dijkstra算法在矿井通风计算中的应用

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1、Dijkstra算法在矿井通风计算中的应用赵泓泉ZHAOHong-quan；杨溢YANGYi；刘强LIUQiang（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）（FacultyofLandResourceEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China）摘要：矿井通风最大阻力路线计算是矿井通风设计的关键一环，是通风设备选择的主要依据。对于复杂通风网路的最大阻力路线计算，通常使用软件计算，文中设计了一种基于Dijkstra算法的矿井通风最大阻力路线编程计算方法，对该方法作了

2、详细介绍，以期为编程计算矿井通风最大阻力路线提供一定的启发与帮助。Abstract:Themaximumresistanceofmineventilationroutecalculationplaysabigroleinthemineventilationdesign;itisthemainbasisofventilationequipmentselection.Themaximumresistancerouteforplexventilationonlyusesputingsoftineventilationmaximumresistancelinecalculat

3、ionbasedontheDijkstramethod,andtheprogrammingalgorithmisintroducedindetail.Thispaperentandhelpforreaders..jyqkineventilation；themaximumresistanceline；Dijkstramethod中图分类号：TD722文献标识码：A：1006-4311（2014）34-0028-02简介：赵泓泉（1988-），男，云南大理人，在读研究生，研究方向为安全技术及工程。0引言矿井通风总阻力，是指风流由进风井口到扇风机风硐（抽出式）或由扇风机风硐

4、到回风井口（压入式）沿任一风路流动途中所产生的摩擦阻力和局部阻力的总和[1]。矿通风阻力计算是矿井通风设计中的关键一环，它是通风设备选择的主要依据。当通风系统比较复杂，在直观上难于判断哪条风路阻力最大时，就需要选择几条线路通过计算比较选出其中的最大者。通常情况下，是依靠个人经验来选择通风路线然后计算比较得出风路阻力最大者，这在一定程度存在较大误差，而对于多结点的复杂通风网路，遍历每条风路计算总风阻而后比较得出风路阻力最大者的这种精确算法，由于其计算量过大所以不适合人工计算，随着电子计算机的广泛应用，矿井通风总阻力计算与扇风机的选择计算，都可以用计算机进行，但无论是使用

5、商务或者个人开发版的计算软件计算矿井通风总阻力值，对于单纯软件的使用者来说，一般不知道具体结果是如何计算得出的，其中的计算原理和计算误差都是一个不可知与不可控制的过程，本文针对以上问题，根据Dijkstra最短路径算法，扩展设计了一种编程实现全矿通风最大阻力路线计算的方法，就该方法的数学模型和具体算法作详细介绍，以期为编程计算全矿通风最大阻力路线提供一定的启发与帮助。1数学模型的建立通风网络图的邻接矩阵：以数学模型的方式完全描述一个矿井通风网络图是十分困难的，它涉及图论与风量分配基本定律的很多知识，其最终得出数学模型也是极其复杂的，但如果只针对全矿通风总阻力计算，从效

6、能原则来看，通风网络图的邻接矩阵就是一个合理的数学模型，它既描述了风流的流向，给风路选择提供依据，又包括了每段风路的通风阻力值，可以通过计算所有风路的总阻力。一个图G的结构，可以完全由结点之间的邻接关系来描述，这种关系可以通过一个矩阵来给出。2算法详解2.1Dijkstra最短路径算法迪杰斯特拉（E·aM矩阵为了方便计算机识别和计算，对于有N个节点的通风网络图而言，我们首先建立一个（N×N+3）的矩阵，这里称其为MaM矩阵（MaximumresistanceofventilationroutesMatrix），其中MaM矩阵中所包含的前N阶方阵是所需计算的通风网络图生

7、成的邻接矩阵，这个邻接矩阵再合并上方便计算机识别计算对象的N×3阶矩阵后，所构成的增广矩阵就是真正意义上程序中所能看到的MaM矩阵，从编程角度来说MaM矩阵实际上是一个二维数组，其使用上和矩阵无太大差别，这里就不做过多区别，以下均称为MaM矩阵。（图2）为了更好地说明问题，引入联组的概念。上（始）节点和直接与其相连的所有下（末）结点所构成的一个集合，称为联组。联组由上（始）结点号来命名[4]。图中，v1~vn是结点；1~n是联组名。CP（CalculationPoint）计算点，辅助程序记录结点所对应联组数，同时也是程序识别结点是否计算完成找出最大权