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面向矿山救援的UWB雷达人员定位研究现状及展望
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作者 郑学召 马佳文 +3 位作者 黄渊 李强 任婧 刘钰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第4期9-18,共10页
超宽带(UWB)雷达穿透能力强,分辨率高,可穿透煤岩等非磁性矿井坍塌物探测并定位后方被困人员。介绍了UWB雷达定位原理及其在矿山救援中的应用。从雷达定位方法、动静态目标定位、单多目标定位3个方面系统梳理了UWB雷达人员定位技术的研... 超宽带(UWB)雷达穿透能力强,分辨率高,可穿透煤岩等非磁性矿井坍塌物探测并定位后方被困人员。介绍了UWB雷达定位原理及其在矿山救援中的应用。从雷达定位方法、动静态目标定位、单多目标定位3个方面系统梳理了UWB雷达人员定位技术的研究现状。指出目前该技术在矿山救援领域应用存在的问题:(1)在大厚度、非均匀、不连续介质环境中定位误差较大,有效探测距离有限。(2)非视距环境下,雷达回波信号较弱且杂波干扰显著,导致微动目标探测定位精度低,动态目标实时定位误差大。(3)多目标信号相互干扰和遮挡效应影响定位精度。对未来面向矿山救援的UWB雷达人员定位技术研究趋势作出展望:(1)通过构建跨模态信息融合模型、开发高适应性信息处理方法等优化UWB雷达定位系统,提升系统对矿井灾后环境的适应性。(2)改进动静态目标定位算法,结合贝叶斯网络或深度信念网络融合静态和动态目标特征,构建基于目标状态切换的综合定位模型,提升对动静目标综合定位的适用性。(3)改进UWB雷达回波处理算法,结合自适应波束成形技术、多输入多输出技术及优化的K-means++或熵分析分层算法,有效区分多目标位置信息,并通过大量模拟实验检验其在复杂环境中的适应性和可靠性。 展开更多
关键词 矿山应急救援 UWB雷达 人员定位 动态目标定位 多目标定位
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面向矿山救援的UWB雷达生命信息识别研究现状与展望
2
作者 郑学召 马扬 +2 位作者 黄渊 蔡国斌 丁文 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第7期12-20,共9页
超宽带(UWB)雷达可穿透煤岩等非磁性介质,实现坍塌物后人员生命信息探测。因矿井环境复杂,加载生命体征信号的UWB雷达探测回波易被环境噪声、杂波信号干扰,且人体目标信息识别困难。介绍了UWB雷达生命探测系统原理及其在矿山救援中的应... 超宽带(UWB)雷达可穿透煤岩等非磁性介质,实现坍塌物后人员生命信息探测。因矿井环境复杂,加载生命体征信号的UWB雷达探测回波易被环境噪声、杂波信号干扰,且人体目标信息识别困难。介绍了UWB雷达生命探测系统原理及其在矿山救援中的应用。从UWB雷达生命信息提取、动静态人体目标识别和生命体量化3个方面,对UWB雷达生命信息识别研究现状进行了归纳。指出目前UWB雷达生命探测技术在矿山救援领域应用存在的问题:①针对井下坍塌环境中非平稳信号与环境噪声等的滤除方法研究较少。②针对运动(或微动)目标姿势、行为、生命状态等信息的提取与表征方法有待改进,人体生命信息识别模型尚未完善且模型间特征关联性较低。③针对多目标产生的“混叠”问题缺乏解决方案。对面向矿山救援的UWB雷达生命信息识别研究方向作出展望:①不断优化多类矿山灾变环境的噪声与杂波自适应滤除方法。②构建适用于矿山救援领域的人体生命信息识别模型。③进一步提高对矿井遮蔽物后多目标的量化能力。④深入探究UWB雷达最佳探测频段确定方法。 展开更多
关键词 矿山救援 生命信息识别 UWB雷达 杂波滤除 生命信息提取 目标识别 生命体量化
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面向钻孔救援的UWB雷达探测技术研究进展 被引量:1
3
