通信联络系统解析
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通信系统简介用以完成信息传输过程的技术系统的总称。
现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现,前者称为无线通信系统,后者称为有线通信系统。
当电磁波的波长达到光波范围时,这样的电信系统特称为光通信系统,其他电磁波范围的通信系统则称为电磁通信系统,简称为电信系统。
由于光的导引媒体采用特制的玻璃纤维,因此有线光通信系统又称光纤通信系统。
一般电磁波的导引媒体是导线,按其具体结构可分为电缆通信系统和明线通信系统;无线电信系统按其电磁波的波长则有微波通信系统与短波通信系统之分。
另一方面,按照通信业务的不同,通信系统又可分为电话通信系统、数据通信系统、传真通信系统和图像通信系统等。
由于人们对通信的容量要求越来越高,对通信的业务要求越来越多样化,所以通信系统正迅速向着宽带化方向发展,而光纤通信系统将在通信网中发挥越来越重要的作用。
基本通信系统一般由信源、信宿(收信者)、发端设备、收端设备和传输媒介等组成。
基本通信系统来自信源的消息(语言、文字、图像或数据)在发信端先由末端设备(如电话机、电传打字机、传真机或数据末端设备等)变换成电信号,然后经发端设备编码、调制、放大或发射后,把基带信号变换成适合在传输媒介中传输的形式;经传输媒介传输,在收信端经收端设备进行反变换恢复成消息提供给收信者。
这种点对点的通信大都是双向传输的。
因此,在通信对象所在的两端均备有发端和收端设备。
通信系统按所用传输媒介的不同可分为两类:①利用金属导体为传输媒介,如常用的通信线缆等,这种以线缆为传输媒介的通信系统称为有线电通信系统;②利用无线电波在大气、空间、水或岩、土等传输媒介中传播而进行通信,这种通信系统称为无线电通信系统。
光通信系统也有“有线”和“无线”之分,它们所用的传输媒介分别为光学纤维和大气、空间或水。
通信系统按通信业务(即所传输的信息种类)的不同可分为电话、电报、传真、数据通信系统等。
信号在时间上是连续变化的,称为模拟信号(如电话);在时间上离散、其幅度取值也是离散的信号称为数字信号(如电报)。
浅谈煤矿“六大系统”中关于监测监控、人员定位、通讯联络系统【摘要】我国是一个矿产资源较为丰富的国家,然而,受到煤矿生产人员认识缺陷,安全措施缺乏等现实和历史因素的影响,煤矿生产过程中安全事故在我国的发生率仍然偏高,并造成了较为严重的财产和生命损失。
随着各项现代化科学技术的广泛应用和逐渐完善,其在煤矿安全生产过程中也发挥出了越来越重要的作用,大大降低了人员伤亡率和经济损失程度,因此,煤矿“六大系统”建设的重要意义也逐渐收到了人们的认可和关注,有序运行、管理到位、系统可靠和设备完善的“六大系统”也是煤矿生产安全程度提高的主要措施。
本文就对煤矿“六大系统”中关于监测监控、人员定位和通讯联络系统的构建方法进行了分析。
【关键词】煤矿;监测监控;人员定位通讯联络系统1 监测监控系统煤矿监测监控系统是煤矿生产过程中安全性、有效性和高产性提高的基础,矿井安全监测系统的设计,会对主扇负压、回风巷风速、掘进工作面局扇开停、采掘工作面瓦斯等通风参数产生直接影响,连续地、实时地监测门开关的状态,同时闭锁掘进工作面风电,对采掘工作面进行瓦斯超限断电处理,从而实现矿井生产安全水平的逐步提高。
保证矿井管理人员全面、准确、及时地了解和掌握煤矿监测监控系统运行状况,是煤矿生产有效性和产量提高的主要措施,有助于实现安全事故的自动处理和早期预警,以降低安全事故的发生率,为煤矿的安全生产与人员安全提供保证。
煤矿监测监控系统自身具备雷电防护能力,使用阻燃光缆或电缆将各个煤矿安全监测设备连接在一起,避免与动力电缆及调度电话电缆同时使用。
井下和井上线路之间通过总站监控数据传输接口相互分离,并将避雷器设置在电缆的入井口处,以避免井上雷电对井下设施造成影响。
选择获得MA标志认可的矿用信号电缆作为煤矿的传输电缆。
地面应向地面中心站提供所需的双回路电源,且各个井下分监控站应选择660V的电力供给,并通过专用隔爆开关进行系统控制,而无需受到设备开关的控制。
