煤礦一體化調(diào)度通信系統(tǒng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1 技術(shù)路線

1.1一體化通信平臺(tái)選型

   目前大多數(shù)廠家的有線、無線、定位系統(tǒng)仍是獨(dú)立架構(gòu)，仍需要調(diào)度員分別操作相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，井下設(shè)備相互獨(dú)立，未能減少設(shè)備數(shù)量、傳輸線纜和維護(hù)工作量的，只能通過中繼連接，實(shí)現(xiàn)簡單互通，不能做到系統(tǒng)深層次的融合。

   通信平臺(tái)融合*方案是采用開放的VOIP技術(shù)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上和底層的互聯(lián)互通，目前常用的解決辦法為IP語音交換機(jī)或基于軟交換（服務(wù)器+軟件）方式實(shí)現(xiàn)。通常的基于IP語音交換機(jī)的系統(tǒng)容量小，設(shè)備冗余熱備困難，一般以單機(jī)方式運(yùn)行；而基于服務(wù)器架構(gòu)的軟交換系統(tǒng)，可靠性難以保證。然而對(duì)于調(diào)度系統(tǒng)來講，其實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性要求比較高，選型必須考慮穩(wěn)定性、可靠性、兼容性、系統(tǒng)容量均較好的設(shè)備作為語音交換平臺(tái)的核心。gc0325

   XX礦為新建礦井，所有系統(tǒng)均為基于以太網(wǎng)架構(gòu)，有線、無線、廣播、定位、膠輪車均為新建系統(tǒng)，《建設(shè)綱要》中4.9中第4、5、7條要求：有線調(diào)度通訊、無線通訊（WiFi）及礦井廣播整合為一個(gè)子系統(tǒng)，使用統(tǒng)一的通訊分站，并將有線、無線、廣播的信息有機(jī)融合，并實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)均能實(shí)現(xiàn)底層互聯(lián)互通，在一個(gè)軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮，多網(wǎng)合一，實(shí)現(xiàn)“一站、一線、一網(wǎng)”的建設(shè)理念。vx:gaochao927

   本次設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)在井下基站采用融合的通信基站技術(shù)，交換底層融合互通，系統(tǒng)用戶高達(dá)2000用戶以上，且可在一個(gè)調(diào)度界面上實(shí)現(xiàn)一體化調(diào)度方式解決一體化通信，是真正意義上的融合調(diào)度，其缺點(diǎn)是融合難度比較高，要求廠家具備底層的軟硬件融合能力和定制開發(fā)能力。

   公司在涉足煤炭行業(yè)之前，專注于通信領(lǐng)域，積累了較厚的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)；目前公司開發(fā)的基于DSP的硬交換IP語音交換機(jī)系列產(chǎn)品較全，從百余門到上萬門的語音交換機(jī)，能滿足從幾十萬噸到數(shù)千萬噸礦井礦井調(diào)度需求。公司有專門的硬軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)，可深度軟硬件定制。

   公司上述系統(tǒng)及軟件功能已經(jīng)成熟應(yīng)用于生產(chǎn)礦井，與礦井建設(shè)需求相吻合，因此本次設(shè)計(jì)選用公司的一體化通信平臺(tái)整體解決方案。

1.2 本安融合通信基站的選型

  本安型融合通信基站基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，支持有線、無線通信、人員精確定位、膠輪車精確定位的接入，可支持?jǐn)U展接入數(shù)字廣播、LED屏信息發(fā)布、井下視頻等系統(tǒng)，能滿足礦方對(duì)融合通信基站的需求，且基站融合度高、技術(shù)成熟、本安一體化設(shè)計(jì)，接口豐富，符合礦方“一站、一線、一網(wǎng)”的建設(shè)理念。 

綜合地面核心設(shè)備、平臺(tái)軟件與井下傳輸基站、以及相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，考慮使用此解決方案。

1.3 無線通信技術(shù)選擇

   無線語音通信技術(shù)的發(fā)展也先后經(jīng)歷了模擬通信（大哥大）、2G、3G技術(shù)。4G目前已開始正式商用，5G正在加緊研發(fā)過程中。2G技術(shù)較好的解決了語音通信問題，單是無線數(shù)據(jù)傳輸帶寬局限性太大，幾十Kbps的數(shù)據(jù)帶寬無法滿足數(shù)據(jù)傳輸要求，3G系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。3G系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸相對(duì)于2G有了很好的提高，但是數(shù)據(jù)帶寬還是非常有限。4G的發(fā)展，在一定程度上解決了移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)傳輸問題，通過4G和wifi傳輸系統(tǒng)的深度融合，可解決數(shù)據(jù)傳輸，擴(kuò)展系統(tǒng)的應(yīng)用帶寬。

