井下应急救援广播系统方案网络对讲3doc.docx

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井下应急救援广播系统方案网络对讲3doc

ZCKXB井下应急救援广播系统

技术方案

中国矿业大学信息与电气工程学院

一、技术方案

1.概述

公共广播作为一种信息传输平台，已经愈来愈紧密联系着人们的生活，其既能播放音乐，又能作业务宣传和寻呼广播，还能作为公共场所火灾、报警的紧急疏散广播，是一种通用性极强的语音系统；广泛应用在煤矿、工厂、小区、商场、宾馆、办公小区、机场、码头、车站等场所，是现代生活与工作中不可缺少的部分。

国家煤矿安全局三令五申要求把煤矿安全生产放在首位。

煤炭生产企业积极响应政府号召，想法设备选用先进生产设备确保煤矿安全。

现在的安全教育都是通过开会的方式向矿工传达，但是并不可能天天召集所有矿工开会，所以经常出现开会时说说，会后就忘记，无法督促提高矿工的安全意识。

矿里的信息交流都是通过电话或者开会的方式。

无法满足现代化矿井安全的需要。

为此建立一个数字信息化的数控广播系统势在必行。

让矿工在空余的时间可以接受安全教育、接收调度指挥命令或者通过轻松音乐缓解矿工的疲劳。

如在煤矿井下候车室可以播放安全标语、新闻和轻松的音乐，解决以前矿工上井前在候车室无事可干、无聊耗时间的问题。

既能宣传安全教育又能陶冶矿工情操。

最主要是在矿井安全出现紧急情况时，可以在调度指挥中心，通过广播系统向井下最危险的地点下达安全指令，紧急避险，从而有效的指导人员的安全撤离，达到煤炭工作会议上提出的遇到险情能在三分钟内传达到井下每一个职工的要求。

我公司根据国内煤矿工况实际，结合语音广播现状与发展方向，有机结合数字技术、单片机编解码技术、高级软件编程技术等，开发数字化可寻址煤矿智能应急救援广播系统，也即矿用智能应急救援广播系统，是目前国内最为领先的煤矿广播技术。

以其“优质、经济、稳定、实用”等特点，已经得到了全国众多煤矿的认可，是集公共语音、安全播报、调度指挥与安全监测为一体的新一代数字化可寻址矿用智能应急救援广播系统，是煤矿智能广播最佳解决方案。

2.系统设计依据及要求

1.严格按照声学标准、现场实际情况及甲方功能需求设计出最合适的背景音乐，做到科学化、标准化和规范话：

矿用智能应急救援广播系统与一般音响系统不同，是一个先进的矿用系统工程，必需从系统设计开始，包括施工、安装、调试直到最后验收的全过程，都严格按照国家有关的标准和规范，做好系统的标准化设计和科学的管理工作。

最后提交正规的测试验收报告及全套施工图纸和技术资料供甲方存档。

特别专项资金项目，必须确保整个工程经得起各方面的和较长时间的严格考验。

2.根据我公司多年来对煤矿矿用智能应急救援广播系统设计、施工的经验，考虑系统用途的先进性和功能扩展性：

现代信息技术的发展，新产品、新技术层出不穷。

因此本系统在投资费用许可的情况下应充分利用语音体系最新技术，以使系统在尽可能长的时间内与社会发展相适应。

但由于现代科学技术的飞速发展，故必须充分考虑今后的发展需要，设计方案必须具备前瞻性和可扩展性。

这种可扩展性不仅充分保护了甲方的投资，而且具有较高的综合性能价格比。

本设计对此均作了充分考虑，预留了各种接口，极便于系统的扩展和升级。

3.安全性和可靠性是是重要条件之一：

煤矿矿用智能应急救援广播系统的建设，直接影响着用户的使用效果、外部形象及投资回报，因此系统设计必须安全、可靠，本方案已充分考虑采用成熟的技术和产品，在设备选型和系统的设计中尽量减少故障的发生。

