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基于GoTa 4G的煤礦井下無線通信解決方案

時間:2017-07-21 來源:中國集群通信網 作者:ZTE 點擊:

井工礦信息化面臨著諸多挑戰,井下地質條件復雜、惡劣,大量在地面已獲廣泛應用的成熟信息技術在井下無法使用,適用于煤礦井下的信息技術、信息產品和信息系統的研發及產業化水平非常滯后。數字煤礦是以先進的煤礦機電一體化技術、計算機技術、3S技術(遙感技術RS、地理信息系統GIS、全球衛星定位系統GPS)與信息化相適應的現代企業管理制度為基礎,以網絡技術為紐帶,以煤礦安全生產、高產高效、可持續發展為目標,實現多源煤礦信息的采集、輸入、存儲、檢索、查詢與專業空間分析,并實現多源信息的多方式輸出、實時聯機分析處理與決策、專家會診煤礦安全事故和生產調度指揮等。

  • 客戶需求

    收起↑

    目前煤炭行業應用的無線通信技術解決方案相對薄弱,安全生產調度技術落后,難以滿足建設現代化數字智能礦井的要求,亟待業內領先的大型通信企業針對煤礦實際生產環境需求進行技術定制,將先進的技術引入礦井信息化建設中。國家安全監管總局和國家煤礦安監局下發的《關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知》,明確提出了要求建設和完善監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等井下安全避險六大系統。其中,煤礦井下的無線通信需求包括:

    • 防爆安全,工作穩定,性能可靠,符合隔爆與本安要求

    • 移動通信,能提供語音、短信、集群和數據通信需求,支持互聯互通

    • 井下覆蓋,滿足煤礦井下巷道長、分層多以及金屬屏蔽多等特殊場景需求

    • 無線數傳,提供高速數據傳輸能力,滿足視頻監控、定位和生產采集數據的傳輸要求

    • 集群調度,實現煤礦井下各工種之間、地面與井下之間存在協同工作和統一調度需求

  • 方案描述

    收起↑

    中興高達煤礦井下通信系統,是一套成熟、穩定、可靠且極具生命力的礦用系統,該系統兼具語音、數據、集群三大業務功能,既滿足現有的礦用通信需求,也符合數字煤礦、智慧礦山的未來發展方向。為用戶提供統一的通信平臺,實現調度通信和行政通信一體化、井下通信和井上通信一體化、有線無線一體化、通信定位一體化以及語音和數據通信一體化。

    該系統以CDMA技術為基礎,集成了公網通信的主體功能,此外還集成了專業數字集群GoTa,以專網專建為思路,結合專網特點,用低成本、高質量滿足煤礦行業用戶生產管理與生活需要,是一種小型化的CDMA專網系統,其設備主要包括:

    該系統采用井上、井下一體化設計,可實現有線、無線電話統一調度,通過調度臺同時解決煤礦井上、井下的通信問題,達到縱向調度靈活可靠,礦區內外通信暢通無阻,并可提供EVDO 3G數據業務,實現移動語音、專業集群、生產調度、視頻監控多網合一。

    井下覆蓋

    煤礦井下無線通信解決方案充分考慮井下通信的安全需求,所有井下設備均經過隔爆和本安防爆處理,通過國家的防爆認證。

    井下多為狹長型通道,因此本方案采用礦用毫瓦級Gecko基站加定向天線方式進行覆蓋。井下主巷道主要用做運輸,直徑寬、長度比較長,基站覆蓋距離比較長,輔巷道主要用于采煤,輔巷道多彎道,有阻隔鐵門,基站覆蓋距離比較短,井下巷道的覆蓋平面示意圖見下圖:

    地面覆蓋

    在煤礦的地面,有礦區辦公樓、職工宿舍以及庫房等區域,推薦采用中興高達先進的BBU+RRU分布式基站進行覆蓋。

    RRU體積小、重量輕、IP65防護等級,可以放置在樓頂、抱桿、上塔等,其射頻發射功率1~80W,可根據覆蓋的情況,從后臺調整射頻發射功率的大小,以期達到最佳的覆蓋效果。RRU功耗小,支持交流或者直流。RRU通過光纖連接到BBU,二者最大距離可達70Km,大大增加了布網的靈活性。

