矿井环境传感技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国矿业大学出版社

作者:

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:1998-09

价格:15.80元

装帧:平装

isbn号码:9787810408660

丛书系列:

图书标签:

• 矿井环境
• 传感技术
• 安全生产
• 气体检测
• 粉尘监测
• 通风系统
• 智能矿山
• 物联网
• 环境监测
• 数据分析

《智能交通系统中的关键技术与应用》 图书简介 随着城市化进程的加速和信息技术的飞速发展，现代交通系统正面临着前所未有的挑战，包括交通拥堵、安全隐患、能源消耗和环境污染等问题。为了应对这些挑战，构建高效、安全、绿色和智能的交通系统已成为全球共识。本书旨在系统、深入地探讨智能交通系统（Intelligent Transportation Systems, ITS）领域中的关键技术、核心算法及其在实际场景中的应用，为相关领域的研究人员、工程师和决策者提供全面的参考和指导。 本书结构严谨，内容涵盖了ITS的理论基础、关键技术分支及其前沿发展，共分为五个主要部分，共计十五章。 第一部分：智能交通系统的基础与架构 本部分首先对智能交通系统的概念、发展历程及其在现代社会中的战略地位进行了宏观概述。重点阐述了ITS的层次化架构，包括感知层、网络层、平台层和应用层，详细解析了每一层级的核心功能和技术需求。 第一章：智能交通系统概述 本章深入剖析了ITS的定义范畴、发展驱动力及面临的主要挑战。探讨了交通流理论与信息技术的交叉融合，为后续章节构建理论基础。同时，对全球主要国家和地区的ITS发展战略进行了比较分析。 第二章：交通数据采集与处理基础 交通数据是构建智能系统的基石。本章详细介绍了各类交通信息采集技术，包括地感线圈、微波雷达、激光雷达（LiDAR）、视觉传感器、全球导航卫星系统（GNSS）以及新兴的移动源数据（Probe Data）采集方法。重点讨论了异构数据的融合处理技术，如时间同步、空间配准和数据质量评估，确保输入数据的准确性和可靠性。 第二部分：交通信息感知与实时监控技术 本部分聚焦于如何实时、准确地获取交通现场的动态信息，这是实现交通管理智能化的前提。 第三章：基于视觉的交通流监测与事件检测 本章详细介绍了交通视频分析技术，涵盖了目标检测、跟踪、分类和行为识别等核心算法。重点探讨了深度学习在复杂场景下交通事件（如事故、抛洒物、逆行）的实时自动检测方法。内容包括目标跟踪中的卡尔曼滤波、粒子滤波及其在多目标跟踪中的优化应用。 第四章：先进传感器的融合应用 除了传统视觉系统，本章深入研究了非接触式传感器的性能优势与局限性。详细阐述了毫米波雷达在恶劣天气下的穿透能力，以及高精度激光雷达在三维交通场景重建中的应用。关键在于讲解如何利用传感器冗余和互补性，通过多源信息融合框架（如贝叶斯网络）提升交通状态感知的鲁棒性和精度。 第五章：V2X通信中的物理层与协议栈 车联网（V2X）是实现动态实时信息交互的关键。本章讲解了V2X通信技术，包括DSRC（专用短程通信）和C-V2X（基于蜂窝网络的V2X）。深入分析了其物理层特性、MAC协议设计以及面向交通应用的消息传输机制，包括基本安全消息（BSM）和MAP/SPaT信息的解析。 第三部分：交通流分析与预测模型 掌握交通流的规律并进行精准预测，是优化交通控制和诱导的基础。 