第08章矿井通信系统.docx
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第08章矿井通信系统
第八章矿井通信系统
本矿井通信系统，包括矿井行政管理通信、生产调度通信、井下移动通信、矿井广播及有线电视系统。
矿井对外通信、信息联络利用本矿井原有系统。
第一节行政通信系统
一、系统概述
矿井行政电话的设置目前有两种方式，即采用数字程控交换机或采用虚拟网的方式。
数字程控交换机是装在矿井机房的电话总机分机转接系统，而虚拟网是电信公司的业务，其实质就是电信公司架设的电话交换机系统为矿井所用，考虑到虚拟网方式虽然前期投入少，但后期用户的使用费用较高，本设计推荐采用矿井自行设置数字程控交换机的方式组建行政通信系统。
二、系统设计
王洼煤矿原工业场地现已设有1套DDK-6M数字程控调度指挥系统，行政及调度通信合用此交换机，总容量为600线，其中，行政管理电话400线，调度电话200线。
本次改扩建在新建工业场地灯房浴室及任务交待联合建筑机房内新增行政管理电话站，综合考虑矿井规模、职工人数等因素，行政管理电话容量为512线，选用C&C08数字程控电话交换机。
使用50对环路中继与王洼一矿原行政电话交换机联网。
与电信本地网组网中继采用数字中继方式，配置2×E1数字中继，采用NO.7信令。
呼出、呼入及市话用户可采用DOD1+DID中继方式。
可实现与电信公网等位拨号，全自动接续，听一次拨号音。
行政用户交换机的主控板、网络板、主机电源均使用1+1方式配置，以保证系统的安全性和可靠性。
行政管理电话站配置80A通信用开关电源，保证用户交换机的供电，同时选配300Ah蓄电池浮充，以保障断电后可持续4小时供电。
在生产指挥管理综合楼、灯房浴室任务交待联合建筑、主井井口房、副井提升机房、通风机房、灌浆站、空压制氮站、35kV变电站、机修间、器材库、综采设备库、生活污水处理站、矿井水处理站、锅炉房、食堂、等候室等处装设行政电话分机。
三、系统功能
1、分散控制体系平滑扩容
C&C08交换系统采用分布式结构体系，可积木式叠加模块实现平滑扩容；独立局容量可从256用户平滑扩容6688用户。
C&C08采用话务分散控制结构，交换模块内部采用分级分散群机控制技术，处理能力可线性叠加，模块内部通信采用内存映射技术，加上大量使用大容量内存和高性能CPU，使C&C08系统的BHCA值达6000K。
C&C08交换机新型32路用户框，每框608用户，集成度高，减少交换机所占机房面积。
32路用户框支持可变收敛比，满足部分话务不均衡用户的需求。
从兼容性上看，32路用户框可兼容32路模拟用户板、16路模拟用户板、8路数字用户板、DIU、HSL等单板。
2、组网灵活,支持FTTBFTTC组网
可根据用户容量及接口类型利用C&C08提供的多种远端模块及SDH，实现多模块组网。
可组成环形、链形、树形、星形等网络拓扑结构，快速提供业务。
3、业务和持续网络优化能力
C&C08可提供完整的PSTN业务、ISDN业务，丰富的Centrex业务和其它集团用户网业务。
4、完善的信令处理系统
适配国际标准包括中国标准七号信令系统TUP、ISUP、INAP等，随路信号系统：
中国一号信令系统，DSS1/PRA等同一局向中国一号可与七号信令并存。
所有信令板槽位兼容。
七号信令处理分散在各交换模块中，可靠性高处理能力强。
内置七号信令监视仪，方便局方维护。
七号信令链路处理能力达0.85ERL，500MSU/S，最大支持3072条链路。
5、综合的一体化模块
C&C08交换机的一体化模块将用户框、传输框、配线架、蓄电池、一次电源、监控设施等配套设备全部集成在一个机柜的远端模块。
一体化模块具有组网灵活、降低成本、缩短施工期、减少占地面积、安全可靠等显著优点，提供了集成化、一体化的解决方案。
