CN114786203A - 一种基于大数据的电力通讯效果评估系统及其通讯设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于大数据的电力通讯效果评估系统及其通讯设备，涉及通讯技术领域；包括数据输入模块、中央处理模块、通讯信号发射模块、通讯信号接收模块，其具体评估方法包括以下步骤：原始数据采集，根据巷道建设图，将巷道数据输入系统内；中央处理模块对原始数据处理分析；系统判别逻辑确定、判别数据收集；通讯评估，输入两点或者以上的通讯点，即可根据判别逻辑确定通讯效果，巷道原始数据包括巷道路径数据、巷道截面尺寸数据。本发明对巷道数据进行收集建模，并对信号影响因素进行收集实验，仅需在巷道模型中选点，即可对通讯效果进行评估，从而实现快速评估效果，保证巷道信号通讯的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种基于大数据的电力通讯效果评估系统及其通讯设备。
背景技术
随着无线电技术的发展，无线电传输已经从初期的点对点，发展到点对多点的局域通讯网络。在无线通讯网络中信号品质是大家最关心的问题之一，它直接关系到下情上报和上令下达的准确性和通畅性。
尤其在对于煤矿巷道中，其较为狭窄悠长，人员的交流大多采用对讲机或者其他无线通讯设备。
经检索，中国专利公开号为CN102869024B的专利，公开了多点局域网无线通讯效果评估的计算机仿真方法，该方法在确定无线信号特性、天线特性以及障碍物特性参数基础上，通过VC编程建立多点通讯工况三维仿真模型，然后，利用无线信号在自由空间或穿透障碍物的传输模型，以及无线信号传输的覆盖方向，对该局域网内多点通讯效果进行评估，从而辅助工程技术人员对复杂工况下无线信号传输效果的评估，并进行天线选择以及配置。
上述专利存在以下不足：对于巷道的通讯效果评估上，无法做到快捷判定，在使用过程中效率较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统及其通讯设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，包括数据输入模块、中央处理模块、通讯信号发射模块、通讯信号接收模块，其具体评估方法包括以下步骤：
S1：原始数据采集，根据巷道建设图，将巷道数据输入系统内；
S2：中央处理模块对原始数据处理分析；
S3：系统判别逻辑确定、判别数据收集；
S4：通讯评估，输入两点或者以上的通讯点，即可根据判别逻辑确定通讯效果。
优选地：所述S1中，巷道原始数据包括巷道路径数据、巷道截面尺寸数据、巷道内障碍物数据以及巷道内气体环境数据。
优选地：所述巷道内障碍物数据包括设备布置位置及尺寸、风门布置位置及尺寸，所述巷道内气体环境数据包括气体类型数据、气体浓度数据以及气体温度数据。
优选地：所述S2中，中央处理模块包括建模模块、仿真模块、计算模块与中央处理器，其对数据处理方法包括以下步骤：
S21：将巷道原始数据通过建模模块还原为模型；
S22：确定巷道位于区间【0°，180°】内弯曲程度的信号损耗率a％；
S23：确定信号穿过巷道内障碍物数据的损耗率b％以及巷道内气体环境数据的损耗率c％；
S24：确定信号位于直线巷道内传输的损耗率d％。
优选地：所述S22中，将巷道弯曲程度区间【0°，180°】平均分为n个子区间，并对每个子区间的信号损耗率a1％、a2％、a3％、……an％单独确定。
优选地：所述S3中，系统判别逻辑为：
S31：确定可正常通讯情况下，信号接收处的信号强度阈值M，并根据M确定通讯效果等级；
S32：根据通讯起点的信号强度A以及整个路径的信号损耗率∫(a，b，c，d)计算信号接收处信号强度B＝A(1-∫a，b，c，d)；
S33：强度对比，将信号强度与通讯效果等级对比，位于哪个通讯效果区间内，即判断其属于该范围的通讯效果。
优选地：所述S31中，通讯效果等级分为无法通讯(-∞，M)、一般(M、1.25*M)、良好(1.25*M，1.5*M)、优秀(1.5*M，+∞)。
优选地：所述S4中，通讯评估具体步骤为：
S41：通过数据输入模块，选择通讯点位于巷道的位置；
S42：仿真模块根据通讯点进行通讯模拟，并在整个通讯路径中涉及到信号损耗的因素收集；
S43：计算模块根据涉及到的信号损耗因素，确定具体∫(a，b，c)的值；
S44：中央处理器对最终接收值比对并输出。
优选地：所述S43中，∫(a，b，c，d)＝∫a*∫b*∫c*∫d，∫a＝(a1×G1)*(a2×G2)*……*(an×Gn)，其中an为每个区间内的损耗率，Gn为路径中含有该区间弯度的个数；
