主頁（http://www.by236.com）：基于GoTa 4G的煤礦井下無線通信解決方案

井工礦信息化面臨著諸多挑戰(zhàn)，井下地質(zhì)條件復(fù)雜、惡劣，大量在地面已獲廣泛應(yīng)用的成熟信息技術(shù)在井下無法使用，適用于煤礦井下的信息技術(shù)、信息產(chǎn)品和信息系統(tǒng)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化水平非常滯后。數(shù)字煤礦是以先進的煤礦機電一體化技術(shù)、計算機技術(shù)、3S技術(shù)（遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS）與信息化相適應(yīng)的現(xiàn)代企業(yè)管理制度為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為紐帶，以煤礦安全生產(chǎn)、高產(chǎn)高效、可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，實現(xiàn)多源煤礦信息的采集、輸入、存儲、檢索、查詢與專業(yè)空間分析，并實現(xiàn)多源信息的多方式輸出、實時聯(lián)機分析處理與決策、專家會診煤礦安全事故和生產(chǎn)調(diào)度指揮等。

• 客戶需求

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  目前煤炭行業(yè)應(yīng)用的無線通信技術(shù)解決方案相對薄弱，安全生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)落后，難以滿足建設(shè)現(xiàn)代化數(shù)字智能礦井的要求，亟待業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的大型通信企業(yè)針對煤礦實際生產(chǎn)環(huán)境需求進行技術(shù)定制，將先進的技術(shù)引入礦井信息化建設(shè)中。國家安全監(jiān)管總局和國家煤礦安監(jiān)局下發(fā)的《關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”的通知》，明確提出了要求建設(shè)和完善監(jiān)測監(jiān)控、人員定位、緊急避險、壓風(fēng)自救、供水施救和通信聯(lián)絡(luò)等井下安全避險六大系統(tǒng)。其中，煤礦井下的無線通信需求包括：

• 防爆安全，工作穩(wěn)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(shù)據(jù)通信需求，支持互聯(lián)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(shù)傳，提供高速數(shù)據(jù)傳輸能力，滿足視頻監(jiān)控、定位和生產(chǎn)采集數(shù)據(jù)的傳輸要求

• 集群調(diào)度，實現(xiàn)煤礦井下各工種之間、地面與井下之間存在協(xié)同工作和統(tǒng)一調(diào)度需求

• 方案描述

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  中興高達(dá)煤礦井下通信系統(tǒng)，是一套成熟、穩(wěn)定、可靠且極具生命力的礦用系統(tǒng)，該系統(tǒng)兼具語音、數(shù)據(jù)、集群三大業(yè)務(wù)功能，既滿足現(xiàn)有的礦用通信需求，也符合數(shù)字煤礦、智慧礦山的未來發(fā)展方向。為用戶提供統(tǒng)一的通信平臺，實現(xiàn)調(diào)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(shù)據(jù)通信一體化。

  該系統(tǒng)以CDMA技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了公網(wǎng)通信的主體功能，此外還集成了專業(yè)數(shù)字集群GoTa，以專網(wǎng)專建為思路，結(jié)合專網(wǎng)特點，用低成本、高質(zhì)量滿足煤礦行業(yè)用戶生產(chǎn)管理與生活需要，是一種小型化的CDMA專網(wǎng)系統(tǒng)，其設(shè)備主要包括：

  該系統(tǒng)采用井上、井下一體化設(shè)計，可實現(xiàn)有線、無線電話統(tǒng)一調(diào)度，通過調(diào)度臺同時解決煤礦井上、井下的通信問題，達(dá)到縱向調(diào)度靈活可靠，礦區(qū)內(nèi)外通信暢通無阻，并可提供EVDO 3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)移動語音、專業(yè)集群、生產(chǎn)調(diào)度、視頻監(jiān)控多網(wǎng)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(shè)備均經(jīng)過隔爆和本安防爆處理，通過國家的防爆認(rèn)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(qū)辦公樓、職工宿舍以及庫房等區(qū)域，推薦采用中興高達(dá)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(fā)射功率1~80W，可根據(jù)覆蓋的情況，從后臺調(diào)整射頻發(fā)射功率的大小，以期達(dá)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(dá)70Km，大大增加了布網(wǎng)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(shè)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(shè)備共享電源、蓄電池、傳輸?shù)龋�大大降低其他設(shè)備的投資，降低維護成本等。

