矿井移动通信的现状与发展分析

中煤科工集团常州自动化研究院 张 鹏

1.矿井通信系统的现状

通常来说，要想实现真正意义上的矿井通信一般包括：由行政通信组成的系统、管理调度中所需要的通信系统、还得要有完善的广播系统以便方便与外面的联系。

而这些相互联系的矿井通信系统也有各自的功能和组成。首先对于矿井行政通信系统，主要设在矿井的地面，为了满足日常的行政管理，采用的是交换机由数字程序控制的，在整个矿井系统中起着不容忽视的作用，因为它负责着系统之间的联系。然后矿井中的调度通信主要负责生产中调度，是通过数字化的程序控制的，接着就是关系着矿井的安全的漏泄无线通信系统，当出现矿井出现意外情况，及时的报警，主要是利用一种特殊的同轴电缆，将信号电波由总的基地向四面的矿井深处传播，在传播途中与巷道中的电台联系，从而实现了将多个信号相联系并及时发送出去，在第一时间内为矿井中的人员提供了安全保障。

最后便是PHs小灵通系统，这是目前使用最广泛的主流系统，通过与矿井中的行政总机相连接，从而实现整个矿井的全面通信，并且到现在已经研发出了可以实现人员跟踪定位的功能，为矿井通信提供了更大的方便。

2.漏泄通信系统

漏泄通信是近些年国际上普遍采用的最先进的通信技术，主要是利用漏泄电缆实现高频信号的传输，煤矿井下漏泄通信是以漏泄光缆为信道进行信息传输的新兴技术，而漏泄电缆可以作为巷道中无线通信的天线，不仅实现了矿井里外人员之间的联系，还可对矿井中车辆安装通信设备，实现车辆之间，人员与车辆之间的无线通信。

在铺设的时候，在巷道之间架设漏泄电缆，并设置相应的设备：基地台、稳压电源、功率分配器、负载盒、有线无线交换器。当进行无线电波传送的同时，周围也会形成一片无线电波的漏场，并覆盖了任何的切面，使得电台设备能够接受到，再通过继电器的放大作用，将远距离传输过程中损失的能量补偿回来。

在安放设备时，基地台得设置在调度室中，方便传输过程对整个过程的控制，将井下的漏泄电缆与基地控制台相联系，在中间的相当距离安放一个双向继电器，如果遇到巷道德分叉处就设置一些功率分配器，这一过程主要用来减少传输过程中能量的损失。

现如今漏泄通信技术发展已经成熟，并且在矿井下被广泛使用，主要是用来改善调度通信系统，而其具有的高质量清晰通话，低噪音，并对基地台传呼十分的便捷。但还是有一定的缺点的，在设置设备时花费的成本过高，而且工程量浩大，系统过于庞大，不仅是搬运时不方便，而且占用了矿井的空间，对巷道造成了一定的影响。

在实际的应用中虽然实现的语音通话，但具有的仅仅是对讲机的功能，等位间的实时通话还并没有实现，真正意义上的有线无线转换还停留在研发中。总体上漏泄通信技术还是给矿井通信系统的发展带来了便捷，而在此基础上研发出的信息交换、文字通信技术已经要投入使用中。

3.矿井下无线通信小灵通系统

这个系统只要是以商用技术为基础，针对的是语音通信，最终能实现人员之间的相互通信，先如今已经成功，网络运营商提供应有的技术支持，并且为矿井下员工进行定位，提高井下作业的安全性，同时在管理监督体系中也得以应用。

而小灵通技术依靠的是中国联通的CDMA技术，将现有的技术应用到矿井下。

主要装置：无线控制交换机、基地、移动网络终端。矿井的办公区，生活区，以及矿井下作业区都应该覆盖。

设计时应该充分考虑到矿井的实际情况，并对井下的环境考察后在作出决定，无线装置的全面覆盖。

3.1 无线通信小灵通系统的铺设

先是在地面搭建一个高度足够的信号塔，并安装具有一定功率的天线接收装置，井下的布置尽可能的采用定向天线，这样节约了成本，起到了经济效应。但遇到一些对天线信号干扰较大的煤矿应采用漏泄电缆。

3.2 无线小灵通系统的特点

1)因为充分考虑了矿井的实际情况，设备可靠性强，而且高性能，较低的建设成本，十分适合大多数的煤矿设备。

2)系统的支持容量大，在进行语音通话时，标准配置下的3个扇区就能105个手机用户实时通话。

3)因为联通的CDMA新技术采用增强型无线频段，具有很强的绕射能力，一般架设一座一定功率的天线，就能满足整个矿井区域的信号需求，而且也有强的独立性，与原先的地面无线网络没有干扰。

