[发明专利]一种轨道交通综合监控系统

权利要求书

1.一种轨道交通综合监控系统，其特征在于，其包括综合监控中心、车站级监控模块、车辆段模块和主干传输网络；

所述车站级监控模块用于对车站范围内的设备进行监测与控制，并将所述设备的运行数据通过主干传输网络发送至综合监控中心；

所述车辆段模块用于对列车车辆进行管理，并将管理数据通过主干传输网络发送至综合监控中心；

所述综合监控中心用于根据所述管理数据和运行数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至车站级监控模块或车辆段模块；

所述车站级监控模块包括供电监控管理子模块、环境监控子模块、火灾自动报警子模块和视频监控子模块；

所述供电监控管理子模块用于对供电设备的实时监控管理；

所述环境监控子模块用于获取车站的环境参数，并根据所述环境参数对车站的环境进行控制；

所述火灾自动报警子模块用于对车站进行火灾探测，并在探测到火灾发生时，及时发出报警提示；

所述视频监控子模块用于监视进出口闸机与自动扶梯的客流密度，并在客流密度超过警戒值时发出报警提示；

所述火灾自动报警子模块包括数据获取单元、数据传输单元、数据处理单元、报警提示单元；

所述数据获取单元用于通过wsn技术获取车站内的火灾监控数据，并传输至数据传输单元；

所述数据传输单元用于将所述数据传输单元转发至数据处理单元；

所述数据处理单元用于根据所述火灾监控数据判断是否有火灾发生，若是，则启动报警提示单元；

所述报警提示单元用于通过警报声提示和闪光灯提示的方式向工作人员发出报警提示；

所述数据获取单元包括无线传感器节点；所述数据传输单元包括基站；所述无线传感器节点用于获取火灾监控数据，并传输至基站；所述基站用于将所述火灾监控数据转发至数据处理单元；

所述无线传感器节点通过分簇的方式划分为簇头节点和成员节点，所述成员节点用于获取其所在位置的火灾监控数据，并发送至其所在簇的簇头节点，所述簇头节点用于接收来自多个成员节点的火灾监控数据，并发送至基站；

通过分簇的方式划分为簇头节点和成员节点，包括：

计算所有无线传感器节点的平均坐标(x_ave,y_ave)：

式中，U表示所有无线传感器节点的集合，(x_i,y_i)表示U中的无线传感器节点i的坐标，numofU表示U中包含的无线传感器节点的总数；

使用迭代的方式确定第一个簇头节点：

将(x_ave,y_ave)作为参照节点的参考位置，将距离参照节点的参考位置最近的无线传感器节点作为参照节点nodcz，

(1)将U中除了nodcz之外的无线传感器节点存为集合Un，计算Un中的无线传感器节点与nodcz之间的相关指数：

xg(v,nodcz)＝qb(v)e^{-a×d(v,nodcz)}×b×|f(v)-f(nodcz)|

式中，xg(v,nodcz)表示nodcz和Un中的传感器节点v之间的相关性，qb(v)表示v和Un中的其余无线传感器节点之间的差异指数，d(v,nodcz)为nodcz和v之间的空间距离，f(v)和f(nodcz)分别表示v和nodcz采集的火灾监控数据，a和b为预设的调节系数，用于调节d(v,nodcz)和|f(v)-f(nodcz)|的权重，

式中，Une表示Un中除了v之外的无线传感器节点的集合，E(v)表示v的当前剩余能量，E(k)表示Une中的无线传感器节点k的当前剩余能量，f(k)表示k采集的火灾监控数据，d(v,k)表示v和k之间的空间距离，h₁和h₂表示设定的比例系数；

(2)计算下一次迭代计算的参照节点的参考位置的调节参数：

式中，δ表示控制参数，(hz(v),zz(v))表示v的位置，(hz(nodcz),zz(nodcz))表示nodcz的位置，tjx和tjy分别表示横坐标调节参数和纵坐标调节参数；

(3)计算下一次迭代计算的参照节点的参考位置(ahz(nodcz),azz(nodcz))：

式中，为预设的坐标控制系数，numofUn表示Un中的元素的总数；

(4)将距离参考位置(ahz(nodcz),azz(nodcz))最近的无线传感器节点作为下一次迭代计算的参照节点，再次进行(1)-(3)的运算；

迭代结束的条件为：

若第K次迭代运算后迭代结束，则第K-1次获得的参照节点和第K次获得的参照节点的空间距离小于设定的空间距离阈值；

将第K次迭代运算得到的参照节点作为第一个簇头节点，按照预设的分簇规则对无线传感器节点进行分簇，获得簇头节点和成员节点。