一種礦井應急指揮通信系統的製作方法

2023-05-24 14:55:31 1

專利名稱：一種礦井應急指揮通信系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種礦井應急指揮通信系統及方法，特別是涉及一種煤礦井下應急指揮系統及方法。
技術背景 應急指揮通信系統在煤礦應急指揮中，特別是煤礦井下礦難時發揮著重要的作用，在井下局部發生重大事故時，井下如能在第一時間向調度報告事故發生的情況，地面調度就可能第一時間向事故區域和非事故區域發出緊急合理快速的人員疏散指令，而且在事故後地面調度可以進一步評估井下的災情和人員存活情況，並實施最合理的救援措施。因此，可靠的、快捷的應急指揮通信系統可以讓地面調度及時了解井下的事故情況，合理指揮人員疏散和救援，把人員傷亡率降到最低，把營救時間縮到最短。目前雖然有多種地面井下通信方案，但都有其局限性，並不能滿足應急指揮的要求。如程控交換機通信方案通信距離受限與其星形網絡，而且程控電話通信，需要撥號、振鈴、摘機過程，延誤時間，並且聲音受眾面小，在礦難發生時，佔線也很嚴重，因此起不到指揮緊急疏散的作用；無法滿足應急通信指揮的需要；無線通信的小靈通通信方案，則除上面的同樣問題外，還可因為，信號易受煤塵影響，易被牆壁、塌方等阻隔，同樣無法滿足應急通信指揮的需要；而基於電纜傳輸的皮帶喊話系統等模擬擴播系統，則受制於通話距離所限，無法長距離連接到調度中心，整個系統無法滿足應急通信指揮的需要；基於乙太網的數字廣播通信系統，雖然語音數據傳輸交換靈活，但100米以上的長距離傳輸需要採用光纜，光纜怕震動不能滿足應急通信的要求，而且直接接入乙太網的擴播終端功耗較大，後備電源供電時間太短，所以整個系統無法滿足應急通信指揮的需要。因此，煤礦井下應急指揮的要求一種通信可靠、沒有距離限制、實現井下全覆蓋能夠在透水、瓦斯超限、冒頂、煤塵突出等環境條件下正常工作的通信系統；該系統應能實現雙向對講，即井下的緊急報警和地面對井下的緊急廣播指揮，從而最大程度地減少礦難造成的人員傷亡。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種煤礦井下應急指揮系統及方法，能夠可靠的在緊急狀況下保持地面與井下的通話聯絡，最大限度地減少礦難發生時的人員損失。為解決上述技術問題，本實用新型所提供的礦井應急指揮通信系統，用以實現數字語音雙向傳輸，包括至少一調度主站、至少一擴播分站、至少一擴播終端，該調度主站與所述擴播分站連接，該擴播分站之間以電纜連接，該擴播分站與所述擴播終端以電纜連接。該礦應急井指揮通信系統還包括至少一電源，所述電源同時給連接的所述一擴播分站以及該分站所連接的至少一個擴播終端供電。該礦井指揮通信系統是一獨立的通信網絡。其中擴播分站為本質安全型中繼器，擴播終端為本質安全型擴播電話；中繼器具有音頻編解碼、壓縮、解壓縮功能，連接擴播電話以播放或接收語音。上述一臺中繼器至多可連接二十臺擴播電話。上述電源是隔爆兼本安電源。調度主站與所述擴播分站採用乙太網連接。調度主站與所述擴播分站之間是任意拓撲結構，最好採用環形或樹狀網絡結構。調度主站位於地面。上述電纜皆為鎧裝阻燃電纜。本實用新型還基於上述礦井應急指揮通信系統，提供了一種礦井應急指揮通信方法，即調度主站將語音信息數位化後發送至擴播分站，擴播分站將數字信息變為模擬語音發給連接在該擴播分站上的擴播終端，擴播終端進行擴音廣播；擴播終端接收語音並產生模擬音頻信號後傳輸至連接的擴播分站，擴播分站將收到的語音信號數位化並發送給調度主站。本實用新型所提供的技術方案能夠同時實現廣播和雙向通訊，並且該系統支持任意拓撲、無限延伸，其井下覆蓋面積可達數百公裡。由於採用了冗餘環網及後備電源等設計，具有功能高可靠性、構成高度靈活性和可擴性。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明圖I是本實用新型礦井指揮通信系統的第一實施方式的結構示意圖；圖2是本實用新型礦井指揮通信系統的第二實施方式的結構示意圖；圖3是本實用新型礦井指揮通信系統的第三實施方式的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。