作者 肖明国 张彪 +3 位作者 康玉国 丁文 黄渊 郑学召 《煤炭技术》 CAS 2024年第6期174-177,共4页
钻孔救援技术在我国已有多起成功救援的案例,但目前用于钻孔救援的探测设备不能满足穿透探测需求,无法利用终孔打偏或造成坍塌的钻孔。UWB雷达具有穿透能力强、抗干扰能力强等诸多特性,可很好地适应灾后矿井环境,实现对障碍物后方的穿... 钻孔救援技术在我国已有多起成功救援的案例,但目前用于钻孔救援的探测设备不能满足穿透探测需求,无法利用终孔打偏或造成坍塌的钻孔。UWB雷达具有穿透能力强、抗干扰能力强等诸多特性,可很好地适应灾后矿井环境,实现对障碍物后方的穿透探测。为此,通过文献调研,从UWB雷达定位技术和UWB雷达成像技术两方面总结梳理了基于钻孔救援的UWB雷达探测技术的研究进展。总结出当前UWB雷达定位技术和成像技术在探测方式与装备、探测技术与理论以及回波信息处理技术与算法三方面存在的主要缺陷。针对性地提出了未来研究工作的重点:①研发基于钻孔救援的UWB雷达标识卡定位技术与装备;②结合距离选通技术、改进信息处理程序及CT领域算法研发、优化数据处理技术与算法;③通过雷达阵列分布、ICA算法、改进随机共振算法及融合主流技术构建生命信息识别系统。 展开更多
关键词 钻孔救援技术 UWB雷达 探测技术 定位技术 成像技术
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深井救援技术与装备研究现状和发展趋势
4
作者 文虎 侯宗宣 +2 位作者 郑学召 蔡国斌 严瑞锦 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第5期14-22,35,共10页
深井救援技术是指在深井事故救援过程中对被困人员进行救援各环节涉及的关键技术,主要包括环境侦测技术、生命探测技术、深井快速破拆技术、应急通信网络构建技术及保障深井事故救援顺利进行的其他辅助技术。深井救援装备是指在深井救... 深井救援技术是指在深井事故救援过程中对被困人员进行救援各环节涉及的关键技术,主要包括环境侦测技术、生命探测技术、深井快速破拆技术、应急通信网络构建技术及保障深井事故救援顺利进行的其他辅助技术。深井救援装备是指在深井救援技术实施过程中必要的硬件装备和软件平台等。研究深井救援技术和装备对于保障被困人员生命安全、减少事故损失至关重要。分析了深井救援装备及关键技术的研究现状,指出现有的救援技术和装备并不能完全满足复杂多变的环境要求,存在救援装备的通用性与专用性研究不足、救援装备智能化程度有待提升、网络协同能力难以满足救援复杂环境要求、救援装备创新性研究不足等问题。针对上述问题,展望了深井救援装备与技术的发展趋势:①深井救援装备应通过不同救援场景进行专用性和通用性划分,单一装备向多功能性、高可靠性、高机动性发展。②救援装备智能化、精准化、自主决策化,实现智能装备为主、人员为辅的救援模式。③构建急速组网、多模式组网、一体化救援网络平台。④集成TDLAS虽然目前并没有达到救援标准,但其高分辨率、高灵敏度和可集成化在未来将会发挥重要作用,以实现环境监测装备的高集成、轻量化、高效化。 展开更多
关键词 深井救援 救援装备 空天地一体 智能救援 侦测装备 挖掘/破拆装备 通信装备 吊升装备
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UWB雷达在矿山钻孔救援中的应用研究 被引量:3
5
作者 文虎 周博 +4 位作者 郑学召 康玉国 蔡国斌 黄渊 丁文 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第6期88-94,共7页