并从线路敷设、设备安装、系统调试以及对甲方人员的技术培训等方面，都必须满足可靠性的要求。

特别重要的一点是本方案选用的所有关键设备，均取得国家主管部门的强制认证，并承诺在工程设备的提供、技术支援及售后服务等方面给予全力支持。

4.系统整体规划为“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化、操作人性化”的可寻址矿用智能应急救援广播系统，采用网络数字编码控制技术，实现全双工双向对讲通话。

3.系统结构组成

系统采用“数字播出、网络传输、编码控制、辅助监控”的全新理念搭建，由数字节目源或模拟节目源输出单路或多路音频信号，直接送给智能广播控制主机，经内置的编码服务软件、把声音调制到以太网上，通过计算机网络把信号送到终端矿用隔爆兼本安型播放器。

同时控制信号由主控计算机通过网络与井下的音箱进行通信，来操作打开声音或关闭声音或者可以控制井下音箱进行音量的调节。

井下各个音箱的连接可以采用光缆，也可以采用电缆，还可以采用光电混合模式。

系统主要设备包括信号源部分、系统管理软件及管理用上位机、应急救援广播控制主机、信号传输部分、矿用隔爆兼本安型播放器等。

系统结构如下图所示。

信号源包括各种类型的输入音源，可以是麦克风、话筒等模拟音源，也可以配置DVD、VCD等播放设备，用于播放DVD、VCD、CD、MP3光盘节目，同时，可以借助主控计算机及智能安全广播管理软件，播放各种存贮与电脑银盘的语音文件。

可以基于以太网模式，上位主机通过以太网卡直接接入以太网交换机，网络型接口音箱通过网线接入交换机。

管理用上位机也叫主控计算机，安装系统管理软件，既作为一路单独的音源输入，同时是整系统的管理中心。

通过管理软件，可以了解智能控制主机的当前工作状态，比如音源音量、输出输入的对应关系等；还可以对智能控制主机进行参数设定及控制，例如音源音量调节、输出输入控制、设备分区、单个矿用音箱的开停、报警信号的处理等。

数字网络寻呼主机是广播管理人员对广播系统进行喊话，开会的设备。

通过数字网络寻呼主机可以对井下的网络音箱单独进行喊话，也可以对井下的音箱进行分区喊话或全区喊话。

数字网络寻呼主机可以对井下的广播进行强插，即在喊话的时候，它所播放的音乐或其它内容即自动停止，而切换到喊话模式。

信号传输采用光缆传输方式或电缆传输方式，也可以采用光缆电缆混合，也可以是基于以太网传输方式。

可以同时传输音频信号及各种控制信号，现在煤矿大部分都有井筒光缆，可以利用已有的光缆传输广播信号，还有的矿已经敷设了矿井工业以太网系统，也可以利用已有的工业以太网传输广播信号，尽量利用现有的资源，避免资源浪费及重复投资。

矿用隔爆兼本安型播放器之间可以采用光缆或电缆互联，也可以采用光缆及电缆的复合传输通道，具体可以根据现场使用条件确定。

矿用隔爆兼本安型播放器是具体的语音设备，可以安装在井下大巷、工作面、井底侯车室等场所，平常情况下可以实时广播背景音乐、新闻、通知，在危险的时候可以语音通知人员撤离；结合控制主机信号采集模块，还可发出报警声音。

4.系统功能特点

矿用应急救援广播系统是专为煤矿开发的融合当今前沿计算机、多媒体、通信、单片机技术的新一代广播系统，具有传统定压广播不具备、不可比拟的优点。

★调度室全区“一键呼”功能：

地面调度室的广播装置主控站应具备“一键呼”功能（先预警后语音呼叫），能在3分钟的时间内，将紧急信息传递至广播应急呼叫系统中的每个站点。

★调度室分区“一键呼”功能：

地面调度室的广播装置主控站应具备单个分区“一键呼”功能（先预警后语音呼叫），能在半分钟之内将信息传递至单区中的每一个音箱，在最短的时间内，将紧急信息传递至该区的每一个作业人员。

