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| 1 | 煤矿安全生产监控与通信技术显示文摘从煤矿安全监控、煤矿井下人员位置监测、煤炭产量远程监测、全矿井移动通信、无人值守远程监控技术及系统等几个方面介绍了煤矿监控与通信技术现状。在此基础上展望了煤矿监控与通信技术的研究方向,即矿用物联网技术与系统,煤矿一体化通信技术与系统,无人工作面遥控和煤岩分界识别技术与系统,煤矿井下人员精确定位技术与系统,基于煤矿安全监控系统的瓦斯、火灾、冲击地压等煤矿重大灾害预警技术与系统,基于3DGIS的煤矿安全生产管理信息系统,煤矿井下生命探测技术与装备,本质安全无线通信与光纤通信技术,传感器无盲区布置方法,煤矿井下救灾机器人等。 | 孙继平 | 2010 | 煤炭学报2010，35，11： | 198 |
| 2 | 矿井巷道无线传感器网络分层拓扑控制策略显示文摘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。 | 周公博 朱真才 陈光柱 周丽娟 | 2010 | 煤炭学报2010，35，2： | 19 |
| 3 | 大明矿通风系统故障源诊断及风速传感器的布置显示文摘分析了大明矿分支风阻变化与各分支风量之间的关系,通过改进灵敏度矩阵,建立了分支灵敏度0-1矩阵,并据此建立了大明矿通风网络故障巷道范围库。为了故障源诊断能够包含到所有分支,风速传感器布置的最小数量及位置问题也是研究的重点,提出最少全覆盖布点法,给出了大明矿风速传感器的布置方案。通过工业试验,大明矿故障源诊断结果与现场试验结果一致,验证了矿井通风系统故障源诊断技术及方法的可行性。 | 潘竟涛 赵丹 李宗翔 高坤 陈占君 | 2013 | 煤炭学报2013，38，A01： | 14 |
| 4 | 矿井通风系统阻变型故障诊断及风速传感器位置优化显示文摘将矿井发生巷道冒落或变形、风门开关或者损毁、运输车辆堵塞等变化所引起的通风系统风量发生异常变化的现象称为矿井通风系统阻变型故障。根据故障发生后巷道风量的监测值,利用支持向量机(SVM)、遗传算法(GA)等人工智能方法可以诊断故障位置及故障量。由此引出的核心问题是如何确定井下安设传感器的最小数量以及安设位置?通过实际矿井的故障诊断模拟实验和金属矿山的现场试验提出了不需先验知识的基于邻域粗糙集属性约简算法的风速传感器安设位置优化方法,根据巷道风量对故障位置及故障量的重要度,得到的约简分支即为应当安设传感器的最优位置。研究表明传感器安设的数量与人为设定的邻域半径大小有关,邻域半径越大,传感器的安设数量就越多,故障诊断的准确度也就相对越高。提出用于描述λ取值、邻域半径、传感器安设位置,传感器所在分支风阻值、故障诊断准确率之间最优关系的扫帚模型,风阻较大的分支构成了扫帚把,风阻较小的分支构成了扫帚头,扫帚模型要求传感器应优先布置在风阻值较大的扫帚把上,扫帚模型的形状与λ取值有关,λ越大,邻域半径越小,扫帚头越小,亦即传感器数量越少。λ越小,邻域半径越大,扫帚头越大,亦即传感器数量越多。研究成果为风速传感器安设位置的确定提供了一种新的方法,实现了利用较少风速传感器监测数据对矿井通风系统阻变型故障的判识。 | 刘剑 蒋清华 刘丽 王东 黄德 邓立军 周启超 | 2021 | 煤炭学报2021，46，6： | 13 |
| 5 | 改进灵敏度矩阵的矿井通风故障源诊断及传感器布置研究显示文摘利用当前的矿井通风安全监测监控系统,只能反映安设风速传感器的井巷风量发生变化,至于变化是由该条巷道故障引起的,还是由于拓扑关系原因引起的,都无法诊断故障源,通风系统的故障可以归结为分支的风阻发生变化。如果分析每一条分支风阻变化对通风系统的影响,即每一条分支都安设风速传感器是不可能的。因此,井下风速传感器的布置最小数量及位置问题也是研究的重点。改进灵敏度矩阵,建立分支灵敏度0-1矩阵和通风网络故障巷道范围库,用以确定可能引起风速超限的故障巷道范围。最后,提出最少全覆盖布点法,给出分支覆盖度和影响巷道范围库的概念,用以求得风速传感器的宏观布点。 | 赵丹 潘竞涛 | 2011 | 中国安全科学学报2011，21，2： | 10 |