超宽带(UWB)雷达探测技术可实现面向钻孔救援的矿井人体目标探测,但UWB电磁波易受灾变矿井复杂环境影响,UWB雷达回波信号易受到灾变矿井背景杂波、环境噪声影响,导致难以实现灾变矿井人体目标精准探测。针对上述问题,介绍了基于UWB雷达... 超宽带(UWB)雷达探测技术可实现面向钻孔救援的矿井人体目标探测,但UWB电磁波易受灾变矿井复杂环境影响,UWB雷达回波信号易受到灾变矿井背景杂波、环境噪声影响,导致难以实现灾变矿井人体目标精准探测。针对上述问题,介绍了基于UWB雷达的井下目标探测场景及人体目标探测原理,分析了UWB电磁波特性研究现状和UWB回波噪声滤除方法研究现状。总结了存在的问题:①UWB电磁波在灾变矿井复杂环境中的传播特性需深入研究。②背景杂波产生原因尚未明晰,灾变矿井背景杂波与环境噪声滤除技术研究较少。③面向钻孔救援的UWB雷达人体目标探测技术仍需改进。针对现有技术的不足,展望了面向钻孔救援的UWB雷达井下人体目标探测技术的发展趋势:①深入研究UWB电磁波穿透传输关键表征参数对井下复杂环境特征的敏感程度。②构建适用于灾变矿井的背景杂波与环境噪声滤除方法。③深入优化面向钻孔救援的UWB雷达人体目标探测技术。 展开更多
关键词 钻孔救援 UWB雷达 人体目标探测 UWB电磁波 传播特性 噪声滤除
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不同领域下超宽带雷达探测呼吸心跳信号研究综述
6
作者 郑学召 丁文 +4 位作者 黄渊 蔡国斌 马扬 刘盛铠 周博 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期204-228,共25页
超宽带(UWB)雷达由于具有结构简单、发射功率低、穿透能力强、分辨能力高、传输速度快等诸多优势,逐渐成为多探测场景广泛应用的生命信息探测技术及装备。要完成生命信息的有效探测,关键是利用雷达回波信息处理技术从UWB雷达回波中提取... 超宽带(UWB)雷达由于具有结构简单、发射功率低、穿透能力强、分辨能力高、传输速度快等诸多优势,逐渐成为多探测场景广泛应用的生命信息探测技术及装备。要完成生命信息的有效探测,关键是利用雷达回波信息处理技术从UWB雷达回波中提取被测人员的呼吸心跳信号,这对不同场景实现生命信息的判定、位置信息的获取、疾病的监测和预防以及保障人员安全具有至关重要的意义。为此,该文介绍了UWB雷达及分类、电磁散射机理和探测原理;分析了呼吸心跳信号的雷达回波模型构建现状;从时域、频域、时频域分析方法等角度梳理了现有呼吸心跳信号的提取方法;并从矿山救援、地震救援、医疗健康、穿墙探测等场景归纳了呼吸心跳信号提取的研究进展。总结了当前研究中存在的主要问题,展望了未来研究工作应重点关注的领域。 展开更多
关键词 超宽带(UWB)雷达回波 生命信息探测 呼吸心跳信号 雷达回波模型 信号提取
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矿井钻孔救援通信技术的研究进展及趋势 被引量:13
7
作者 郑学召 王虎 +1 位作者 文虎 郭军 《工矿自动化》 北大核心 2017年第9期41-45,共5页
阐述了矿井钻孔救援通信技术原理,详细介绍了钻孔救援通信技术即钻孔救援探测技术、矿井救援指挥系统及可视化技术、钻孔救援高速传输及交换技术的国内外研究进展,指出了矿井救援通信技术亟需解决的问题及发展趋势:钻孔救援通信系统各... 阐述了矿井钻孔救援通信技术原理,详细介绍了钻孔救援通信技术即钻孔救援探测技术、矿井救援指挥系统及可视化技术、钻孔救援高速传输及交换技术的国内外研究进展,指出了矿井救援通信技术亟需解决的问题及发展趋势:钻孔救援通信系统各功能组成上应相互独立又有机统一,使系统在功能升级过程中不影响其他功能的正常使用;钻孔救援通信技术在进行音、视频图像采集,灾难现场环境监测,通信和存储等环节上应有更高的准确性;进一步提高数据通信系统的可靠性,使钻孔救援通信系统本身具有自检及恢复功能,为矿井救援方案的制定提供有效参考;完善与救援通信设备配套的应用软件,确保救援中信息实时交互传输,具有逼真的现场感,便于指挥人员后续的决策;研究数据采集系统错误及误差的判定及预警技术,使探测到的救援信息准确无误,提高救援效率及成功率。 展开更多
关键词 钻孔救援 应急救援 多媒体通信 救援探测 救援指挥 高速传输
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煤矿事故救援应急资源云构建研究 被引量:5
8
作者 马莉 李树刚 唐善成 《煤炭工程》 北大核心 2013年第6期122-124,127,共4页