  生產(chǎn)調(diào)度

  配備了專業(yè)數(shù)字集群的礦用系統(tǒng)，生產(chǎn)調(diào)度更為迅捷便利，生產(chǎn)效率能得到極大提升。

  系統(tǒng)可提供專業(yè)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(guān)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(tǒng)可提供專業(yè)調(diào)度臺，調(diào)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(diào)度臺臺席還可以和定位系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合，通過一機多屏將煤礦調(diào)度操作更立體的呈現(xiàn)在調(diào)度員和領(lǐng)導(dǎo)面前，形成煤礦指揮調(diào)度駕駛艙。調(diào)度人員通過視頻監(jiān)控窗口，可以實時查看井上/井下各視頻監(jiān)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(fā)進行。

  

  無線數(shù)傳

  中興高達(dá)煤礦井下通信系統(tǒng)采用EVDO技術(shù)支持無線數(shù)據(jù)傳輸，三載波捆綁可達(dá)下行可達(dá)14.7M，上行可達(dá)5.4Mbps。

  煤礦井下作業(yè)遠(yuǎn)離地面，地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，采用無線傳輸，承載視頻監(jiān)控、傳感器信息等，可大大節(jié)省井下布線難度，設(shè)備也可隨著工作區(qū)的變化靈活部署。

  和現(xiàn)有設(shè)備的互聯(lián)互通

  系統(tǒng)支持和礦區(qū)現(xiàn)有PBX系統(tǒng)、固話系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，新建無線通訊系統(tǒng)可以和舊設(shè)備融合，節(jié)省礦區(qū)前期投入。

  集群對講業(yè)務(wù)

   

• 交換控制器：主要由核心網(wǎng)模塊（CN）、GoTa調(diào)度服務(wù)器模塊（DSS）和基站控制器模塊（BSC）構(gòu)成。其中，核心網(wǎng)集成了公網(wǎng)核心網(wǎng)的主要功能，主要包括語音、短信、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、互聯(lián)互通等，GoTa調(diào)度服務(wù)器集成了專業(yè)數(shù)字集群功能，基站控制器負(fù)責(zé)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(wǎng)，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(wǎng)絡(luò)覆蓋。

• 調(diào)度中心：配備專業(yè)調(diào)度臺、管理臺，專門用于礦區(qū)的管理和調(diào)度。

• 終端：井下防爆終端、井上普通終端、車載臺、智能機等一應(yīng)俱全，終端一機多用，既可以支持普通語音調(diào)度，也同時支持專業(yè)數(shù)字集群業(yè)務(wù)；

• 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(shè)備均經(jīng)過隔爆和本安防爆處理，通過國家的防爆認(rèn)證，礦用防爆無線基站實現(xiàn)井下安全高效無線覆蓋，礦用專業(yè)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(fù)雜環(huán)境通信。

• 高速數(shù)傳和無線承載，GoTa 3G三載波捆綁可達(dá)14.7M，高速無線數(shù)據(jù)傳輸能力不僅支持地面、井下語音調(diào)度，還可以成為無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)某休d網(wǎng)絡(luò)，支持視頻監(jiān)控和傳感器信息傳輸、以及基于地面GPS定位信息的指揮調(diào)度，還可以將集群對講和定位、視頻監(jiān)控融合，煤礦領(lǐng)導(dǎo)可以結(jié)合地圖和視頻監(jiān)控畫面，進行可視化調(diào)度。

• 互聯(lián)互通，不僅實現(xiàn)井下井上一體，系統(tǒng)還支持多礦區(qū)間互聯(lián)互通、和已建設(shè)的PBX系統(tǒng)的互聯(lián)互通，此外，系統(tǒng)還需要具備和運營商網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的能力，最大程度的擴展數(shù)字礦山業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域外延。

• 專業(yè)數(shù)字集群，除了傳統(tǒng)的語音調(diào)度外，支持專業(yè)數(shù)字集群、依靠快速接入、一呼百應(yīng)的數(shù)字集群技術(shù)，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(tǒng)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(tǒng)提供的調(diào)度臺，煤礦調(diào)度人員可以實時向井下和地面群組或者人員發(fā)布調(diào)度指令助力建設(shè)煤礦高效生產(chǎn)與安全巡查無線指揮調(diào)度系統(tǒng)。