| 6 | 大坝廊道无线传感器网络节点铺设方法显示文摘为了满足灌浆工程中智能化监控的要求,了解无线传感器网络在复杂环境下灌浆数据传输的质量情况,对2.4 GHz无线信号在大坝灌浆廊道中的传播特性进行了研究.利用现场实验测试网络性能,指出廊道环境、数据传输时延、多跳跳数及采样率对节点能耗和无线传感器网络链路质量的影响,并提出基于信号强度的、动态n值的线性节点铺设方法.该方法在链路质量降低情况下可通过铺设冗余节点和测试丢包率等方法调整节点位置,使链路快速得到恢复.通过能耗分析、丢包率测试、定位误差测量等实验对动态n值相对于固定n值在数据传输网络中的性能进行了分析.实验证明:在恶劣施工条件下,基于信号强度、动态n值的线性节点铺设方法适用于灌浆廊道通信. | 陈娟 徐力生 徐蒙 张帆 | 2015 | 沈阳工业大学学报2015，37，1： | 7 |
| 7 | 基于决策树的矿井通风阻变型故障诊断及传感器优化布置显示文摘为实现矿井通风阻变型故障智能诊断,解决风速传感器优化布置与诊断模型不匹配的问题,提出基于决策树的矿井通风故障位置分类判断、故障量回归预测及嵌入式风速传感器优化布置一体化方法;以唐安矿为例对上述方法进行验证。结果表明:矿井通风空间数据集无量纲化能提高故障诊断准确率、提升模型收敛速度,剪枝能提高模型泛化能力;以基尼系数为嵌入式传感器优化布置选择标准,其模型故障诊断准确率更高,当风速传感器数量为15时,故障诊断准确率为84.5%,继续增加风速传感器数量故障诊断准确率提升较小。人工智能诊断技术的应用具有较大的经济和社会效益,是智慧矿山的重要研究方向之一。 | 倪景峰 乐晓瑞 常立峰 邓立军 | 2021 | 中国安全生产科学技术2021，17，2： | 7 |
| 8 | 矿井瓦斯监测点优化选址显示文摘解决依据现行煤矿安全规程及相关规范布置的瓦斯监测点存在空间分布不均的问题.提出兼顾监测覆盖范围和瓦斯安全关注点的瓦斯传感器布置方式;以节点间风流流经时间为监测等级,依据相关规程规范布置的监测点为必选布置点,以风网节点为增设瓦斯传感器的备选布置点,借助图论和集合覆盖理论建立了监测点优化选址模型;运用蚁群算法对模型进行优化求解,设计了针对问题特性的启发信息策略和当前解集及禁忌表的初始值;将模型应用于某实际矿井风网算例,得到不同监测有效级下需增设的监测点数量和位置等信息.研究结果表明:蚁群算法快速优化求解到的布点方案更符合工程实际情况. | 梁双华 汪云甲 魏连江 | 2013 | 辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2013，32，4： | 7 |
| 9 | 考虑可靠性的矿井瓦斯传感器选址模型显示文摘针对依据现行煤矿安全规程及相关规范布置的瓦斯传感器有可能出现失效的情况,提出兼顾经济性和可靠性双目标的瓦斯传感器优化选址模型。借助图论和设施选址理论,以矿井通风网络节点为候选布置点,节点间的风流流经时间为监测等级,以煤矿相关规程规范硬性要求的布置点为必选点,建立瓦斯传感器多目标优化选址模型。然后,基于Pareto蚁群算法(PACA)阐述模型的求解过程。最后,结合某风网算例,给出模型与算法的具体应用。结果表明:模型的非劣解包含了传统的以最小化传感器成本为目标的选址模型最优解,并且可靠性越高所需的传感器就越多。 | 梁双华 汪云甲 魏连江 | 2012 | 中国安全科学学报2012，22，12： | 5 |
| 10 | 矿井通风系统风速故障源诊断技术在大明矿的应用研究显示文摘通风系统风流发生变化,从整个网络角度考虑都可以归结为分支的风阻发生了变化。从这一角度分析了大明矿分支风阻变化与各分支风量之间的关系,提出了风阻-风流变化影响关系矩阵法,确定可能使风速异常的巷道集合——故障巷道集合,建立通风网络'故障巷道范围库'。为了故障源诊断能够包含所有分支,研究风速传感器布置的最小数量及位置问题,提出了最少全覆盖布点法,给出了大明矿风速传感器的布置方案。大明矿故障源诊断结果与现场试验结果一致,验证了矿井通风系统故障源诊断技术及方法的可行性。 | 赵丹 刘剑 潘竞涛 李宗翔 | 2012 | 安全与环境学报2012，12，3： | 5 |