文章借鉴"云计算"的思想、服务层次和关键技术,提出了煤矿事故救援应急管理的新模式——基于面向服务构架SOA的煤矿事故救援应急云,并介绍了其总体结构,重点分析了煤矿事故救援应急资源云中的多源应急信息资源,明确了煤矿事... 文章借鉴"云计算"的思想、服务层次和关键技术,提出了煤矿事故救援应急管理的新模式——基于面向服务构架SOA的煤矿事故救援应急云,并介绍了其总体结构,重点分析了煤矿事故救援应急资源云中的多源应急信息资源,明确了煤矿事故救援应急资源云服务的内容。文章提出的煤矿事故救援应急云将通过开放架构、开放标准和开放接口,实现煤矿事故救援应急软、硬资源的多源异构信息集成,以云服务的形式向煤矿应急需求用户提供应急信息资源服务。 展开更多
关键词 煤矿事故 应急救援 应急云 云计算 应急资源云 面向服务构架SOA
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煤矿救援机器人研究现状及发展趋势 被引量:18
9
作者 郑学召 赵炬 +1 位作者 张铎 郭军 《工矿自动化》 北大核心 2019年第9期7-12,共6页
介绍了煤矿救援机器人动力系统、防爆设计、多参数监测及通信系统等的国内外研究现状及应用情况,指出煤矿救灾机器人存在续航能力有限、行走控制距离短、防爆材料质量大、信息处理与传输可靠性差等问题。展望了煤矿救灾机器人的发展趋势... 介绍了煤矿救援机器人动力系统、防爆设计、多参数监测及通信系统等的国内外研究现状及应用情况,指出煤矿救灾机器人存在续航能力有限、行走控制距离短、防爆材料质量大、信息处理与传输可靠性差等问题。展望了煤矿救灾机器人的发展趋势:研发适用于煤矿领域的新能源电池是煤矿救援机器人动力电源的发展趋势之一;研发具有自主行走、定位与路径规划的智能化机器人是未来煤矿救援机器人发展的趋势;防爆材料轻量化、多源信息智能融合、无线加有线的通信方式也将是煤矿救援机器人智能多元化发展的方向。 展开更多
关键词 煤矿救援机器人 动力电源 智能化行走 防爆设计 无线通信 多源信息智能融合
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面向钻孔救援的超宽带雷达技术研究现状与方向 被引量:10
10
作者 郑学召 孙梓峪 +2 位作者 张嬿妮 张铎 徐承宇 《工矿自动化》 北大核心 2021年第8期20-26,共7页
针对目前基于视音频的钻孔生命信息识别技术在矿山救援过程中所面临的视频遇障失效和声波衰减速度快的问题,研究了能穿透煤岩体、砖墙等障碍物进行非接触式测量,实现生命信息识别的超宽带(UWB)雷达技术。从UWB电磁波的传输衰减特性、杂... 针对目前基于视音频的钻孔生命信息识别技术在矿山救援过程中所面临的视频遇障失效和声波衰减速度快的问题,研究了能穿透煤岩体、砖墙等障碍物进行非接触式测量,实现生命信息识别的超宽带(UWB)雷达技术。从UWB电磁波的传输衰减特性、杂波的滤除与优化、目标生命识别方法3个方面分析了UWB雷达技术在矿山钻孔救援中应用的现状和存在的问题:①UWB电磁波可对障碍物后人员生命信息进行识别与定位,其衰减与电场强度、磁场强度、频率和介质有关,但目前针对UWB电磁波传输衰减特性的研究缺乏对不同温度、探测频率、变质程度下各种煤岩体与UWB电磁波传输衰减之间的关系研究,对UWB电磁波的频率、入射角、极化形式等关键参数及变化特征与UWB电磁波衰减的关系研究较少。②采用经验模态分解法、MUSIC算法等方法可以对UWB电磁波中的杂波进行滤除,但缺乏对杂波滤除后有效波特征和信息的准确提取和科学表征,难以提高生命信息特征提取与识别的速度与精度。③UWB电磁波可以实现对障碍物后多目标人员生命体征如呼吸或心跳的捕捉,采用多雷达观测点可以提高低信噪比环境下生命信息探测的准确性,但目前的研究缺乏对呼吸、心跳、胸腔起伏、体温等多方位、多角度的系统识别与量化分析,缺乏对生命信息识别模型的优化方法。针对存在的问题,指出了UWB雷达技术在矿山钻孔救援应用中的研究方向:①研究不同条件下各煤岩体自身性质和电磁波相关参数对UWB电磁波在煤岩体中传输衰减的影响,得出其传输衰减规律。②研究适用于矿井环境下杂波的滤除优化与回波特征提取算法,利用回波中的有效特征建立学习样本数据库。③构建适用于矿井环境的人员生命信息识别模型,结合样本数据库对模型不断优化,以提高生命信息识别的精度和速度。 展开更多
