平煤八矿多网融合通信与应急广播系统研究与应用

顾对芳　林健　胡子豪　陈金铭

摘要：为解决平煤八矿现有通信联络系统相互独立，关键时刻不能互通和联络，缺乏统一调度指挥，各生产系统数据不能联动的问题，设计了基于程控调度台的煤矿多网融合通信与应急广播系统，通过统一的软件开发平台，实现了矿井程控电话网、无线通信网、人员定位网、安全监测网、应急扩播网统一集成和互联互通，提高了应急救援工作的效率。

关键词：多网融合；语音联动；IVR数据查询；应急救援；互联互通；煤矿开采 文献标识码：A

中图分类号：TP311 文章编号：1009-2374（2017）11-0287-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.145

平煤八矿目前已经建成了多个煤矿通信联络子系统，如无线通信系统、扩音广播系统、程控电话系统。这些通信联络子系统由于建设时间不一，使用的技术方式不同，加之建设时实际存在的种种原因，导致每个系统自成一派，成为“孤岛”，系统之间没有相互联络和互动，使用操作繁琐。安装在皮带和工作面沿线的扩音广播系统不能实现井上下的通话和扩播，没有实现井上下扩播系统的覆盖，井上下联络主要依靠程控电话，发生紧急情况时不能广播通知，缺乏统一调度指挥，和人员定位、安全监测、自动化监控等系统不能进行联动。

基于以上现状和问题开发和建立一套基于程控调度台的覆盖煤矿有线、无线相结合的煤矿多网融合通信与应急广播系统势在必行。

1 多网融合系统技术优点

（1）大大简化了控制网的布线，降低成本，提高可靠性与标准化程度；（2）提供了新的设计思路与方法，克服控制系统延续下来的原模式的一些缺点；（3）采用基于IP技术的智能终端，可以提高产品的标准化程度，促进产业化。

2 系统设计

2.1 系统总体结构

煤矿多网融合通信与应急广播系统的设计重点在于实现“多网”的互联互通。从系统设计上看，煤矿多网融合通信与应急广播系统包括程控电话调度台、程控交换机、SIP服务器、自动应答平台、VOIP电话网关、程控免提电话等部分。各通信子系统之间均通过基于工业以太网的TCP/IP体系连接。系统结构如图1所示：

2.2 硬件部分的设计

本系统根据平煤八矿已有的通信联络子系统基础上进行改造，本着尽量利用现有系统、设备，以较少的投入实现整体目标效果。调度台和程控交换机以及工业以太网交换机等使用矿方已有设备，主要增加的硬件设备有程控免提电话、VOIP电话网关、SIP服务器和自动应答平台的呼叫中心设备。

程控免提电话和VOIP电话网关设备主要将煤矿局部现有扩播电话进行整合，其中程控免提电话将不同厂家的局部扩播电话进行协议转换和集成；VOIP电话网关位于电路交换网与IP网的接口处，主要是将程控电话语音信号转换为网络信号接入环网交换机。

SIP服务器实现程控电话、小灵通、扩音电话、VOIP电话的通信，将各独立通信系统的互联互通。自动应答平台跟程控交换机之间的通信是通过在自动应答平台服务器上增加呼叫中心板卡，从而实现自动应答服务器和通信联络系统的语音通信功能。

2.3 软件部分的设计

本系统软件设计部分主要是开发了一套自动应答系统管理软件，实现了安全监测、人员定位系统以及自动化系统等监测/监控系统与通信联络系统的数据联动功能。具体的数据联动软件功能设计如下：

作为煤矿安全生产过程中的必要元素，监测监控系统应该和各部门进行信息共享，联动作用。安全监测语音联动需要当某一地点出现瓦斯超限报警时，自动应答平台能自动通知调度员报警信息，调度员可自动或者人工通过该区域广播系统扩音广播报警信息，通知人员撤离。

人员定位系统的语音联动软件设计包括两个部分：当井下人员按下紧急呼救按钮时，该系统将信息通过程控电话向调度员进行通知报警，调度员可根据情况通过相应区域的扩播系统进行通知救援或者紧急广播；当井下人员闯入危险区域时能自动广播通知。

自动化控制系统的语音联动不仅实现上位机控制界面对程控电话、无线通信、扩音电话的直接呼叫，而且要将自动化控制系统的危险隐患信息、设备故障信息通过语音联动向三级管理人员（调度台、集控室、井下现场）发送语音告警通知，实现三级人员对隐患、故障的持续关注，直至故障排除。

IVR数据查询要实现类似114、10086等信息查询功能，通过任意终端拨打特定号码，实现安全监测、人员定位以及值班領导等实时信息查询功能。

针对软件的功能设计要求，我们采用了面向对象语言VB6.0作为软件开发的环境。与程控交换机之间的通信是在呼叫中心硬件板卡SDK开发包的基础上进行的二次开发。利用呼叫中心的SQL2005数据库，按照拨号任务的建立、参数配置和参数下载等流程，针对不同功能对应的后台表进行开发从而实现与通信联络系统的联动。

IVR数据查询的通信协议和数据交换格式采用当前最为流行的HTTP协议及XML数据交换格式。接口使用JAVA开发标准类库，实现与各监测/监控系统SQL数据库通信，实现数据的查询。本软件是将报警等异常信息作为呼叫中心的呼出业务，将这些系统重要的实时数据作为IVR查询的对象，通过HTTP调用实现将呼叫中心的功能集成到自动应答平台，而后端复杂的呼叫中心控制则交由系统后台完成，从而实现各系统的联动和查询功能。

3 系统应用效果

煤矿多网融合通信与应急广播系统充分利用了平煤集团八矿现有的信息化设施进行了系统的集成和融合，避免重复建设和投资。系统实现矿井程控电话网、无线通信网、人员定位网、安全监测网、应急扩播网统一集成和互联互通，平时生产时，能够实现程控电话、无线通信、应急广播、局部广播的统一调度，实现人员定位、安全监测、自动化系统等与通信联络系统的联动；事故发生时，能进行“区域呼”“一键呼”，快速通知井下人员，提高救援工作的效率。

4 结语

根据煤矿安全生产和应急救援的实际需求，介绍了煤矿多网融合通信与应急广播系统的设计目标和原则，详细论述了系统的主要功能和实现原理。建成后的系统符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》关于安全的战略目标，解决我国煤矿安全生产和应急救援的重大问题；符合国家煤矿安监局关于征求《煤矿安全监控系统升级改造技术方案（征求意见稿）》中“支持多网、多系统融合”的要求，为煤矿的安全生产和灾害应急救援调度提供有力的保障。

参考文献

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[4] 王灵芝.论监测监控系统和安全管理的联动作用[J].科技与企业，2013，（1）.

[5] 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）（国发[2006]6号）[S].

作者简介：顾对芳（1981-），女，陕西渭南人，供职于华洋通信科技股份有限公司，研究方向：煤矿自动化产品和软件的研发。

（责任编辑：秦逊玉）