郭昊阳，杨志冰，殷晓佳，曹 雄，秦清风，于晨曦，王 博

（中北大学 环境与安全工程学院，山西 太原 030051）

0 引 言

受限空间是指封闭或者部分封闭，与外界相对隔离，出入口较为狭窄，作业人员不能长时间在内工作，自然通风不良，易造成有害、易燃易爆物质积聚或者氧含量不足的空间。

据统计数据显示，仅在2021 年上半年，全国已发生16 起受限空间事故，累计造成39 人死亡、15 人受伤。从2021 年6 月到2022 年5 月，一年时间内，仅环保行业就已发生至少13 起中毒窒息类事故，导致45 人死亡。在有毒有害气体引发的中毒事故中，若抢救及时，可以挽救窒息人员生命，但长时间的窒息会对身体器官尤其是大脑造成不可逆的伤害。若未能及时抢救窒息人员，就会发生人员死亡的悲剧。传统的探测方式需要人员佩戴气体检测仪进入受限空间，存在成本较高、数据无法互通、无法预测气体变化趋势的问题。

随着物联网技术的发展，采用无线组网的气体监测系统开始出现。例如，Jabbar 等[1]设计了一种基于LoRaWAN 的室外空气质量监测系统；洪涛等人[2]设计了基于STM32 和CC1101 的受限空间关键气体浓度检测系统。而随着此类系统的日渐成熟，部分学者开始将神经网络等机器学习方法融入其中。例如，宝银昙[3]设计了基于ZigBee 和RBF 神经网络的矿井通风质量预测方法。目前，物联网技术及机器学习算法正不断发展，本文结合阿里云物联网平台以及神经网络、高斯过程回归算法等机器学习算法，设计了基于NB-IoT 的受限空间有害气体检测物联网系统。……