∫b＝(b1×F1)*(b2×F2)*……*(bn×Fn)，其中bn为障碍物类型，Fn为路径中含有该类型障碍物的个数；
∫c＝(c1×J1)*(c2×J2)*……*(cn×Jn)，其中cn为气体类型，Jn为路径中含有该气体类型的长度；
∫d＝d*L，d为信号位于直线巷道内传输的损耗率，L为路径中直线巷道的长度。
一种基于大数据的电力通讯设备，其为无线对讲机采用4G/5G无线通讯设备中的任意一种。
本发明的有益效果为：
1.本发明通过对巷道数据进行收集建模，并对信号影响因素进行收集实验，仅需在巷道模型中选点，即可对通讯效果进行评估，从而实现快速评估效果，保证巷道信号通讯的可靠性。
2.本发明通过对可通讯阈值确定，在阈值周围设置多个等级区间，根据信号通讯点的衰减后强度确定通讯效果，从而可更直观清楚的表示通讯效果。
3.本发明通过多巷道内的巷道路径、障碍物以及气体等因素的信号衰减率进行确定，最后根据路径传输中涉及因素进行最终信号接收强度的计算，从而提高了评估的精确度
附图说明
图1为本发明提出的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统中的评估流程示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1：
一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，包括数据输入模块、中央处理模块、通讯信号发射模块、通讯信号接收模块，其具体评估方法包括以下步骤：
S1：原始数据采集，根据巷道建设图，将巷道数据输入系统内；
S2：中央处理模块对原始数据处理分析；
S3：系统判别逻辑确定、判别数据收集；
S4：通讯评估，输入两点或者以上的通讯点，即可根据判别逻辑确定通讯效果。
所述S1中，巷道原始数据包括巷道路径数据、巷道截面尺寸数据、巷道内障碍物数据以及巷道内气体环境数据。
所述巷道内障碍物数据包括设备布置位置及尺寸、风门布置位置及尺寸，所述巷道内气体环境数据包括气体类型数据、气体浓度数据以及气体温度数据。
所述S2中，中央处理模块包括建模模块、仿真模块、计算模块与中央处理器，其对数据处理方法包括以下步骤：
S21：将巷道原始数据通过建模模块还原为模型；
S22：确定巷道位于区间【0°，180°】内弯曲程度的信号损耗率a％；
S23：确定信号穿过巷道内障碍物数据的损耗率b％以及巷道内气体环境数据的损耗率c％；
S24：确定信号位于直线巷道内传输的损耗率d％。
所述S22中，将巷道弯曲程度区间【0°，180°】平均分为n个子区间，并对每个子区间的信号损耗率a1％、a2％、a3％、……an％单独确定。
所述S22与S23中，a％、b％与c％可通过大数据直接搜索得出，也可通过实验得出。
所述S3中，系统判别逻辑为：
S31：确定可正常通讯情况下，信号接收处的信号强度阈值M，并根据M确定通讯效果等级；
S32：根据通讯起点的信号强度A以及整个路径的信号损耗率∫(a，b，c，d)计算信号接收处信号强度B＝A(1-∫a，b，c，d)；
S33：强度对比，将信号强度与通讯效果等级对比，位于哪个通讯效果区间内，即判断其属于该范围的通讯效果。
所述S31中，通讯效果等级分为无法通讯(-∞，M)、一般(M、1.25*M)、良好(1.25*M，1.5*M)、优秀(1.5*M，+∞)。
本实施例中，通过对巷道数据进行收集建模，并对信号影响因素进行收集实验，仅需在巷道模型中选点，即可对通讯效果进行评估，从而实现快速评估效果，保证巷道信号通讯的可靠性，另外，通过对可通讯阈值确定，在阈值周围设置多个等级区间，根据信号通讯点的衰减后强度确定通讯效果，从而可更直观清楚的表示通讯效果。
实施例2：
一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，本实施例在实施例1的基础上做出以下改进：所述S4中，通讯评估具体步骤为：
S41：通过数据输入模块，选择通讯点位于巷道的位置；
S42：仿真模块根据通讯点进行通讯模拟，并在整个通讯路径中涉及到信号损耗的因素收集；
S43：计算模块根据涉及到的信号损耗因素，确定具体∫(a，b，c)的值；
S44：中央处理器对最终接收值比对并输出。
所述S43中，∫(a，b，c，d)＝∫a*∫b*∫c*∫d，∫a＝(a1×G1)*(a2×G2)*……*(an×Gn)，其中an为每个区间内的损耗率，Gn为路径中含有该区间弯度的个数；
