[发明专利]一种矿井救援机器人路径规划模拟测试方法及系统

说明书

本发明公开了一种矿井救援机器人路径规划模拟测试方法及系统，包括以下步骤：步骤S1、基于矿井历史事故大数据获取多组矿井历史事故场景，并对矿井历史事故场景进行场景特征的提取，再对多组矿井历史事故基于场景特征进行离散性分析以得到救援场景特征；步骤S2、根据救援场景特征构建出救援模拟场景，并在救援模拟场景中标记出矿井救援机器人的事故救援点和安全点；步骤S3、将多组救援规划路径进行安全性和效率性分析得到每组路径规划算法的模拟测试评估值。本发明在救援场景特征中得到均衡性救援场景特征和极端性救援场景特征构建均衡性救援模拟场景和极端性救援模拟场景，实现以有限的救援模拟场景数量精准满足模拟测试需要，避免无效模拟。

技术领域

本发明涉及救援模拟测试技术领域，具体涉及一种矿井救援机器人路径规划模拟测试方法及系统。

背景技术

煤炭是我国的能源主体，其生产量和消费量分别占一次能源生产与消费总量的76％和68％，随着采深增加，地应力、热害、瓦斯突出等灾害对矿井安全生产造成的影响更加突出，尤其是矿井热动力灾害事故，具有突发性强、火势发展迅速、救灾困难、容易引起二次伤害事故等特点，导致大量的人员伤亡和资源损失。井热动力灾害事故救援事关遇险矿工和施救人员生命，关系国家发展与稳定的大局，但灾害发生后，往往会切断井上井下联系，使得井下具体受灾情况无法得到有效的收集，成为救援的最大阻碍，一旦救援决策失误，可能会导致救援人员伤亡，造成事故扩大，一次成功的应急救援，不仅取决于救援装备的先进程度，更取决于指挥决策者对各种灾情信息的正确认识和科学分析，以及快速准确地判断灾情的严重程度和救援的安全性，科学、果断地做出救灾决策。

现有技术公开了多种机器人救援路径的规划方法和系统，能够得到在精度、效率、成本、安全等方面表现优秀的救援路径，当时此类救援路径的规划方法仅在理论上进行救援指标的表达，仍需要进行实景模拟测试得到救援路径的实操结果，但是现有的模拟测试方法，仅能够根据人为经验进行事故场景的搭建，主观性强，随机性强，最终导致模拟测试的结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿井救援机器人路径规划模拟测试方法及系统，以解决现有技术中根据人为经验进行事故场景的搭建，主观性强，随机性强，最终导致模拟测试的结果不准确的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种矿井救援机器人路径规划模拟测试方法，包括以下步骤：

步骤S1、基于矿井历史事故大数据获取多组矿井历史事故场景，并对矿井历史事故场景进行场景特征的提取，再对多组矿井历史事故基于场景特征进行离散性分析以得到救援场景特征；

步骤S2、根据救援场景特征构建出救援模拟场景，并在救援模拟场景中标记出矿井救援机器人的事故救援点和安全点；

步骤S3、将矿井救援机器人的多组路径规划算法基于救援模拟场景进行救援路径规划以得到多组救援规划路径，将多组救援规划路径进行安全性和效率性分析得到每组路径规划算法的模拟测试评估值，以实现对矿井救援机器人的路径规划功能进行场景性模拟测试；

步骤S4、基于模拟测试评估值将多组救援规划算法对救援模拟场景进行适应性匹配，以实现矿井救援机器人的多场景化救援作业。

作为本发明的一种优选方案，所述对矿井历史事故场景进行场景特征的提取，包括：

依次在每个矿井历史事故场景提取出地质结构特征、矿井结构特征、事故原因特征、事故现场人员分布特征、矿井任务进展特征、救援通道结构特征、事故现场气象特征、事故现场结构特征；

在所述地质结构特征、矿井结构特征、事故原因特征、事故现场人员分布特征、矿井任务进展特征、救援通道结构特征、事故现场气象特征以及事故现场结构特征中进行主成分分析依次得到每个特征项的信息贡献值；

将信息贡献值高于预设阈值的特征项均作为场景特征。