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煤炭井下工作环境恶劣,部署高效的应急通信系统对于保障矿山安全生产有着不可替代的作用。随着采煤工作面的动态推进,传统矿井应急通信系统中有线通信线路难以及时铺设,且极易因井巷事故而丧失通信功能。井下无线传感器网络可能会因为资源受限、地质活动以及人为因素受到影响,从而不可避免的会出现通信链路区域性连通或不连通的情况,无法进行正常的信息传输。因此,将基于“携带-存储-转发”机制的机会网络应用到矿井应急通信中,来解决矿井通信网络中存在“能量空洞”问题、多径效应和链路中断问题。为了验证机会网络在矿井应急通信系统中的有效性,本文以山西霍尔辛赫煤矿为背景,研究煤矿巷道环境下移动机会网络的路由算法,主要创新有:(1)针对煤矿应急通信系统提出了一种利用节点综合效用的IPR-NU路由算法。该算法首先分析煤矿环境特点与井下应急通信系统需求搭建矿井机会网络系统模型,将相遇连接时间占空比作为历史相遇信息重要影响因子对PRoPHET提出改进,避免节点盲目转发和复制消息副本。然后在改进后的概率路由基础上,获取节点的平均投递距离和平均投递时间等全局上下文信息,依据消息的跳数指标应用选择中继节点的不同条件,从而进一步提升消息投递率,减少网络开销。通过ONE仿真器对IPR-NU仿真并与Epidemic、PRoPHET和RPC对比,结果表明IPR-NU在缓存大小和移动节点数量变化的情况下,消息投递率明显提升,具有最低的传输时延。(2)针对煤矿应急通信系统中超限预警信息,以及机会路由存在的缓冲区溢出问题,提出一种基于消息权重的MWBMP缓存管理策略。该算法首先保证预警信息的优先传输基础上,同时充分考虑消息的副本数、TTL、大小以及相遇节点数量等多个消息属性计算消息权重。依据权重对队列进行划分,综合考虑投递率和时延效用确定合理的消息替换策略来缓解网络拥塞,降低传输时延。仿真结果表明,MWBMP策略在缓存大小和仿真时间变化的情况下,性能优于DropLargest、Drop-Oldest和Drop-Youngest三种缓存管理策略。该论文有图36幅,表4个,参考文献101篇。