★井下分控站“一键呼”功能：

井下分控站应有“一键呼”功能，井下应急报警信号在半分钟之内传递至地面主控站，并自动笛声报警和人工呼叫报警。

★语音呼叫和对讲功能：

分控站（主音箱）可相互语音呼叫和对讲，并能对地面主控系统语音呼叫和对讲。

★同组音箱互相喊话：

同一分组内的分控站（主音箱）可相互语音喊话。

★IP网络广播功能：

系统可以实现通过工业以太网来传输语音信号的功能，可以利用现有的井下的工业以太网防爆交换机，不用再铺设传输线路。

★多路广播功能：

系统可以实现多套节目同时传输。

★音源种类丰富：

音源种类丰富，可以是麦克风、话筒、DVD/VCD等传统音响设备，也可以是电脑、MP3等现代数字设备；同时，系统内置FM调频收音机，接收当地公共电台广播节目。

当使用电脑进行播放时，可以播放电脑支持的全部数字语音文件，另外可支持网络播放，矿领导可在本办公室内通过电脑对井下广播讲话。

★可分区功能：

可自动或手动进行按区域或逻辑分组广播、分区域广播（如办公区、井下候车室、食堂），做到单独控制，如单独对办公区播放通知；也可进行全矿广播。

可以分多个物理分区，或者多个逻辑分区。

★远程控制功能：

可以通过计算机进行单台音箱的开停控制，界面友好，操作方便，真正实现了可寻址到点控制。

每一区网络音箱都可以单独开停或者单独进行音量调节。

★日常安全宣传、教育：

播放煤矿安全规章制度、安全措施、企业文化及其它注意事项等，增强职工的安全意识。

★与安全监控、综合自动化系统有机融合：

共享安全监控、综合自动化系统有关数据，经过定制，当出现瓦斯超限、风机不能正常工作等情况时，将本信号接入系统自动在特定区域发出安全告警，指挥相关人员采取必要的措施。

（注：

本功能需额外要定制，系统已预留接口。

）本系统还可以硬件（报警强插装置：

可以接受高低电平、开关量信号等信号）接收报警信号

★结合应急预案，进行自动或人工应急救援：

当系统监测到安全监控系统告警，井下出现重大安全事故时，可以根据事先设定程序，调动相关应急预案，指挥现场人员撤离；也可以人工调用应急预案语音，播放给指定区域；还可以通过麦克风，直接指挥有关人员撤离。

（注：

本功能需要额外定制，系统已预留接口。

）

★传输距离长：

可以采用全光缆方式传输，抗冲击、无干扰、高保真、传输距离可以达到60公里，特别适合煤矿井下恶劣环境。

也可以采用电缆传输或者光缆电缆混合传输模式。

★自动定时播放功能：

管理用上位机同时兼做数字节目源，通过系统上位机管理软件可实现手动、自动定时播放。

煤矿可将安全教育、安全规章等常用语音文件，存储在硬盘上，实现全自动非线性播出。

无需人工干预，即可自动播放，实现了真正无人值守。

可按照周期制作不同的播放方案，实现按时循环播放。

本系统可以按预定的方案时时开始广播或者定时关闭广播。

★高品质的语音：

专业的语音芯片设计，独特的机械、工艺设计，做到声音洪亮，不失真，改变了过去煤矿井下扩音电话音质差的根本问题。

★音乐铃声、背景音乐功能：

歌曲、音乐及安全教育口号、标语，悠扬的音乐代替高达90分贝刺耳的电铃声；背景音乐自动或手动播放到指定区域，使矿工不再承受噪音干扰。

★传统设备智能化管理：

电脑软件统一管理设置，可以进行多台设备的自动开关，定时自动播放。

★良好的开放性与可扩展性：

系统具有良好的开放性和可扩展性，可组成线状、树装网络，并可增设信号出口，根据具体的需求任意添加音箱。

★较高的稳定性与可靠性：

采用RF弱信号传输方式，极大地提高了系统的可靠性，系统传输网络中无功率信号，单只音箱的故障不影响系统工作，整机在没有信号的情况下自动处于关闭状态，待有启动信号或接收到开机指令后音箱自动启动，无需人员的控制。