通信联络系统概述通信联络系统以光纤有线网络为骨干,分支高速电缆通信网络以及无线网络为延长,在井下设立若干基站,通过无线通信手段,从而实现生产调度管理及信息沟通等功能。
并为实现位置监测与管理、数字化视频监控以及各种井下传感器数据的统一采集与综合处理,供应了一个共用的平台,为实现语音、视频、定位系统数据的三网合一,为生产调度、应急救援、安全监控与督察供应了良好的数字化应用基础,同时,也为煤矿数字化矿山建设建立了良好的平台。
此平台可以配接瓦斯监控、瓦斯抽放监控、皮带综保监控、山东中煤排水给水监控、洗煤厂监控、提升监控等子系统。
通信联络系统功能特点可接入多种用户终端,包括一般自动电话机、本安自动电话机、shenhua20地面扩音装置、wifi手机、voip电话机等;可实现单键直呼用户;具有对讲机功能和收发短信息功能;在被叫处于关机、无信号地区造成呼叫失败的状况下,能在通信恢复后以短信等方式准时提示该用户;能进行话单的记录,能记录通信历史、主/被叫号码、通信时长、通话所在基站等;具有设置内部用户限制、多级权限、多级优先权功能,高级用户可强插低级用户;系统自身拥有交换功能,设备之间的通话无须通过外部交换,不占用交换机资源;支持内部网络电话(包括无线和有线电话)与公网电话(包括移动、联通、电信、网通等)的互通呼叫;本地、异地内部网络电话通话无费用;内部网络电话与公网电话通信无长途费用;可实现转接、强插、强拆、会议、保留、组呼、夜服等调度功能;可组织多达48 方参与的大型会议;可设置多个调度台,调度台上还可中文显示来电用户号码和单位名称、设置系统局数据等;配置触摸屏,调度台可实现电脑调度;供应数字中继(2B + D,30B + D)、载波中继、E/M中继、环路中继等多种接口,可组成全数字与数模混合的多级专用网或多级调度网,实现等位拨号;组成多级专用网或多级调度时,可集中维护;具有音乐保留及音乐证明功能,系统具有电脑话务员功能;分机具有报号、报时功能;系统信号标准、传输标准、同步方式和计费性能符合邮电部部颁标准,也可依据不同专业电话通信网的要求,供应相应适合信号方式的软件新版本;全部电路板智能化,元件种类与电路板种类少,且各种电路板槽道可互换,功能与容量配置格外便利。
第三部分通信联络系统一、技术要求1、一般要求(1)有线、无线通信系统和广播系统及其设备应符合本规范的规定,符合MT209、MT/T1004、MT/T1008、MT287-92、MT209-90、GB3836.1-3836.4等标准的有关规定,并按照国家安标证使用规定取得“MA”安全标志。
(2)有线、无线通信系统和广播系统及其设备应工作稳定、性能可靠,用于爆炸性环境的设备必须采用本质安全型,设备之间的输入输出信号为本质安全信号。
(3)有线和无线通信系统必须具备数字中继接口能力和用户环路(模拟)接口能力。
(4)调度机房及入井通信电缆的入井口处应具有防雷接地装置及设施。
(5)使用非开放频段的无线设备,必须获得国家无线电管理委员会相关管理部门的批准。
(6)系统产品生产单位应负责产品的终身维修、备件供应、软件升级和技术支持。
(7)设备组网选型必须满足相关行业规范标准。
2、环境条件(1)系统中用于地面机房、调度室的设备,应在下列条件下正常工作:a)环境温度:10℃~30℃;b)相对湿度:40%~70%;c)温度变化率:小于10℃/h,且不得结露;d)大气压力:80kPa~106kPa;e)GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。
(2)除有关标准另有规定外,系统中用于煤矿井下的设备,应在下列条件下正常工作:a)环境温度:0℃~40℃;b)平均相对湿度:不大于95%(+25℃);c)大气压力:80kPa~106kPa;d)有爆炸性气体混合物,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。
3、供电电源(1)地面设备交流电源;a)双回路供电,具备防雷和电涌保护;b)额定电压:380V/220V,允许偏差-10%~+10%;c)谐波:不大于5%;d)频率:50Hz,允许偏差±5%。