| 11 | 基于有向通路矩阵法的风速传感器最优布置显示文摘现有矿井风速传感器布置方法存在确定的传感器分支因风速小于传感器启动风速而无法精准测风,大多数方法需要列出多个矩阵、计算复杂,部分方法选择出的传感器位置不合理等问题。为了实现矿井的无盲区全覆盖风量监测,用最少的风速传感器监测所有巷道的风量变化,采用有向通路矩阵分析传感器分支的覆盖范围,提出了基于有向通路矩阵法的风速传感器最优布置方法。该方法根据通风网络图的风流方向确定唯一的有向通路矩阵,进而确定分支的覆盖范围,选取覆盖范围最大的分支确定风速传感器的位置。实例结果表明:基于有向通路矩阵法的风速传感器最优布置方法可以实现矿井的无盲区全覆盖风量监测,而且传感器数量小于等于独立有向通路的数量;计算分析结果表明:按照该方法布置传感器,存在一个传感器分支有6%的测量误差时,对通风网络影响度最低为0.52,对其他分支的影响度最低为0,并且计算误差随着传感器数量增加而减小;若要使传感器分支误差对通风网络的影响度小于1,则应布置12个以上的风速传感器。 | 李秉芮 王伟 陈凤梅 刘娜 | 2021 | 工矿自动化2021，47，5： | 3 |
| 12 | 矿井风速传感器可变模糊优选方案显示文摘针对目前矿井风流参数测试无法获得巷道的平均风速,存在不能全面监测通风网络的全部信息、监测数据达不到准确测定点、出现监测盲区等问题,结合矿井通风系统的经济型和合理性要求,重点研究风速传感器的最少监测数量和最优安装位置.采用可变模糊集理论分析影响风速传感器选址的指标因素,通过三交河煤矿为例进行现场实验和分析,建立风速传感器可变模糊优选模型.研究结果表明:通过计算相对优属度得出各分支安装风速传感器的合理权重,利用宽度优先搜索算法求出通风网络最小生成树,寻根法确定其基本回路,从而快速准确地确定出风速传感器具体安装的回路分支,得到风速传感器最优选址方案.研究结论为实现通风网路风量无盲区实时动态监测和模拟创造条件. | 刘尹霞 马恒 杨皓然 | 2017 | 辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2017，36，10： | 3 |
| 13 | 基于IEEE802.11协议的巷道网络无盲区覆盖研究显示文摘基于WiFi通信系统Infrastructure模式,结合矿井巷道截面大小和几何形状,研究了网络桥接器AP的放置位置对巷道中网络覆盖的影响。对2种常用的煤矿巷道中AP的布置位置进行分析,分别得出2种方案所需要AP的最小覆盖半径以及AP之间的最佳距离,使得2种情况下AP覆盖区域之间有重叠,并且重叠区域最小,满足网络的无盲区覆盖要求,进而提高了网络的服务质量。结合以上参数,对2种布置方式从成本的角度进行了比较,得出最佳布置方案。 | 史岩岩 丁恩杰 奚锦锦 张耀 | 2012 | 煤炭科学技术2012，40，5： | 2 |
| 14 | 有效监测时间和范围的一氧化碳传感器优化布置显示文摘为确定易自燃煤矿一氧化碳传感器的合理数量和位置,采用Dijkstra算法,求得任意两个节点间的最短路径,建立了邻接节点路径矩阵和邻接节点时间矩阵.规定一个有效监测时间,把邻接节点时间矩阵化为有效监测矩阵,从而得到各节点的有效监测分支集合.利用极小边支配集原理提出了最少全覆盖布点法,给出了一氧化碳传感器的优化布置方案.研究结果表明:有效监测时间不同,布点的数量、位置以及分支覆盖度也不同. | 赵丹 陈占君 王东 黄福军 王大伟 | 2013 | 辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2013，32，5： | 2 |
| 15 | 基于MCOA布置矿井瓦斯传感器显示文摘为了预防矿井瓦斯事故,确定增设瓦斯传感器的数量和位置。通过建立监测有效等级来确定增设瓦斯传感器的数量,然后通过分析多个猴群同步并行搜索、简易猴群算法的初步搜索和基本和声算法的二次搜索等方法,设计出猴群优化算法的计算流程,再根据瓦斯传感器布置的目标函数确定增设瓦斯传感器位置。以大隆矿为例进行了现场工业试验,结果表明,增设瓦斯传感器的数量与监测有效等级之间成正比例关系,但并非随着监测有效等级的提高而持续增加。 | 潘竞涛 张辉 赵丹 韩英东 王明玉 | 2016 | 中国安全生产科学技术2016，12，7： | 2 |
