第一章 概 述
1.1序 言
煤礦通訊網(wǎng)由礦區(qū)地面通訊系統(tǒng)和井下通訊系統(tǒng)兩大部分組成。近幾年來地面通信得到迅猛發(fā)展及完善，地面通信網(wǎng)正在向集語音、圖像和數(shù)據(jù)傳輸 “三網(wǎng)合一”的綜合信息網(wǎng)方向發(fā)展。但是，煤礦井下通訊系統(tǒng)由于受通訊設(shè)備技術(shù)更新緩慢、有線無線獨立建網(wǎng)、傳輸距離有限（5km)、多級聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)困難、電纜造價高昂、施工難度大、擴容性差、檢修維護困難、重復(fù)投資等多種現(xiàn)實條件的制約，存在許多問題。
我公司推出的解決方案主要是針對煤礦井下通訊的以上現(xiàn)狀，采用最先進的光纖傳輸及IP技術(shù)，對煤礦井下通訊系統(tǒng)進行全面的技術(shù)改造和升級，同時對已有井下通訊系統(tǒng)的煤礦實現(xiàn)通訊系統(tǒng)的備份、擴容和補充，從而使井下通訊系統(tǒng)真正成為煤礦安全生產(chǎn)的“生命線”。同時，順應(yīng)煤炭行業(yè)集團化發(fā)展及管理的要求，系統(tǒng)具備靈活的多級組網(wǎng)功能，組建集團化調(diào)度通訊網(wǎng)。
21世紀(jì)以來，我國煤炭行業(yè)進入了難得的歷史發(fā)展機遇期，能源的市場化對煤炭行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。但隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步增加，各種安全問題隨之而來，國家所提倡建設(shè)的“數(shù)字化礦井”就是希望通過應(yīng)用高科技監(jiān)測、監(jiān)控、通訊等手段提升煤礦安全生產(chǎn)的水平和管理效率。在國內(nèi)大多數(shù)煤礦“數(shù)字化礦井”的建設(shè)中，幾乎全部采用IP傳輸技術(shù)作為數(shù)字化的平臺，已經(jīng)逐步實現(xiàn)在IP網(wǎng)上傳輸?shù)陌ㄍ咚贡O(jiān)控、皮帶監(jiān)控、泵房監(jiān)控、電網(wǎng)安全監(jiān)控、工業(yè)視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、現(xiàn)場PLC控制等系統(tǒng)，已經(jīng)基本上實現(xiàn)了圖像和數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)上的傳輸及管理，但一直以來，受技術(shù)發(fā)展和煤安特殊應(yīng)用的制約，語音通訊及救生廣播一直未能實現(xiàn)IP化，特別是未能將最先進的語音通訊技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)。
我公司開發(fā)的礦井智能通訊系統(tǒng)就是以煤礦“數(shù)字化礦井”整體建設(shè)構(gòu)架為指導(dǎo)原則，完整意義上的實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的井上井下集有線和無線通訊于一體，日常生產(chǎn)指揮調(diào)度和應(yīng)急救援通訊于一體，用戶狀態(tài)顯示和位置顯示于一體，礦井綜合自動化測控系統(tǒng)和智能通訊系統(tǒng)聯(lián)動報警于一體的綜合解決方案。
1.2客戶需求
1.2.1煤炭生產(chǎn)的通信特點需求
作為煤礦安全生產(chǎn)的主要通訊系統(tǒng)，生產(chǎn)調(diào)度通訊系統(tǒng)具有一下特點：
1. 生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)的重點是要發(fā)揮生產(chǎn)調(diào)度員的指揮作用，必須實現(xiàn)調(diào)度員能隨時與任何一個通信系統(tǒng)內(nèi)的任何一部電話（包括擴音電話、移動電話等）建立聯(lián)系，不受被叫摘機、占線等限制(必須具備“強插”、 “強拆”等調(diào)度功能)，并可以隨時與上級調(diào)度建立聯(lián)系；
2. 生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)要具備完善的監(jiān)聽、錄音功能，在事故處理時提供準(zhǔn)確的第一手資料；