第六章：宏观交通流理论与动力学模型 本章回顾了经典的交通流模型，如 Greenshields 模型、Underwood 模型和 Lighthill-Whitham-Richards (LWR) 模型。重点介绍了基于非均衡交通流理论（Non-Equilibrium Traffic Flow Theory）的微观模拟方法，并讨论了如何通过实测数据校准这些模型的参数。 第七章：交通状态的实时估计与短时预测 针对实时交通管理需求，本章详细介绍了基于历史数据和实时观测数据进行短时（5分钟至1小时）交通流量、速度和占有率预测的技术。涵盖了传统的时空序列分析方法（如ARIMA）以及先进的图卷积网络（GCN）和时空注意力机制在交通预测中的应用，强调了模型的可解释性和计算效率。 第八章：拥堵传播与传播机制分析 深入探讨了交通拥堵的形成、演化和传播机制。利用元胞自动机（Cellular Automata）和流体力学方法对交通波的产生和消散进行建模，为主动干预拥堵提供了理论支撑。 第四部分：智能交通控制与优化策略 本部分是ITS的核心应用领域，关注如何利用信息技术对交通系统进行主动干预和精细化管理。 第九章：自适应信号控制系统（ATCS） 本章详细介绍了新一代自适应信号控制系统的设计原理。重点分析了基于实时交通需求的动态配时优化算法，包括基于强化学习（Reinforcement Learning）的信号优化方法，如Q-learning和深度确定性策略梯度（DDPG）在复杂路口群控制中的应用案例和性能评估指标。 第十章：匝道控制与高速公路流量管理 针对高速公路瓶颈问题，本章探讨了匝道控制策略，目标是平抑主线的流量波动。介绍了基于预测和反馈的匝道绿灯时间分配算法，以及在突发事件下如何快速调整主线限速策略以维持交通流稳定。 第十一章：城市交通需求管理（TDM）与诱导 本章关注如何通过经济、政策和信息手段来引导和管理交通需求。详细阐述了可变信息标志（VMS）的内容设计原则、路径诱导算法以及基于用户均衡理论的动态路径选择模型。讨论了如何将出行成本（时间、费用）纳入实时诱导决策中。 第五部分：未来趋势与新兴应用 本部分展望了ITS的未来发展方向，特别是与新兴技术深度融合的领域。 第十二章：自动驾驶环境下的交通管理协同 随着自动驾驶汽车（AVs）的逐步普及，本章探讨了人车混行交通流的管理挑战。分析了AVs的合作性路径规划、车队管理（Platooning）对路口通行能力的影响，以及如何设计混合交通流的优化控制策略。 第十三章：基于大数据的交通仿真与评估 详细介绍了如何利用大规模真实交通数据构建高保真度的交通仿真环境。重点讲解了微观仿真软件（如 VISSIM, SUMO）与实际控制系统接口（Hardware-in-the-Loop）的集成方法，用于前瞻性地评估新型控制策略的实际效果。 第十四章：绿色交通与能源效率优化 本章关注ITS在环境可持续性方面的作用。探讨了如何通过优化交通流的平顺性来降低车辆的启停次数和油耗。介绍了电动汽车（EVs）的充电基础设施规划与交通管理系统的集成优化模型，以最大化电网的承载能力和交通运行效率。 第十五章：边缘计算与低延迟交通服务 针对V2X和自动驾驶对响应时间极高要求，本章分析了边缘计算（MEC）在交通管理中的应用潜力。讨论了如何将计算任务下沉到路侧单元，实现毫秒级的实时决策支持，并探讨了数据安全与隐私保护在分布式交通计算环境中的实施方案。 本书的特点在于理论深度与工程实践的紧密结合，力求在介绍前沿算法的同时，提供详细的数学推导和实际案例分析，是交通工程、自动化、计算机科学等相关专业人士提升专业技能的必备参考书。

