鮑店煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)的構(gòu)建研究

鄭 彬 康 躍 孔 璐

（兗礦能源股份有限公司鮑店煤礦，山東 鄒城 273500）

1 工程概況

兗礦能源集團(tuán)鮑店煤礦通信調(diào)度系統(tǒng)存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)為：（1）該煤礦語(yǔ)音通信、指揮調(diào)度、應(yīng)急救助未能實(shí)現(xiàn)IP 化，語(yǔ)音、視頻、調(diào)度技術(shù)及設(shè)備較落后；（2）該煤礦無(wú)線系統(tǒng)和有線系統(tǒng)沒(méi)有進(jìn)行融合，處于相互獨(dú)立的狀態(tài)；（3）該煤礦主井、新井井口距離達(dá)20.5 km，各自依靠生產(chǎn)電話進(jìn)行調(diào)度，無(wú)互聯(lián)互通；（4）該煤礦井下無(wú)應(yīng)急通信系統(tǒng)，一旦發(fā)生事故會(huì)增加救援難度。

基于鮑店煤礦地質(zhì)環(huán)境特殊，巷道距離長(zhǎng)、錯(cuò)綜復(fù)雜，作業(yè)過(guò)程中工序較多、人員流動(dòng)性差、地點(diǎn)分散，事故發(fā)生率較高的特點(diǎn)，構(gòu)建一個(gè)完善可靠的煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)，為生產(chǎn)調(diào)度、人員監(jiān)控、搶險(xiǎn)救援等提供便利條件是非常有必要的。

2 煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)的構(gòu)建

2.1 整體方案分析

鮑店煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)采用“多媒體調(diào)度+桌面觸摸屏多媒體指揮調(diào)度臺(tái)”組成[1-6]。該調(diào)度通信平臺(tái)將無(wú)線調(diào)度、有線調(diào)度、應(yīng)急廣播、視頻調(diào)度等子系統(tǒng)進(jìn)行集結(jié)，將通信系統(tǒng)的日常檢查工作和應(yīng)急救援工作進(jìn)行有機(jī)統(tǒng)一，能有效提高工作效率。鮑店煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)的架構(gòu)如圖1。

圖1 鮑店煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)架構(gòu)示意圖

在地面調(diào)度中心設(shè)置煤礦一體化調(diào)度通信系統(tǒng)采集平臺(tái)，將有線與無(wú)線調(diào)度臺(tái)、視頻調(diào)度臺(tái)、應(yīng)急廣播集中在一起。系統(tǒng)主要設(shè)備配置為：部署2臺(tái)核心調(diào)度機(jī)；部署1 臺(tái)錄音服務(wù)器；部署24 口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)2 臺(tái)；部署 1 臺(tái)網(wǎng)管工作站；部署1 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜。

2.2 子系統(tǒng)通信調(diào)度方案設(shè)計(jì)

2.2.1 子系統(tǒng)有線調(diào)度方案

鮑店煤礦一體化調(diào)度通信系統(tǒng)有線調(diào)度主要采用通信電纜，將井下調(diào)度電話通信連接至各機(jī)電硐室、避難硐室、煤倉(cāng)上下及采掘工作面等處；地面調(diào)度電話設(shè)置在調(diào)度室；選用地面輸出本安型數(shù)字調(diào)度機(jī)KTJ115，通過(guò)擴(kuò)展SIP 協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)IP 調(diào)度方法及IP 調(diào)度系統(tǒng)，在同一調(diào)度臺(tái)上實(shí)現(xiàn)指揮、控制、操作的自動(dòng)化，能夠?qū)φ{(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)。

配備8 臺(tái)32 口FXS 設(shè)備共計(jì)256 線生產(chǎn)調(diào)度電話，其中可配置128 線部署到井下；在機(jī)房部署1 臺(tái)4E1 的中繼網(wǎng)關(guān)，用2M 線路來(lái)實(shí)現(xiàn)新上的網(wǎng)絡(luò)綜合業(yè)務(wù)調(diào)度通信系統(tǒng)與礦上的辦公電話網(wǎng)等的對(duì)接融合；部署1 臺(tái)16 口FXO 設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與其他的系統(tǒng)連接。

2.2.2 子系統(tǒng)無(wú)線調(diào)度方案

鮑店煤礦4G 無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)主要由地面調(diào)度服務(wù)器、核心EPC、核心IMS、錄音服務(wù)器、4G 核心網(wǎng)系統(tǒng)、調(diào)度臺(tái)、中繼網(wǎng)管、井上無(wú)線基站、井下無(wú)線基站等組成。無(wú)線調(diào)度通信以無(wú)線基站為接入點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線手機(jī)設(shè)置自己的電話號(hào)碼，地面調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線手機(jī)電話號(hào)碼與機(jī)主實(shí)現(xiàn)呼叫通信。