3. 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)由于其在煤礦企業(yè)的特殊重要性，應(yīng)具備災(zāi)難救生引導(dǎo)廣播功能，在災(zāi)難發(fā)生的第一時間能夠有效的組織井下逃生、自救，以最高效的手段保護礦工的生命；
4. 順應(yīng)國家煤炭集團化發(fā)展的趨勢，生產(chǎn)調(diào)度通訊系統(tǒng)應(yīng)具備靈活的組網(wǎng)功能，提高管理效率，在災(zāi)害發(fā)生的第一時間能取得最大的救援支持；
5. 要利用現(xiàn)如今最先進的通訊技術(shù)，與數(shù)字化礦井的其他系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)動，最高多網(wǎng)融合，發(fā)揮數(shù)字化礦井所有系統(tǒng)的最大性能。
由于煤炭生產(chǎn)主要在井下作業(yè)，存在工作環(huán)境惡劣（工作區(qū)域狹小、照明差、潮濕、有腐蝕性），不安全因素多（主要有水、火、瓦斯、頂板等事故的威脅），人員、設(shè)備之間的運輸、安裝、調(diào)試配合要求很高，信息傳輸必須及時、準(zhǔn)確。同時，煤礦地面的生產(chǎn)調(diào)度管理部門、輔助部門又必需及時協(xié)調(diào)。所以煤礦調(diào)度通信網(wǎng)必須既滿足井下的安全、生產(chǎn)的需要，又要滿足地面生產(chǎn)、指揮、管理以及人們生活等各方面的通信需求。因此，煤礦生產(chǎn)必須把專業(yè)調(diào)度系統(tǒng)擺在十分突出的位置，即使在井下部署無線通訊系統(tǒng)，也應(yīng)是調(diào)度通信系統(tǒng)的分系統(tǒng)。
建立生產(chǎn)調(diào)度通信外，還必須建立行政通信系統(tǒng)、洗煤專業(yè)等調(diào)度通信系統(tǒng)，并相互成網(wǎng)。
1.2.2煤礦未來對通信信息的需求
在過去煤礦通信只滿足于內(nèi)部通信。與外部通信、礦與礦之間的通信量很小。隨著市場經(jīng)濟的到來，煤礦對外交往越來越多，局內(nèi)的各煤礦之間交流也不斷增多，對外的信息量有了很大的提高。因此，通信系統(tǒng)的建設(shè)必須充分認(rèn)識到這種信息量的變化，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計既能滿足內(nèi)部生產(chǎn)、經(jīng)營的需要，又要滿足對外聯(lián)系的需要。
保證通信信息能夠及時、準(zhǔn)確、快速的傳遞對于煤炭生產(chǎn)、經(jīng)營來說極為重要。光纜、數(shù)字微波、IP調(diào)度機應(yīng)該在礦井通信系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，而且寬帶上網(wǎng)、無線通信、圖像傳輸?shù)仍诘V井也要得到基本的普及。
隨著國家能源的市場化運作，煤炭在我國能源體系的戰(zhàn)略地位越來越重要，2008年初我國南方的一場凍雨，將我國的煤炭能源地位顯現(xiàn)的更為明顯，國家于多年前就提出建設(shè)“數(shù)字化礦井”，即是用高科技的手段提高煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，順應(yīng)國家信息化發(fā)展概要的要求，即是“信息化帶動工業(yè)化”。在這幾年以來，就“數(shù)字化礦井”的建設(shè)，我們的煤炭企業(yè)投入了大量的資金、人力和物力，在框架上提出了建設(shè)以“高速IP網(wǎng)”為承載平臺的綜合自動化及信息化平臺，所以，有必要認(rèn)為未來煤礦通信的發(fā)展應(yīng)該是基于IP網(wǎng)的語音通訊技術(shù)，必須依托煤礦自身對通訊系統(tǒng)的要求，開發(fā)最先進的IP語音通訊技術(shù)以適應(yīng)煤礦數(shù)字化系統(tǒng)的建設(shè)。
國家煤監(jiān)局要求，全國所有煤礦都要把完善井下電話線路、壓風(fēng)管路和防塵灑水管線這三條“生命線”作為一項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定下來并強制執(zhí)行。所以煤礦井下通信手段必須越來越完善，特別是對井下應(yīng)急通信系統(tǒng)要求越來越高。另外，煤礦井下本質(zhì)安全型通信系統(tǒng)需大力推廣應(yīng)用。
