井下无人驾驶系统中的机车通信行为策略研究

发布时间：2017-08-25 09:04

  本文关键词：井下无人驾驶系统中的机车通信行为策略研究

  更多相关文章： 通信行为 移动接入网络 区域划分 串行干扰消除 马尔科夫决策过程

【摘要】：井下机车无人驾驶系统可以减少井下工作人员数量,有效避免因调度、操作失误而发生的运输事故,具有巨大的社会效益和经济效益。可靠的无线数据传输是实现无人驾驶的前提,本论文研究机车在运行过程中与轨旁基站的通信行为问题,提出了接入策略和切换策略,具体工作如下：(1)提出了双侧对称冗余的井下移动接入网络模型,以提高无线通信的可靠性。在巷道两侧对称布设基站,并根据接入和切换需求对基站进行合理排布,从而构成井下无线通信冗余结构,为无人驾驶系统提供良好的无线通信环境。(2)提出了基于基站覆盖区域划分的机车接入优化策略,使机车总通过时间和基站覆盖范围利用率的整体效果得到优化。首先建立基站通信覆盖范围内的区域划分模型,再根据相关分析得到干扰约束条件和优化目标；然后通过理论推导得到区段划分数与基站通信覆盖半径的关系,机车所在区段的位置与发射功率的关系；最后提出串行干扰消除的区域划分策略。通过仿真实验,所提接入策略可以实现一个基站同时接入三辆机车,整体优化效果可以提高50%以上。(3)提出了基于马尔科夫决策过程模型的基站切换策略,以最大化由带宽、时延、信令开销构成的网络期望总效用。首先建立井下无线切换模型；然后引入折中因子将可用带宽、切换时延结合得到收益函数,再将通信收益与切换信令开销结合定义效用函数；最后采用无穷阶段的折扣模型,使用贝尔曼方程迭代计算得到基于马尔科夫决策过程模型的切换策略。通过仿真实验,所提切换策略得到的期望总效用优于同侧基站切换方案和高带宽基站切换方案。
【关键词】：通信行为 移动接入网络 区域划分 串行干扰消除 马尔科夫决策过程
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD655
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-22
• 1.1 研究背景及意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-20
• 1.2.1 井下机车无人驾驶系统研究现状16-17
• 1.2.2 井下无线通信系统研究现状17-18
• 1.2.3 井下机车通信行为研究现状18-20
• 1.3 本课题依托的项目20
• 1.4 本文研究内容和章节安排20-22
• 1.4.1 本文研究内容20
• 1.4.2 本文章节安排20-22
• 第二章 无线通信系统中的接入和切换相关技术22-32
• 2.1 干扰管理接入技术22-25
• 2.1.1 干扰消除技术22-23
• 2.1.2 干扰协调技术23-24
• 2.1.3 功率控制技术24-25
• 2.2 无线切换技术25-30
• 2.2.1 切换环境和准则25-28
• 2.2.2 切换流程分析28-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第三章 井下移动接入网络模型32-38
• 3.1 井下通信网络物理模型32-35
• 3.1.1 井下机车无人驾驶系统结构32-33
• 3.1.2 井下通信网络结构33-35
• 3.2 井下移动接入网络模型35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 基于覆盖区域划分的无线接入策略38-53
• 4.1 井下无线接入模型38-41
• 4.1.1 相关定义和约束38-39
• 4.1.2 基于区域划分的问题模型39-41
• 4.2 基于SIC的区域划分策略41-47
• 4.3 仿真结果及分析47-52
• 4.3.1 仿真场景参数设定47
• 4.3.2 仿真结果分析47-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 基于马尔科夫决策过程的无线切换策略53-64
• 5.1 井下无线切换模型53-55
• 5.2 基于马尔科夫决策过程的切换策略55-59
• 5.2.1 机车切换决策时刻55
• 5.2.2 无线通信系统状态空间55-56
• 5.2.3 机车切换行为空间56
• 5.2.4 系统状态转移概率56-57
• 5.2.5 切换数据效用函数57-58
• 5.2.6 优化方程58-59
• 5.3 仿真结果及分析59-63
• 5.3.1 仿真场景参数设定59-60
• 5.3.2 仿真结果分析60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况70-71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;英国:无人驾驶的出租车[J];安全与健康;2004年16期

2 贾祝广;孙效玉;王斌;张维国;;无人驾驶技术研究及展望[J];矿业装备;2014年05期

3 文保;;列车“独行”三小时[J];铁道知识;2005年06期

4 谭铁安;;无人驾驶植保飞机推广中的问题浅析[J];农药市场信息;2013年12期

5 Frans Nuyts;无人驾驶传送车可以实现装配柔性化[J];机电信息;2000年10期

6 汪融;飞得更高并能返回的无人驾驶遥控飞机[J];高科技纤维与应用;1996年Z1期

7 ;力拓寻求使用无人驾驶卡车打造自动化“未来之矿”[J];采矿技术;2012年02期

8 杨彪 ,刘兴东;无人驾驶消防车、消防直升机问世[J];安全与健康;2003年07期

9 孝文;;未来汽车 云计算防车祸[J];科学之友(上旬);2012年01期

10 苏鸿英;;无人驾驶的板锭导向运输车[J];中国有色金属;2008年21期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 王当利;;无人驾驶船舶的发展途径[A];中国航海学会内河船舶驾驶专业委员会学术年会论文集[C];2004年

2 李振宇;;基于Boids群聚模型的无人驾驶机群[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

3 蒋苹;罗亚辉;孙松林;谢方平;肖明涛;;机滚船遥控驾驶系统的研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

4 朱建坤;徐友春;李永乐;赵玉t，

本文编号：736208