基于4G專(zhuān)網(wǎng)的無(wú)線廣播系統(tǒng)在露天礦山的應(yīng)用

莫州寒

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 城門(mén)山銅礦，江西 九江 332100）

1 引言

城門(mén)山銅礦露天礦山位于江西九江市賽城湖畔，三面環(huán)湖，又地處江南，雨水較多。而在露天礦山生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)存在較多的應(yīng)急管理工作。比如雷雨季節(jié)時(shí)期，各區(qū)域出現(xiàn)山體滑坡、邊坡松動(dòng)、泥石流等自然災(zāi)害；比如防洪度汛期間，各單位部門(mén)組織采區(qū)抗洪搶險(xiǎn)。如何快速有效的組織和開(kāi)展應(yīng)急［1］管理工作是露天礦山應(yīng)思考的重要問(wèn)題。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量的發(fā)展，全球進(jìn)入了智能化發(fā)展的新時(shí)代。在這樣的大背景下，礦山企業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)，信息化、智能化礦山發(fā)展已成為了一種趨勢(shì)。城門(mén)山銅礦也已然走上了智能化礦山發(fā)展的道路。為滿足智能化礦山的發(fā)展需求，提高現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急管理工作的效率，從而設(shè)計(jì)一套露天礦山的廣播系統(tǒng)。

2 設(shè)計(jì)思路

城門(mén)山銅礦采礦場(chǎng)以排土場(chǎng)、卸礦區(qū)、采礦區(qū)三個(gè)基點(diǎn)形成約200 萬(wàn)平方米的三角覆蓋面，作業(yè)區(qū)域大、范圍廣。因此對(duì)廣播系統(tǒng)的選擇存在靈活性、高品質(zhì)的要求。

目前廠礦企業(yè)的廣播系統(tǒng)［2］基本采用模擬信號(hào)傳輸，人工管理的傳統(tǒng)方式進(jìn)行管理使用，存在較多的問(wèn)題，如技術(shù)落后、音質(zhì)較差、失真度較高、兼容性差、維護(hù)不便等。隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字IP 廣播系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展迅速。數(shù)字IP［3］廣播系統(tǒng)是一種基于TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的廣播系統(tǒng)；相比傳統(tǒng)的廣播系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，且有的更好音質(zhì)，能過(guò)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸，并支持更大范圍的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)靈活可靠的信息傳播。城門(mén)山銅礦已建立了4GLTE 無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息長(zhǎng)距離的傳輸提供了網(wǎng)絡(luò)通道。數(shù)字IP 廣播系統(tǒng)更適合城門(mén)山銅礦的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。

3 無(wú)線廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 系統(tǒng)組成

無(wú)線廣播系統(tǒng)［4］由計(jì)算機(jī)服務(wù)軟件、計(jì)算機(jī)管理軟件和終端通過(guò)無(wú)線4G 網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)三者之間的信息傳輸。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D1 所示。

圖1 無(wú)線廣播系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2 廣播系統(tǒng)管理軟件

廣播系統(tǒng)［6］軟件主要由計(jì)算機(jī)服務(wù)軟件和計(jì)算機(jī)管理軟件組成，其主要功能如下。

計(jì)算機(jī)服務(wù)軟件主要負(fù)責(zé)對(duì)客戶端的管理，對(duì)有效的客戶進(jìn)行授權(quán)；并管理和執(zhí)行各客戶端的聲卡采播方案和定時(shí)的設(shè)備錄播方案；負(fù)責(zé)監(jiān)視各音頻終端的狀態(tài)，并向客戶端發(fā)出異常報(bào)警信息；負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)呼叫管理，并將音頻終端的呼叫轉(zhuǎn)發(fā)至指定用戶上。

計(jì)算機(jī)管理軟件主要播放本地的播放方案以及本地的聲卡采播方案；從服務(wù)器上獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，并在客戶端上加以顯示；對(duì)用戶以及進(jìn)行對(duì)講管理，并提交給服務(wù)器。

3.3 廣播系統(tǒng)硬件

廣播系統(tǒng)硬件主要有IP 話筒、IP 功放和播音喇叭等組成，IP 話筒和IP 功放均為網(wǎng)絡(luò)型。其主要功能如下。

管理人員通過(guò)IP 話筒進(jìn)行音頻輸入，音頻信號(hào)將以數(shù)據(jù)的形式在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行傳送，數(shù)據(jù)通過(guò)CPE 傳至IP 功放，通過(guò)擴(kuò)音喇叭進(jìn)行播報(bào)，實(shí)現(xiàn)采礦場(chǎng)調(diào)度室喊話，遠(yuǎn)端作業(yè)區(qū)播報(bào)功能。IP 話筒可指定IP 功放播報(bào)音頻。