关键词 矿山钻孔救援 钻孔垂直救援 超宽带雷达 生命信息识别 UWB电磁波传输衰减 杂波滤除 UWB
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矿山救援机器人群设计 被引量:3
11
作者 文虎 刘洋 +1 位作者 郑学召 郭军 《工矿自动化》 北大核心 2019年第9期34-39,共6页
针对目前矿山机器人适应性差、通信能力弱、机动性差等问题,设计了矿山救援机器人群。该机器人群主要包括通信机器人、搜救机器人、辅助救援机器人和数据处理中心。通信机器人利用超宽带雷达进行生命探测,找出被困人员的具体位置,同时... 针对目前矿山机器人适应性差、通信能力弱、机动性差等问题,设计了矿山救援机器人群。该机器人群主要包括通信机器人、搜救机器人、辅助救援机器人和数据处理中心。通信机器人利用超宽带雷达进行生命探测,找出被困人员的具体位置,同时通过内置中继设备保证救援过程中的信息传输;搜救机器人按照实时路径规划行驶并传回音频、视频、井下环境信息,在找到被困人员之后充当通信设备,构建救援人员与被困人员的通信渠道;辅助救援机器人包括负责打通救援路径的清障机器人和为被困人员输送救援物品的物资运送机器人;数据处理中心根据被困人员位置信息,通过GIS规划搜救机器人的搜救路线,并根据井下实时信息进行路径修正。机器人群中各类机器人相互协作、功能互补、信息统一化处理,可有效减少因灾后环境不明而带来的二次伤害,提高救援效率。 展开更多
关键词 矿山救援 机器人群 通信机器人 搜救机器人 辅助救援机器人 清障机器人 物资运送机器人
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基于钻孔救援的UWB雷达波传输衰减研究及展望 被引量:1
12
作者 文虎 刘盛铠 +3 位作者 郑学召 蔡国斌 黄渊 张会 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期42-49,共8页
快速精准地获取井下受灾人员位置是钻孔救援前期生命信息探测的关键问题。针对在垂直钻孔救援过程中,由于探测区域巷道坍塌或终孔位置偏移,无法快速准确地获取被困人员位置,耽误救援的黄金时间,影响人员生命安全的问题,通过开展UWB雷达... 快速精准地获取井下受灾人员位置是钻孔救援前期生命信息探测的关键问题。针对在垂直钻孔救援过程中,由于探测区域巷道坍塌或终孔位置偏移,无法快速准确地获取被困人员位置,耽误救援的黄金时间,影响人员生命安全的问题,通过开展UWB雷达波传输衰减研究,为现场救援指挥人员快速制定救援方案。分析了UWB雷达波应用于矿山钻孔救援的现状和需求,并结合矿山钻孔救援背景,指出UWB雷达波传输衰减规律,从介质的各向同异性分析了介质的特性参数对雷达波传输衰减的影响;从介电常数、电导率、磁导率和时空变化4个方面分析了介质的电性参数对雷达波传输衰减的影响;从雷达频率和极化2个方面分析了雷达特征参数对雷达波传输衰减的影响。根据上述分析,指出目前对UWB雷达波同时穿透煤岩体等各向异性介质的研究和介质传播衰减机理研究较少;在井下复杂多变或模拟受灾后环境的UWB雷达波传输衰减理论与实验较少,相关规律总结较少;UWB雷达波关键参数与影响因素之间的映射关系数据库尚未完善。并给出未来需研究的关键技术:(1)对煤岩体等各向异性介质在宏观与微观上进行研究;(2)搭建灾变环境条件下雷达波传输衰减实验模拟系统;(3)增加灾变后非结构环境下UWB雷达信号传播特性的研究与信道建模数值模拟。 展开更多
关键词 垂直钻孔救援 UWB雷达波 传输衰减 雷达特征参数 介质电性参数
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基于案例推理与多目标优化的高层建筑火灾救援装备调配
13
作者 郑学召 张会 +3 位作者 徐承宇 童鑫 范永超 严瑞锦 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期615-626,共12页
