【摘要】：煤礦信息物理融合系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems,CPS)是通過集成傳感器、執(zhí)行器、控制器和網(wǎng)絡(luò)化物理設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了煤礦井下物理環(huán)境與信息世界中人、機(jī)、物、環(huán)境、信息等要素相互映射、實(shí)時(shí)交互、高效協(xié)同的大型、分布式、實(shí)時(shí)性異構(gòu)系統(tǒng),具有規(guī)模大、分布廣、實(shí)時(shí)性、異構(gòu)性等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)相比較,其資源調(diào)度過程更為靈活、復(fù)雜,資源之間異構(gòu)性強(qiáng),動態(tài)不斷改變,且系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)改變,系統(tǒng)所處的物理環(huán)境難以精確預(yù)測,這些都給其資源可信性帶來了巨大挑戰(zhàn)。針對煤礦井下不確定的物理環(huán)境變化和生產(chǎn)工作需求,評估煤礦CPS資源可信性,成為煤礦CPS研究的關(guān)鍵問題之一。本文通過研究資源調(diào)度策略,分析煤礦CPS資源特征,構(gòu)建基于資源的煤礦CPS模型,對煤礦CPS資源可信性進(jìn)行評估。首先,根據(jù)煤礦CPS的特征以及體系架構(gòu),分析煤礦CPS調(diào)度策略,提出一種結(jié)合PTIDES語義的資源限制調(diào)度策略LS-ZSFPTIDES,通過比較分析LS-ZSFPTIDES調(diào)度策略,驗(yàn)證了LS-ZSFPTIDES調(diào)度策略能夠提高煤礦生產(chǎn)中事件的調(diào)度成功率,同時(shí)適應(yīng)煤礦內(nèi)部事件的高并發(fā)性特點(diǎn)。其次,分析煤礦CPS資源特征,通過將建模仿真平臺PtolemyⅡ的層次化結(jié)構(gòu)建模思想引入到建立煤礦CPS模型過程中,使得所建立的基于資源的煤礦CPS模型具有時(shí)間與空間一致性特征,同時(shí)其連續(xù)的物理世界與離散的信息空間通過網(wǎng)絡(luò)化深度融合。最后,結(jié)合煤礦CPS資源特征和基于資源的煤礦CPS模型,將資源作為煤礦CPS可信屬性評估參數(shù),采用層次分析方法(AHP)建立煤礦CPS資源可信性指標(biāo)模型,針對煤礦CPS運(yùn)行環(huán)境的動態(tài)、開放、網(wǎng)絡(luò)化特性,對煤礦CPS單個(gè)子系統(tǒng)與子系統(tǒng)間交互過程進(jìn)行可信性評估。通過構(gòu)建基于煤礦CPS的風(fēng)電瓦斯閉鎖系統(tǒng),驗(yàn)證提出的可信性評估方法的有效性。圖29幅,表8個(gè),參考文獻(xiàn)59個(gè)
【圖文】：

安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和物理設(shè)備下進(jìn)行的。由于煤礦井下特殊物理環(huán)境，因要構(gòu)建一個(gè)符合煤礦生產(chǎn)需求的框架結(jié)構(gòu)。從煤礦的生產(chǎn)工作需求方面以將其劃分為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，此網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用數(shù)據(jù)管理層、網(wǎng)和物理設(shè)備層，如圖 2-1 所示。物理設(shè)備層是在物理環(huán)境中工作的物理要有傳感器設(shè)備、軌道運(yùn)輸設(shè)備、人員定位設(shè)備、報(bào)警設(shè)備等，用來對中的生產(chǎn)活動進(jìn)行安全監(jiān)控；網(wǎng)絡(luò)連接層是物理設(shè)備之間通過無線網(wǎng)絡(luò)路組成，主要用于物理設(shè)備之間的信息交換；應(yīng)用數(shù)據(jù)管理層主要用于監(jiān)測巷道環(huán)境和工作情況，，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)系統(tǒng)工作情況。

2 煤礦 CPS 及 PTIDES 模型分析嵌入式驅(qū)動開發(fā)技術(shù)和嵌入式硬件開發(fā)技術(shù)。自動控制技術(shù)主要包括控術(shù)、可靠性技術(shù)、功能安全技術(shù)等技術(shù)。計(jì)算理論技術(shù)主要包括普適計(jì)布式計(jì)算、嵌入式計(jì)算、云計(jì)算[47]以及可信計(jì)算等。網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在S 中也起著至關(guān)重要的作用，網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)�？傊�，隨著煤礦 CPS 相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)飛促使煤煤礦信息物理融合系統(tǒng)的發(fā)展步伐大大加快，但由于其與傳統(tǒng)系加復(fù)雜特殊，煤礦信息物理融合系統(tǒng)的發(fā)展仍然存在許多待解決的問題
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD76;TP202

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2697931