Том 336 № 1 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/1/4576
Алгоритмы выбора путей для подключения базовых станций беспроводной связи к центрам питания в шахте
Актуальность. Необходимым условием функционирования систем безопасности и управления технологическими процессами в шахтах является обеспечение энергоснабжения соответствующих объектов. В статье рассматривается одна из задач проектирования сети электроснабжения в шахте в рамках иерархичного подхода организации структуры сети. В рамках этого подхода к автоматам осветительным шахтным подключаются контроллеры питания, предназначенные для питания базовых станций. Для их подключения к контроллерам питания используется многожильный кабель. Количество таких жил, а также количество таких кабелей, исходящих из контроллера питания, являются параметрами задачи. Цель. Рассмотреть задачу выбора маршрутов для подключения базовых станций беспроводной связи в шахте к центрам питания. Предполагается, что в шахте уже размещены базовые станции и автоматы осветительные шахтные, имеющие возможности для подключения к ним определённого числа контроллеров питания. Таким образом, необходимо выбрать места для размещения контроллеров питания и опередить, как по штрекам прокинуть многожильные кабели для подключения всех базовых станций. При этом схема подключения, которая определяется из стоимости используемого кабеля, должна быть оптимальной по стоимости. Методы. Для поставленной математической задачи предложено несколько алгоритмов, в том числе жадный алгоритм, основанный на стратегии «иди в ближайший пункт», и метод имитации отжига. Результаты. Для решения задачи предложено и протестировано несколько приближённых методов. Количество жил в кабеле для подключения является параметром задачи. Лучшим из рассмотренных алгоритмов стал алгоритм имитации отжига. Однако, если центры питания необходимо тоже разместить, включение в алгоритм перебора также даёт хорошие результаты при подходящем сочетании количества контроллеров питания и возможных мест их размещения. Практическая значимость. Предложенные математическая постановка и методы позволяют находить маршруты минимальной стоимости для подключения многожильными кабелями базовых станций беспроводной связи к источникам питания в шахте.
Ключевые слова:
сеть электроснабжения в шахте, беспроводная сеть, граф, гиперсеть, задача коммивояжера, метод имитации отжига