[发明专利]基于PgRouting图计算的人员精准定位轨迹还原算法

说明书

基于PgRouting图计算的人员精准定位轨迹还原算法，所述算法包括以下步骤：S1、根据导线点数据，基于PgRouting的拓扑计算函数pgr_createTopology构建井下的三维模型和井巷工程拓扑关系；S2、采集人员轨迹数据；S3、根据构建的三维模型或井巷工程拓扑关系与人员坐标数据，基于PgRouting的空间计算函数st_distance和PgRouting的图计算函数pgr_dijkstra对井下人员的运动轨迹进行修正；以PgRouting图计算技术为基础，以煤矿导线点为节点，根据连接关系构建边数据，进而构建空间拓扑关系和三维模型，从而使路径规划不用预先以穷举方式进行设定，根据人员或设备的绝对经纬度坐标即可进行轨迹还原，能够适应煤炭的动态变化、动态改变拓扑关系。

技术领域：

本发明涉及基于PgRouting图计算的人员精准定位轨迹还原算法。

背景技术：

煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿；当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿；当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿；我国绝大部分煤矿属于井工煤矿，煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等。

煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46～97％，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。当今世界中，煤矿在超过50个国家中商业开采。世界一年(2006年估计)约生产53亿7000万公吨的硬煤；世界上大部分国家都有煤矿储藏，以生产量与消费量比值，已探明的煤矿储藏量估计可再使用147年。

为了方便煤矿的开采作业的运行、保证煤矿井下人员的安全，在进行矿务作业的同时需要设置煤矿井下人员定位系统，获取井下人员的实时位置坐标和历史轨迹数据；煤矿井下人员定位系统在遏制超定员生产、事故应急救援、领导下井带班管理、特种作业人员管理、防止人员进入危险区域、及时发现未按时升井人员、持证上岗管理、井下作业人员考勤等方面发挥着重要作用；目前主流的煤矿井下人员定位系统都是基于预先绘制的预设定路径，即将相邻定位设备以一定方式进行连接，然后按照预设轨迹和当前设备状态进行人员轨迹计算，大多采用树形结构，其拓扑模型用存储点和弧段的编号描述图形之间的关系，对所有可能性路线进行穷举；这种方式虽然可以获取位置坐标和运动轨迹，但存在以下问题：(1)当设备发生位移或替换后需要重新计算；(2)设备坐标与巷道拓扑关系耦合度高，需要专业软件技术人员进行操作，无法适应煤矿动态变化；(3)无法进行预设外的轨迹路径计算。

发明内容：

本发明实施例提供了基于PgRouting图计算的人员精准定位轨迹还原算法，方法设计合理，以PgRouting图计算技术为基础，以煤矿导线点为节点，根据连接关系构建边数据，进而构建空间拓扑关系和三维模型，从而使路径规划不用预先以穷举方式进行设定，根据人员或设备的绝对经纬度坐标即可进行轨迹还原，能够适应煤炭的动态变化、动态改变拓扑关系，将现有无向图动态改变成有向图应用方式，在避灾路线计算等应急指挥方面也有明显优势，精准实用，并且，能够在异常和危险情况下平稳运行，具有极强的鲁棒性，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于PgRouting图计算的人员精准定位轨迹还原算法，所述算法包括以下步骤：

S1、根据导线点数据，基于PgRouting的拓扑计算函数pgr_createTopology构建井下的三维模型和井巷工程拓扑关系；

S2、采集人员轨迹数据；