一体化模块可以对交换和传输进行统一维护和管理，可以实现对电源、温度、湿度、烟雾、水浸等环境监控。
实现无人值守。
6、INTERNET数据旁路
C&C08交换机采用INTERNET，接入密集地区的交换机上加上接入服务AS/IP网关模块，这样，如果用户INTERNET接入或拨打IP电话，交换机可以根据接入码将话路通过AS/IP网关经数据通路（DDN、帧中继等）接到INTERNET处理中心进行处理，而不必占用中继线路经过多个汇接局到达某个接入服务器上进行处理。
这样的方案节约了INTERNET接入时占用的中继话路，有效地防止了INTERNET接入时的局间中继话路阻塞现象。
C&C08交换机INTERNET数据旁路提供了IMM集成管理系统软件，负责提供单一、一致的操作维护界面以及统一的告警信息管理。
7、通用性硬件设计
充分考虑了硬件通用性，减少单板种类，降低维护开销，提高系统可靠性。
集成度高系统功耗小。
每万门功耗闲时3065W，忙时5240W。
8、软件体系功能
采用C语言和SDL设计方法，并采用稳定性、可靠性及可扩展性好的实时操作系统。
软件的更改和升级管理采用了软件工程的配置管理方法，保证升级版本的一致性和测试的规范性，通过软件加载方式实现软件升级。
9、维护网管方便计费希统功能强大
提供全中文多窗口界面，维护设定方便。
支持MML方式。
灵活适用的话务统计，完全顺从新国标，提供最值统计话务监视等功能完善的话务控制功能，顺从国标规定的九种网管指令，支持网络接入和串口接入两种方式，可以接入长途三期、长电、NOMA2.0、CTC等网管系C&C08交换机满足PSTN、ISDN、Centrex和IN等业务的计费要求，满足关口局的计费要求，提供符合新国标要求的话单格式和联机计费方式。
支持所有呼叫的详细计费，详细话单精确到0.1s,支持话单的三级存放，支持话单分类存放和分类传送。
10、全面支持支撑网建设
提供2A、2B、3级时钟和BITS系统，支持同步网建设。
第二节调度通信系统
一、系统概述
本矿设置生产调度电话站，选用KTJ4I网络调度通信系统。
该系统融IP通信、多种数据业务、增值业务调度通信系统于一体，既支持模拟电话接入，也支持IP电话接入及IAD网管设备接入。
能够满足煤矿调度的需求，可以方便地向上扩充端口,若增加端口只需增加用户接口板即可。
具有技术先进、功能完善、灵活可靠、维护方便等优点，适用于煤矿的生产调度指挥。
二、系统容量
生产调度电话总机容量为256线。
调度交换机设数字中继线与本矿行政管理交换机相连，采用NO.1信令，配置1×E1数字中继。
生产调度机的主控板、网络板、主机电源均使用1+1方式配置，以保证系统的安全性和可靠性。
调度电话站配置40A通信用开关电源，保证用户交换机的供电，同时选配蓄电池浮充，以保障断电后可持续4小时供电。
在地面各生产部门、生产指挥管理综合楼、灯房浴室任务交待联合建筑、主、副井井口房、副井提升机房、通风机房、灌浆站、空压制氮站、35kV变电站、井下水处理站、锅炉房、原煤仓配电室、准备车间变电所、井下水泵房变电所、采区上部10kV变电所、主排水泵房、110511综采工作面、煤巷综掘工作面、普掘工作面、各带式输送机机头、井底车场、各中车场、煤仓、爆炸材料库、架线电机车维修库、采区水平最高点、爆破撤离集中点、各避难硐室、调度室等处设有调度电话。
井下电话均使用矿用本质安全型自动电话机。
矿调度室设置与本地通信网络相联通的直拨电话。
井下避难硐室、主排水泵房、中央变电所和爆破撤离集中点等设有直通矿调度室的电话。
在副井井底车场、副井井口房和副井提升机房之间设置直通电话。
在采掘工作面及与其有直接联系的环节之间设置直通电话。
在防火灌浆站与灌浆点之间设直通电话。
生产救护队通信系统尽量利用原有设备，设置可直拨当地公网的行政电话，并配置无线对讲机、灾区电话等通信设备，且与矿调度室设置直通电话。