3.4 通訊系統(tǒng)

城門(mén)山銅礦已完成無(wú)線4GLTE 專(zhuān)網(wǎng)的搭建，通過(guò)建立1 個(gè)主機(jī)站，3 個(gè)拉遠(yuǎn)站及1 個(gè)移動(dòng)基站，形成了采礦區(qū)、排土場(chǎng)、卸礦區(qū)等區(qū)域的信號(hào)全覆蓋。無(wú)線4G 網(wǎng)絡(luò)已添加到核心網(wǎng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)與管理網(wǎng)、控制網(wǎng)、監(jiān)控網(wǎng)之間的跨網(wǎng)關(guān)通訊，為實(shí)現(xiàn)無(wú)線廣播系統(tǒng)提供了有力的通訊保障。

4 無(wú)線廣播系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 無(wú)線廣播系統(tǒng)的安裝配置

城門(mén)山銅礦無(wú)線廣播系統(tǒng)放置于采礦場(chǎng)調(diào)度室，由調(diào)度室統(tǒng)一運(yùn)行管理。調(diào)度室配置一臺(tái)服務(wù)器主機(jī)和IP 話筒，均接入至控制網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)上安裝計(jì)算機(jī)服務(wù)軟件（圖3）和計(jì)算機(jī)管理軟件（圖4），實(shí)現(xiàn)對(duì)各終端進(jìn)行管理；IP 話筒實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)喊話。各播放終端布置在采礦區(qū)、排土場(chǎng)、卸礦區(qū)等區(qū)域，實(shí)現(xiàn)作業(yè)面的全覆蓋。播放終端通過(guò)與無(wú)線CPE 連接，接入無(wú)線4G 專(zhuān)網(wǎng)；各終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)終端配置工具（圖2）對(duì)設(shè)備ID、MAC 地址IP地址等進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與終端之間的通訊。最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線廣播系統(tǒng)在城門(mén)山銅礦的應(yīng)用。

圖2 網(wǎng)絡(luò)配置終端工具

圖3 計(jì)算機(jī)服務(wù)軟件

圖4 計(jì)算機(jī)管理軟件

4.2 實(shí)現(xiàn)的功能

（1）應(yīng)急廣播［5］功能：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了應(yīng)急事件時(shí)，可急時(shí)通知、指揮和引導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員的安全撤離，防止事故的擴(kuò)大化；也可迅速有效的組織現(xiàn)場(chǎng)救援等工作，提高現(xiàn)場(chǎng)組織救援效率。

（2）插播固定音頻：通過(guò)管理軟件，插播已錄制好的音頻，定時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音播放，用于提醒現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全。

（3）自主選擇終端播送：可通過(guò)管理軟件，選擇需要播放的終端，滿足部分區(qū)域的個(gè)性要求。

（4）終端擴(kuò)展功能：只需現(xiàn)場(chǎng)滿足終端的安裝、電源供電及信號(hào)覆蓋等條件，就可任意進(jìn)行終端擴(kuò)展。對(duì)終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，通過(guò)服務(wù)器和管理軟件進(jìn)行終端識(shí)別及管理即可實(shí)現(xiàn)。

（5）與礦山智能管控平臺(tái)的融合：通過(guò)局域網(wǎng)和大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)智能推送，安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、無(wú)人值守系統(tǒng)、智能視頻系統(tǒng)等皆可調(diào)用無(wú)線廣播系統(tǒng)。

5 結(jié)語(yǔ)

城門(mén)山銅礦通過(guò)智能化礦山建設(shè)，推動(dòng)著傳統(tǒng)礦業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。利用現(xiàn)有的無(wú)線4G 網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合數(shù)字IP 廣播技術(shù)所設(shè)計(jì)［7］的無(wú)線廣播系統(tǒng)，在城門(mén)山銅礦應(yīng)用效果顯著；系統(tǒng)功能完善、擴(kuò)展性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定，提高了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急管理工作的效率，滿足了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。該廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用在城門(mén)山銅礦其他智能化項(xiàng)目的擴(kuò)展具有借鑒意義。