本實用新型是一種井下雙向數字廣播通信系統，其特徵在於，電纜線路構成的專用應急通信網絡；多個擴播分站，以任意環網結構、樹狀結構連接到地面調度主機，每個擴播分站分配有唯一的ID地址號，用於數字語音通信和數字與模擬語音的相互轉換；多個擴播終端，並聯連接到擴播分站，並與擴播分站進行語音及報警信號的雙向傳輸。在本實用新型的應急指揮通信系統中，擴播終端和擴播分站共用同一臺隔爆兼本安電源。在本實用新型的指揮通信系統中，擴播分站以樹型和環網拓撲結構連接到地面調度主機。如圖I中所示，信號輸入端101所產生的語音信號進入調度主站102。調度主站102可以將音頻文件和MIC產生的語音信息數位化後打包發送給某些或全部的擴播分站。由於每個擴播分站均配置一個ID地址，因此擴播分站收到調度主站發來的語音數據包後，對發送的目的地址與自己的地址進行比對，當目的地址與自己的地址一致時，擴播分站就將收到的語音數據包進行解析，把數字語音變為模擬語音發給掛接在本擴播分站上的擴播終端，擴播終端進行擴音廣播。如圖I中示，圖I採用了樹狀的連接方式。一個調度主站102可以和至少一個擴播分站103連接，一個擴播分站可連接至少一個擴播終端104。擴播終端104優選為擴播電話，該擴播電話也可以通過喊話按鈕發起與調度主站的通話，擴播終端104產生模擬音頻信號，並將模擬音頻信號傳輸給擴播分站104，擴播分站104將收到來自於擴播終端104的語音信號數位化打包發送給調度主站102，調度主站102 —方面可連接一音箱(圖中未示出)通過音箱放音，另一方面，對通話過程進行錄音。這樣，就做到了井下及時向調度報告情況，調度也可以快速地把緊急疏散指令廣播給井下所有人，最大限度地減少人員傷亡。擴播分站與擴播終端之間，及擴播分站與擴播分站之間利用鎧裝阻燃電纜，能夠實現災難情況下保持通信的暢通，克服光纜過於脆弱的特性。同時，每個擴播分站103均連接一隔爆本安電源，。本實用新型所提供的煤礦井下應急通訊指揮通信系統具有網絡獨立性。其整體的網絡結構上僅支持該應急指揮通信，不兼容其它設備。這樣做的目的是該井下應急通訊指揮系統應用領域的特殊性所決定的。一旦發生瓦斯洩露或礦井坍塌等安全事故，將出現網絡負荷瞬間達到峰值的情況，如果與其它通訊網絡共用，無法保障應急通訊指揮系統的可靠性。本實施方式下提供的煤礦井下應急通訊指揮通信系統，能夠通過乙太網連接至少I臺擴播分站，最多可達64臺播分站103，且每兩臺擴播分站之間通信距離可達3KM ;而擴播分站103與擴播終端104之間音頻傳輸距離可達2KM。同時由於該擴播分站103可連接二十臺擴播終端104。因此，本實施方式所提供的該煤礦井下應急通訊指揮通信系統至少可以提供井下一百平方公裡的通訊廣播覆蓋區域。在使用本實用新型所提供的煤礦井下應急通訊指揮通信系統時，調度主站102設置於地面，用於統一控制。調度主站102將語音信息數位化後發送至所述擴播分站103，擴播分站103將數字信息變為模擬語音發給連接在擴播分站上的擴播終端104 ;與此同時，該擴播終端104可以接收語音並產生模擬音頻信號後傳輸至連接的擴播分站103，該擴播分站103將收到的語音信號數位化並發送給該調度主站102。本實用新型所提供的煤礦井下應急通訊方法，一方面可完成定點廣播，即分區或全體廣播。調度主站102將信號輸入端101輸入的模擬音頻信號數位化後進行壓縮打包。打好的數據包可以按照事先確定下來的語音通信協議和調度員選擇的擴播分站的地址，將語音數據包發送給所有擴播分站或部分擴播分站，從而實現分區廣播或全體廣播。擴播分站收到調度主站發來的語音數據包後，對發送的目的地址與自己的地址進行比對，當目的地址與自己的地址一致時，擴播分站就將收到的語音數據包進行解析，並將解析出來的語音數據傳送給語音轉換晶片，有語音晶片把語音數據轉變成模擬音頻信號，通過音頻線，將語音傳送給擴播終端，從而播放調度主站發出的聲音。另一方面可實現雙向通信功能。