基于無(wú)線傳感網(wǎng)的邊坡防災(zāi)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)多山川等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的國(guó)家。隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，山區(qū)鐵路里程在全國(guó)鐵路總里程中占的比重越來(lái)越大。由于多雨水氣候的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁，所以需要將邊坡防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)部署在此區(qū)域的鐵路沿線，以防止鐵路的安全正常運(yùn)營(yíng)受到坍塌、泥石流等自然災(zāi)害的影響，避免其危害到國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，低功耗和多功能的傳感器得以應(yīng)用而生，使得大規(guī)模廉價(jià)的小型傳感器可以部

2、署在被監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，無(wú)線傳感器技術(shù)的應(yīng)用范圍也將更加廣泛，為鐵路沿線的邊坡防災(zāi)與監(jiān)測(cè)帶來(lái)了新的研究方向。本文根據(jù)鐵路邊坡防災(zāi)監(jiān)測(cè)的需求，設(shè)計(jì)了采集節(jié)點(diǎn)模塊、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)模塊和地面服務(wù)器模塊三部分組成的完整的防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作完成對(duì)山區(qū)鐵路沿線的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，預(yù)測(cè)和防治坍塌、滾石等突發(fā)事件，并及時(shí)向調(diào)度中心的工作人員發(fā)出預(yù)警信息。
　　由于傳感器節(jié)點(diǎn)自身能量有限，而山區(qū)邊坡環(huán)境復(fù)雜惡劣，不利于對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新或者

3、能量補(bǔ)充，所以傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗速率將是決定邊坡防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能和壽命周期的關(guān)鍵。本文分析了傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗的分布情況，指出了能耗主要發(fā)生在數(shù)據(jù)傳輸階段，所以為了提高系統(tǒng)性能，需要設(shè)計(jì)一個(gè)良好有效的無(wú)線傳感網(wǎng)路由協(xié)議。在分析對(duì)比當(dāng)前幾類(lèi)常用的無(wú)線傳感網(wǎng)路由算法之后，針對(duì)分簇算法和蟻群算法的不足點(diǎn)，結(jié)合邊坡防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)路由的特征，提出了基于虛擬網(wǎng)格非均勻分簇的蟻群改進(jìn)算法，對(duì)選舉簇頭的方法和簇頭網(wǎng)絡(luò)間的路由進(jìn)行了優(yōu)化。在分簇階段，算法將