李宗磊

（山東能源龍口礦業(yè)集團有限公司）

21世紀以來，隨著我國國民經(jīng)濟發(fā)展對于煤炭量需求的不斷加大，各大中小礦山企業(yè)不斷增大生產(chǎn)規(guī)模，供給市場。然而，在各礦山企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模的同時，礦山企業(yè)面臨的安全生產(chǎn)問題不斷出現(xiàn)。為有效預(yù)防及解決礦山企業(yè)面臨的安全生產(chǎn)問題，煤炭行業(yè)已經(jīng)形成了一種基于IP傳輸技術(shù)的數(shù)字化平臺，可實現(xiàn)瓦斯監(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，并能對生成的圖像和數(shù)據(jù)進行管理與調(diào)控的智慧礦山行業(yè)應(yīng)用方案。然而，語音通訊、無線指揮調(diào)度、應(yīng)急救助等安全管控措施作為礦山企業(yè)安全管理的一個重要階段，由于受到技術(shù)制約，上述服務(wù)仍未能并入“智慧礦山”行業(yè)得以應(yīng)用，進而實現(xiàn)IP化。因此如何實現(xiàn)語音通訊、指揮調(diào)度、應(yīng)急救助等安全管控措施的智慧礦山IP化，成為了礦山安全生產(chǎn)管理中一個亟待解決的問題。

本項目在分析現(xiàn)有煤礦通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用共平臺集成技術(shù)，將語音通訊、無線指揮調(diào)度、應(yīng)急救助等安全管控措施與現(xiàn)有煤礦通信系統(tǒng)相結(jié)合，并對通信系統(tǒng)組成進行了設(shè)計與分析，提出了一種基于SIP通信技術(shù)為基礎(chǔ)的煤礦一體化通訊系統(tǒng)。

1 一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)調(diào)度模型

一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)采用了開放的SIP協(xié)議［1］，結(jié)合以人為本的設(shè)計理念，為客戶提供一網(wǎng)承載、多站協(xié)作、同臺調(diào)度、按需調(diào)用、分級組網(wǎng)、智能聯(lián)動的管控一體化操作平臺，配合其豐富多樣的終端產(chǎn)品，既方便客戶日常使用，緊急情況下還可提高救援效率，為一體化智慧礦山建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。

一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)共用一網(wǎng)、共用平臺。所謂一網(wǎng)，即所有系統(tǒng)組成設(shè)備均采用統(tǒng)一的IP技術(shù)進行傳輸，具有組網(wǎng)簡單、無地域限制、延時低等特點，在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面提出“骨干萬兆、分支千兆、終端百兆”的組網(wǎng)理念，從而為終端設(shè)備在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸提供帶寬及速率保障［2-3］。所謂共用平臺，即通訊分站、無線分站、廣播分站、視頻分站、定位分站等各類業(yè)務(wù)分站集合于一個公共平臺，從而實現(xiàn)本系統(tǒng)特有的多站協(xié)作工作模式。

一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)設(shè)計的核心理念是“以人為調(diào)度對象”，以調(diào)度終端作為尋找到人的技術(shù)保障手段，從而最終達到控制調(diào)度對象的目的，一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)調(diào)度模型如圖1所示。基于調(diào)度終端的一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的以調(diào)度終端為調(diào)度對象（電話機、手機、廣播設(shè)備等）的調(diào)度通信系統(tǒng)，具有較強的可用性和易用性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從“人到終端”的金字塔形結(jié)構(gòu)，直接轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭说饺恕钡臈椇诵谓Y(jié)構(gòu)。

一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)提出了“人員信息”及“區(qū)域信息”2個全新的調(diào)度概念。人員信息：調(diào)度界面以人為單位，歸納了所有有關(guān)于人的相關(guān)信息，甚至還包含了各類動態(tài)信息。區(qū)域信息：作為尋找到人的調(diào)度終端能夠通過定位系統(tǒng)，可將人員和設(shè)備等區(qū)域相關(guān)信息以IP信息形式通過一體化通訊系統(tǒng)上傳智慧礦山行業(yè)監(jiān)控平臺，調(diào)度員可一鍵調(diào)用區(qū)域設(shè)備。

2 一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)組成

一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)采用模塊化、集成化設(shè)計，子系統(tǒng)可獨立部署及維修等，可有效避免子系統(tǒng)間干擾，甚至調(diào)度通信系統(tǒng)的癱瘓。一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)主要包括如下子系統(tǒng)：工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)、有線調(diào)度通信系統(tǒng)、無線調(diào)度通信系統(tǒng)、應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)、視頻調(diào)度系統(tǒng)、音視頻聯(lián)動系統(tǒng)、應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)、安全移動監(jiān)控系統(tǒng)、信息礦燈以及應(yīng)急呼叫系統(tǒng)。

2.1 有線調(diào)度通信系統(tǒng)

