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煤矿通信多系统融合设计与应用

2019-10-16 10:34:54

 [摘要]煤矿通信联络系统在煤矿安全生产、调度指挥、抢险救援等方面发挥着十分重要的作用,根据国家对煤矿“六大系统”的建设要求,近年来各煤矿企业先后建立了有线通信系统、无线通信系统、应急救援扩播系统、皮带沿线扩音电话等,可以实现广播通知、区域对讲、点对点通信等功能,但各系统之间相互独立,自成系统,不能互联互通。基于矿井程控调度台为平台,融合其他通信联络系统以实现集中调度指挥、互联互通,平时服务于日常生产,突发事故时,快速服务救援通信,实现生产调度、实时指挥、紧急救援的煤矿一体化融合通信的目标。

[关键词]多系统融合;通信联络系统;煤矿

目前煤矿使用了多种方式的通信系统,从有线到无线,从模拟到数字,从总线到以太网,从十几年前的技术到目前较新的技术,在煤矿都能找到正在运行的系统。煤矿根据不同的应用使用了多个通信系统,有语音通话的电话系统,有广播系统,也有可进行半双工通话的皮带机扩音系统。它们之间相互独立,不能实现互联互通。已经建设的通信系统由于建设时间不一,使用的技术方式不同,加之建设时实际存在的种种原因,存在着每个通信系统自成一派,成为系统“孤岛”,系统之间没有相互联络和互动。并且几种通信系统在一个矿中可能同时存在,但是每个系统又是相互独立的,关键时刻不能互通和联络,缺乏统一调度指挥不能进行联动。本文采用目前比较成熟的SIP服务器将矿井程控调度通信系统与应急救援扩播系统、皮带机扩音系统互联互通,用矿井程控调度通信系统E1数字通信接口与无线通信系统互联互通,实现了井下所有通信系统之间的互联互通,提高了系统利用率,增强了矿井整体应急响应水平。

1系统技术构架及设计内容

煤矿多系统融合通信系统以煤矿通信联络系统未平台而开发,融合无线通信系统、皮带扩音系统、扩音广播系统VOIP电话系统、程控电话系统的综合通信系统,能够实现程控电话、无线通信、应急广播、局部广播的统一调度。煤矿多系统融合示意图如图1所示。图1煤矿多系统融合示意图本文是在对融合通信相关技术进行科学论证后的设计,通过研究煤矿通信多网融合通信及联动关键技术,建立融合通信联络与联动系统。本文主要研究矿山有线/无线异构网络融合、矿井多种通信系统(矿井调度电话、矿井扩播通信、矿井无线通信系统、载波通信及语音装置等)互联互通等关键技术;研发通信联络集成软件、基于IP的电话网关、自动接听免提扩播电话装置等关键设备,开发统一的集成控制平台实现通新联络系统的融合联动。

2与矿井工业以太网综合接入关键技术的研究

本文针对多种接入方式的矿用综合语音接入网关,电话语音网关系统展开研究,采用先进数字语音通信技术,基于IP及传统的程控电话通信,支持静态、动态IP地址及IP地址智能学习功能,支持SIP协议或是H323协议,语音编码支持G.711G723.1G.729A,语音清晰、QoS语音保证,适应各种网络环境。综合语音网关将从调度台传来的信号进行数据格式转换成语音信号,发送到各个扩播电话机,以便在井下扩播。为确保矿用综合接入网关的实时性和可靠性,系统使用32位嵌入式微处理器,使用嵌入式实时操作系统,采用改进TCP/IP协议。系统扩展各种现场总线接口,完成需要的协议转换功能,确保互联互通,提高系统的兼容性。综合语音网关用于矿井扩播对讲系统中。其主要目的是在保留矿井老式模拟话机投资的基础上将语音传输数字化,从而改善井下布线的安全性,提高传输距离,方便调度控制,并为井下通信系统的进一步升级改造打好基础。

3与现有扩播系统互联互通关键技术的研究

本系统设计基于综合语音网关和自动接听免提电话实现天津华宁扩音电话、常州联力扩音电话、山东大齐扩播电话与程控电话系统、无线通信系统的互联互通。每条扩音线路只需要配备一台数字式全双工电话网关和自动接听免提扩播电话装置即可实现互联互通。

4系统功能

调度台集中调度指挥:可通过程控电话调度台实现对程控电话、小灵通、扩播电话、VOIP电话的统一调度指挥,可通过触摸屏按钮或者调度电话实现对以上四个通信联络系统的直接呼叫。紧急呼叫:当发生紧急情况时,可通过调度台【紧急调度】功能界面的触摸屏按钮实现对程控电话、无线通信、局部扩播、IP扩播电话的区域呼叫或者一键呼叫通知功能。互联互通:可实现程控电话、小灵通、扩播电话、VOIP电话的互联互通,程控电话与小灵通、VOIP电话可实现互相呼叫,程控电话与扩音电话可实现单向拨打、双向通话:通过任意一部程控电话实现对某条扩播电话线路的广播呼叫,通话建立后可实现双向通话。井下紧急呼叫:当井下发生紧急情况时,可通过扩播电话的紧急按钮一键直呼地面调度,实现全双工双向通话。局部扩播集成:可实现井下皮带扩音电话、工作面华宁或大齐扩音电话、架空乘人音箱广播等不具备井上下通信功能的局部扩播系统集成和通话。

5结语

本文结合煤矿井下通信系统的实际需求,设计了一款适应性好、充分利用现有资源、操作方便、简单实用、多系统联动、资源共享煤矿通信系统的综合利用。相信随着通信技术、自动化技术和无线网络技术的不断进步,会涌现出更多先进的技术,进一步提高我国煤矿生产安全工作的水平。

本文摘自科技经济导刊杂志。

煤矿通信多系统融合设计与应用

主管单位:山东省科学技术协会

主办单位:中国科协科普部;山东省科协

国际刊号:ISSN2096-1995

国内刊号:CN37-1508/N

刊期:旬刊

开本:大16开

语种:中文

发行:全国公开

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