井下电话均使用矿用本质安全型自动电话机，适用于矿井井下场合使用。
三、系统特点
1、系统稳定可靠
硬件平台要求采用电信级稳定性的嵌入式操作系统能够充分保证各个功能组件协调稳定的运行，主控程序采用固化方式不会受任何网络病毒的感染，即使CTI等服务器模块中断也能保证基本的电话业务。
2、三网智能合一
系统能够灵活地融合固话网、IP网和无线网络，能支持集中部署、分散部署的组网方式，支持远程接入、远程调度模式，节点及分机可随时随地任意增减，网络内所有分机只需要拨短号即可快速地实现分机通话，不会产生任何通信费用，可非常轻松地形成一个跨区域的、统一的智能化调度指挥系统。
3、统一指挥调度
系统支持统一编号功能方式，灵活的将远程的无线分机和IP电话都纳入了系统内部分机编号中，对固话分机、远程IP分机以及无线分机进行统一编制短号、统一指挥调度、统一维护管理，并可将调度指挥功能从本地延伸到远端。
4、一体化硬件平台
集传统PBX、IP-PBX、服务器于一体，系统要求无需购买任何第三方设备（如：
30路录音卡）即可实现全套的调度指挥功能、电话录音功能等。
5、丰富的信令接口
系统支持多种信令协议/多种中继的接入方式，传统信令协议方式包括NO.7信令、NO.1信令、ISDN-PRI、FXO（环路中继），VOIP信令协议包括SIP、H.323等。
不用增加、更换任何硬件设备和任何配件即可灵活地实现与类型的办公电话系统的互通。
6、开放的可编程接口
能一站式向集成商或用户交互使用，也可提供标准的二次开发接口（JTAPI接口和TSAPI接口）、定制各类型私有协议的数据库接口，灵活实现调度指挥系统与后台应用系统无缝整合。
7、强大的调度功能
能实现单键直呼、强插、强拆、监听、广播、点名、轮询、预案、重播、回呼、强接、转接、会议、保持、夜服等功能。
8、智能预案功能
系统支持先进的智能预案处理功能，各小组成员遇到紧急情况时，可快速地以最高级别方式呼叫调度指挥中心，系统可根据报警者上报紧急级别自动启动预先设置好的预案，以电话、短信、会议等多种方式通知相关人员，同时调度员也可通过调度指挥台启动预案。
9、系统安装扩容简单
系统只需要部署一台硬件设备即可，后续扩容简单方便，系统最大容量可达12条数字中继E1/T1、96条模拟中继FXO、624门模拟分机、2000门IP分机，用户只需要根据情况增加相应的接入框硬件或LICENSE即可。
10、维护管理方便
基于Web方式的全中文操作界面，无需专业人员网管人员，操作人员不仅可以在局域网内任何一台电脑上对设备进行管理和维护，也可以通过Internet对设备进行远程管理和维护，管理和维护简明方便。
四、主要功能
1、补充业务功能
系统能支持以下业务功能
1）三方通话
三方通话，ThreePartyServices，当用户与对方通话时，如需要另一方加入通话，可在不中断与对方通话的情况下，拨叫另一方，实现三方共同通话或分别与两方通话。
2）呼叫等待
呼叫等待，CallWait，当用户A正与用户B通话时，用户C试图与用户A建立通话连接，此时，将给用户A一个呼叫等待的指示，表示另有用户等待通话。
3）拍叉权限
话机开通拍叉权限即拥有与拍叉操作有关的所有功能权限。
如拍叉转移、拍叉转接等。
4）缩位拨号
缩位拨号，AbbreviatedDialing，为了呼叫方便，业务用户可以设置一个2位代码来代替某个经常呼叫的电话号码（可以是本地号码、国内长途号码或国际号码。
当2位代码代替原来的国内长途号码或国际号码时，应包括国内长途字冠和国际长途字冠）。
5）免打扰
免打扰，Don’tDisturbService，用户在某一段时间里不希望有来话干扰时，可以使用该项服务。
用户申请该项服务后，所有来话将听到忙音提示。
6）无条件前转
无条件呼叫前转，CallForwardingUnconditional，该项服务允许一个用户对于他的呼入呼叫可以转到另一个号码。