∫b＝(b1×F1)*(b2×F2)*……*(bn×Fn)，其中bn为障碍物类型，Fn为路径中含有该类型障碍物的个数；
∫c＝(c1×J1)*(c2×J2)*……*(cn×Jn)，其中cn为气体类型，Jn为路径中含有该气体类型的长度；
∫d＝d*L，d为信号位于直线巷道内传输的损耗率，L为路径中直线巷道的长度。
本实施例中，通过多巷道内的巷道路径、障碍物以及气体等因素的信号衰减率进行确定，最后根据路径传输中涉及因素进行最终信号接收强度的计算，从而提高了评估的精确度。
实施例3：
一种基于大数据的电力通讯设备，其可以为对讲机、手机、平板电脑等电子通讯设备中的任意一种。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，包括数据输入模块、中央处理模块、通讯信号发射模块、通讯信号接收模块，其具体评估方法包括以下步骤：
S1：原始数据采集，根据巷道建设图，将巷道数据输入系统内；
S2：中央处理模块对原始数据处理分析；
S3：系统判别逻辑确定、判别数据收集；
S4：通讯评估，输入两点或者以上的通讯点，即可根据判别逻辑确定通讯效果。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S1中，巷道原始数据包括巷道路径数据、巷道截面尺寸数据、巷道内障碍物数据以及巷道内气体环境数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述巷道内障碍物数据包括设备布置位置及尺寸、风门布置位置及尺寸，所述巷道内气体环境数据包括气体类型数据、气体浓度数据以及气体温度数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S2中，中央处理模块包括建模模块、仿真模块、计算模块与中央处理器，其对数据处理方法包括以下步骤：
S21：将巷道原始数据通过建模模块还原为模型；
S22：确定巷道位于区间【0°，180°】内弯曲程度的信号损耗率a％；
S23：确定信号穿过巷道内障碍物数据的损耗率b％以及巷道内气体环境数据的损耗率c％；
S24：确定信号位于直线巷道内传输的损耗率d％。
5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S22中，将巷道弯曲程度区间【0°，180°】平均分为n个子区间，并对每个子区间的信号损耗率a1％、a2％、a3％、……an％单独确定。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S3中，系统判别逻辑为：
S31：确定可正常通讯情况下，信号接收处的信号强度阈值M，并根据M确定通讯效果等级；
S32：根据通讯起点的信号强度A以及整个路径的信号损耗率∫(a，b，c，d)计算信号接收处信号强度B＝A(1-∫a，b，c，d)；
S33：强度对比，将信号强度与通讯效果等级对比，位于哪个通讯效果区间内，即判断其属于该范围的通讯效果。
7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S31中，通讯效果等级分为无法通讯(-∞，M)、一般(M、1.25*M)、良好(1.25*M，1.5*M)、优秀(1.5*M，+∞)。
8.根据权利要求1所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S4中，通讯评估具体步骤为：
S41：通过数据输入模块，选择通讯点位于巷道的位置；
S42：仿真模块根据通讯点进行通讯模拟，并在整个通讯路径中涉及到信号损耗的因素收集；
S43：计算模块根据涉及到的信号损耗因素，确定具体∫(a，b，c)的值；
S44：中央处理器对最终接收值比对并输出。
9.根据权利要求8所述的一种基于大数据的电力通讯效果评估系统，其特征在于，所述S43中，∫(a，b，c，d)＝∫a*∫b*∫c*∫d，∫a＝(a1×G1)*(a2×G2)*……*(an×Gn)，其中an为每个区间内的损耗率，Gn为路径中含有该区间弯度的个数；
∫b＝(b1×F1)*(b2×F2)*……*(bn×Fn)，其中bn为障碍物类型，Fn为路径中含有该类型障碍物的个数；
∫c＝(c1×J1)*(c2×J2)*……*(cn×Jn)，其中cn为气体类型，Jn为路径中含有该气体类型的长度；
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