建立礦井下4G 無(wú)線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地面與井下連續(xù)4G 無(wú)線覆蓋，提供語(yǔ)音、短信、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)；可以給井下提供高速帶寬，保障井下數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婵刂浦行模坏V井全無(wú)線覆蓋，提供高效語(yǔ)音通信功能；可進(jìn)行可視通話、視頻回傳和視頻推送等全新業(yè)務(wù)，真正使地面和井下融為一體，無(wú)縫連接；實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信系統(tǒng)和有線通信系統(tǒng)資源整合，形成一體化調(diào)度平臺(tái)，有效提高礦山通信聯(lián)絡(luò)水平。井下無(wú)線通信系統(tǒng)架構(gòu)如圖2。

圖2 子系統(tǒng)無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)

地面配置1 套核心EPC、核心IMS、地面用信息傳輸接口、地面用大功率基站、礦用基站及核心網(wǎng)功能軟件、多媒體調(diào)度機(jī)、多媒體功能調(diào)度軟件、交換路由設(shè)備、中心機(jī)房電源柜等配套設(shè)備。井下布置30臺(tái)無(wú)線其站，通過(guò)光纖組成穩(wěn)定可靠的環(huán)網(wǎng)，基站可就近接入環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，地面布置3 臺(tái)室外大基站，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)井上井下全覆蓋。地面覆蓋主要辦公地點(diǎn)，井下實(shí)現(xiàn)主運(yùn)、輔運(yùn)、綜采工作面等的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

2.2.3 子系統(tǒng)應(yīng)急廣播系統(tǒng)方案

鮑店煤礦采用的KT193 煤礦井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)是一套集通信、公共廣播為一體的通信系統(tǒng)，具有廣播分站和主機(jī)進(jìn)行雙向?qū)χv通話功能、尋呼功能、一鍵緊急廣播功能、定時(shí)廣播、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，主要是針對(duì)有甲烷、煤塵爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行應(yīng)急通信。鮑店煤礦KT193 煤礦井下應(yīng)急廣播系統(tǒng)主要安裝在井下大巷、工作面、井底候車室等場(chǎng)所，平時(shí)主要是播放煤礦的一些新聞信息和通信信息，當(dāng)發(fā)生安全事故并存在危險(xiǎn)性時(shí)刻，可以語(yǔ)音通知人員撤離，并發(fā)出報(bào)警聲音，在緊急情況下井下可以直接呼叫地面主機(jī)。應(yīng)急廣播系統(tǒng)架構(gòu)如圖3。

圖3 子系統(tǒng)應(yīng)急廣播系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

2.2.4 子系統(tǒng)視頻調(diào)度方案

在煤礦井下安裝有可視化對(duì)講攝像頭及擴(kuò)音電話設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地面與井下工作人員語(yǔ)音視頻的通信調(diào)度功能。

在煤礦井下甲烷、煤塵爆炸危險(xiǎn)的重點(diǎn)區(qū)域安裝視頻監(jiān)控?cái)z像儀、配套的擴(kuò)音廣播和電源。攝像儀通過(guò)光纜連接到環(huán)網(wǎng)，通過(guò)視頻調(diào)度模塊接入到一體化調(diào)度平臺(tái)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)視頻瀏覽端切換到井下對(duì)應(yīng)的監(jiān)控?cái)z像頭。

3 應(yīng)用效果分析

2020 年10 月，鮑店煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)完成構(gòu)建，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、組態(tài)畫(huà)面制作、通信測(cè)試后可知，構(gòu)建的一體化調(diào)度通信平臺(tái)完全可以滿足鮑店煤礦調(diào)度通信信息系統(tǒng)所有的功能需求，實(shí)現(xiàn)了將無(wú)線調(diào)度、有線調(diào)度、應(yīng)急廣播、視頻調(diào)度等子系統(tǒng)的集結(jié)，將通信系統(tǒng)的日常檢查工作和應(yīng)急救援工作進(jìn)行有機(jī)統(tǒng)一，有效提高工作效率。

從2020 年10 月至今，鮑店煤礦一體化調(diào)度通信平臺(tái)整體運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行效果理想，建立了新型的工作模式，實(shí)現(xiàn)了鮑店煤礦井下礦井有線調(diào)度通信、無(wú)線通信、人員精確定位、車載通信、無(wú)軌膠輪車定位、膠輪車信集閉管理等綜合覆蓋與傳輸，減人增效效果顯著。