| 16 | 一氧化碳传感器综合优化布置模型研究显示文摘针对易自燃矿井依据现行安全规程规范布置的一氧化碳传感器存在预警风险缺陷问题,提出了兼顾一氧化碳高风险点和监测覆盖范围的布置方式。借助图论和集合覆盖理论建立综合优化布置模型,定义目标函数和约束条件,利用列减少—蚁群算法进行优化求解,针对模型中含有已知必选布置点的约束条件,采用列减少算法约简原始监测覆盖矩阵,再利用蚁群算法求解最小全覆盖监测点集合,以矿井胶带机巷一氧化碳最短有效报警时间14. 25 min为监测有效级,进行了仿真实验。结果表明:依据安全规程规范布置的一氧化碳传感器基本能够满足矿井工程实际的要求。 | 梁双华 汪云甲 魏连江 | 2019 | 矿业安全与环保2019，46，1： | 1 |
| 17 | 瓦斯传感网络时空数据的预处理显示文摘由于煤矿巷道环境恶劣,提高瓦斯传感网络数据可靠性十分重要。从利用传感网络数据的时空关联性出发,研究了基于时空融合的瓦斯传感网络数据的预处理方法。首先,给出了传感网络时间、空间颗粒的定义,提出了瓦斯传感网络时间、空间颗粒的划分方法。接着,论述了异常值检测,以及基于时空融合的瓦斯传感网络数据的平滑预处理方法。仿真结果表明,提出的瓦斯传感网络时空数据预处理方法是有效、合理的。 | 胡圣波 舒恒 | 2012 | 贵州师范大学学报(自然科学版)2012，30，3： | 0 |
| 18 | 基于方差传递模型的大坝廊道注浆节点定位稳健优化显示文摘针对大坝廊道注浆环境复杂造成无线信号传输受各种不确定性噪声因素影响较大等工程实际问题,基于不确定性分析理论中的方差传递模型,提出一种大坝廊道注浆节点定位稳健优化方法。考虑节点定位偏差的波动和噪声因子,采用最小二乘法对已测量的数据拟合得出多项式模型;根据定位偏差的方差、噪声因子的方差与接收信号强度(RSSI)方差的传递关系,估计RSSI的均值与方差。以最小化RSSI的均方差与无线传感网络能量消耗为稳健优化准则,对节点定位进行稳健优化。以实际注浆工程无线信号传输节点铺设为例,采用所提出的方法进行分析并与常规的极大似然估计定位方法进行对比。研究结果表明:与常规方法相比,所提出的方法可有效减少RSSI均方差的波动,降低信号传输过程中的能量损耗,信号传输更加稳定。 | 陈娟 徐力生 徐蒙 张帆 李凤玲 | 2014 | 中南大学学报(自然科学版)2014，45，11： | 0 |
| 19 | HACA求解矿井瓦斯传感器布设模型研究显示文摘为保障煤矿安全生产,预防煤与瓦斯突出,经常需要在井下某些位置增设瓦斯监测点。首先建立节点有效监测矩阵,利用监测等级确定瓦斯传感器的有效报警时间,构建瓦斯传感器布设模型;然后根据信息素策略和概率转移策略,设计求解瓦斯传感器布设模型的算法流程,并通过混合蚁群算法(HACA)进行求解。最后将HACA应用到阳泉煤业集团有限责任公司五矿贵石沟矿井瓦斯传感器布设实践中。结果表明,需要增设瓦斯传感器的数量与监测有效等级之间存在线性关系。 | 赵丹 张辉 陈月宁 陈帅 | 2016 | 中国安全科学学报2016，26，2： | 0 |
| 20 | 基于拓扑控制的井下应急通信系统优化部署显示文摘在基于自组网的井下应急通信系统中,运用基于拓扑控制的节点部署算法,可以增强网络可靠性,提高通信效率,避免通信盲区。提出应用极小支配集算法求得网络虚拟骨干点作为网关节点,对网络拓扑进行优化,得出井下应急通信系统节点的优化部署。经过对井下拓扑图的计算,网关节点数量与总节点数相比减少了54.55%,节点平均度提高了17%,有效降低路由搜索空间,提高路由效率。 | 孟积渐 刘禹 | 2014 | 煤矿安全2014，45，11： | 0 |
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