井下协同疏导机制下的险情模糊位置辨析与语音逃生导航方法的研究

发布时间：2020-04-18 21:57

【摘要】：煤矿安全生产一直备受关注,如何确保矿工人身安全、提高应急情况下矿工逃生自救的成功率,一直是煤矿安全生产领域的研究重点。目前,不论是传统矿井还是高度智能化的现代矿井,险情数据主要来源于井下传感器识别及管理员上报,险情信息获取过程中缺少普通矿工与应急指挥中心的信息协同,继而带来了险情数据来源途径较窄且主观性较强等问题。这种不全面的险情获取方式易导致指挥中心在应急情况下对矿工做出不完善的疏导方案。同时,在矿工逃生导航方面,现有研究缺少一种实时、直观的逃生疏导方法。以上原因导致了应急情况下矿工逃生疏导效率的低下。针对以上问题,本文提出一种矿工与应急指挥中心的应急协同疏导机制。在该机制中,针对如何从矿工提交的语音信息中确定隐藏险情,提出一种基于矿工语音数据分析的险情模糊位置辨析方法,以此丰富险情发现方式、完善险情数据库。同时,为提高矿工逃生疏导的效率,提出一种直观的语音逃生导航方法。本文主要研究工作有以下几方面:(1)设计了井下应急协同疏导平台。详细分析了井下协同疏导机制的工作原理及应急协同疏导平台各模块相互协作的具体流程。(2)提出了一种应急协同疏导过程中险情模糊位置的辨析方法。应急指挥中心将采集到的矿工语音数据转化为文本数据,并对该文本数据进行中文预处理、数据格式化以及基于优先级的模糊数据补全等操作,继而结合井下生产实际发掘数据中隐藏的险情数据。最后,结合矿工运动状态与险情相对位置,确定隐藏险情模糊位置。(3)设计并实现了井下人员实时语音逃生导航。应急指挥中心对井下险情数据进行分析,结合井下环境数据、GIS数据及矿工当前状态数据(位置、移动状态、生理机能等数据),使用Dijkstra算法为矿工动态、实时地计算最佳逃生线路。矿工通过随身移动端获取自身移动状态,结合最佳逃生线路、井下GIS数据,生成实时导航文本,并借助移动端中的语音工具——MSC-SDK,将导航文本以语音形式进行播报,实现逃生时的实时语音导航。(4)实现了井下应急协同疏导平台原型系统,并通过仿真实验验证了在井下协同疏导机制下,所提出的险情模糊位置辨析方法对于隐藏险情发现的有效性。同时,也验证了在应急情况下,实时语音逃生导航方法对提高矿工逃生自救效率的有效性。
【图文】：

语音识别,功能齐全,操作方法,成功率

用的是科大讯ＫＭＳＣ邋（Ｍｏｂｉｌｅ邋Ｓｐｅｅｃｈ邋Ｃｌｉｅｎｔ，移动语音终端）Ａｎｄｒｏｉｄ邋ＳＤＫ。逡逑该ＳＤＫ提供了功能齐全的ＡＰＩ，且语音识别成功率在９８％以上。ＭＳＣ邋ＳＤＫ的逡逑主要ＡＰＩ如图２．１所示。逡逑６逡逑

界面图,平台,界面

计符合研宄需求的ＧＩＳ数据，帮助研宄人员专注于研究，从而节省了大量的基逡逑础工作时间。逡逑使用ＳｕｐｅｒＭａｐ邋ＧＩＳ制图软件设计井下ＧＩＳ数据流程如图２．３所示。逡逑导入逡逑ＳｕｐｅｒＭａｐ邋｜井下地图Ｊ去噪－配准－设｜逦｜构建井下各类资源的｜邋ｆｃ｜拓扑构网、构建Ｉ导出、ＷＴＧ＼Ｔ逡逑ＧＩＳ平台｜逦ｙ｜置比例尺点数据集、线数据集ｐ＾］邋网络数据集逦Ｐ邋胖逡逑图２．３邋ＳｕｐｅｒＭａｐ邋ＧＩＳ平台设计井下ＧＩＳ数据流程逡逑Ｆｉｇ．２．３邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｕｓｉｎｇ邋ＳｕｐｅｒＭａｐ邋ＧＩＳ邋ｐｌａｔｆｏｎｎ邋ｔｏ邋ｄｅｓｉｇｎ邋ｄｏｗｎｈｏｌｅ邋ＧＩＳ邋ｄａｔａ逡逑由图２．３可知，通过将井下原始的地图导入至ＳｕｐｅｒＭａｐ邋ＧＩＳ平台后，经过逡逑去噪、配准、设置比例尺等操作后，再将井下各类资源以点、线等地理数据格逡逑式设计成点数据集和线数据集形式，，添加为井下ＧＩＳ数据基础数据。继而通过逡逑拓扑构网操作构建井下线路网，形成完整的井下ＧＩＳ数据，为后期的人员定位、逡逑危险源Ｐ０１标注、语音逃生导航等业务处理提供了基础数据。逡逑２．４路径规划算法逡逑路径规划问题，就是依据某种最优准则，在特定工作空间中，寻找一条从逡逑起始状态到目标状态的、能够避开所有障碍物的、最少消耗（时间、路程等）逡逑的相对最佳路径。近些年来
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD79

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