1.3當(dāng)前井下通訊現(xiàn)狀分析
當(dāng)前在我國,受各種條件的制約,實現(xiàn)井下通訊有效部署在礦井中很少，即使部署了礦井通訊的煤礦，也存在著以下問題：
1．真正作業(yè)的地方,線路無法有效部署；
2．長距離傳輸后音質(zhì)嚴(yán)重下降；
3．大量使用大對數(shù)電纜，性能受使用時間和環(huán)境的影響很大，通訊受到很大威脅；
4．有線、無線通訊獨立部署，未能采取統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)，應(yīng)用不統(tǒng)一，投資大；
5．不能與現(xiàn)有其他監(jiān)測監(jiān)控其他進行有效聯(lián)動，不支持二次開發(fā)；
6、不支持救生廣播；
7．無法與數(shù)字化礦井的其他系統(tǒng)有效融合，無法真正實現(xiàn)多網(wǎng)融合。
8、同一調(diào)度臺不支持有線和無線調(diào)度。
1.4井下通訊系統(tǒng)建設(shè)具有重大意義
第一，先進的井下通訊系統(tǒng)應(yīng)具備集生產(chǎn)通信調(diào)度與緊急救援與一體，能有效防止安全事故的發(fā)生。當(dāng)井下某處發(fā)現(xiàn)塌方、瓦斯、透水等事故前兆時，通過先進的通訊系統(tǒng)，可及時通知其它作業(yè)地點的工作人員迅速撤離危險區(qū)域，避免人身傷亡事故發(fā)生。
第二，先進的井下通訊系統(tǒng)能有效防止事故的擴大。特別是井下作業(yè)的礦山發(fā)生大面積的塌方、冒頂、透水事故后，先進、健全的通訊系統(tǒng)，可以有效地組織指揮所有井下人員按指定路線安全撤離，減少人員傷亡，降低事故損失。
第三，先進的井下通訊系統(tǒng)能夠與“數(shù)字化礦井”的其他監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)有效聯(lián)動，提高處突的效率和一體化科學(xué)管理的效率。
第四，先進的井下通訊系統(tǒng)能有效、及時地指揮組織救援工作，提高救援效率，充當(dāng)媒體安全生產(chǎn)的“生命線”作用。事故發(fā)生后，時間就是生命，救護人員早一分鐘趕到現(xiàn)場，遇險者就多一分生存的希望。
1.1序 言
煤礦通訊網(wǎng)由礦區(qū)地面通訊系統(tǒng)和井下通訊系統(tǒng)兩大部分組成。近幾年來地面通信得到迅猛發(fā)展及完善，地面通信網(wǎng)正在向集語音、圖像和數(shù)據(jù)傳輸 “三網(wǎng)合一”的綜合信息網(wǎng)方向發(fā)展。但是，煤礦井下通訊系統(tǒng)由于受通訊設(shè)備技術(shù)更新緩慢、有線無線獨立建網(wǎng)、傳輸距離有限（5km)、多級聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)困難、電纜造價高昂、施工難度大、擴容性差、檢修維護困難、重復(fù)投資等多種現(xiàn)實條件的制約，存在許多問題。
我公司推出的解決方案主要是針對煤礦井下通訊的以上現(xiàn)狀，采用最先進的光纖傳輸及IP技術(shù)，對煤礦井下通訊系統(tǒng)進行全面的技術(shù)改造和升級，同時對已有井下通訊系統(tǒng)的煤礦實現(xiàn)通訊系統(tǒng)的備份、擴容和補充，從而使井下通訊系統(tǒng)真正成為煤礦安全生產(chǎn)的“生命線”。同時，順應(yīng)煤炭行業(yè)集團化發(fā)展及管理的要求，系統(tǒng)具備靈活的多級組網(wǎng)功能，組建集團化調(diào)度通訊網(wǎng)。
21世紀(jì)以來，我國煤炭行業(yè)進入了難得的歷史發(fā)展機遇期，能源的市場化對煤炭行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。但隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步增加，各種安全問題隨之而來，國家所提倡建設(shè)的“數(shù)字化礦井”就是希望通過應(yīng)用高科技監(jiān)測、監(jiān)控、通訊等手段提升煤礦安全生產(chǎn)的水平和管理效率。