使用该业务时所有对该用户号码的呼叫，不管被叫用户是在什么状态，都自动转到一个预先指定的号码。
7）无应答前转
无应答呼叫前转，CallForwardonNoAnswer，使用此项服务时，所有对该用户的呼入呼叫在规定时限内无应答时将自动转到一个预先指定的号码。
8）遇忙前转
遇忙呼叫前转,CallForwardonBusy,使用此项服务时，所有对该用户的呼入呼叫在遇忙时自动转到另一个指定的号码。
9）同组代答
同一群组的集团用户只需拨通组代答接入码即可以直接代答该组内正在振铃的用户。
在指定代答中，如果同时有几个用户在振铃，将会代答最先振铃的用户。
10）指定代答
拨指定代答接入码及被代答分机号码，可代答指定分机。
11）闹钟服务
闹钟服务，Alarm-CallService，按用户预定的时间自动振铃，利用电话机铃声，提醒用户去办计划中的事。
12）延迟热线
延迟热线，HotLineServicewithTime-Out，是指用户在摘机后5秒之内不拨号，将自动接到某一固定的被叫用户。
13）立即热线
立即热线，HotLineServiceImmediately，是指用户在摘机后不会听到拨号音，将立即接到用户所登记的号码。
14）来话人工转移
该服务是指当来话所找的为指定人员，而此人员在其他分机旁时，可通过话机键盘操作将来话转移到所指定人员最近的分机上。
15）主叫号码限制业务
如果用户具有主叫号码显示限制业务权限,当该用户作为主叫时,无论被叫是否有主叫号码显示权限,被叫用户话机上都不显示该用户号码（主叫号码）。
16）遇忙回呼业务
当用户拨叫对方遇忙状态的用户时，使用此服务可以不用再拨号，在被叫空闲的时候即能自动回叫主叫和被叫用户。
2、增值业务功能
系统能支持会议电话，分布在不同地方的与会者，通过移动电话或固定电话等接入方式，采用约定的方式进入电话会议状态，主持人和与会者彼此能自由交谈，自由发言的业务。
3、调度台操作功能
系统能支持以下调度功能：
直呼、点名、轮询、会议、广播、预案、回呼、重拨、强插、监听、强接、强拆、转接、短信、录音、分机显示、状态监视等功能。
4、系统管理和维护
1）设备状态监控
设备状态监控主要作用是监控设备端口使用状态。
分为主框监控及从框监控。
2）槽位状态监控
槽位状态监控界面用于查看通用槽位的安装配置状态，以防用户在忘记硬件上板卡类型无法配置槽位类型的情况。
3）模块运行状态监控
模块运行状态监控界面主要用于观察交换机和业务模块对CPU的使用率，同时监控业务模块版本运行状态，可以在界面上完成业务模块的重启操作。
4）交换机备份
交换机备份作用为备份和恢复除增值业务数据之外的所有交换机配置信息。
与增值业务数据一起组成设备所有配置信息。
5）增值业务备份
增值业务备份界面与交换机备份界面相同，操作方式亦相同。
五、系统组成及技术指标
1、系统组成
根据本矿对生产调度通信系统的要求，本系统共有以下几部分组成，其组成结构图如图8-2-1所示。
2、主要设备技术指标
1）IP调度交换机
IP调度交换机是系统的交换中心，采用IP语音通信，同时支持模拟用户、SIP用户、H.323用户间的通信，实现在一个网络上传递语音和数据。
集成全套的语音、数据等多种通信功能，满足矿方的调度通信要求，并能适应未来的发展。
主机支持多种信令，包括：
七号、PRI、一号；IP协议支持SIP协议和H.323协议，并具备多种接口，包括：
FXS模拟用户线接口、FXO模拟外线接口、IP电话接口、E1数字中继等。
图8-2-1调度通信系统结构图
2）副机柜（配线柜）
副机柜是将IP调度交换机的用户线缆及外线线缆对接起来，方便于日常检测及维护。
主要包括测试接线排、保安接线排、保安器、安全耦合器等。
3）调度台
调度台为一体化多媒体触摸屏调度台，该调度台通过调度键盘软件实现对所有用户的调度管理。
4）网管终端
网管终端：