    BBU作為基站的基帶處理單元,一方面與RRU進行通訊,另一方面與交換控制器通訊,BBU為19英寸設備,2U高,可以掛墻安裝、也可與交換控制器放置在一起,與其他設備共享電源、蓄電池、傳輸等,大大降低其他設備的投資,降低維護成本等。

    生產調度

    配備了專業數字集群的礦用系統,生產調度更為迅捷便利,生產效率能得到極大提升。

    系統可提供專業管理臺,管理人員可通過管理臺管理本集團的群組和用戶,以及用戶和群組的隸屬關系,分組信息通過無線自動同步到終端上,大大降低了管理難度。

    系統可提供專業調度臺,調度人員可通過臺席實時指揮地面和井下的工作群組或者用戶。

    調度臺臺席還可以和定位系統、視頻監控系統融合,通過一機多屏將煤礦調度操作更立體的呈現在調度員和領導面前,形成煤礦指揮調度駕駛艙。調度人員通過視頻監控窗口,可以實時查看井上/井下各視頻監控點的視頻信息,也可以通過室外GPS定位觀察到地面運煤車輛的運行情況,還可以選擇攝像頭或者在地圖上框選用戶,直接進行集群群組呼叫,呼叫過程中,視頻信息和定位信息的上傳不受任何影響,可并發進行。

    無線數傳

    中興高達煤礦井下通信系統采用EVDO技術支持無線數據傳輸,三載波捆綁可達下行可達14.7M,上行可達5.4Mbps。

    煤礦井下作業遠離地面,地形復雜,環境惡劣,采用無線傳輸,承載視頻監控、傳感器信息等,可大大節省井下布線難度,設備也可隨著工作區的變化靈活部署。

    和現有設備的互聯互通

    系統支持和礦區現有PBX系統、固話系統間的互聯互通,新建無線通訊系統可以和舊設備融合,節省礦區前期投入。

    集群對講業務

     

    • 交換控制器:主要由核心網模塊(CN)、GoTa調度服務器模塊(DSS)和基站控制器模塊(BSC)構成。其中,核心網集成了公網核心網的主要功能,主要包括語音、短信、數據業務、互聯互通等,GoTa調度服務器集成了專業數字集群功能,基站控制器負責連接井上和井下基站并進行控制處理。

    • 井上基站:使用BBU+RRU分布式基站進行組網,完成無線信號的地面覆蓋。

    • 井下基站:使用公文包大小的Gecko防爆基站,用于井下的無線網絡覆蓋。

    • 調度中心:配備專業調度臺、管理臺,專門用于礦區的管理和調度。

    • 終端:井下防爆終端、井上普通終端、車載臺、智能機等一應俱全,終端一機多用,既可以支持普通語音調度,也同時支持專業數字集群業務;

  • 方案特點

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    • 安全可靠,充分考慮井下通信的安全需求,所有井下設備均經過隔爆和本安防爆處理,通過國家的防爆認證,礦用防爆無線基站實現井下安全高效無線覆蓋,礦用專業集群終端與智能終端可供用戶自由選擇,防爆定制。

    • 綠色語音,專用信道傳輸語音,語音清晰,抗干擾強,適合復雜環境通信。

    • 高速數傳和無線承載,GoTa 3G三載波捆綁可達14.7M,高速無線數據傳輸能力不僅支持地面、井下語音調度,還可以成為無線數據傳輸的承載網絡,支持視頻監控和傳感器信息傳輸、以及基于地面GPS定位信息的指揮調度,還可以將集群對講和定位、視頻監控融合,煤礦領導可以結合地圖和視頻監控畫面,進行可視化調度。

    • 互聯互通,不僅實現井下井上一體,系統還支持多礦區間互聯互通、和已建設的PBX系統的互聯互通,此外,系統還需要具備和運營商網絡互聯互通的能力,最大程度的擴展數字礦山業務覆蓋區域外延。

    • 專業數字集群,除了傳統的語音調度外,支持專業數字集群、依靠快速接入、一呼百應的數字集群技術,使得群組呼叫成為井下、地面溝通的利器,群組式的工作模式進一步提升煤礦工作效率;通過系統提供的管理臺,煤礦管理人員可以輕松的劃分群組,通過系統提供的調度臺,煤礦調度人員可以實時向井下和地面群組或者人員發布調度指令助力建設煤礦高效生產與安全巡查無線指揮調度系統。



    (中國集群通信網 | 責任編輯:李俊勇)

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