(2)井下设备交流电源a)额定电压:127V/380V/660V/1140V,允许偏差(专用于井底车场、主运输巷:-20%~+10%;其他井下产品:-25%~+10%;)-20%~+10%;b)谐波:不大于10%;c)频率:50Hz,允许偏差±5%。
4、功能要求(1)通信联络系统应具有通信功能a)通信系统应具有井下固定电话和手持移动电话与地面固定电话和手持移动电话之间互联互通的功能;b)广播系统应具有广播主机向所有连接音箱进行广播和播放的功能,广播系统宜具有井下音箱与地面主机的对讲功能;广播系统应具有广播主机向特定用户(组)选择播放功能。
(2)通信联络系统应具有管理功能a)通信联络系统应能对不同用户设置不同的优先权和呼叫权限;应具有紧急呼叫功能;b)通信联络系统应具有自诊断和实时故障显示功能;c)通信联络系统应具有录音功能,多通道同时录音,具备一个放音通道,可在线实时查询录音、监听、回放、存储等;d)井下固定电话和手持移动电话与地面调度室具有直通功能;e)调度交换机应可以随时呼叫系统内的终端,可强拆、强插中继或用户线,保证调度通信畅通无阻,具有最高优先级;f)调度交换机应配置可接收系统内终端紧急呼叫的设备,显示紧急呼叫的终端号码,发出声光报警,同时可进行语音录音;g)调度交换机应具有单呼、组呼和全呼功能;h)调度交换机应能召开多方会议,用户可随时发言,也可以由调度控制发言;i)调度交换机应能同时处理多路呼叫;j)调度交换机应具有与地面专网(公网)组网的功能;k)无线通信系统应支持手持移动电话的自动漫游、越区切换;l)无线通信系统宜具有非法用户禁用功能;m)无线通信系统手持移动电话宜具有短信功能;n)无线通信系统手持移动电话应具有抗震、防水、防腐功能;o)广播系统应具有紧急广播功能,广播室只需打开紧急发送器,可强行切掉所有广播而转入紧急播放内容,讲话完毕后自动恢复原有状态,用于紧急通知、灾情通报等,紧急播放内容也可连续重复播放;p)广播系统宜具有组播和选播功能。
5、主要技术指标(1)故障率通信联络系统中设备的平均故障间隔时间(平均无故障工作时间)(MTBF)应不少于2000小时。
系统累计全年故障时间应不超过80小时(≤1%),可用性大于99%。
有计划的停机、检修、升级和更新所耗时间不记为故障小时。
(2)系统容量生产调度通信系统总容量不少于200门;无线语音通信系统总容量不少于200门。
采用网络电话(VOIP)技术,通过统一的数据网络(TCP/IP 协议)传输语音时,应根据网络带宽情况,对全网或特定节点可同时通话的终端数做出规定,以保证服务质量(QoS)即呼叫的接通率处于可接受的水平。
建议每个井下基站可以支持的同时通话的无线终端数应不小于12部。
(3)传输距离:地面交换机与井下基站之间的传输距离,应不小于10km。
无线基站之间、基站和手持移动电话等移动终端之间的无线传输距离随巷道环境的变化有所不同。
一般情况下,无线设备和终端之间的通信传输距离应达到如下水平。
直巷且巷道全程截面积不小于7平方米时,手持移动电话与基站语音通信的距离不小于100米。
直巷且巷道全程截面积不小于13平方米时,手持移动电话与基站语音通信的距离不小于300米。
d)无线设备接收灵敏度≤-80dB,其中:手持移动电话灵敏度≤-75dB;基站灵敏度≤-85dB;其它无线设备和终端灵敏度≤-75dB;e)井下各种通信设备如网络交换机、分站、无线基站等的备用电源必须达到2小时以上的工作时间。
f)手持移动电话一次充电后应能保证正常工作8小时以上。
二、安装、使用与维护1、安装与维护(1)在主副井绞车房、井底车场、运输调度室、变电所、上下山绞车房、水泵房、压风机房、爆炸品材料库等主要机电设备硐室、井下主运输皮带转载点、移动变电站、巷道分支处、溜煤眼处和采掘工作面以及采区、水平最高点,应安设电话。
(2)掘进工作面距端头30米~50米范围内,应安设电话;采煤工作面距两端10米~20米范围内,应分别安设电话;采掘工作面的顺槽长度大于1000米时,在顺槽中部应安设电话。
