3G無線通信應用分析

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

關鍵詞：煤礦；3G通信；系統(tǒng)設計；優(yōu)勢分析

0引言

近年來，伴隨煤礦生產安全管理工作的越發(fā)完善，構建“六大避險系統(tǒng)”成為礦井安全體系建立的必備工作之一，而其中一項便是健全井下通信網絡體系，實現(xiàn)有線通信、無線通信及應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，很難為井下生產作業(yè)人員的調配提供實時、高效、精準的保障。而3G（The3rdGenerationTelecommunic-ation，第三代移動通信技術）無線通信技術作為有效的補充手段，不僅能豐富井下作業(yè)所必要的應急通信手段，提升緊急狀況下的信息傳遞效率與質量，為礦井生產作業(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提供保障，為井下管理人員提供更加高效的生產調度通信工具。

1工程概述

霍爾辛赫礦井下現(xiàn)共有綜采作業(yè)面2個，掘進作業(yè)面4個，井下回風巷、運輸巷、行人巷總長度近20km。井下原有的小靈通無線通信系統(tǒng)在實際使用中存在諸多不足，不僅線路維護難度大，且信號覆蓋范圍十分有限，語音通信質量不佳，無法真正滿足井下安全生產的實際需求。針對這一不足，引進全新的井下3G無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)通訊信號覆蓋范圍和話務量大幅增加的同時還實現(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)設計分析

2.1通信系統(tǒng)構架分析

礦井3G無線通信系統(tǒng)包含井上與井下兩大部分，彼此通過光纖進行聯(lián)通，主要設備有：自動化中心機房，內配無線網絡控制設施1臺、基臺控制器2臺、3G調度裝置1套（短信服務器和錄音服務器）。同時結合礦井實際巷道布設與地表房屋分布，在井下布置KT152型基站與天線75套；在地表布設KT152型基站與天線5套，以確保通信網絡信號能全面覆蓋井下采掘作業(yè)面、主要運輸巷、主要材料巷、2個回風井及地表辦公區(qū)域、洗煤廠等地點。并根據(jù)井下作業(yè)人員分布情況配置相應的3G手機200部。各個基站之間選用串聯(lián)方式進行連接。所有基站均采取本地供電的方式進行供電，所布設的各類設備中3G調度裝置能實現(xiàn)井下電話業(yè)務交換功能、電話調度功能、短信服務及電話錄音功能；無線網絡控制設施能達成井下通信無線控制與管理、可視通訊、無線網絡承載、數(shù)據(jù)業(yè)務路由等功能；基臺控制器主要充當井下基站與無線網絡控制設施之間的連接橋梁，實現(xiàn)井下基站的有效管控；各個基站主要用于將數(shù)據(jù)信號轉換為相應的無線信號，并借助手機與無線接口實現(xiàn)信號的傳輸；定向天線主要運用于無線信號的定向發(fā)射并接收手機端信號[1-2]。

2.2通信系統(tǒng)組網設計

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

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。井下本安手機借助3G移動專網實現(xiàn)同礦井行政通信交換機的相連，從而達成井下本安手機與井上井下固話、地面手機間的語音通信及錄音功能，同時還能實現(xiàn)井下本安手機彼此間的短信通信與可視通信功能；b)數(shù)據(jù)網絡。井下3G手機終端軟件基于“專網通信”軟件井下開發(fā)制作，借助3G移動專網實現(xiàn)同地表服務器之間的數(shù)據(jù)交換。通過手機終端井下應用數(shù)據(jù)的展現(xiàn)使用，從而達成對井下生產運行中各項主要安全數(shù)據(jù)（瓦斯?jié)舛取O濃度、膠帶運行狀況、風速等）的實時監(jiān)測，同時還能對井下作業(yè)人員的分布進行實時查詢；c)話務與頻率設計原則分析。依據(jù)井下作業(yè)時各個區(qū)域人員分配密度及話務量統(tǒng)計數(shù)據(jù)選用分區(qū)設計的方法，以確保不同區(qū)域的覆蓋效果和重點區(qū)域的高話務量。井下每一座基站共計能提供9道載波216條通信通道，可滿足48個用戶的同時通信。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)勢分析

該無線通信系統(tǒng)能進行調度群呼、組呼、通信錄音、強插等多種調度業(yè)務，其中群呼功能可實現(xiàn)多個部門、多個工種之間的同時協(xié)調作業(yè)，大幅提升調度速率，從而便于緊急狀況下的短時間向所有人下達通知，進而最大限度降低意外事故可能造成的人員與財產損失。同時，借助該系統(tǒng)，使用者能在地表辦公區(qū)域實現(xiàn)與井下作業(yè)人員的實時免費通訊，并進行短信或可視通訊?？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，且系統(tǒng)留設了充足的后續(xù)升級空間，能根據(jù)今后生產的實際需要，在不改變原有設備的基礎上，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速、便捷式升級，在更好地滿足生產實際需要的同時降低設備升級成本[6-7]。

4結語

3G無線通信系統(tǒng)成功地將無線通信技術運用到礦井井下的生產管理活動中，不僅能達成實時的語音通信，更能實現(xiàn)可視通話，提升了通訊過程的感知化。同時無線通信系統(tǒng)還達成了井上井下信號的全方位覆蓋，改變了以往有線通信模式存在的通信點分布局限性大和通信信號差、反應遲緩的不足，使得礦井生產調度的協(xié)調能力與應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。

參考文獻：

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［6］宋振衛(wèi).3G無線通信系統(tǒng)在漳村煤礦的應用［J］.煤，2015(8)：49-50.

［7］侯濱濱，李立媛，孫文其.井下無線通信系統(tǒng)的選型與應用［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)有限責任公司