[發明專利]基于PgRouting圖計算的人員精準定位軌跡還原算法

在審

• 申請號: 202011509362.5
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112527941A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 閆啟宏;蘇祥江;駱弟華;賈瑞堂;杜朋浩;張濤;呂傳波;王超;趙金娥
• 申請（專利權）人: 貴州黔西能源開發有限公司
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06T17/05;G06F16/215;G06F16/25
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 商福全

基于PgRouting圖計算的人員精準定位軌跡還原算法，所述算法包括以下步驟：S1、根據導線點數據，基于PgRouting的拓撲計算函數pgr_createTopology構建井下的三維模型和井巷工程拓撲關系；S2、采集人員軌跡數據；S3、根據構建的三維模型或井巷工程拓撲關系與人員坐標數據，基于PgRouting的空間計算函數st_distance和PgRouting的圖計算函數pgr_dijkstra對井下人員的運動軌跡進行修正；以PgRouting圖計算技術為基礎，以煤礦導線點為節點，根據連接關系構建邊數據，進而構建空間拓撲關系和三維模型，從而使路徑規劃不用預先以窮舉方式進行設定，根據人員或設備的絕對經緯度坐標即可進行軌跡還原，能夠適應煤炭的動態變化、動態改變拓撲關系。

技術領域：

本發明涉及基于PgRouting圖計算的人員精準定位軌跡還原算法。

背景技術：

煤礦是人類在富含煤炭的礦區開采煤炭資源的區域，一般分為井工煤礦和露天煤礦；當煤層離地表遠時，一般選擇向地下開掘巷道采掘煤炭，此為井工煤礦；當煤層距地表的距離很近時，一般選擇直接剝離地表土層挖掘煤炭，此為露天煤礦；我國絕大部分煤礦屬于井工煤礦，煤礦范圍包括地上地下以及相關設施的很大區域。煤礦是人類在開掘富含有煤炭的地質層時所挖掘的合理空間，通常包括巷道、井硐和采掘面等。

煤是最主要的固體燃料，是可燃性有機巖的一種。它是由一定地質年代生長的繁茂植物，在適宜的地質環境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒在水底或泥沙中，經過漫長地質年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地質時期中，以石炭紀、二疊紀、侏羅紀和第三紀的地層中產煤最多，是重要的成煤時代。煤的含碳量一般為46～97％，呈褐色至黑色，具有暗淡至金屬光澤。根據煤化程度的不同，煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四類。當今世界中，煤礦在超過50個國家中商業開采。世界一年(2006年估計)約生產53億7000萬公噸的硬煤；世界上大部分國家都有煤礦儲藏，以生產量與消費量比值，已探明的煤礦儲藏量估計可再使用147年。

為了方便煤礦的開采作業的運行、保證煤礦井下人員的安全，在進行礦務作業的同時需要設置煤礦井下人員定位系統，獲取井下人員的實時位置坐標和歷史軌跡數據；煤礦井下人員定位系統在遏制超定員生產、事故應急救援、領導下井帶班管理、特種作業人員管理、防止人員進入危險區域、及時發現未按時升井人員、持證上崗管理、井下作業人員考勤等方面發揮著重要作用；目前主流的煤礦井下人員定位系統都是基于預先繪制的預設定路徑，即將相鄰定位設備以一定方式進行連接，然后按照預設軌跡和當前設備狀態進行人員軌跡計算，大多采用樹形結構，其拓撲模型用存儲點和弧段的編號描述圖形之間的關系，對所有可能性路線進行窮舉；這種方式雖然可以獲取位置坐標和運動軌跡，但存在以下問題：(1)當設備發生位移或替換后需要重新計算；(2)設備坐標與巷道拓撲關系耦合度高，需要專業軟件技術人員進行操作，無法適應煤礦動態變化；(3)無法進行預設外的軌跡路徑計算。

發明內容：

本發明實施例提供了基于PgRouting圖計算的人員精準定位軌跡還原算法，方法設計合理，以PgRouting圖計算技術為基礎，以煤礦導線點為節點，根據連接關系構建邊數據，進而構建空間拓撲關系和三維模型，從而使路徑規劃不用預先以窮舉方式進行設定，根據人員或設備的絕對經緯度坐標即可進行軌跡還原，能夠適應煤炭的動態變化、動態改變拓撲關系，將現有無向圖動態改變成有向圖應用方式，在避災路線計算等應急指揮方面也有明顯優勢，精準實用，并且，能夠在異常和危險情況下平穩運行，具有極強的魯棒性，解決了現有技術中存在的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

基于PgRouting圖計算的人員精準定位軌跡還原算法，所述算法包括以下步驟：

S1、根據導線點數據，基于PgRouting的拓撲計算函數pgr_createTopology構建井下的三維模型和井巷工程拓撲關系；

S2、采集人員軌跡數據；