为提升高层建筑火灾应急救援效率,减少事故可能造成的人员伤亡和经济损失,首先建立高层建筑火灾典型案例库,构建消防救援装备需求预测模型求解事故点消防救援装备需求量;其次从效率、合理性、可靠性3方面提出消防救援装备调配方案优化... 为提升高层建筑火灾应急救援效率,减少事故可能造成的人员伤亡和经济损失,首先建立高层建筑火灾典型案例库,构建消防救援装备需求预测模型求解事故点消防救援装备需求量;其次从效率、合理性、可靠性3方面提出消防救援装备调配方案优化目标并构建对应的目标函数,建立了调配时间最短前提下应急出救点最少、调配路线最可靠的多目标优化模型;最后采用实例验证方案优化效果,以西安市主城区21个应急出救点为研究对象,运用需求预测模型求解目标事故算例的消防救援装备需求,根据研究区域和应急出救点概况,使用ArcGIS网络分析求解各应急出救点到事故点的调配最短时间,利用构建的多目标优化模型选出最优调配方案。结果表明:最优调配方案的调配时间为7′34″,应急出救点数量为7个,可靠率为64%,验证了模型及求解方法的有效性和可行性;最终在ArcGIS中实现最优调配方案路径的可视化。研究结果能够为解决城市高层建筑火灾受灾区域内的应急需求问题提供可靠方案,为城市高层建筑火灾实现高效应急救援提供指导。 展开更多
关键词 高层火灾 应急救援 装备调配 ARCGIS 需求预测 多目标优化
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陕西省突发公共卫生事件应急能力评价
14
作者 郑学召 张心怡 +2 位作者 童鑫 熊艳玲 苏海蛟 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第2期211-223,共13页
为探究突发公共卫生事件应急能力提升路径,基于应急管理全过程理论,遵循“分析-评价-提升”的逻辑,首先,分析突发公共卫生事件特点与发展变化规律,构建包含预防与准备、监测与预警、处置与救援、恢复与重建4项一级指标,以及23项二级指... 为探究突发公共卫生事件应急能力提升路径,基于应急管理全过程理论,遵循“分析-评价-提升”的逻辑,首先,分析突发公共卫生事件特点与发展变化规律,构建包含预防与准备、监测与预警、处置与救援、恢复与重建4项一级指标,以及23项二级指标的评价指标体系;然后结合主成分分析,运用熵权TOPSIS法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)和秩和比法(Rank-Sum Ratio,RSR)构建应急能力评价模型;最后,分析陕西省10个地级市2018-2022年数据,得到各地级市公共卫生事件应急能力评价等级。结果表明:陕西省应急能力分布总体呈现中部高而四周低,北部较高、东南部较低的空间格局;研究期内西安市的应急能力总体表现最优,评分均在0.65以上,其次为榆林、咸阳、铜川和宝鸡;西安市应急能力较为均衡,部分地级市恢复重建能力占比仍有待提升;卫生机构覆盖率、社区卫生服务中心覆盖率和疾病预防控制中心覆盖率为影响突发公共卫生事件管控的最有效因素。研究结果为提升突发公共卫生事件的应对能力提供了一定的实践借鉴。 展开更多
关键词 突发事件 应急能力评价 公共卫生 主成分分析法 熵权TOPSIS 秩和比法
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极端条件下应急通信系统关键技术
15
作者 文虎 刘一丹 +3 位作者 郑学召 蔡国斌 黄渊 严瑞锦 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第2期224-235,共12页