有線調(diào)度通信系統(tǒng)采用最先進的、集語音調(diào)度（有線、無線調(diào)度）、短信調(diào)度（指令調(diào)度）、廣播調(diào)度、視頻調(diào)度等于一體的第四代調(diào)度機；相比第三代調(diào)度機，在終端類型、部署方式、備份方式、業(yè)務(wù)類型、長距通訊、調(diào)度臺等方面，其具有明顯的優(yōu)點。此外，第四代調(diào)度機還是一種多業(yè)務(wù)（多媒體）的調(diào)度系統(tǒng)［4］，是一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)的核心組成部分。第四代調(diào)度機工作特點如表1所示。

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2.2 工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)

以太環(huán)網(wǎng)交換機作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕驹O(shè)備［2-3］，為煤礦各類IP設(shè)備的接入提供通道保障，本著一網(wǎng)承載多種業(yè)務(wù)的理念，本一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)設(shè)計采用從萬兆到千兆到百兆的綜合解決方案，即井下采用隔爆型網(wǎng)絡(luò)交換機組建萬/千兆骨干環(huán)網(wǎng)，本安型網(wǎng)絡(luò)交換機用于組建千/百兆分支環(huán)網(wǎng)，設(shè)備需要提供百兆光、電接口、RS485。

2.3 無線調(diào)度通信系統(tǒng)

無線調(diào)度通信系統(tǒng)是以無線的方式實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸。無線技術(shù)包括Wi-Fi、3G（包含TD-SCDMA和WCDMA）、4G等，并與SIP技術(shù)相結(jié)合的方式，可實現(xiàn)井上、井下3G及Wi-Fi終端的互聯(lián)互通，最終實現(xiàn)語音、視頻通話、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，進而對各生產(chǎn)子系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控、查詢和調(diào)度的目的。

2.4 應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)

應(yīng)急廣播通信系統(tǒng)采用SIP技術(shù)以無線或有線的傳輸方式實現(xiàn)公共廣播、日常播放背景音樂、找人、下達調(diào)度通知等。當(dāng)井下發(fā)生爆炸、突水等礦難時，井下能夠多點報警，基于一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)可查詢井下上傳的區(qū)域信息，調(diào)度員可基于此信息快速指導(dǎo)井下人員隔離。

2.5 視頻調(diào)度系統(tǒng)

視頻指揮調(diào)度模塊可以實現(xiàn)多種視頻通信系統(tǒng)的集中接入、集中管理、集中調(diào)度，并可實現(xiàn)不同視頻通信系統(tǒng)之間的相互轉(zhuǎn)發(fā)、分發(fā)，采用SIP技術(shù)實現(xiàn)可視對講。當(dāng)井下人員使用設(shè)定了聯(lián)動功能的話機與調(diào)度臺進行呼叫時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可通過視頻瀏覽終端自動切換井下人員對應(yīng)的監(jiān)控攝像機。

2.6 安全移動監(jiān)控系統(tǒng)

安全移動監(jiān)控系統(tǒng)為一體化集成軟件平臺，可將礦山井下六大系統(tǒng)接入該集成軟件平臺，進而對礦山井下各系統(tǒng)實行監(jiān)控、監(jiān)測、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析等。該安全移動監(jiān)控系統(tǒng)具有系統(tǒng)集成性高、多級聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)管面齊全的特點。

2.7 應(yīng)急救助系統(tǒng)

信息礦燈及應(yīng)急呼叫系統(tǒng)［5］是應(yīng)急救助系統(tǒng)重要救助設(shè)施，作為一個綜合業(yè)務(wù)終端，配合一體化平臺可以實現(xiàn)人員定位、語音調(diào)度、短信調(diào)度、礦燈語音報警和拍照等功能。一旦井下發(fā)生突發(fā)應(yīng)急事故，基于信息礦燈及應(yīng)急呼叫設(shè)備的應(yīng)急救助系統(tǒng)可快速將作業(yè)人員及所處工作環(huán)境周圍信息，通過一體化通訊系統(tǒng)上傳至監(jiān)控平臺，調(diào)度員基于信息分析，下達指令至井下作業(yè)人員，可最大限度地減少突發(fā)事件造成的人員傷亡。

3 結(jié) 論

基于現(xiàn)有的煤礦通信系統(tǒng)，提出了一種基于SIP通信技術(shù)為基礎(chǔ)的煤礦一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)，并對通信系統(tǒng)組成進行了設(shè)計與分析，將語音通訊、指揮調(diào)度、應(yīng)急救助等安全管控措施并入了煤礦一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)，為礦山安全監(jiān)控提供了一套較為全面的安全監(jiān)管系統(tǒng)，形成了一套較為完整的一體化調(diào)度通訊系統(tǒng)。研究成果可為同行業(yè)礦山調(diào)度通訊系統(tǒng)開發(fā)提供一種新思路。