基于Floyd算法的矿井避险路线决策系统的设计与实现
发布时间：2021-06-05 10:30
针对不可避免的煤矿事故而言,有效的救援和避险可以降低人员、财产的损失。本文以付村煤业为研究背景,基于应急救援方面的不足,研究和开发矿井避险路线决策系统。本文开发了一套基于floyd算法的最佳路径规划的矿井避险路线决策系统,该系统可以结合矿道损坏情况,动态规划避险路线,并通过电子地图直观显示给被困人员。本文首先研究了基于floyd算法的最佳避险路线规划,floyd算法具有运算量小、便于计算多点到多点的最短路径问题等优势,合适矿道网的路线规划;然后基于C#语言,采用MySQL数据库,并使用MO GIS作为地图操作引擎,分别进行了系统的需求分析和基于floyd算法的最佳路径规划、GIS管理、阻断信息设置、客户端管理、节点广播管理等功能设计;最终完成了矿井避险路线决策系统的各功能模块的编码实现,以及功能和性能测试,系统具备了上线运行的条件。在系统设计上,采用软件工程中的瀑布模型开发模式,详细介绍了矿井避险路线决策系统的业务需求、功能性需求、非功能性需求、架构设计、业务流程设计、数据库设计、功能模块实现和主要功能界面等内容。目前,矿井避险路线决策系统已经部署运行,在付村煤业的应急救援演练中指导被...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图S管理用例
3矿井避险路线决策系统的需求分析13根据井下巷道的通风口位置，避开瓦斯流动方向的路径。矿难救援人员首先需要清楚矿难的损毁情况，然后才能制定救援方案。救援人员获得损毁情况的方式有两种，一是进行各种传感器的评估，二是通过被困人员的通信描述。救援人员获得损毁情况后，需要通过矿井避险路线决策系统录入阻断矿道信息，为系统规划最佳逃生路线提供数据。阻断信息录入包括标记阻断路径、恢复阻断路径、提交阻断信息等功能。阻断信息设置功能用例图如图3-2所示。图3-2阻断信息设置用例图Figure3-2Blockinformationsettingusecasediagram（3）最佳路径规划最佳路径规划是矿井避险路线决策系统的重要功能，就是规划从被困矿工所在地到出口的最短路径，但是被困矿工分布在不同地方，因此系统需要根据不同的起始点进行规划。目前本文采用Floyd算法进行最短路径规划，后期可以根据效果进行算法调整。最佳路径规划包括算法参数设置、最佳路径计算、逃生路线显示等功能，最佳路径规划用例图如图3-3所示。图3-3最佳路径规划用例图Figure3-3Bestpathplanningusecasediagram
工程硕士专业学位论文14（4）客户端管理矿井避险路线决策系统需要在矿井中的关键位置安装计算机客户端，客户端主要显示最佳逃生路线、采集矿难损毁信息、播放广播等功能。节点就是一台安装在矿道中的工业计算机，客户端管理包括新增客户端、删除客户端、移动客户端等功能，新增客户端就是在系统中录入该客户端信息，并与系统进行链接。客户端管理用例图如图3-4所示。图3-4客户端管理用例图Figure3-4Clientmanagementusecasediagram（5）节点广播管理当发生矿难时，节点除了显示最佳避险路径外，还通过广播的方式为被困矿工指导脱困路线。在平时，节点广播可以播放安全生产新闻、安全规则等内容，加强对矿工的安全生产教育。节点广播管理包括选择播放节点、广播录音导入、广播节点设置等。节点广播管理功能用例图如图3-5所示。图3-5节点广播管理用例图Figure3-5Nodebroadcastmanagementusecasediagram（6）系统管理系统管理主要对矿井避险路线决策系统的用户进行管理，并且系统管理员还需要对系统中的数据进行备份，主要是地图数据、系统设置数据等。系统管理包
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿事故隐患大数据处理与知识发现分析方法研究[J]. 张长鲁. 中国安全生产科学技术. 2016(09)
[2]基于不确定因素下的Floyd算法改进[J]. 许克平,曾明月,鄢好,袁丽娟,彭圆红. 中国科技信息. 2016(18)
[3]对瓦斯分布区域避障的煤矿机器人路径规划方法[J]. 马西良,朱华. 煤炭工程. 2016(07)
[4]互联网+矿山应急救援技术研究[J]. 李文峰,冯永明,唐善成. 煤炭科学技术. 2016(07)
[5]煤矿应急救援研究现状及建议[J]. 商振,张虹,马汉鹏. 华北科技学院学报. 2016(03)
[6]基于GIS的煤矿灾害应急救援系统的应用[J]. 邵建涛. 黑龙江科技信息. 2016(11)
[7]基于软交换技术的煤矿语音救援系统[J]. 谭昆云,韩澎,巩朝杰,黄波. 黑龙江科技信息. 2016(02)
[8]浅析煤矿应急救援系统存在的问题及其对策[J]. 蒋飞. 现代国企研究. 2015(12)
[9]基于实时数据的井下避灾路线动态规划与发布方法研究[J]. 王金华,汪有刚,张雷,疏礼春. 中国煤炭. 2015(02)
[10]煤与瓦斯突出后最佳避灾路线的研究[J]. 杨林,刘勇,江成玉. 煤炭技术. 2014(12)
博士论文
[1]云计算环境下煤矿应急管理关键技术研究[D]. 马莉.西安科技大学 2014
