3G無線通信應(yīng)用分析

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摘要：煤層生產(chǎn)過程中井下通信的便捷、高效是保障生產(chǎn)作業(yè)安全、持續(xù)開展的必要基礎(chǔ)。以此為著手點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)礦井井下3g無線通信系統(tǒng)的構(gòu)建從多個(gè)角度開展分析，并深入探究3G無線通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，希望能為其它礦井相似通信系統(tǒng)的構(gòu)建提供一定的指導(dǎo)與借鑒。

關(guān)鍵詞：煤礦；3G通信；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；優(yōu)勢(shì)分析

0引言

近年來，伴隨煤礦生產(chǎn)安全管理工作的越發(fā)完善，構(gòu)建“六大避險(xiǎn)系統(tǒng)”成為礦井安全體系建立的必備工作之一，而其中一項(xiàng)便是健全井下通信網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)有線通信、無線通信及應(yīng)急廣播通信的交叉并存使用。在以往，礦井井下通信方式不僅單一且模式固定，很難為井下生產(chǎn)作業(yè)人員的調(diào)配提供實(shí)時(shí)、高效、精準(zhǔn)的保障。而3G（The3rdGenerationTelecommunic-ation，第三代移動(dòng)通信技術(shù)）無線通信技術(shù)作為有效的補(bǔ)充手段，不僅能豐富井下作業(yè)所必要的應(yīng)急通信手段，提升緊急狀況下的信息傳遞效率與質(zhì)量，為礦井生產(chǎn)作業(yè)的安全開展提供可靠方式，更能為井下不同管理制度的充分落實(shí)提供保障，為井下管理人員提供更加高效的生產(chǎn)調(diào)度通信工具。

1工程概述

霍爾辛赫礦井下現(xiàn)共有綜采作業(yè)面2個(gè)，掘進(jìn)作業(yè)面4個(gè)，井下回風(fēng)巷、運(yùn)輸巷、行人巷總長(zhǎng)度近20km。井下原有的小靈通無線通信系統(tǒng)在實(shí)際使用中存在諸多不足，不僅線路維護(hù)難度大，且信號(hào)覆蓋范圍十分有限，語音通信質(zhì)量不佳，無法真正滿足井下安全生產(chǎn)的實(shí)際需求。針對(duì)這一不足，引進(jìn)全新的井下3G無線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通訊信號(hào)覆蓋范圍和話務(wù)量大幅增加的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了井下無線通信的智能化與可視化，為礦井日常管理工作提供極大便利.

23G無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1通信系統(tǒng)構(gòu)架分析

礦井3G無線通信系統(tǒng)包含井上與井下兩大部分，彼此通過光纖進(jìn)行聯(lián)通，主要設(shè)備有：自動(dòng)化中心機(jī)房，內(nèi)配無線網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)施1臺(tái)、基臺(tái)控制器2臺(tái)、3G調(diào)度裝置1套（短信服務(wù)器和錄音服務(wù)器）。同時(shí)結(jié)合礦井實(shí)際巷道布設(shè)與地表房屋分布，在井下布置KT152型基站與天線75套；在地表布設(shè)KT152型基站與天線5套，以確保通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能全面覆蓋井下采掘作業(yè)面、主要運(yùn)輸巷、主要材料巷、2個(gè)回風(fēng)井及地表辦公區(qū)域、洗煤廠等地點(diǎn)。并根據(jù)井下作業(yè)人員分布情況配置相應(yīng)的3G手機(jī)200部。各個(gè)基站之間選用串聯(lián)方式進(jìn)行連接。所有基站均采取本地供電的方式進(jìn)行供電，所布設(shè)的各類設(shè)備中3G調(diào)度裝置能實(shí)現(xiàn)井下電話業(yè)務(wù)交換功能、電話調(diào)度功能、短信服務(wù)及電話錄音功能；無線網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)施能達(dá)成井下通信無線控制與管理、可視通訊、無線網(wǎng)絡(luò)承載、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)路由等功能；基臺(tái)控制器主要充當(dāng)井下基站與無線網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)施之間的連接橋梁，實(shí)現(xiàn)井下基站的有效管控；各個(gè)基站主要用于將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的無線信號(hào)，并借助手機(jī)與無線接口實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸；定向天線主要運(yùn)用于無線信號(hào)的定向發(fā)射并接收手機(jī)端信號(hào)[1-2]。

2.2通信系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)