★数字视频联动：

可以和数字视频系统相结合，达到数据、语音、视频联动。

（注：

本功能需要额外定制，系统已预留接口。

）

★录音接口功能：

可以接入调度通讯录音系统，对喊话的内容进行录音。

（需要额外定制）

★断电延时功能：

在断电情况下，所有广播能同时不间断的广播2小时以上。

5.系统实施方案

根据现场实际情况，##煤矿的井下应急救援广播系统采用以太网为基础，矿用阻燃光缆作为主干语音传输信道，语音信号从地面控制主机通过光纤传送到每个网络型接口音箱，然后从网络型接口音箱再引出光缆或音频电缆到下一级光缆或电缆音箱，这样既可以解决远距离音频传输的电磁干扰严重、噪音高等问题，同时便于以后使用过程中进行移动或移位，使用此种传输模式井下的所有的矿用隔爆兼本安型播放器都能够达到最好的语音效果。

根据##煤矿巷道和采掘工作面分布情况，井下共安装50台音箱，其中网口音箱20台，电口音箱30台，这样就基本可以实现井下全部人员集中点的覆盖。

所有的电源电缆采用MVVR3*1.0型橡套电缆。

就近接入照明的127V电压给矿用隔爆兼本安型播放器供电。

井下广播应急救援系统地面主控系统由工控PC机、应急救援集中控制软件、应急救援播放器、地面寻呼主机五部分组成，应急救援集中控制软件具备软件和硬件双功能控制,集中控制软件能统一显示应急救援音箱；并实现数字网络广播集中控制、调度；实现对应急救援音箱实时广播、播放指定音频文件。

6.核心设备技术指标

6.1数字网络寻呼主机

1.广播呼叫功能:

分区寻呼器对单个或多个终端、分区、全区呼叫，终端也可对单个或多个终端、分区、全区呼叫。

2.自带数字键，操作简单快捷

3.内置点播采集模块,实现实时信号采集功能

4.内置全频带监听扬声器,声音清晰、洪亮

5.技术参数

网络接口标准RJ45

支持协议TCP/IP,UDP,IGMP（组播）

采样率8K～48KHz

传输速率10Mbps

音频模式16位立体声CD音质

输出频率20Hz～16KHz

谐波失真≤0.3%

信噪比＞70dB

辅助线路输入电平400mV工业标准压线接线端子

音源输出电平775mV工业标准压线接线端子

音源输出阻抗1KΩ

工作温度-20℃～+60℃

工作湿度10%～90%

功耗≤15W

输入电源DC24V/或者DC12V

6.2矿用隔爆兼本安型播放器

矿用隔爆兼本安型播放器是系统的关键设备，把功放器件与光发射接收器件融合在一起，采用进口大功率立体声高保真音频功放芯片,共同置于不锈钢壳体中，使声音、传输、控制一体化，音质优美动听、使用寿命长、安全可靠等优点,同时配接电缆接口或光纤接口，输出电信号或光信号。

