和工具?捎煤蛯(shí)用性。建立數(shù)字化、信息化礦山并不是使用包羅萬(wàn)象的大應(yīng)用將企業(yè)所有現(xiàn)有的應(yīng)用替換,而是建立信息、服務(wù)的集散地。在這個(gè)集散地,將南梁礦業(yè)所現(xiàn)有的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于RSSI的精確室內(nèi)定位算法[J]. 何山. 現(xiàn)代電信科技. 2011(03)
[2]改進(jìn)貝葉斯濾波模型井下人員定位算法的研究[J]. 孫澤宇,丁國(guó)強(qiáng). 計(jì)算機(jī)仿真. 2011(02)
[3]基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的井下人員定位方法的研究[J]. 梁瑋. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用. 2010(12)
[4]改進(jìn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)定位算法[J]. 孫澤宇,李蒙. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2010(09)
[5]基于RSSI的室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究[J]. 朱明輝,張會(huì)清. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2010(17)
[6]用Winsock實(shí)現(xiàn)C/S網(wǎng)上信息傳輸[J]. 彭春燕. 甘肅科技. 2010(02)
[7]云計(jì)算與數(shù)字資源存儲(chǔ)問(wèn)題分析[J]. 蔡炳育,陳慧賢. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2009(24)
[8]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)人員定位算法[J]. 付俊,陳俊杰. 工礦自動(dòng)化. 2009(07)
[9]井下人員定位系統(tǒng)精確定位[J]. 汪玉鳳,段麗華. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[10]王莊煤礦數(shù)字化礦山綜合管理平臺(tái)建設(shè)思路[J]. 魏清,王飛,梁建林. 煤. 2008(07)
博士論文
[1]基于ARM9嵌入式和工業(yè)以太網(wǎng)的礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 徐竟天.西安科技大學(xué) 2011
[2]井下巷道超高頻無(wú)線電波傳播及定位算法的研究[D]. 李晶.天津大學(xué) 2006
[3]信息提取與礦山信息系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)[D]. 呂苗榮.中南大學(xué) 2003
碩士論文
[1]安慶銅礦地質(zhì)儲(chǔ)量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蘇丹妮.中南大學(xué) 2005
本文編號(hào):3567904
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:53 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
TOA測(cè)距法示意圖
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16圖3.1 數(shù)字化礦山系統(tǒng)應(yīng)用框圖各模塊功能為:(1) 通信監(jiān)測(cè):定時(shí)巡檢,監(jiān)測(cè)多系統(tǒng)在接入過(guò)程中的數(shù)據(jù)、通信狀態(tài)。保證網(wǎng)絡(luò)及各模塊子系統(tǒng)的通信暢通,并將數(shù)據(jù)返回控制中心備份。(2) 數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)分析:各監(jiān)控模塊預(yù)先設(shè)置各項(xiàng)指標(biāo)的門限值,當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)達(dá)到或超過(guò)門限時(shí)觸發(fā)報(bào)警功能,便于工作人員及時(shí)處理故障;同時(shí),根據(jù)一段時(shí)間范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì);綜合人員、井下環(huán)境、各設(shè)備的持續(xù)工作和變化狀態(tài),通過(guò)只能分析來(lái)預(yù)測(cè)人員和設(shè)備的健康狀況、工作狀態(tài),預(yù)測(cè)環(huán)境的安全態(tài)勢(shì),根據(jù)各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)區(qū)域信息、人員信息、設(shè)備信息進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警提示功能。使工作人員提早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題
西安科技大學(xué)碩士學(xué)位論文20圖3.2 數(shù)字化礦山系統(tǒng)拓?fù)鋱D3.2.2 系統(tǒng)方案要素高速工業(yè)以太網(wǎng)的全礦區(qū)覆蓋(有線、無(wú)線);多種、多位置、小粒度的智能傳感器的覆蓋;可控設(shè)備的通信接口、控制接口接入;井下工作人員的生命體征信息采集,人員周圍的瓦斯、一氧化碳等關(guān)鍵信息的采;數(shù)據(jù)輸入輸出接口。標(biāo)準(zhǔn)的OPC、ODBC實(shí)現(xiàn)與已有系統(tǒng)銜接;此外制定符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的CVS輸入接口。根據(jù)各監(jiān)控系統(tǒng)的反饋控制需求,按照標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范,提供標(biāo)準(zhǔn)輸出接口。數(shù)據(jù)中心。包含工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和商務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)Sql Server兩部分,其中工業(yè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)主要負(fù)責(zé)對(duì)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)壓縮處理。應(yīng)用系統(tǒng)。在建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上,構(gòu)建符合不同需求的應(yīng)用服務(wù)。如:人員視頻系統(tǒng)、人員語(yǔ)音系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、生命體征采集系統(tǒng)等若干面向應(yīng)用的子系統(tǒng)。WEB SERVER(WEB 服務(wù))。為各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示與控制提供 WEB 服務(wù)功能。3.2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則數(shù)字化礦山的設(shè)計(jì)與建設(shè)應(yīng)遵循以下原則:統(tǒng)一考慮,系統(tǒng)可重用。該系統(tǒng)不是簡(jiǎn)單的自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái),而更多的是體系架構(gòu),以及為實(shí)施這個(gè)體系架構(gòu)的一套規(guī)范、方法和工具?捎煤蛯(shí)用性。建立數(shù)字化、信息化礦山并不是使用包羅萬(wàn)象的大應(yīng)用將企業(yè)所有現(xiàn)有的應(yīng)用替換,而是建立信息、服務(wù)的集散地。在這個(gè)集散地,將南梁礦業(yè)所現(xiàn)有的
【參考文獻(xiàn)】:
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[1]基于RSSI的精確室內(nèi)定位算法[J]. 何山. 現(xiàn)代電信科技. 2011(03)
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[5]基于RSSI的室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究[J]. 朱明輝,張會(huì)清. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2010(17)
[6]用Winsock實(shí)現(xiàn)C/S網(wǎng)上信息傳輸[J]. 彭春燕. 甘肅科技. 2010(02)
[7]云計(jì)算與數(shù)字資源存儲(chǔ)問(wèn)題分析[J]. 蔡炳育,陳慧賢. 電腦知識(shí)與技術(shù). 2009(24)
[8]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)人員定位算法[J]. 付俊,陳俊杰. 工礦自動(dòng)化. 2009(07)
[9]井下人員定位系統(tǒng)精確定位[J]. 汪玉鳳,段麗華. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2008(05)
[10]王莊煤礦數(shù)字化礦山綜合管理平臺(tái)建設(shè)思路[J]. 魏清,王飛,梁建林. 煤. 2008(07)
博士論文
[1]基于ARM9嵌入式和工業(yè)以太網(wǎng)的礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究[D]. 徐竟天.西安科技大學(xué) 2011
[2]井下巷道超高頻無(wú)線電波傳播及定位算法的研究[D]. 李晶.天津大學(xué) 2006
[3]信息提取與礦山信息系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)[D]. 呂苗榮.中南大學(xué) 2003
碩士論文
[1]安慶銅礦地質(zhì)儲(chǔ)量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蘇丹妮.中南大學(xué) 2005
本文編號(hào):3567904
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