調度主站102將語音信息數位化後發送至所述擴播分站103，擴播分站103將數字信息變為模擬語音發給連接在擴播分站上的擴播終端104 ;與此同時，該擴播終端104可以接收語音並產生模擬音頻信號後傳輸至連接的擴播分站103，該擴播分站103將收到的語音信號數位化並發送給該調度主站102。如圖2所示，圖2是本實用新型的另一實施方式，在該方式中，擴播分站203以環狀與調度主站202連接。同樣的，由於本實施例中，該煤礦井下應急通訊指揮通信系統，能夠通過乙太網連接64臺擴播分站203，且擴播分站203間通信距離可達3KM ;而擴播分站203與擴播終端204之間音頻傳輸距離可達2KM。同時由於該擴播分站203可連接二十臺擴播終端204。因此，本實施方式所提供的該煤礦井下應急通訊指揮通信系統至少可以提供井下七百平方公裡的通訊廣播覆蓋區域。同時，該實施方式能夠節約鎧裝電纜，節省工程投資。如圖3所示，圖3是本實用新型的第三實施方式。在該方式中，網絡採用了冗餘設計，如在擴播分站301和擴播分站302之間進行拉手，形成冗餘環網，在其中某條連接線路斷掉的情況下，自動切換，以時刻確保通信的暢通。本說明書中所述的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型的限制。凡本領域技術人員依本實用新型的構思通 過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本實用新型的範圍之內。
權利要求1.一種礦井應急指揮通信系統，用以實現數字語音雙向傳輸，包括至少一調度主站、至少一擴播分站、至少一擴播終端，其特徵在於，所述調度主站與所述擴播分站連接，所述擴播分站之間以電纜連接，所述擴播分站與所述擴播終端以電纜連接。
2.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述擴播分站為本質安全型中繼器，所述擴播終端為本質安全型擴播電話；所述中繼器用以實現音頻編解碼、壓縮、解壓縮，連接所述擴播電話以播放或接收語音。
3.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，還包括至少一電源，所述電源同時給連接的所述一擴播分站以及該分站所連接的至少一個擴播終端供電。
4.根據權利要求3所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述電源是隔爆兼本安電源。
5.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述礦井指揮通信系統是一獨立的通信網絡。
6.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述電纜為鎧裝阻燃電纜。
7.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述調度主站與所述擴播分站採用乙太網連接。
8.根據權利要求6所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述調度主站與所述擴播分站採用任意拓撲結構連接。
9.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述調度主站與所述擴播分站環形或樹狀網絡結構連接。
10.根據權利要求I所述礦井應急指揮通信系統，其特徵在於，所述調度主站位於地面。
專利摘要本實用新型公開了一種礦井指揮通信系統，用以實現數字語音雙向傳輸，包括至少一調度主站、至少一擴播分站、至少一擴播終端，該調度主站與所述擴播分站連接，該擴播分站之間以電纜連接，該擴播分站與所述擴播終端以電纜連接。本實用新型同時公開一種礦井指揮通信系統的方法。
文檔編號H04H20/61GK202455362SQ201220050979
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月13日 優先權日2011年10月25日
發明者張朝平, 景傑 申請人:上海山源電子電氣科技發展有限公司