井下通信網(wǎng)絡(luò)可靠性技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,煤礦井下通信系統(tǒng)廣泛運(yùn)用于煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控中。系統(tǒng)主要包括井下人員定位系統(tǒng)和調(diào)度通信系統(tǒng),是煤礦安全生產(chǎn)的重要保障,更對(duì)煤礦緊急救援工作有重要意義。人們對(duì)井下通信網(wǎng)正常工作的能力以及它的可靠性越來越關(guān)注。井下通信網(wǎng)絡(luò)可靠性成為設(shè)計(jì)和分析井下通信網(wǎng)絡(luò)中必須要考慮的重要因素。 本文從對(duì)通信網(wǎng)可靠性研究入手,討論了通信網(wǎng)可靠性的定義和測(cè)度。然后分析了影響井下通信網(wǎng)可靠性的因素,例如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)備可靠性等。根據(jù)井下通信網(wǎng)系統(tǒng)

2、的有線和無線混合組網(wǎng)特點(diǎn),提出將系統(tǒng)分成有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)兩部分研究,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)不同特點(diǎn)分別建立模型,用不同方法對(duì)其可靠性進(jìn)行分析。 對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)部分的研究,首先分析了基于跳面節(jié)點(diǎn)可靠性評(píng)估算法。該方法僅僅考慮了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)可靠性影響,忽略了網(wǎng)絡(luò)容量的影響。在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)的可靠性評(píng)估算法.給出了求解可靠性的解析表達(dá)式,并對(duì)節(jié)點(diǎn)和鏈路重要性進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試,求出節(jié)點(diǎn)和鏈路滿足特定網(wǎng)絡(luò)容量需求的概率。通過仿真實(shí)驗(yàn),分析了改進(jìn)的

3、可靠性分析算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性的評(píng)估性能。嚴(yán)格的理論證明和實(shí)驗(yàn)分析都表明與基于跳面節(jié)點(diǎn)可靠性評(píng)估算法相比,該改進(jìn)算法是一種更精確可靠性評(píng)估方法；同時(shí)在評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)重要性方面,該方法優(yōu)于節(jié)點(diǎn)刪除法。 鑒于井下無線自組織網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳还潭ǖ奶攸c(diǎn),傳統(tǒng)的基于固定拓?fù)涞目煽啃苑治龇椒ú贿m用于井下無線自組織網(wǎng)可靠性評(píng)估。本文針對(duì)拓?fù)渥兓木W(wǎng)絡(luò)可靠性求解提出了一種新的解決方法--基于考慮拓?fù)渥兓目煽啃苑治鏊惴ā＝⒕聼o線自組織網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型,用兩終端可

4、靠性評(píng)估網(wǎng)絡(luò)可靠性,并用該方法計(jì)算出實(shí)際井下通信無線網(wǎng)的可靠性值。在網(wǎng)絡(luò)可靠性的仿真實(shí)驗(yàn)中,對(duì)不同節(jié)點(diǎn)數(shù)目的網(wǎng)絡(luò)仿真,理論和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明該方法比基于跳面節(jié)點(diǎn)方法得出的可靠性高,更加準(zhǔn)確的評(píng)估了無線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際可靠性。 從系統(tǒng)功能級(jí)出發(fā),用故障樹分析方法對(duì)井下通信網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析。建立系統(tǒng)失效故障樹模型,計(jì)算出系統(tǒng)的失效度和有效度,根據(jù)系統(tǒng)的有效度評(píng)估系統(tǒng)的可靠性。 最后,綜合以上方面對(duì)井下通信網(wǎng)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行綜合評(píng)估