煤矿多网融合通信与应急广播系统的研究与应用

【摘  要】煤矿通信联络系统在煤矿安全生产、调度指挥、抢险救援等方面发挥着十分重要的作用。根据国家对煤矿“六大系统”的建设要求，近年来我国也逐渐重视煤矿应急救援通信系统的建立。先后有多家科研单位和企业开发了煤矿通信联络系统，如有线广播系统、无线通信系统等，可以实现广播通知、区域对讲、点对点通信等功能，但各系统之间相互独立，自成系统，不能互联互通，使用操作繁琐，研究基于程控调度台的煤矿多网融合通信技术，实现煤矿程控电话、无线通信、应急广播、人员定位、安全监测等多网的统一融合、调度，大大提高了紧急情况下通知井下人员的效率，为煤矿的安全避险和通信联络提供有效手段和安全保障。

【关键词】六大系统;多网融合通信;应急广播;程控调度通信;控制系统

中图分类号：TD635                             文献标识码：B

1  引言

矿井通信联络系统是煤矿生产调度、安全避险和应急救援的重要工具，是煤矿生产指挥必备手段，煤矿已经建设的通信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，存在着每个通信系统自成一派，成为系统“孤岛”，系统之间没有相互联络和互动，关键时刻不能互通和联络，缺乏统一调度指挥，和人员定位、安全监测、自动化监控等系統不能进行联动的问题。

基于以上问题开发和建立一套基于程控调度台的煤矿多网融合通信与应急广播系统，通过统一的软件平台，实现矿井程控电话、无线通信、人员定位、应急广播、安全监测多网统一集成和互联互通，平时生产时，能够实现统一调度指挥，当事故发生时，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。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。为煤矿的安全生产和灾害应急救援调度提供有力的保障。

2  煤矿多网融合通信与应急广播系统的研究

多网融合通信系统以程控调度台为核心，将程控电话、无线通信、应急广播、局部扩播集成到程控调度台实现统一调度指挥，建立紧急调度功能实现各通信系统的“区域呼”、“一键呼”。同时建设安全监测、人员定位和自动化控制系统与通信联络系统的联动平台，实现监测监控数据与音频通话数据的联动控制。

2.1系统结构设计

系统采用分布式结构，主要由程控调度台、程控交换机、SIP服务平台（服务器+软件）、自动应答平台（服务器+软件）、IP电话网关、程控免提电话等组成，系统结构示意图图1所示。

2.2系统组成

系统主要由地面多网融合通信平台和井下扩播系统组成。

地面“多网融合”通信主要由三个平台组成：程控调度平台、SIP服务平台和自动应答平台，三个平台功能如下：

2.2.1 程控调度台

利用程控调度台实现多系统融合的统一集成调度指挥和联动，对程控电话系统、无线通信系统、应急广播、局部扩播、人员定位系统的统一集成操作管理，实现直呼、具备“区域呼叫”“一键呼叫”等功能，对安全监测系统、自动化控制系统通过自动应答平台实现与电话系统的联动。

2.2.2  SIP服务平台

实现程控电话系统、无线通信系统、应急广播、局部扩播的通信集成，通过SIP服务器注册到程控交换机实现对各系统的集成和互通互联。

2.2.3  自动应答平台

主要包括自动应答服务器和自动应答管理软件，实现对人员定位、安全监测、自动化控制系统的集成和联动控制等功能。

井下扩播系统包括新建扩播系统和井下局部扩播集成，主要由IP语音网关和程控免提电话组成：

2.3系统功能设计

为满足多网融合通信与应急广播系统的要求，系统具有如下功能：

2.3.1 调度台集中调度指挥

可通过程控调度台实现对程控电话、无线通信、扩播电话、局部扩播的统一调度指挥和直接呼叫。

2.3.2紧急呼叫

当发生紧急情况时，可通过调度台【紧急调度】功能界面实现对程控电话、无线通信、局部扩播、扩音电话和人员定位卡的区域呼叫或者一键呼叫通知功能。

2.3.3互联互通

可实现程控电话、无线通信、扩播电话、局部扩播的互联互通，程控电话与无线通信、IP电话可实现互相呼叫，程控电话与扩音电话可实现单向拨打、双向通话。

2.3.4局部扩播集成

可实现井下皮带扩音电话、工作面华宁或大齐扩音电话、架空乘人音箱广播等不具备井上下通信功能的局部扩播系统集成和通话。

2.3.5人员定位联动

（1）寻呼联动

从上向下调度员可通过程控调度台对人员定位系统进行一键呼、区域呼实现对井下人员定位卡的呼叫，人员定位卡接收到呼叫时报警灯闪烁，提醒井下人员发生紧急情况，需马上撤离;从下向上井下人员可通过人员定位卡的呼叫按钮向上呼叫时，自动应答平台可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。

（2）危险区域人员控制语音联动

当井下人员闯入危险区域时能自动调用音频文件进行广播通知。

2.3.6安全监测联动报警

当某一地点出现瓦斯超限报警时，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。

2.3.7自动化控制系统语音联动

（1）自动化控制系统直拨语音系统

操作人员通过上位机控制界面能实现对程控电话、无线通信、扩音电话的直接呼叫、井上下通话联络，从而使语音系统服务于自动化控制系统。

（2）危险隐患、故障信息的语音告警

当自动化系统监测到危险隐患信息、设备故障信息时能自动向三级管理人员（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，直至排除。做到了隐患的预警、预报。如：水仓水位超限、电机超温等。

3 结语

基于程控调度的煤矿多网融合通信与应急广播系统，涵盖煤矿有线、无线相结合的通信联络系统。通过统一的软件平台，实现矿井程控电话、移动通讯、人员定位、应急广播、局部扩播统一集成调度指挥和互联互通，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;当事故发生时，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，提升了矿井整体应急响应水平。

参考文献：

[1] 丁恩杰，苗曙光，朱微维，赵正芳.一种基于CAN总线的煤矿数字化扩音电话系统的设计[J].工矿自动化 2010年01期.

[2] 谢安.一种新型矿井广播电话系统的研究.信息科技 2010.

[3] 孙弋.新型煤矿井下应急无线通信系统的建立[J].西安科技大学学报.2008年01期.

作者简介：

付雨露，男，1982年，工程师。主要从事煤矿机电方面的研究。

（作者单位：淮北矿业集团）