本音箱用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所。

可以安装在井下大巷、工作面、井底侯车室等场所，平常情况下可以实时广播背景音乐、新闻、通知，在危险的时候可以语音通知人员撤离，并发出报警声音。

本音箱结构紧凑，体积小，重量轻，防爆，抗震，防潮，适合于煤矿井下使用。

防爆制式：

防爆型式：

矿用隔爆兼本安型

防爆标志：

ExibI

端口：

两光口一电口

6.3ZCKXB管理软件

系统服务器软件是网络音频广播系统的核心，可实时查看各终端的工作状态进行检测；可对终端远程控制其开关，且可对实现对系统的即时广播控制。

并实现系统的数据处理和转换。

系统服务器主要包括下面的模块：

用户交互程序，提供系统配置和操作的用户界面，程序文件界面见图6.1。

图6.1服务器管理界面

图6.2服务管理器中的选项

配置服务器

点击菜单“系统配置→基本配置”，打开服务器配置视图（见图6.3）。

在该视图配置媒体服务器与广播网络音频适配器连接的网络接口地址，预开电源时间和基准音量。

图6.3配置服务器视图

配置中继服务器

图6.4配置中继服务器

配置广播网络音频适配器

点击菜单“系统配置→网络音频适配器配置→新建”，打开广播网络音频适配器配置视图。

在该视图中注册已安装的广播网络音频适配器。

配置网络音频适配器分组（即分区）

点击菜单“系统配置→分组配置”，打开网络音频适配器分组配置视图，可方便的对网络音频适配器按照年级、楼层等标准任意分组，提高对网络音频适配器的管理效率。

上部的列表栏为分组列表栏，罗列已经配置的分组；下部的列表栏为成员列表栏，其中显示选中分组的网络音频适配器成员。

用户配置

点击菜单“系统配置→用户配置”，打开网络音频适配器用户配置视图。

在该视图中管理系统使用用户，系统具有“管理员”和“一般用户”两种类型的用户，在下拉列表框中选择不同的用户类型，可分类型在列表栏中显示用户项目。

“用户配置”视图

网络音频适配器状态（即井下音箱的状态）

点击“网络音频适配器状态”弹出网络音频适配器状态设置对话框，查看所有网络音频适配器状态，查看网络音频适配器“连通性”、“工作状态”、“电源状态”及“会话状态”。

由下图可以看到，三个网络音频适配器中有一个是连通的，其余两个是不连通的。

当系统开始广播时，网络音频适配器状态可显示系统播放的曲目等情况。

“网络音频适配器状态”视图

会话状态

点击“网络音频适配器状态”弹出网络音频适配器状态设置对话框，查看网络音频适配器会话状态。

如果需要监听，点击“监听”，即可以对该教室的播放情况进行监听，同时用户可根据自己需要选择用做监听的网络音频适配器。

“会话状态”视图

实时采播

单击“实时采播”，弹出“实时采播”设置对话框，点击“声卡”选择进行采集的

“实时采播”视图

文件播放

单击“文件播放”按钮，弹出文件播放设置对话框，单击“新建”按钮，弹出新建播放文件对话框，点击“增加文件”，选择所需播放的歌曲，双击所选中的曲目，此时，所选曲目将在“节目列表”中体现。

如需选择多曲歌曲，可重复上述操作。

歌曲选择完成后，用户可根据需要选择需播放的广播网络音频适配器，单击“网络音频适配器选择”，出现网络音频适配器选择设置对话框，此时如用户选择的是全部网络音频适配器，则该电脑上所有网络音频适配器都将显示在待选框内，也可以选择已分好组的网络音频适配器。

单击待选网络音频适配器框内所需的网络音频适配器，当所选网络音频适配器条为蓝色时，单击“↓”，则所选网络音频适配器被移进已选择网络音频适配器框内。

如所选网络音频适配器已在播放内容，可根据用户需要选择是否继续使用该网络音频适配器播放，如继续使用该网络音频适配器播放，先前播放的内容将被暂停。

确定播放网络音频适配器后，单击“确定”，回到新建文件播放框，此时用户可根据自己需要在“循环播放”或“随机播放”前的框内打“√”，来确定网络音频适配器播放的方式。

当用户根据需要设置完成后，单击“确定”，网络音频适配器开始广播。

“文件播放”视图

“文件播放”视图

“网络音频适配器选择”视图

“文件播放”视图

当文件开始播放时，可在“名称”框内看到网络音频适配器播放的情况及播放时间，在网络音频适配器列表框内可看到所选的网络音频适配器，在播放列表中显示在进度条中可调整系统播放的进度，同时也可在该对话框内选择循环播放或随机播放的方式。

节目库管理

播控手机上查看的节目菜单存储在节目库中，只有将mp3文件加入到节目库后，才能够被播控手机点播。

用户也可以通过教师工作站将音乐文件上传到节目库中，或者从节目库中下载节目文件。

节目库采用树形结构组织，具有节目和目录，类似文件系统。

节目分为公共节目和私有节目，公共节目存储在“public”目录中，所后的用户都可以访问，但只有管理员和节目所有者具有修改和删除的权限；私有节目存储在个人目录中，只有管理员和节目所有者具有访问权限。