   XX礦的無線通信系統(tǒng)需要解決無線通信系統(tǒng)的高清語音通信、視頻對(duì)講，還要解決無線終端、無線視頻的大數(shù)據(jù)傳輸問題。綜合考慮無線終端的協(xié)議開放性、高帶寬、高性價(jià)比以及語音通信的高穩(wěn)定性和地面的易覆蓋性，我們選擇技術(shù)成熟、主流運(yùn)營商支持，終端設(shè)備相對(duì)比較豐富的4G通信系統(tǒng)作為無線語音傳輸，兼顧數(shù)據(jù)傳輸（我司已經(jīng)推出基于4G的數(shù)傳模塊，支持無線攝像機(jī)、無線傳感器等設(shè)備的接入）；而終端的高帶寬、高開放、低成本的數(shù)據(jù)傳輸，我們現(xiàn)在WIFI覆蓋方式，終形成“4G+WIFI”的雙頻覆蓋方式。在4G系統(tǒng)的FDD-LTE和TDD-LTE的兩種制式中，我們選擇用戶多、使用范圍zui廣、技術(shù)zuichen shu 的FDD-LTE制式作為XX礦的4G覆蓋。

表1-1 4G無線通信性能指標(biāo)

1.4 井下基站設(shè)備選擇

    XX礦井下各信息化、自動(dòng)化子系統(tǒng)已陸續(xù)建成，并逐步完善。而在信息化建設(shè)過程中各子系統(tǒng)覆蓋區(qū)域相互重疊，但是因?yàn)樵缙诘募夹g(shù)限制等多種因素，個(gè)系統(tǒng)相互獨(dú)立，各系統(tǒng)的線纜、供電等也相互獨(dú)立，投入較大，且為日后的維護(hù)帶來相當(dāng)大的難度。為了解決這一問題，本次系統(tǒng)改造中，我們統(tǒng)一使用以太網(wǎng)接口的高度融合的一體化基站，基站包含4G模塊、WIFI模塊、精確定位模塊與網(wǎng)絡(luò)接口模塊。基站也可為視頻、廣播等提供接口，減少巷道中設(shè)備數(shù)量與傳輸線纜數(shù)量。

2 煤礦一體化調(diào)度通信系統(tǒng)特色

1、 一個(gè)融合調(diào)度軟件上實(shí)現(xiàn)有線調(diào)度、無線通信、廣播多系統(tǒng)的“調(diào)度”功能。

2、 軟件分區(qū)域調(diào)度，將廣播、視頻、gu hua、手機(jī)集成在一個(gè)調(diào)度頁面，實(shí)現(xiàn)一鍵組呼、一鍵全呼，一鍵式應(yīng)急救援指揮，提升調(diào)度效率。

3、 可以將重要場所攝像機(jī)與固定電 hua綁定，實(shí)現(xiàn)可視化調(diào)度對(duì)講功能。

4、 基于標(biāo)準(zhǔn)SIP語音交換機(jī)，可輕松實(shí)現(xiàn)外出公網(wǎng)用戶參與專網(wǎng)調(diào)度的功能

5、 一體化本安融合通訊分站“一站式”實(shí)現(xiàn)4G、wifi、精確定位的信號(hào)覆蓋，分站自帶CAN、RS485、I/O等接口，可實(shí)現(xiàn)視頻、廣播、傳感器的一站式接入。

6、 基站采用電信級(jí)低功耗芯片，穩(wěn)定可靠，井下本安一體化設(shè)計(jì)，適用于各種危險(xiǎn)、復(fù)雜的工礦場合。

7、 基站自帶電源管理接口功能，配合可管理電源，實(shí)現(xiàn)供電的在線檢測與管理功能。

IP語音交換機(jī)是基于DSP的硬件語音交換技術(shù)，采用雙機(jī)熱備，打破板卡雙機(jī)冗余的局限性，保證系統(tǒng)核心設(shè)備的穩(wěn)定可靠