基于Web方式的全中文操作界面，操作维护人员不仅可以在局域网内任何一台电脑上对设备进行管理和维护，也可以通过Internet对设备进行远程管理和维护。
此终端选用品牌机，通过人机对话方式实现局数据的配置、修改、备份，另外实现系统用户、中继及软件模块运行状态监视等。
5）电话录音
电话录音采用专业的语音处理软件，可实现系统全部调度用户的在线录音或部分重要用户的录音，另外可对通话用户实现可选录音。
通过调度软键盘或者网管进行录音查询、播放。
6）矿用本安型自动电话机
防爆型式为矿用本质安全型，标志“i”
防护等级为IP54
交换机馈电电压：
48V；
接收铃流输入电压：
70V/25Hz
抗静电增强聚酯模压外壳，无可动零部件，抗振抗压抗老化；
话机与调度交换机距离可达15km以上，振铃响度≥90dB；
全密封带夜光指示键盘，设有紧急呼叫、挂断和重拨键；
配接地面一般型扩音装置可成为大功率扩音电话。
六、井上、下电话线网
工业广场电话线网采用电话电缆和电话绝缘线与动力照明线缆共用电缆沟敷设，或采用穿管方式敷设。
具体敷设方法：
1、工业场地内通信线缆与动力、照明电缆共用室外电缆沟及电缆排管敷设，不能共用的采用通信线穿硬聚氯乙烯管埋地敷设。
2、共用电力电缆沟时，不能与高压电力电缆同侧敷设，不能与电力电缆共支架敷设。
电缆在支架上水平敷设时，在终端，转弯及接头两侧应加以固定。
3、电缆埋地敷设时，埋深0.7m,与热力管路的净距不小于1m，与非热力管路的净距不小于0.5m，电缆之间及与其它管道、建筑设施的平行或交叉间距按有关规程执行。
井下通信中，下井电话电缆选用2根MHYA32-50×2×0.8煤矿用阻燃电话电缆分别敷设在主、副井井筒中。
相互设有联络电缆，当任一条电缆出现故障时，可迅速转接，以保证井下主要电话用户的通信。
电话电缆在入井处设置矿用安全耦合器、熔断器和防雷保护装置。
第三节井下移动通信系统
一、系统概述
随着国家对矿井安全生产的日益重视，根据总煤（2011）33号《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（实行）的通知》的要求，井下安装无线通讯系统，实现无线通讯系统与调度通讯电话互联互通等功能，确实做到全矿井多重渠道联络，做到信息畅通。
随着矿井对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。
将先进的无线技术应用于井下和井上的无线调度和行政通信、并与固定电话方式的调度、行政通信系统合而为一，实现通信的移动化、一体化、业务的多样化成为煤矿企业信息系统现代化建设的中心内容。
二、目前矿用无线通讯产品对比
目前市场上无线通讯产品繁多，以下主要以矿用小灵通、矿用WIFI、矿用3G系统进行比较。
技术对比表：
系统名称
矿用小灵通
矿用WIFI
矿用3G
终端
一机双号
WIFI
CDMA2000
TD-SCDMA
通话信道数
3
16
72
72
覆盖方式
定向天线及全向天线
---
定向天线
定向天线
使用频段
1900MHZ
2.4G
821-824M
次800M
1880～1920MHz
2010～2025MHz
2300～2400MHz
调度功能
支持
支持
支持
支持
数据传输
128K
54M
460K
2.8M
人员定位
LBS
RFID人员
定位卡
LBS
LBS
视频监控
不支持
支持
支持
可视电话/无线摄像头
覆盖距离
300-500m
500m
1200m
1500m
安全性
防爆型
本安型
防爆型/本安型
防爆型/本安型
1、小灵通通讯技术主要用于语音通讯，目前还没有相应的数据终端设备，并且逐步退出专网市场；
2、WIFI可实现语音通信及数据业务的传输，支持视频监控，且相对3G移动通信系统性价比高，能满足煤矿对于无线通讯的需求；
