煤矿一体化调度通信系统系统方案设计

1 技术路线

1.1一体化通信平台选型

   目前大多数厂家的有线、无线、定位系统仍是独立架构，仍需要调度员分别操作相应的系统软件，井下设备相互独立，未能减少设备数量、传输线缆和维护工作量的，只能通过中继连接，实现简单互通，不能做到系统深层次的融合。

   通信平台融合*方案是采用开放的VOIP技术，实现平台上和底层的互联互通，目前常用的解决办法为IP语音交换机或基于软交换（服务器+软件）方式实现。通常的基于IP语音交换机的系统容量小，设备冗余热备困难，一般以单机方式运行；而基于服务器架构的软交换系统，可靠性难以保证。然而对于调度系统来讲，其实时性和稳定性要求比较高，选型必须考虑稳定性、可靠性、兼容性、系统容量均较好的设备作为语音交换平台的核心。gc0325

   XX矿为新建矿井，所有系统均为基于以太网架构，有线、无线、广播、定位、胶轮车均为新建系统，《建设纲要》中4.9中第4、5、7条要求：有线调度通讯、无线通讯（WiFi）及矿井广播整合为一个子系统，使用统一的通讯分站，并将有线、无线、广播的信息有机融合，并实现上述系统均能实现底层互联互通，在一个软件平台上实现各系统的统一指挥，多网合一，实现“一站、一线、一网”的建设理念。vx:gaochao927

   本次设计要求系统在井下基站采用融合的通信基站技术，交换底层融合互通，系统用户高达2000用户以上，且可在一个调度界面上实现一体化调度方式解决一体化通信，是真正意义上的融合调度，其缺点是融合难度比较高，要求厂家具备底层的软硬件融合能力和定制开发能力。

   公司在涉足煤炭行业之前，专注于通信领域，积累了较厚的技术和经验；目前公司开发的基于DSP的硬交换IP语音交换机系列产品较全，从百余门到上万门的语音交换机，能满足从几十万吨到数千万吨矿井矿井调度需求。公司有专门的硬软件研发团队，可深度软硬件定制。

   公司上述系统及软件功能已经成熟应用于生产矿井，与矿井建设需求相吻合，因此本次设计选用公司的一体化通信平台整体解决方案。

1.2 本安融合通信基站的选型

  本安型融合通信基站基于标准以太网，支持有线、无线通信、人员精确定位、胶轮车精确定位的接入，可支持扩展接入数字广播、LED屏信息发布、井下视频等系统，能满足矿方对融合通信基站的需求，且基站融合度高、技术成熟、本安一体化设计，接口丰富，符合矿方“一站、一线、一网”的建设理念。 

综合地面核心设备、平台软件与井下传输基站、以及相关的技术指标，考虑使用此解决方案。

1.3 无线通信技术选择

   无线语音通信技术的发展也先后经历了模拟通信（大哥大）、2G、3G技术。4G目前已开始正式商用，5G正在加紧研发过程中。2G技术较好的解决了语音通信问题，单是无线数据传输带宽局限性太大，几十Kbps的数据带宽无法满足数据传输要求，3G系统应运而生。3G系统的数据传输相对于2G有了很好的提高，但是数据带宽还是非常有限。4G的发展，在一定程度上解决了移动终端的数据传输问题，通过4G和wifi传输系统的深度融合，可解决数据传输，扩展系统的应用带宽。

   XX矿的无线通信系统需要解决无线通信系统的高清语音通信、视频对讲，还要解决无线终端、无线视频的大数据传输问题。综合考虑无线终端的协议开放性、高带宽、高性价比以及语音通信的高稳定性和地面的易覆盖性，我们选择技术成熟、主流运营商支持，终端设备相对比较丰富的4G通信系统作为无线语音传输，兼顾数据传输（我司已经推出基于4G的数传模块，支持无线摄像机、无线传感器等设备的接入）；而终端的高带宽、高开放、低成本的数据传输，我们现在WIFI覆盖方式，终形成“4G+WIFI”的双频覆盖方式。在4G系统的FDD-LTE和TDD-LTE的两种制式中，我们选择用户多、使用范围zui广、技术zuichen shu 的FDD-LTE制式作为XX矿的4G覆盖。

表1-1 4G无线通信性能指标

1.4 井下基站设备选择

    XX矿井下各信息化、自动化子系统已陆续建成，并逐步完善。而在信息化建设过程中各子系统覆盖区域相互重叠，但是因为早期的技术限制等多种因素，个系统相互独立，各系统的线缆、供电等也相互独立，投入较大，且为日后的维护带来相当大的难度。为了解决这一问题，本次系统改造中，我们统一使用以太网接口的高度融合的一体化基站，基站包含4G模块、WIFI模块、精确定位模块与网络接口模块。基站也可为视频、广播等提供接口，减少巷道中设备数量与传输线缆数量。

2 煤矿一体化调度通信系统特色

1、 一个融合调度软件上实现有线调度、无线通信、广播多系统的“调度”功能。

2、 软件分区域调度，将广播、视频、gu hua、手机集成在一个调度页面，实现一键组呼、一键全呼，一键式应急救援指挥，提升调度效率。

3、 可以将重要场所摄像机与固定电 hua绑定，实现可视化调度对讲功能。

4、 基于标准SIP语音交换机，可轻松实现外出公网用户参与专网调度的功能

5、 一体化本安融合通讯分站“一站式”实现4G、wifi、精确定位的信号覆盖，分站自带CAN、RS485、I/O等接口，可实现视频、广播、传感器的一站式接入。

6、 基站采用电信级低功耗芯片，稳定可靠，井下本安一体化设计，适用于各种危险、复杂的工矿场合。

7、 基站自带电源管理接口功能，配合可管理电源，实现供电的在线检测与管理功能。

IP语音交换机是基于DSP的硬件语音交换技术，采用双机热备，打破板卡双机冗余的局限性，保证系统核心设备的稳定可靠