基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的邊坡防護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、安全是鐵路運(yùn)輸永恒的主題。在列車車體以及設(shè)備正常的情況下，必須要保證軌道正常并且沒有異物入侵鐵路限界，列車才能安全行駛。但是我國山區(qū)鐵路建設(shè)比重較大，由于自然災(zāi)害或者人為的原因，線路穿過山區(qū)時可能會發(fā)生崩塌、滾石等災(zāi)害，一旦山坡上的危石落入線路，將嚴(yán)重威脅行車安全。為了促進(jìn)列車的安全運(yùn)行，論文對鐵路運(yùn)輸中的滾石侵限自動監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了深入研究，開發(fā)出針對滾石侵限的防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)對保證山區(qū)鐵路的運(yùn)營安全具有重大意義。
　　論

2、文從安全、科學(xué)的角度出發(fā)，提出了采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)監(jiān)測鐵路運(yùn)輸過程中邊坡安全的系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)首先根據(jù)邊坡環(huán)境的具體要求，結(jié)合光纖光柵技術(shù)相對于傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢，選擇了合理的傳感器類型；根據(jù)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集的需求以及被動柔性防護(hù)網(wǎng)的受力特點(diǎn)，提出了傳感器節(jié)點(diǎn)的部署方案；傳感器節(jié)點(diǎn)部署完成后，通過傳感器監(jiān)測到的信號的動態(tài)以及靜態(tài)規(guī)律與被動柔性防護(hù)網(wǎng)破壞狀態(tài)時的臨界值來綜合確定預(yù)報模型和報警觸發(fā)條件。在深入研究面向?qū)崟r監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)

3、絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析并在現(xiàn)有的通信協(xié)議中優(yōu)選了適合本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。
　　論文在分析系統(tǒng)架構(gòu)的過程中，始終貫穿著能效機(jī)制，提出了節(jié)點(diǎn)混合部署方案和分簇線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)兩種節(jié)能方案。在節(jié)點(diǎn)混合部署方案中，論文將監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)分為普通傳感器節(jié)點(diǎn)和冗余傳感器節(jié)點(diǎn)，以每個監(jiān)測區(qū)域的總能量與能量消耗速度之比保持一致為依據(jù)，推導(dǎo)出冗余節(jié)點(diǎn)的密度公式。在系統(tǒng)中均勻布置普通傳感器節(jié)點(diǎn)，根據(jù)密度公式布置冗余節(jié)點(diǎn)，論文對

4、該設(shè)計方案進(jìn)行理論分析并且通過OMNeT++平臺進(jìn)行仿真驗(yàn)證，得出了節(jié)點(diǎn)混合部署方案下系統(tǒng)生命周期是節(jié)點(diǎn)均勻部署方案下系統(tǒng)生命周期的2倍的結(jié)論。在分簇線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，針對邊坡防護(hù)的實(shí)際情況，論文在分簇路由思想的主導(dǎo)下，對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行合理分簇，建立分簇的線形網(wǎng)絡(luò)模型，使得能量在每個簇內(nèi)得到有效的均衡，延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
　　本文在對整個系統(tǒng)總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究延長系統(tǒng)生命周期的方案，從理論分析和仿真實(shí)現(xiàn)兩個角度驗(yàn)證了系