3、TD-SCDMA与CDMA2000都属于3G通信系统，目前在煤矿井下有一定的应用，但整体价格较高。
故本方案综合考虑采用WIFI移动通信系统；移动通讯系统能够实现井上、井下移动终端之间，移动终端与调度，移动终端与外线之间的相互通信。
系统覆盖范围内各种信号传输正常，语音清晰，设备具有矿用安全资质（MA标志），符合矿井下各种环境下可靠运行。
三、系统设计原则
本矿井下无线通信系统在设计中综合考虑了以下基本原则：
Ø满足移动通信的功能要求；
Ø在达到规定的安全指标的基础上，确保系统的性能指标，如覆盖率指标，
要把主要行人的巷道全部覆盖。
Ø控制系统成本，节省用户开支，保证系统的适用性；
Ø提高可维护性，降低维护成本，降低系统寿命周期内总体运行费用；
Ø系统要容易施工、容易维护、可靠耐用；
Ø模块化设计，无论是硬件还是软件，各个分层间结构清楚，完全标准化，
便于系统升级和网络扩容；
Ø采用标准TCP/IP接口，兼容性好，接口方式灵活，能满足煤矿信息化建
设不断发展的要求，可与各种应用软件或数据库实现对接，接口标准，便于未来进一步开发，相互传递数据。
四、系统功能
1、满足日常通讯
要求可以井上井下互联互通，网络信号稳定，通话语音清晰，满足日常通讯联络，这种需求大部分现有通讯方式兼可满足。
2、满足生产调度
要求可满足调度指挥的需求，可方便的指挥多部门、多工种协同工作，可以多人、多组、互不干扰的同时通讯，可方便的录音存储，用以追溯责任。
3、灾难应急指挥
要求在遇到紧急情况时，可以一呼百应，紧急通知所有人员，接通时间要求越短越好，任何哪怕是一秒的延迟都有可能酿成惨祸。
4、满足数据业务
要求提供高速分组无线数据业务，满足未来多种数据业务运行所需的高带宽需求。
五、系统设计
1、井下覆盖范围
井下移动通信系统覆盖范围包括：
主斜井、副斜井、综采工作面辅助运输顺槽、运输顺槽、11采区轨道下山、11采区运输下山、各掘进工作面、水泵房变电所、采区上部10kV变电所、主排水泵房、井底车场、各中车场、采区水平最高点、井下避难硐室、爆破撤离集中点等其它重要的人员、车辆聚集区、危险地段和区域。
2、主要设备技术参数
所有入井设备必须取得国家煤矿矿用产品安全标志证书（MA标志证书）。
本设备参数以井下移动通信系统采用WiFi系统为例。
（1）矿用本安型无线基站
Ø防爆形式：
ExibⅠ；
Ø射频发射功率：
不大于100mW；
Ø射频发射频率范围：
2.4GHz～2.4835GHz；
Ø天线类型：
定向天线或全向天线；
Ø通讯协议：
TCP/IP；
Ø基站无线信号对手机覆盖距离：
不小于500m。
Ø接收灵敏度：
-90dBm；
（2）矿用本安型手机
Ø防爆形式：
ExibⅠ；
Ø工作频率：
2.4GHz～2.4835GHz；
Ø无线接入方式：
IEEE802.11b；
Ø射频发射功率：
不大于100mW；
Ø接收灵敏度：
-80dBm；
Ø振铃提示方式：
响铃、振动。
Ø待机时间：
不小于50小时，连续通话不小于3小时；
（3）隔爆兼本安不间断电源
Ø防爆形式：
Exd[ib]I；
Ø输入电压：
127VDC/50Hz；
Ø输出电压形式：
本安输出。
（4）地面通讯基站
Ø射频发射频率范围：
采用2.4G免许可频段；
Ø天线类型：
全向或定向天线；
Ø连接方式：
有线及无线连接；
Ø供电方式：
220V交流供电；
Ø后备电源：
不小于2小时；
Ø扩展功能：
要求能够支持无线视频、数据接入。
第四节井下广播系统
一、系统概述
为了响应认证贯彻落实《国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》精神，进一步完善本矿井下通信联络系统，本矿井下通信系统除设置井下有线调度、无线通信系统的基础上，建设井下广播系统。
发布新闻和内部信息、发布作息信号、提供背景音乐以及用于寻呼和强行插入灾害性事故紧急广播等。
强化矿井
升级会员 