在國內(nèi)大多數(shù)煤礦“數(shù)字化礦井”的建設(shè)中，幾乎全部采用IP傳輸技術(shù)作為數(shù)字化的平臺，已經(jīng)逐步實現(xiàn)在IP網(wǎng)上傳輸?shù)陌ㄍ咚贡O(jiān)控、皮帶監(jiān)控、泵房監(jiān)控、電網(wǎng)安全監(jiān)控、工業(yè)視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、現(xiàn)場PLC控制等系統(tǒng)，已經(jīng)基本上實現(xiàn)了圖像和數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)上的傳輸及管理，但一直以來，受技術(shù)發(fā)展和煤安特殊應(yīng)用的制約，語音通訊及救生廣播一直未能實現(xiàn)IP化，特別是未能將最先進的語音通訊技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)。
我公司開發(fā)的礦井智能通訊系統(tǒng)就是以煤礦“數(shù)字化礦井”整體建設(shè)構(gòu)架為指導(dǎo)原則，完整意義上的實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的井上井下集有線和無線通訊于一體，日常生產(chǎn)指揮調(diào)度和應(yīng)急救援通訊于一體，用戶狀態(tài)顯示和位置顯示于一體，礦井綜合自動化測控系統(tǒng)和智能通訊系統(tǒng)聯(lián)動報警于一體的綜合解決方案。
1.2客戶需求
1.2.1煤炭生產(chǎn)的通信特點需求
作為煤礦安全生產(chǎn)的主要通訊系統(tǒng)，生產(chǎn)調(diào)度通訊系統(tǒng)具有一下特點：
1. 生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)的重點是要發(fā)揮生產(chǎn)調(diào)度員的指揮作用，必須實現(xiàn)調(diào)度員能隨時與任何一個通信系統(tǒng)內(nèi)的任何一部電話（包括擴音電話、移動電話等）建立聯(lián)系，不受被叫摘機、占線等限制(必須具備“強插”、 “強拆”等調(diào)度功能)，并可以隨時與上級調(diào)度建立聯(lián)系；
2. 生產(chǎn)調(diào)度通信系統(tǒng)要具備完善的監(jiān)聽、錄音功能，在事故處理時提供準(zhǔn)確的第一手資料；
3. 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)由于其在煤礦企業(yè)的特殊重要性，應(yīng)具備災(zāi)難救生引導(dǎo)廣播功能，在災(zāi)難發(fā)生的第一時間能夠有效的組織井下逃生、自救，以最高效的手段保護礦工的生命；
4. 順應(yīng)國家煤炭集團化發(fā)展的趨勢，生產(chǎn)調(diào)度通訊系統(tǒng)應(yīng)具備靈活的組網(wǎng)功能，提高管理效率，在災(zāi)害發(fā)生的第一時間能取得最大的救援支持；
5. 要利用現(xiàn)如今最先進的通訊技術(shù)，與數(shù)字化礦井的其他系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)動，最高多網(wǎng)融合，發(fā)揮數(shù)字化礦井所有系統(tǒng)的最大性能。
由于煤炭生產(chǎn)主要在井下作業(yè)，存在工作環(huán)境惡劣（工作區(qū)域狹小、照明差、潮濕、有腐蝕性），不安全因素多（主要有水、火、瓦斯、頂板等事故的威脅），人員、設(shè)備之間的運輸、安裝、調(diào)試配合要求很高，信息傳輸必須及時、準(zhǔn)確。同時，煤礦地面的生產(chǎn)調(diào)度管理部門、輔助部門又必需及時協(xié)調(diào)。所以煤礦調(diào)度通信網(wǎng)必須既滿足井下的安全、生產(chǎn)的需要，又要滿足地面生產(chǎn)、指揮、管理以及人們生活等各方面的通信需求。因此，煤礦生產(chǎn)必須把專業(yè)調(diào)度系統(tǒng)擺在十分突出的位置，即使在井下部署無線通訊系統(tǒng)，也應(yīng)是調(diào)度通信系統(tǒng)的分系統(tǒng)。
建立生產(chǎn)調(diào)度通信外，還必須建立行政通信系統(tǒng)、洗煤專業(yè)等調(diào)度通信系統(tǒng)，并相互成網(wǎng)。
1.2.2煤礦未來對通信信息的需求