硕士论文
[1]矿井火灾救援能力评估及应急处置研究[D]. 郭敏.中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) 2015
[2]基于移动智能终端的地下矿山应急救援信息平台的研究与实现[D]. 王瀚霆.江西理工大学 2015
[3]最优路径选择在煤矿避灾路线中的应用研究[D]. 孙研博.中国矿业大学 2014
[4]基于GIS井下避险系统的研究与应用[D]. 李玉萍.河北联合大学 2014
本文编号：3211996
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图S管理用例
3矿井避险路线决策系统的需求分析13根据井下巷道的通风口位置，避开瓦斯流动方向的路径。矿难救援人员首先需要清楚矿难的损毁情况，然后才能制定救援方案。救援人员获得损毁情况的方式有两种，一是进行各种传感器的评估，二是通过被困人员的通信描述。救援人员获得损毁情况后，需要通过矿井避险路线决策系统录入阻断矿道信息，为系统规划最佳逃生路线提供数据。阻断信息录入包括标记阻断路径、恢复阻断路径、提交阻断信息等功能。阻断信息设置功能用例图如图3-2所示。图3-2阻断信息设置用例图Figure3-2Blockinformationsettingusecasediagram（3）最佳路径规划最佳路径规划是矿井避险路线决策系统的重要功能，就是规划从被困矿工所在地到出口的最短路径，但是被困矿工分布在不同地方，因此系统需要根据不同的起始点进行规划。目前本文采用Floyd算法进行最短路径规划，后期可以根据效果进行算法调整。最佳路径规划包括算法参数设置、最佳路径计算、逃生路线显示等功能，最佳路径规划用例图如图3-3所示。图3-3最佳路径规划用例图Figure3-3Bestpathplanningusecasediagram
工程硕士专业学位论文14（4）客户端管理矿井避险路线决策系统需要在矿井中的关键位置安装计算机客户端，客户端主要显示最佳逃生路线、采集矿难损毁信息、播放广播等功能。节点就是一台安装在矿道中的工业计算机，客户端管理包括新增客户端、删除客户端、移动客户端等功能，新增客户端就是在系统中录入该客户端信息，并与系统进行链接。客户端管理用例图如图3-4所示。图3-4客户端管理用例图Figure3-4Clientmanagementusecasediagram（5）节点广播管理当发生矿难时，节点除了显示最佳避险路径外，还通过广播的方式为被困矿工指导脱困路线。在平时，节点广播可以播放安全生产新闻、安全规则等内容，加强对矿工的安全生产教育。节点广播管理包括选择播放节点、广播录音导入、广播节点设置等。节点广播管理功能用例图如图3-5所示。图3-5节点广播管理用例图Figure3-5Nodebroadcastmanagementusecasediagram（6）系统管理系统管理主要对矿井避险路线决策系统的用户进行管理，并且系统管理员还需要对系统中的数据进行备份，主要是地图数据、系统设置数据等。系统管理包
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿事故隐患大数据处理与知识发现分析方法研究[J]. 张长鲁. 中国安全生产科学技术. 2016(09)
[2]基于不确定因素下的Floyd算法改进[J]. 许克平,曾明月,鄢好,袁丽娟,彭圆红. 中国科技信息. 2016(18)
[3]对瓦斯分布区域避障的煤矿机器人路径规划方法[J]. 马西良,朱华. 煤炭工程. 2016(07)
[4]互联网+矿山应急救援技术研究[J]. 李文峰,冯永明,唐善成. 煤炭科学技术. 2016(07)
[5]煤矿应急救援研究现状及建议[J]. 商振,张虹,马汉鹏. 华北科技学院学报. 2016(03)
[6]基于GIS的煤矿灾害应急救援系统的应用[J]. 邵建涛. 黑龙江科技信息. 2016(11)
[7]基于软交换技术的煤矿语音救援系统[J]. 谭昆云,韩澎,巩朝杰,黄波. 黑龙江科技信息. 2016(02)
[8]浅析煤矿应急救援系统存在的问题及其对策[J]. 蒋飞. 现代国企研究. 2015(12)
[9]基于实时数据的井下避灾路线动态规划与发布方法研究[J]. 王金华,汪有刚,张雷,疏礼春. 中国煤炭. 2015(02)
[10]煤与瓦斯突出后最佳避灾路线的研究[J]. 杨林,刘勇,江成玉. 煤炭技术. 2014(12)
博士论文
[1]云计算环境下煤矿应急管理关键技术研究[D]. 马莉.西安科技大学 2014
硕士论文
[1]矿井火灾救援能力评估及应急处置研究[D]. 郭敏.中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) 2015
[2]基于移动智能终端的地下矿山应急救援信息平台的研究与实现[D]. 王瀚霆.江西理工大学 2015
[3]最优路径选择在煤矿避灾路线中的应用研究[D]. 孙研博.中国矿业大学 2014
[4]基于GIS井下避险系统的研究与应用[D]. 李玉萍.河北联合大学 2014
本文编号：3211996
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