针对目前断路、断电、断网等极端条件下的应急通信系统存在的问题以及技术盲点,开展应急通信系统关键技术研究及系统架构设计。首先通过分析灾后断路、断电、断网原因,得出极端条件下应急通信系统三大需求特点;其次对通信系统的可靠性... 针对目前断路、断电、断网等极端条件下的应急通信系统存在的问题以及技术盲点,开展应急通信系统关键技术研究及系统架构设计。首先通过分析灾后断路、断电、断网原因,得出极端条件下应急通信系统三大需求特点;其次对通信系统的可靠性提升、灵活适应、快速部署三大类关键技术进行深入探索,分析了空天地网络切片、网络协同技术等多个技术的业务类型、适用情景及性能特点;然后建立以“空天地一体化”通信系统为主框架,“公专结合、宽窄融合”相辅助的集中冗余型应急通信系统,并提出了涵盖终端层、接入层、网络层和决策层的多层次资源协同管理应急通信方案;最后设计出极端条件下多场景联动、多方式优选的应急通信系统架构流程与应用模式。结果表明:该应急通信系统能够在极端条件下,实现通信网络全覆盖、多源信息实时传输与分析和各层次资源共享,从而提高了应急通信保障能力和快速恢复能力。研究能够为极端条件下应急通信的恢复与保障问题提供可靠的解决方案。 展开更多
关键词 应急通信系统 极端条件 断路断电断网 空天地一体化 应急救援
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煤田火灾监测技术研究现状及展望 被引量:6
16
作者 郑学召 贾勇骁 +2 位作者 郭军 文虎 王宝元 《工矿自动化》 北大核心 2019年第5期6-10,61,共6页
对磁探法、电阻率法、无线电波法、地质雷达法、气体测量法、同位素测氡法、温度法、遥感法等煤田火灾监测技术的研究现状进行了综述,对比了各技术的优缺点,指出现有煤田火灾监测技术存在环境因素限制多、成本高、自身技术局限多等问题... 对磁探法、电阻率法、无线电波法、地质雷达法、气体测量法、同位素测氡法、温度法、遥感法等煤田火灾监测技术的研究现状进行了综述,对比了各技术的优缺点,指出现有煤田火灾监测技术存在环境因素限制多、成本高、自身技术局限多等问题;对煤田火灾监测技术进行了展望,指出无人机挂载红外热成像仪的低空遥感技术是煤田火灾监测技术的发展方向,并提出了以高效化、智能化、集成化为主导的发展思路。 展开更多
关键词 煤田火灾 火灾防治 火灾监测 遥感法 低空遥感技术 无人机 红外热成像
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大佛寺矿煤自燃多参数预报指标研究分析 被引量:4
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作者 费金彪 文虎 《煤炭技术》 北大核心 2017年第12期111-113,共3页
高瓦斯矿井易自燃煤层工作面开采过程中,煤自燃指标及参考值的确定尤为重要。针对大佛寺煤矿工作面采空区实际情况,首先通过煤自燃程序升温实验研究煤自燃标志性气体,其次对采空区进行了现场观测,通过实验与现场数据联合分析,研究大佛... 高瓦斯矿井易自燃煤层工作面开采过程中,煤自燃指标及参考值的确定尤为重要。针对大佛寺煤矿工作面采空区实际情况,首先通过煤自燃程序升温实验研究煤自燃标志性气体,其次对采空区进行了现场观测,通过实验与现场数据联合分析,研究大佛寺煤矿工作面采空区遗煤自燃指标及参考值。 展开更多
关键词 煤自燃 指标气体 产生规律 多参数
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不同注气压力下CO_(2)驱替置换CH_(4)试验研究 被引量:5
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作者 郑学召 黄渊 +2 位作者 文虎 王喜龙 王宝元 《工矿自动化》 北大核心 2021年第4期73-78,共6页
