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・专网通信・ １００６年１２月１５日第４８期 责任编辑：宿建光ｓｊｇ＠ｃｗｗ．ｎｅｔ．Ｇｎ美术编辑：牛大伟 开滦煤矿信息与控制中心一王满福 、煤矿井下通信现状 １．信号覆盖的基本原则 由于煤矿井下巷道复杂，重要程度不同，具体实施时 建议采用整体设计，分步实施的原则进行施工。一般第一期 在煤矿通信的现代化进程中，井下通信作为重要的生 产要素之一早巳渗透在安全生产的每一个环节当中，特别 是在生产指挥调度和安全的信息交流方面，都起着举足轻 重的作用。传统煤矿井下通信系统装备一直采用固定防爆 电话方式，它覆盖面小，只能在定点之间通话，且不具备移 动性，这使得紧急情况下调度指挥无法在第一时间完成，主 要负责人不能在第一时间赶到现场了解和处理紧急事务。 井下特殊工作条件的专用无线通信设备，由于其应用范围 狭窄（仅限于煤矿井下）、用户群少、商业利益低，造成传统 井下无线通信装备技术水平低、性价比低、可靠性差、售后 服务不及时等。时下，煤矿井下专用通信，尤其是移动通信 技术水平大大落后于公众通信的发展，急需稳定、可靠、先 进、经济适用的移动通信系统来解决井下特殊工作环境中 存在的生产、安全等问题。 然而，矿井巷道为非自由空间，无线电波在井下巷道的 传输受到根本性制约，多年来国内外诸多专家学者在这一 领域进行了积极的探索和研究。近来一种新型的井下移动 通信系统正得到推广应用。 二、新ＰＨＳ技术的特点 近来，一种新型的ＰＨＳ井下通信技术正受到业界的关 注，该系统与目前应用于井下的其他无线通信系统（包括井 下泄漏通信）有完全不同的设计理念。其技术来源于成熟 的公众移动通信技术，即ＰＨＳ系统。经过一定的技术改造 后把它移植于煤矿井下，是对传统井下无线通信的突破，有 传统井下无线通信不可比拟的技术优势。 （１）该系统在现代公众无线通信的高技术平台上开发， 大大提高了设备的技术水平和制造工艺，使井下无线通信装 备能同步于地面现代无线技术的步伐。系统中各种设备与传 统煤田井下通信设备相比有较高的可靠性和性价比。（２）设 备生产统一于现代公众无线通信装备中，能够得到生产厂商 的长久支持。（３）由于纳入无线通信设备主流系统，使得该 系统中各种设备的可靠性大大提高，系统投资比国外相近产 品有很大的降低，企业提高了使用的积极性。（４）井下的个 人通信终端与地面公众无线通信终端（手机）的使用方式、 功能以及外貌、体积、重量均相同，一改过去无线通信设备 的单工通话方式，终端体积大、电池工作时间短、故障率高 等弊端。（５）可根据实际需要设立大小功率基站的混合组网 （２００ｒｏＷ，２０ｏｒＷ，１０ｍＷ）。（６）提供了来电显示等增值业氖 （７）作为一个无线传输平台，本系统具有较强的扩展性，平 台上可实现高速数据业务、人员定位信息的传送等，为系统的 应用提供更大的空间。（８）该系统可同时为煤矿井上、井下提 供无线通信服务，在煤矿形成一整套覆盖井上、井下立体的无 线移动通讯及生产调度系统。（９）系统井下设备除满足国家 对爆炸性气体环境用电气设备标准及其他相关标准规定要求 外，在结构、隔爆接合面、外壳机械强度、坚固件、引入装置 及电气安全等均符合各自产品标准规定的要求。 三、组网实例介绍 现以一个年产１５０万吨的大型煤矿的ＰＨＳ应用为例介 绍网络建设的几个基本原则。 工程首先要考虑以下重要地点、巷道的全覆盖。 井下部分主要包括运输大巷、主皮带大巷、主回 风大巷、主要运输上下山、采掘开工作面以及重要的机电硐 室等。在地面部分，则主要进行工业广场全部覆盖，包括办 公大楼、区队大楼、洗煤 住宅区等。这样既形成了一定规 模的覆盖面，基本满足生产、安全的需要，也使得无线通信 的优点得到基本的发挥。 ２．无线设计容量 据测算，一般年产ｌ５０万吨左右的特大型矿井，远期 系统涉及容量一般在５００部左右，第一期可按２００部设计建 设。