基于4G专网的无线广播系统在露天矿山的应用

莫州寒

（江西铜业集团有限公司 城门山铜矿，江西 九江 332100）

1 引言

城门山铜矿露天矿山位于江西九江市赛城湖畔，三面环湖，又地处江南，雨水较多。而在露天矿山生产过程中，会存在较多的应急管理工作。比如雷雨季节时期，各区域出现山体滑坡、边坡松动、泥石流等自然灾害；比如防洪度汛期间，各单位部门组织采区抗洪抢险。如何快速有效的组织和开展应急［1］管理工作是露天矿山应思考的重要问题。

随着我国经济高质量的发展，全球进入了智能化发展的新时代。在这样的大背景下，矿山企业面临着诸多挑战，信息化、智能化矿山发展已成为了一种趋势。城门山铜矿也已然走上了智能化矿山发展的道路。为满足智能化矿山的发展需求，提高现场应急管理工作的效率，从而设计一套露天矿山的广播系统。

2 设计思路

城门山铜矿采矿场以排土场、卸矿区、采矿区三个基点形成约200 万平方米的三角覆盖面，作业区域大、范围广。因此对广播系统的选择存在灵活性、高品质的要求。

目前厂矿企业的广播系统［2］基本采用模拟信号传输，人工管理的传统方式进行管理使用，存在较多的问题，如技术落后、音质较差、失真度较高、兼容性差、维护不便等。随着计算机多媒体技术和网络技术的飞速发展，数字IP 广播系统技术发展迅速。数字IP［3］广播系统是一种基于TCP/IP 网络协议的广播系统；相比传统的广播系统，它功能强大，系统稳定，且有的更好音质，能过实现长距离信号传输，并支持更大范围的应用，实现灵活可靠的信息传播。城门山铜矿已建立了4GLTE 无线专网，为实现数字信息长距离的传输提供了网络通道。数字IP 广播系统更适合城门山铜矿的现场实际。

3 无线广播系统设计方案

3.1 系统组成

无线广播系统［4］由计算机服务软件、计算机管理软件和终端通过无线4G 网络传输，实现三者之间的信息传输。其网络拓扑图1 所示。

图1 无线广播系统网络拓扑图

3.2 广播系统管理软件

广播系统［6］软件主要由计算机服务软件和计算机管理软件组成，其主要功能如下。

计算机服务软件主要负责对客户端的管理，对有效的客户进行授权；并管理和执行各客户端的声卡采播方案和定时的设备录播方案；负责监视各音频终端的状态，并向客户端发出异常报警信息；负责网络呼叫管理，并将音频终端的呼叫转发至指定用户上。

计算机管理软件主要播放本地的播放方案以及本地的声卡采播方案；从服务器上获取设备的状态信息，并在客户端上加以显示；对用户以及进行对讲管理，并提交给服务器。

3.3 广播系统硬件

广播系统硬件主要有IP 话筒、IP 功放和播音喇叭等组成，IP 话筒和IP 功放均为网络型。其主要功能如下。

管理人员通过IP 话筒进行音频输入，音频信号将以数据的形式在局域网内进行传送，数据通过CPE 传至IP 功放，通过扩音喇叭进行播报，实现采矿场调度室喊话，远端作业区播报功能。IP 话筒可指定IP 功放播报音频。

3.4 通讯系统

城门山铜矿已完成无线4GLTE 专网的搭建，通过建立1 个主机站，3 个拉远站及1 个移动基站，形成了采矿区、排土场、卸矿区等区域的信号全覆盖。无线4G 网络已添加到核心网进行管理，实现与管理网、控制网、监控网之间的跨网关通讯，为实现无线广播系统提供了有力的通讯保障。

4 无线广播系统的应用

4.1 无线广播系统的安装配置

城门山铜矿无线广播系统放置于采矿场调度室，由调度室统一运行管理。调度室配置一台服务器主机和IP 话筒，均接入至控制网络。主机上安装计算机服务软件（图3）和计算机管理软件（图4），实现对各终端进行管理；IP 话筒实现对现场的实时喊话。各播放终端布置在采矿区、排土场、卸矿区等区域，实现作业面的全覆盖。播放终端通过与无线CPE 连接，接入无线4G 专网；各终端通过网络终端配置工具（图2）对设备ID、MAC 地址IP地址等进行配置，实现服务器与终端之间的通讯。最终实现无线广播系统在城门山铜矿的应用。

图2 网络配置终端工具

图3 计算机服务软件

图4 计算机管理软件

4.2 实现的功能

（1）应急广播［5］功能：当现场出现了应急事件时，可急时通知、指挥和引导现场人员的安全撤离，防止事故的扩大化；也可迅速有效的组织现场救援等工作，提高现场组织救援效率。

（2）插播固定音频：通过管理软件，插播已录制好的音频，定时进行语音播放，用于提醒现场作业安全。

（3）自主选择终端播送：可通过管理软件，选择需要播放的终端，满足部分区域的个性要求。

（4）终端扩展功能：只需现场满足终端的安装、电源供电及信号覆盖等条件，就可任意进行终端扩展。对终端进行网络配置，通过服务器和管理软件进行终端识别及管理即可实现。

（5）与矿山智能管控平台的融合：通过局域网和大数据管理平台，实现管理目标智能推送，安全监测系统、无人值守系统、智能视频系统等皆可调用无线广播系统。

5 结语

城门山铜矿通过智能化矿山建设，推动着传统矿业的转型升级。利用现有的无线4G 网络，并结合数字IP 广播技术所设计［7］的无线广播系统，在城门山铜矿应用效果显著；系统功能完善、扩展性强、运行稳定，提高了现场应急管理工作的效率，满足了现场实际需求。该广播系统的设计与应用在城门山铜矿其他智能化项目的扩展具有借鉴意义。