现有的CO_(2)驱替置换CH_(4)研究大多针对微观的注气驱替机理和宏观的驱替置换效率影响因素方面,且多为模型层面的理论分析或模拟试验层面的多因素分析,具有针对性的物理模拟试验及量化分析较少。针对上述问题,利用注CO_(2)气体驱替煤层... 现有的CO_(2)驱替置换CH_(4)研究大多针对微观的注气驱替机理和宏观的驱替置换效率影响因素方面,且多为模型层面的理论分析或模拟试验层面的多因素分析,具有针对性的物理模拟试验及量化分析较少。针对上述问题,利用注CO_(2)气体驱替煤层CH_(4)试验系统,研究了不同注气压力下的驱替过程中煤体内CO_(2)驱替CH_(4)的渗流扩散演化规律和时变特性,分析了全过程中出气口CO_(2)、CH_(4)浓度、累计CH_(4)驱替量及驱替置换比等方面的变化规律,利用物理模拟试验探究注气压力对驱替置换效率的影响规律,并进行了量化分析。试验结果表明:①不同注气压力下的CO_(2)、CH_(4)气体浓度变化趋势基本一致,可划分为原始平衡阶段、动态平衡阶段和新平衡阶段3个阶段,随着注气压力依次增大,CO_(2)、CH_(4)气体打破原始平衡阶段的时间逐渐缩短,动态平衡阶段时间增加,而新平衡阶段的时间大致相同。②不同注气压力下,累计CH_(4)驱替量随着注气时间的增加而增加,增加速率先快后慢,最终趋于定值。注气压力由0.6 MPa升至1.4 MPa,累计CH_(4)驱替量增加,驱替置换比由4.99降至4.10,即驱替置换单位量CH_(4)所需吸附的CO_(2)量减少,驱替置换效率提升。注气压力为1.4 MPa时驱替置换比最小,驱替效率最好。该结论可为低渗透性煤层开展CO_(2)-ECBM相关技术理论研究及现场技术实施中注气压力参数的选取提供参考。 展开更多
关键词 低渗透性煤层 注气压力 扩散演化规律 时变特性 累计CH_(4)驱替量 驱替置换比
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煤矿智能监测与预警技术研究现状与发展趋势 被引量:42
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作者 郑学召 童鑫 +1 位作者 郭军 张铎 《工矿自动化》 北大核心 2020年第6期35-40,共6页
从物联网、大数据、云计算及人工智能方面综述了我国煤矿智能监测与预警技术的研究现状。针对煤矿智能监测技术的实际应用情况,指出了煤矿智能监测与预警存在井下煤矿监测设备前兆信息采集可靠性差、云端平台集成应用融合深度不够、数... 从物联网、大数据、云计算及人工智能方面综述了我国煤矿智能监测与预警技术的研究现状。针对煤矿智能监测技术的实际应用情况,指出了煤矿智能监测与预警存在井下煤矿监测设备前兆信息采集可靠性差、云端平台集成应用融合深度不够、数据库安全性较弱、人工智能技术在煤矿监测中的应用尚不成熟等问题。展望了煤矿智能监测与预警技术的发展趋势:煤矿智能监测系统应用石墨烯/氧化石墨烯光纤传感器可实现多源信息感知,提升前兆信息采集的可靠性;研究多技术深度交叉融合技术,以探究监测数据的深层价值;构建基于区块链技术的煤矿监测数据库,保证数据库不可篡改,且具有较好的读写性能;研发具备自适应和深度学习的煤矿智能安全监测预警系统,实现矿井自动监测、智能预警。 展开更多
关键词 煤矿安全 智能监测与预警 物联网 云计算 人工智能 区块链数据库
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煤矿救灾机器人防爆技术研究 被引量:9
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作者 郑学召 闫兴 +1 位作者 郭军 张铎 《工矿自动化》 北大核心 2019年第9期13-17,共5页
介绍了煤矿救灾机器人防爆技术的概况,阐述了煤矿救灾机器人防爆技术的国内外研究现状及应用情况,指出煤矿救灾机器人防爆技术已取得一定进展,尤其在防爆电动机、防爆外壳及动力电源等方面,但防爆材料应用技术、能源动力技术、本安控制... 介绍了煤矿救灾机器人防爆技术的概况,阐述了煤矿救灾机器人防爆技术的国内外研究现状及应用情况,指出煤矿救灾机器人防爆技术已取得一定进展,尤其在防爆电动机、防爆外壳及动力电源等方面,但防爆材料应用技术、能源动力技术、本安控制技术、故障诊断与容错控制技术等仍存在问题,需要在加工材料轻便化、动力电源高效化、防爆技术本安化、控制系统智能化等方面不断完善,从而确保煤矿救灾机器人各个构件的防爆技术更加成熟。 展开更多
关键词 煤矿救灾机器人 防爆技术 防爆电动机 防爆外壳 动力电源 本安化
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