基于移动Agent的井下网络故障检测系统的研究

赵承滨++刘玉利++徐俊+吕中志

摘 要：为了保证井下设备的正常工作，本文通过分析现有设备检测的方式，提出了一种基于移动Agent的网络故障检测系统，利用Agent的实时性技术优势，解决传统设备检测的不足。通过理论和系统仿真表明，该系统是可行的，并且能降低网络数据传输量，缩短系统响应时间。

关键词：移动Agent；实时性；可靠性；井下网络

中图分类号：TM77 文献标识码：A

在井下测定空气中瓦斯浓度、湿度等都需要用到传感器，如果在使用过程中设备出现故障，不能及时发现，则会带来无法估量的后果，在正常的设备维护中，都是出现后果才来进行维修，虽然有定期检测，但是也不能做到出现问题及时报告。由于Agent有主动性，可以携带一些简单数据，具有实时性的特点，所以在井下故障检测中引入移动Agent，具有及时发现故障和及时报警的功能。

1.井下网络故障检测系统模型

基于移动Agent的网络检测系统模型如图1所示，该系统由传感器节点、基站、地面监控主站和移动Agent组成。

（1）传感器节点。由于需要监测许多数据指标，如瓦斯浓度、湿度等，这些数据的获得都要安装适量的传感器，所以在系统中要检测传感器工作是否正常。

（2）基站。由于井下地形复杂，对于信号的屏蔽比较严重，为了保证信号传输的质量，安装一定量的固定节点进行分批管理是必要的，根据井下实际情况，固定基站位置，可以保证传输信号的强度，保证信号传输通畅。基站也是传感器节点和地面监控主站的连接枢纽。

（3）地面主监控站。主要完成移动Agent的创建，检测路线的制定和回收。Agent本身带有一些简单的数据，可以进行基本的数据比较。当出现紧急情况时，可以直接接管系统的控制，解决系统问题。

2.系统工作流程

（1）在每次下井工作之前，先启动故障检测系统，由主监控站创建移动Agent，发送给每个基站，每个基站再通过自己规定的检测线路对自己区域内的设备进行检测。

（2）每个基站对于自己范围内的节点，通过顺次逐一进行检测，监测一些必要的指标和传感器节点个数。

（3）在迁移的过程中，都要记录下自己迁移过的节点标号，在基站中会保存一个规定好检测路线的数据记录，当移动Agent从最后一个节点返回到基站时，它的记录要和规定好的检测线路中的数据进行比较，如果一致则基站返回主监控站一切正常的信息，如果在规定的时间没有数据返回，则发送第二个监测Agent来进行检测，这时第二个监测Agent要经过一个节点返回一个节点数据，当返回的节点数据中有两个连续一样的节点信息时，说明按照规定的线路中，这一节点和下一节点之间设备出现问题，发出设备故障信息给主监控站并报警提示。第二个移动Agent工作流程如图2所示。

（4）在初次监测完之后，井下进行正常的工作时，每隔一段时间由基站发送一个监测Agent来检测各个节点是否正常工作。如正常则不再返回主站信息，如果出现异常则把信息传回给主站，并及时报警。

3.移动Agent技术优势分析

（1）与传统设备检测方式相比

传统的设备检测方式是每隔一段时间对系统的设备进行检测，时间间隔比较长，人员需要每个设备进行测试一遍，而且在大多数情况下是设备出现了异常引起了一定的后果之后才进行维修检测。而基于移动Agent的设备检测系统可以每一时刻都对设备进行网络监测，可以及时发现问题，并且可以具体知道是哪里出了问题，对设备的检修和对井下事故的预防起到了一定的作用。

（2）与传统C/S模式相比

传统网络数据传输模式采用C/S模式，每个节点都要和基站建立联系进行数据传输。

传统的数据流量可以用下面的式子（1）表示：

CS=n（C1+C2+C3） （1）

其中CS表示数据的总流量，n表示节点的个数，C1表示节点收集数据的流量，C2表示完成一次请求的数据流量，C3表示完成一次响应的数据流量。

本文工作方式的數据流量可以用下面的式子（2）表示：

（2）

其中CM表示移动Agent总的数据流量，Mi表示第i个节点移动Agent采集数据的流量，Mag表示移动Agent本身迁移的数据流量，Mb为返回响应的数据流量。

根据在实际的有线网络中的模拟测试结果，随着节点n的不断增加，网络中的数据流量会不断地增大，并且本文中采用的移动Agent的方法的系统响应时间会低于传统C/S模式，系统数据流量大大低于传统模式。

（3）实现的可能性

现在很多论文已经提出在煤矿系统中使用移动Agent来进行人员定位，瓦斯监测等，也为本文移动Agent的引入提供了可以实现的空间。

结语

本文将移动Agent技术引入到井下网络故障检测系统中，充分考虑了移动Agent的技术特点，可以有效地克服传统的设备检修时间间隔长，发现问题不及时等缺点，利用移动Agent的实时性缩短发现故障的时间，提高避免事故发生的频率。

参考文献

[1]王春玲，唐超礼.基于移动Agent的煤矿瓦斯监测系统研究与实现[J].煤炭工程，2013（8）：130-132.

[2]苏举端，高春艳，谢殿荣.煤矿瓦斯监测系统的分析与研究[J].工业安全与环保，2009（10）：30-32.