采煤工作面电话的设置:如图a、b、c、d、e所示,U型、Z型、Y型、H型和W型通风方式的采煤工作面电话的设置。
图aU 型通风方式采煤工作面电话的设置图bZ 型通风方式采煤工作面电话的设置图cY 型通风方式采煤工作面电话的设置图dH 型通风方式采煤工作面电话的设置图eW 型通风方式采煤工作面电话的设置掘进工作面电话的设置如图f 、g 所示:图f 掘进工作面电话的设置 10-20m10~20m 10-20m10-20m 10~20m 10-20m图g双巷掘进工作面电话的设置(3)在井下避难硐室(救生舱)、井下主要水泵房、井下中央变电所和采掘工作面、爆炸品材料库、爆破时撤离人员集中地点等,必须设有直通矿调度室的电话。
(4)在关键节点应有通信线路和设备的冗余及热备用。
(5)井下基站、基站电源、电话、广播音箱应设置在便于观察、调试、检验、围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物的位置。
(6)通信设备使用前,应按产品使用说明书的要求调试设备,并在地面通电运行24小时,合格后方可使用。
(7)通信联络系统中任何设备应有必要的备用,发生故障,应能及时更换故障设备,确保通信系统的不间断工作。
(8)手持移动电话严禁擅自拆开。
(9)井下通信联络系统的线路,严禁利用大地做回路。
(10)维护人员对通信设备及通信线缆应每天进行检查,每月测试一次,发现问题及时处理,并将检查、测试、处理结果报调度中心站。
(11)每季度应对备用电源的放电容量或备用工作时间进行测试。
当电网停电后,备用电源不能保证设备连续工作两小时时,应及时更换。
(12)入井电缆的入井口处应具有防雷设施。
(13)应配备专业维护人员,保证24小时都有维护人员值守。
(14)通信电话线路严禁与其它动力电缆、安全监控设备等电缆共用。
(15)矿井通信联络系统发生故障,必须在2小时内恢复正常运行,否则,应停止作业;矿井某一作业点通信设备发生故障,必须在8小时内恢复正常运行,否则,立即停止该作业点的一切作业。
(16)新建、改扩建、改造等矿井的通信联络系统应当与主体工程同时设计、同时施工、同时验收。
矿井建设进入二期工程施工前,必须安装矿井通信联络系统。
(18)通信联络系统未经验收或者验收不合格的矿井,不得投产。
2、调度中心站(1)调度通信交换机、广播主机必须做到24小时不间断运行,主板、话筒等关键设备应有备份。
当工作主设备发生故障时,备份设备应在5min内投入工作。
(2)调度中心站应24小时有专业维护人员值守,应认真记录通信系统的使用情况,发现故障及时维护。
(3)调度中心站应双回路供电,并配备不小于8小时的在线式不间断电源。
(4)调度中心站应有可靠的接地装置和防雷设施。
3、技术资料(1)应建立以下文档:a)设备、仪表台账;b)设备故障记录表;c)检修及巡检记录;d)通信系统运行日志。
(2)煤矿应绘制通信联络系统及广播系统设备线路布置图,根据实际布置及时修改。
最长修改期不应大于6个月。
布置图中应标明设备名称、型号、安装地点、数量、线缆长度、芯线对数以及型号等。
4、管理制度各煤矿应建立以下管理制度:1、管理及维护人员岗位责任制2、值班制度3、各岗位人员操作规程4、故障处理期间的安全措施5、值班、操作和维护人员配备、培训规定5、备件矿井应配备井下基站、本质安全型电话机、手持移动电话、安全耦合器、隔爆兼本质安全型音箱等设备备件,备用数量不少于应配备数量的20%。
6、管理机构(1)煤矿应有专门机构负责通信联络系统及广播系统的安装、使用、维护与管理工作,应制定通信联络系统设备故障抢修应急预案。
(2)煤矿调度中心应制定通信系统和广播系统的岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度。
(3)通信联络系统的值班员和维护人员应培训合格、持证上岗。
(4)煤矿通信联络系统的设计、施工、安装、检测检验等中介机构及单位必须具备相应资质,实行备案登记管理(山西省煤炭工业厅信息中心负责备案登记),按照有关法律规定和标准提供技术服务,规范服务行为,对提交的服务工作成果承担法律责任。