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我花了整整一个周末的时间来研究这本书的绪论部分，那种阅读体验简直像是在攀登一座知识的高峰。作者的叙事方式非常老练，他没有一开始就抛出复杂的公式和晦涩的定义，而是先从宏大的历史背景切入，详细阐述了煤矿开采安全从经验主义向科学化、智能化转型的必然性。这种铺垫使得后面的技术细节不再是孤立的存在，而是有了坚实的理论根基和迫切的现实需求支撑。每当我认为自己理解了某个概念时，作者总能在下一章用一个全新的视角或一个更贴近实际的案例来深化我的认知，让我不得不停下来，合上书本，反复咀嚼那些看似简单的逻辑链条。特别是他对“实时监测”这一核心概念的定义和哲学思考，其深度和广度，远超我之前读过的任何一本相关教材，简直可以作为一篇独立的学术论文来研读。

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这本书的装帧设计实在太吸引人了，封面那种深邃的蓝色调，配上那些抽象的、像是矿道内部光影变幻的几何图形，一下子就抓住了我的眼球。我原本是抱着随便翻翻的心态走进书店的，但看到这本《矿井环境传感技术》时，那种专业的质感和低调的奢华感，让我立刻决定要带它回家。内页的纸张选择了偏哑光的米白色，印刷的字体清晰有力，版式设计也十分考究，留白恰到好处，读起来一点也不会觉得拥挤或疲惫。尤其值得一提的是，书中插图的质量，那些剖面图和设备结构图，线条流畅，细节处理得极其到位，即便是初次接触这个领域的人，也能从视觉上感受到内容的深度和严谨性。这种对物理形态的精益求精，让我对它内在的知识体系充满了期待，仿佛这本书本身就是一个精心打磨的工业艺术品。我甚至觉得，把它放在书架上，本身就是一种对科技美学的致敬。

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这本书的结构安排，体现了作者极高的逻辑构建能力。它不是简单地按照传感器类型进行堆砌，而是遵循了一种“问题导向——原理剖析——应用集成”的清晰脉络。例如，在讲解粉尘浓度监测时，作者首先描绘了不同粒径粉尘对人体呼吸系统的危害等级（安全问题），接着详细对比了光学散射法与重量法在动态环境下的优劣（技术原理），最后落脚到如何通过多点数据融合与AI算法来预测潜在的爆尘风险区域（前沿应用）。这种层层递进的叙事方式，使得学习过程非常顺畅，即便是跨学科背景的读者，也能沿着作者的思路图逐步建立起完整的知识体系，极大地降低了专业知识的学习门槛。这种教学设计，简直是教科书编写的典范。

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对于我们这些长期在现场摸爬滚打的技术人员来说，最怕的就是那些“纸上谈兵”的理论书籍。然而，这本书真正让我感到惊喜的是，它在理论的殿堂与工程的泥土之间找到了完美的平衡点。书中关于气体泄漏检测的章节，不只是罗列了各种传感器的性能参数，而是深入探讨了传感器在不同湿度、温度、粉尘浓度环境下响应漂移的机理，并且给出了针对性的校准和维护策略。我尤其欣赏作者在讲解数据处理算法时，那种务实到近乎苛刻的态度，他甚至详细分析了边缘计算在矿井环境下的延迟瓶颈和功耗限制，这些都是教科书上常常一带而过却直接影响项目成败的关键点。读完这部分内容，我感觉自己手里的工具箱一下子升级了，不再是只会用现成工具的工匠，而是能够理解工具原理并进行深度优化的工程师。

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我阅读了许多关于工业自动化和物联网技术的书籍，但鲜有能像《矿井环境传感技术》这样，将前沿的无线通信技术（如低功耗广域网LPWAN）与传统的、对可靠性要求极高的地下环境安全需求进行如此精妙融合的。作者对网络拓扑结构在复杂地质条件下的鲁棒性分析，以及针对性地提出了多层冗余备份方案，展现了作者跨越多个学科领域的深厚功底。更让我印象深刻的是，书中对于数据安全和隐私保护的讨论，这在以往的矿业技术书籍中是很少被重视的环节。作者清醒地指出，一旦环境传感数据被恶意篡改或泄露，其后果将是灾难性的，并提出了基于区块链思想的本地化安全验证模型。这本书不仅仅是技术的指南，更是一部融合了工程伦理和未来安全观的深刻论述。

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