设备一般配备于煤矿副总工程师以上的干部以及采、 掘、开、机、运、通等生产单位的主要领导，煤矿瓦斯检查 员、安全员、重要的生产骨干以及其他流动性大且工作性 质重要的人员均需配备。 ３．无线覆盖优先级别 在井上、井下无线发射基站的布置应按照以下原则选择 安装位置。首先，重要地点确保信号覆盖和信号强度，如井下 主要轨道巷、皮带巷、采掘工作面、重要的机电硐室等，地面 主要办公区、生产区（包括洗煤厂等）均需覆盖。其次，一般地 点可适当考虑信号覆盖和信号强度，如地面一般道路，普通办 公区等，这样可确保有限的基站数量发挥出最大的作用。 ４．频率计划 由于系统使用的频率为ｌ９ＯＯＭＨｚ～ｌ９０５ＭＨｚ，所以地 面基站按照国家部委对Ｐ Ｈ Ｓ系统专网使用频点的规定执 行。井下基站的频率则自由使用无。 ５．基站的话务计算及配置 本次实施的系统提供用于井下的基站￣－１０ｍＷ－－种， 用于地面的有２０ｍＷ和２００ｍＷ两种。对１ＯｍＷ基站而言，它 可提供４个物理信道，其中１个控制信道３个话音信道。根据 空中信道５％的呼损，单个基站支持的话务量为０．８９９Ｅｒ】。 开滦煤矿此次使用的是Ｕ Ｔ斯达康的技术及产品，其 独特的基站组控技术可使高达８个基站共享１个控制信道从 而成倍提升了系统容量。井下使用的ｌ０ｍｗ基站采用远端供 电，不必另装电源线。一般矿井一期工程井下配置７０－８０个 １０ｍＷ防爆基站即可实现一定的覆盖，地面工业广场一般 安装５个２０ｍｗ，两个２Ｏ０ｍｗ基站即可。 ６．基站控制器（ＲＰＣ）设计 每套ＲＰＣ除其他共用设备外，有８个基站接口卡插槽， 每个接口卡有４个端口，所以一台ＲＰＣ最多可以接入３２个 １Ｏｍｗ基站。一般矿井可按地域安装３台左右的基站控制器 （ＲＰＣ）即可满足需要。 ７．组网要求 系统可以和公网的ＰＨＳ系统、煤矿行政通信系统、调 度通信系统联合组网。为了保证无线资源的充分利用，该系 统与上述网络至少有一个Ｅ１信道相连，以后根据发展和话 务量的大小再考虑扩容。系统基本结构如图１所示。 ８．传输线路技术指标 基站控制器与基站之间一般用普通通信电缆连接，通 常对于０．４ ｍｍ的线径，允许的最大距离为２．５ｋｍ－３ｋｍ之 间，０．５ｍｍ的线径最大距离可达Ｎ５ｋｍ。由于需要进行防 爆技术处理，目前只有一种井下手机提供，具体号码可由系 统按需要复制。 四、网管系统 本系统的网管是基于ＴＣＰ／ＩＰ的ＳＮＭＰ协议￣ＨＣｌｉｅｎｔ／ Ｓｅｒｖｅｒ模块化开放式体系结构实现对系统全面的操作和维 护。该网管系统具有以下特点。 管理功能包括配置管理、故障管理、性能管理和系统 管理（安全管理）；基于ＴＣＰ／ＩＰ协议，采用先进的Ｃｌｉｅｎｔ／ Ｓｅｖｅｒ构架的体系结构根据网络容量可灵活选择单机或多 机安装方式；凭借Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ标准软件包可提供高性能数据 库支持；在故障管理方面，其主要功能是在接入网中检测 异常现象、确定其性能和位置并将故障隔离并试图校正。 五、系统扩容及业务拓展 现有系统如需增加信号覆盖区可以通过增加发射基 站、基站控制器ＲＰＣ来实现对井下纵深的覆盖范围。系统 完全可以平滑过渡到任意所需容量。 此次开滦煤矿通信系统建成后，它将作为一个可靠的 数据传送平台，在该平台上还将开展一些增值业务，扩展应 用范围，具体包括同号业务、高速数据业务、人员定位业务、 短消息、语音信箱、手机上网、丢失来话通知、安全检测数 据上传以及电表自动抄表等。 六、本系统投入后在煤矿所发挥的作用 该系统大大提高煤矿安全事故应急能力，缩短事故处 理时间，该系统保证了工作人员能够与生产调度室及时取 得联系；与现在要求的煤矿高管人员井下盯岗相配套，确保 主要领导在井下也能与地面保持密切联系；建立数传平台， 实现功能拓展，为井下实现数字化提供了可靠的手段；手 机可到公网漫游，一机多用，通信和管理费用可大幅降低； 该系统如能在煤矿生产中大量使用，将极大地改变煤矿井 上下通信落后的面貌，对煤炭生产效率的提高，减少人员伤 亡和财产损失将具有重要的意义。