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

1、近年來,煤礦井下通信系統(tǒng)廣泛運用于煤礦安全生產(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,更對煤礦緊急救援工作有重要意義。人們對井下通信網(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)拓撲結(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,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)不同特點分別建立模型,用不同方法對其可靠性進行分析。 對于有線網(wǎng)絡(luò)部分的研究,首先分析了基于跳面節(jié)點可靠性評估算法。該方法僅僅考慮了拓撲結(jié)構(gòu)對可靠性影響,忽略了網(wǎng)絡(luò)容量的影響。在此基礎(chǔ)上提出改進的可靠性評估算法.給出了求解可靠性的解析表達式,并對節(jié)點和鏈路重要性進行分析。通過實驗測試,求出節(jié)點和鏈路滿足特定網(wǎng)絡(luò)容量需求的概率。通過仿真實驗,分析了改進的

3、可靠性分析算法對網(wǎng)絡(luò)可靠性的評估性能。嚴格的理論證明和實驗分析都表明與基于跳面節(jié)點可靠性評估算法相比,該改進算法是一種更精確可靠性評估方法；同時在評價節(jié)點重要性方面,該方法優(yōu)于節(jié)點刪除法。 鑒于井下無線自組織網(wǎng)絡(luò)拓撲不固定的特點,傳統(tǒng)的基于固定拓撲的可靠性分析方法不適用于井下無線自組織網(wǎng)可靠性評估。本文針對拓撲變化的網(wǎng)絡(luò)可靠性求解提出了一種新的解決方法--基于考慮拓撲變化的可靠性分析算法。建立井下無線自組織網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型,用兩終端可

4、靠性評估網(wǎng)絡(luò)可靠性,并用該方法計算出實際井下通信無線網(wǎng)的可靠性值。在網(wǎng)絡(luò)可靠性的仿真實驗中,對不同節(jié)點數(shù)目的網(wǎng)絡(luò)仿真,理論和仿真實驗結(jié)果均證明該方法比基于跳面節(jié)點方法得出的可靠性高,更加準確的評估了無線網(wǎng)絡(luò)的實際可靠性。 從系統(tǒng)功能級出發(fā),用故障樹分析方法對井下通信網(wǎng)系統(tǒng)可靠性分析。建立系統(tǒng)失效故障樹模型,計算出系統(tǒng)的失效度和有效度,根據(jù)系統(tǒng)的有效度評估系統(tǒng)的可靠性。 最后,綜合以上方面對井下通信網(wǎng)系統(tǒng)可靠性進行綜合評估