礦井通信站中現(xiàn)有用于行政通信交換的設(shè)備一套，可用于井上、井下固話及移動(dòng)電話之間的互相通訊。將這一行政通信交換機(jī)同3G無線網(wǎng)絡(luò)控制裝置借助2M（2Mb/s）數(shù)字中繼電路井下連接，并選用PRI（主數(shù)率接口）信令進(jìn)行信令的交換。通過這種方法，3G通信數(shù)據(jù)能直接進(jìn)入礦井行政通信網(wǎng)絡(luò)，并借助3G調(diào)度裝置、基站控制器、基站、定向天線等構(gòu)建其相應(yīng)的3G移動(dòng)專網(wǎng)，

2.3井下3G無線通信系統(tǒng)軟件功能分析

a)常規(guī)通話、短信、可視電話。井下本安手機(jī)借助3G移動(dòng)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同礦井行政通信交換機(jī)的相連，從而達(dá)成井下本安手機(jī)與井上井下固話、地面手機(jī)間的語音通信及錄音功能，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)井下本安手機(jī)彼此間的短信通信與可視通信功能；b)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。井下3G手機(jī)終端軟件基于“專網(wǎng)通信”軟件井下開發(fā)制作，借助3G移動(dòng)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同地表服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交換。通過手機(jī)終端井下應(yīng)用數(shù)據(jù)的展現(xiàn)使用，從而達(dá)成對(duì)井下生產(chǎn)運(yùn)行中各項(xiàng)主要安全數(shù)據(jù)（瓦斯?jié)舛取O濃度、膠帶運(yùn)行狀況、風(fēng)速等）的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能對(duì)井下作業(yè)人員的分布進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢；c)話務(wù)與頻率設(shè)計(jì)原則分析。依據(jù)井下作業(yè)時(shí)各個(gè)區(qū)域人員分配密度及話務(wù)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)選用分區(qū)設(shè)計(jì)的方法，以確保不同區(qū)域的覆蓋效果和重點(diǎn)區(qū)域的高話務(wù)量。井下每一座基站共計(jì)能提供9道載波216條通信通道，可滿足48個(gè)用戶的同時(shí)通信。所有基站均選用2010MHz無線頻段，基站無線視頻發(fā)射功率為2W[4-5]。

3系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

該無線通信系統(tǒng)能進(jìn)行調(diào)度群呼、組呼、通信錄音、強(qiáng)插等多種調(diào)度業(yè)務(wù)，其中群呼功能可實(shí)現(xiàn)多個(gè)部門、多個(gè)工種之間的同時(shí)協(xié)調(diào)作業(yè)，大幅提升調(diào)度速率，從而便于緊急狀況下的短時(shí)間向所有人下達(dá)通知，進(jìn)而最大限度降低意外事故可能造成的人員與財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，借助該系統(tǒng)，使用者能在地表辦公區(qū)域?qū)崿F(xiàn)與井下作業(yè)人員的實(shí)時(shí)免費(fèi)通訊，并進(jìn)行短信或可視通訊?？偠灾?，3G無線通信系統(tǒng)具備開放、靈活、分布范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，且系統(tǒng)留設(shè)了充足的后續(xù)升級(jí)空間，能根據(jù)今后生產(chǎn)的實(shí)際需要，在不改變?cè)性O(shè)備的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速、便捷式升級(jí)，在更好地滿足生產(chǎn)實(shí)際需要的同時(shí)降低設(shè)備升級(jí)成本[6-7]。

4結(jié)語

3G無線通信系統(tǒng)成功地將無線通信技術(shù)運(yùn)用到礦井井下的生產(chǎn)管理活動(dòng)中，不僅能達(dá)成實(shí)時(shí)的語音通信，更能實(shí)現(xiàn)可視通話，提升了通訊過程的感知化。同時(shí)無線通信系統(tǒng)還達(dá)成了井上井下信號(hào)的全方位覆蓋，改變了以往有線通信模式存在的通信點(diǎn)分布局限性大和通信信號(hào)差、反應(yīng)遲緩的不足，使得礦井生產(chǎn)調(diào)度的協(xié)調(diào)能力與應(yīng)急救援能力獲得大幅提升，從而為礦井的安全、持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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［7］侯濱濱，李立媛，孫文其.井下無線通信系統(tǒng)的選型與應(yīng)用［J］.山東煤炭科技，2014(3)：166.

作者:暴晶 單位:山西霍爾辛赫煤業(yè)有限責(zé)任公司