在過去煤礦通信只滿足于內(nèi)部通信。與外部通信、礦與礦之間的通信量很小。隨著市場經(jīng)濟的到來，煤礦對外交往越來越多，局內(nèi)的各煤礦之間交流也不斷增多，對外的信息量有了很大的提高。因此，通信系統(tǒng)的建設(shè)必須充分認(rèn)識到這種信息量的變化，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計既能滿足內(nèi)部生產(chǎn)、經(jīng)營的需要，又要滿足對外聯(lián)系的需要。
保證通信信息能夠及時、準(zhǔn)確、快速的傳遞對于煤炭生產(chǎn)、經(jīng)營來說極為重要。光纜、數(shù)字微波、IP調(diào)度機應(yīng)該在礦井通信系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，而且寬帶上網(wǎng)、無線通信、圖像傳輸?shù)仍诘V井也要得到基本的普及。
隨著國家能源的市場化運作，煤炭在我國能源體系的戰(zhàn)略地位越來越重要，2008年初我國南方的一場凍雨，將我國的煤炭能源地位顯現(xiàn)的更為明顯，國家于多年前就提出建設(shè)“數(shù)字化礦井”，即是用高科技的手段提高煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，順應(yīng)國家信息化發(fā)展概要的要求，即是“信息化帶動工業(yè)化”。在這幾年以來，就“數(shù)字化礦井”的建設(shè)，我們的煤炭企業(yè)投入了大量的資金、人力和物力，在框架上提出了建設(shè)以“高速IP網(wǎng)”為承載平臺的綜合自動化及信息化平臺，所以，有必要認(rèn)為未來煤礦通信的發(fā)展應(yīng)該是基于IP網(wǎng)的語音通訊技術(shù)，必須依托煤礦自身對通訊系統(tǒng)的要求，開發(fā)最先進的IP語音通訊技術(shù)以適應(yīng)煤礦數(shù)字化系統(tǒng)的建設(shè)。
國家煤監(jiān)局要求，全國所有煤礦都要把完善井下電話線路、壓風(fēng)管路和防塵灑水管線這三條“生命線”作為一項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定下來并強制執(zhí)行。所以煤礦井下通信手段必須越來越完善，特別是對井下應(yīng)急通信系統(tǒng)要求越來越高。另外，煤礦井下本質(zhì)安全型通信系統(tǒng)需大力推廣應(yīng)用。
1.3當(dāng)前井下通訊現(xiàn)狀分析
當(dāng)前在我國,受各種條件的制約,實現(xiàn)井下通訊有效部署在礦井中很少，即使部署了礦井通訊的煤礦，也存在著以下問題：
1．真正作業(yè)的地方,線路無法有效部署；
2．長距離傳輸后音質(zhì)嚴(yán)重下降；
3．大量使用大對數(shù)電纜，性能受使用時間和環(huán)境的影響很大，通訊受到很大威脅；
4．有線、無線通訊獨立部署，未能采取統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)，應(yīng)用不統(tǒng)一，投資大；
5．不能與現(xiàn)有其他監(jiān)測監(jiān)控其他進行有效聯(lián)動，不支持二次開發(fā)；
6、不支持救生廣播；
7．無法與數(shù)字化礦井的其他系統(tǒng)有效融合，無法真正實現(xiàn)多網(wǎng)融合。
8、同一調(diào)度臺不支持有線和無線調(diào)度。
1.4井下通訊系統(tǒng)建設(shè)具有重大意義
第一，先進的井下通訊系統(tǒng)應(yīng)具備集生產(chǎn)通信調(diào)度與緊急救援與一體，能有效防止安全事故的發(fā)生。當(dāng)井下某處發(fā)現(xiàn)塌方、瓦斯、透水等事故前兆時，通過先進的通訊系統(tǒng)，可及時通知其它作業(yè)地點的工作人員迅速撤離危險區(qū)域，避免人身傷亡事故發(fā)生。
第二，先進的井下通訊系統(tǒng)能有效防止事故的擴大。特別是井下作業(yè)的礦山發(fā)生大面積的塌方、冒頂、透水事故后，先進、健全的通訊系統(tǒng)，可以有效地組織指揮所有井下人員按指定路線安全撤離，減少人員傷亡，降低事故損失。
第三，先進的井下通訊系統(tǒng)能夠與“數(shù)字化礦井”的其他監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)有效聯(lián)動，提高處突的效率和一體化科學(xué)管理的效率。
第四，先進的井下通訊系統(tǒng)能有效、及時地指揮組織救援工作，提高救援效率，充當(dāng)媒體安全生產(chǎn)的“生命線”作用。事故發(fā)生后，時間就是生命，救護人員早一分鐘趕到現(xiàn)場，遇險者就多一分生存的希望。