点击菜单“节目库→节目管理”或者点击“节目管理”超级链接，打开节目管理视图。

设置节目文件存储目录

所有的节目文件都存储在“媒体库路径”所示的目录下，点击浏览按钮（“…”），可以重新设置存储目录。

需要注意的是：

更换“媒体库路径”后，需要将原路径下的文件/目录手工复制（或者移动）到新路径下，否则现有节目将不能与相应的mp3文件关联。

添加节目或者目录

在视图中单击鼠标右键或者点击“操作”按钮，弹出操作菜单，点击“新建”菜单项，弹出节目创建对话框，添加节目或者子目录到当前目录下。

可以选择添加节目或者目录，如果选择目录，只需要输入名称，点击“确定”按钮完成操作。

如果选择节目，则需要设置节目文件路径。

“节目管理”视图

“添加节目”视图

定时任务

系统提供了按照预定时间自动创建会话的功能，我们将一项自动创建会话的设置称之“定时任务”，定时任务有三项参数：

执行时间，播放节目和接收网络音频适配器。

为方便管理，将定时任务分为两类：

定时打铃任务和自动排课任务。

定时打铃任务由系统管理员设置，可以设置作息铃声、广播体操和日常听力训练等等；自动排课任务由授课老师在教师工作站设置后上传到服务器或者通过播控手机设置，可以为授课班级设置定时执行的教学任务。

TaskService（TaskSrv.exe）在后台负责定时任务的调度执行，可以在服务管理器中启动和停止该服务。

定时打铃

点击菜单“定时任务→定时打铃”，打开“定时打铃”视图。

可以配置多套打铃方案，根据不同的条件（如：

天气、季节、节假日等）配置一套方案执行。

“定时打铃”视图

新建定时任务视图

下面详细介绍任务执行时间的设置。

点击“时间设置”按钮，弹出任务执行时间设置对话框。

任务分为四种类型：

每天任务，每周任务，每月任务和一次性任务。

每天任务按照设定的间隔天数重复执行；每周任务需要在星期一至星期日之间选择执行的日期，任务将按照设定的间隔周数重复执行；每月任务需要设置运行的月份和日期，点击“任务启动日期”按钮，弹出月份选择对话框。

所有类型的任务都具有“启动日期”、“启动时间”、“终止日期”和“持续时间”四个属性，其中“终止日期”和“持续时间”可选。

如果选择设置了“终止日期”，任务将在设定的终止日期之后标记为过期状态，不再执行；如果选择设置了“持续时间”属性，任务持续运行设定的时间，如果任务文件播放时间不够则要在“重复次数”选项中选择重复次数。

运行时间设置完毕后，点击“确定”按钮回到创建任务对话框。

任务执行时间对话框

7.售后服务的形式

7.1电话咨询及追踪服务

我公司提供每周7天，每天不间断的电话支持服务，解答用户在系统使用、维护过程中遇到的问题，及时提出解决问题的建议和操作方法，并每季度至少一次询问用户使用情况。

7.2现场响应

自收到用户服务请求起6小时内，若以上服务形式不能解决问题，公司将立即派技术人员到现场进行故障处理。

7.3合约服务

若用户需要以上两种服务承诺之外的其它服务，公司可根据用户的具体要求经双方协商签订服务合约，公司将按照合约向用户提供服务；预防型服务就是一种典型的合约服务，本公司人员定期进行现场视察，了解系统运行情况，及时预防系统运行的隐患，并使系统保持高效。

合理的运行状态，从而保证最终客户将能安全、可靠地使用系统。

7.4选案期内的承诺

在选案期内，我公司郑重承诺，对用户提出的任何与本方案书项目有关的问题，将及时作出答复，并按照方案书的要求，免费为用户提供文件，资料及强有力的技术和服务支持。

8.保修服务的承诺

我公司将以合同为依据，以厂商规定的服务承诺为基础，对所售的产品和承担的工程承诺相应的免费保修。

保修期间，负责维修和备件的免费更换；保修期外，继续承诺整个工程的维修保养，功能升级等一系列收费服务（保修期为设备投入运行一年内）。

我公司专业工程师负责系统的维护工作。

若系统出现故障，2小时内响应，24小时内完成专业维护。

售后一年内免费保修，以后每半年进行一次免费系统维护。

保修期满后我公司仍负责系统的终身维修工作，只收取工本费。

用户系统操作人员在使用过程中无论出现任何异常情况，均可即时与我公司技术工程师联系，我公司负责24小时电话技术支持