基于Dijkstra算法的一氧化碳传感器最优部署策略

本文主要探讨了在易自燃煤矿环境中，如何通过优化一氧化碳传感器的布置来确保有效的监测时间和范围。研究者采用了Dijkstra算法，这是一种在图论中的经典算法，用于计算两点之间的最短路径，这对于确定传感器的安装位置至关重要。他们构建了邻接节点路径矩阵和邻接节点时间矩阵，这些矩阵反映了各个节点间的信息传输时间和路径关系。 在研究中，作者设定了一个"有效监测时间"的阈值，将邻接节点时间矩阵转换为有效监测矩阵，这个矩阵可以帮助分析在给定时间内，每个传感器能够覆盖的区域以及对整个网络的覆盖程度。通过对有效监测分支集合的分析，研究人员能够确定每个传感器的最优部署位置，以实现最小化覆盖且确保在规定时间内能对整个工作区域进行有效监控。 进一步地，作者引入了极小边支配集原理，这是一种图形理论中的概念，旨在找到一种最少数量的边（即传感器）可以覆盖所有其他节点的方法，即达到全覆盖的效果。这种方法促使他们提出了"最少全覆盖布点法"，这是一种创新的传感器布置策略，旨在最大化效率并降低成本。 通过实际应用和数据分析，研究结果显示，不同的有效监测时间会导致所需的传感器数量、布置位置以及覆盖范围有所变化。因此，该研究不仅提供了理论指导，也为实践中的煤矿安全监控系统设计提供了实用的优化方案。 总结来说，这篇论文结合了图论、Dijkstra算法和矿山安全领域的专业知识，为易自燃煤矿中一氧化碳传感器的高效部署提供了一种量化和优化的方法，对于提升煤矿作业的安全性和效率具有重要意义。