4)抗干扰能力强，因为IP地址独立开放，在有多座矿井的也同样适用，所以方便了管理，而且节省了不必要的开支。

4.WiFi无线宽带技术

4.1 WiFi无线宽带技术基本概述

根据当今信息通信的发展，工信部要求PHs小灵通退出信息网络系统。于是引起了很多煤矿业内人士的担心，因为曾经的PHs矿井无线小灵通系统一举占据大部分的矿井无线调度系统，一旦退出市场势必会对煤矿通信造成巨大的影响。但是随之出现的wifi无线宽带技术的打消了人们的顾虑。

Wifi技术使用的标准有两个：IEEE802.11a和IEEE802.11b。凭借着2.4GHz的频段，同样适宜煤矿安全应用特点，而且本身技术等级更高，渐渐的受到了大多数矿井供应商的青眯。

Wifi的系统有着远远优于小灵通的性能，应用的是无限高保真技术。在部署了基站后，设置好了数据，接入IP地址就不受区域的限制，实现高质量的信息通话。

接入方式的选择中，目前普遍应用的是16d的标准，支持固定的宽带无线接入系统接口。而还没有投入到实际应用中的16e移动性的宽带接口标准还正在实验定制的过程。

为了实现wifi无线宽带的战略价值，正在考虑的是将移动通信进入1000M的工业以太网。

在运行中为达到一定的稳定性，可以采用VLAN的技术对现有的移动通信进行划分，使得新出现一个虚拟的专网，并实现其的独立运行。保证与原先的监测管理系统不产生影响，形成一个崭新的新一代系统。

4.2 Wifi无线技术的功能介绍

1)基于系统的功能所能支持：1-1000部，而光缆的传输距离也有了很大程度的提高10KM以内都能接收到信号。

2)基站手机的单向传输距离从原先的260m-820m。

3)一座基站在运行时也支持16部手机同时通话，无缝的实时通话在网络覆盖区域是完全能实现的。

4)处于对通话安全的考虑，无线网络系统支持64位的wep加密通话服务。

5)语音功能也有了全方位的改进，不仅仅支持wifi手机之间的实时通话，还支持固定电话之间以及固话和手机间的互通。

6)另外还实施了便捷的服务功能，简洁的一号通服务、免打扰优先呼出控制，在整个矿井区实行了集团内互通互免得短信计费功能，方便了员工之间的联系，也提高了生产效率。

因为接入了工业的以太网，技术上已经不需要在整个矿井覆盖有线通信漏泄光缆系统，价格上的优势加上可观的效率，一旦接入到矿井下的网络交换机，所有的工作就能有次序的进行。凭借着庞大的网络多媒体业务顺利运行，也为下一代的3g移动网络通信奠定了基础。

矿井上下都部署一定的无线调度终端，便可将无线wifi终端接入网络，用统一的管理平台，对所有的无线有线进行调度，最终实现了对整座矿井无线通信系统的控制。而目前，wifi无线通信系统已经一些煤矿企业成功应用了。

5.小结

在现如今的技术条件下，矿井管理调度系统、行政通信系统的合理应用已经相当成熟，尤其是矿井通信系统的不断的改进，采用新技术向着高新型、高稳定性的方向发展，给社会带来了巨大的回报和便利，渐渐的引起了人们对于矿井通信系统广泛关注，从而吸收到更多的研发资金，使得很多的复杂的功能更全面的新型的矿井无线通信系统得以研发出来。

可是随着出现矿井无线通信系统的逐渐增多，也需要具备一定的特点，以适应国家队煤矿企业的管理监控，从而实现真正的一体化管理，将生产、通信、监督、控制、管理相结合。在部署装置时应该分批次、分次序的安放，以便遇到特殊的紧急情况方便疏散人员，同时还得具备一定的移动性，可以相应给一些较大的装备装上轮子，这样不仅方便了开始的部署工作实施还未后期的功能变动，以及换上新型系统时更换的便捷。因为多媒体的发现应用，便积极研发视频、语音、数据三项结合的通信新形势。

总的来看，矿井无线通信技术奖不断的改进提高新技术的研发的速度，以满足煤矿企业对于通信需求。

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