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1、 构建井下3G移动通信平台的解决方案 引言矿井通信是煤矿生产指挥必须具备的手段，煤矿是多工序、作业点分散的大型生产企业，很难用一种通信系统、一种通信方式来覆盖全矿井。煤矿通信按使用方式分为矿井固定通信和移动通信;按使用区域分为全矿井通信系统和矿井局部通信系统。进入本世纪，我国煤炭行业进入了难得的历史发展机遇期，能源的市场化为煤炭行业的发展注入了新的活力。但随着生产规模的逐步增加，各种安全问题随之而来，国家所提倡建设的“数字化矿井”就是希望通过应用高科技监测、监控、通讯等手段提升煤矿安全生产的水平和管理效率。近几年，晋煤集团寺河煤矿二号井正在经历日新月异的变化，迫切需要一套矿井移动通信。从根本上
2、讲，矿井移动通信希望解决的问题是在矿井中作业的任何人员在任何地点和任何时刻都能与他们渴望通信的对象保持及时有效的联系，这曾是煤矿广大工人、干部梦寐以求的梦想。建立矿井移动通信系统之后，各种井下流动作业人员将得到有效的组织，除有力地增强矿工的心理安全因素之外，采掘作业可提高效率，运输作业可加快周转，生产班组可减少贻误，机电故障可迅速排除，对于事故可及时预报、报警、避险和组织抢救。因此，煤矿井下移动通信系统对于提高现代矿井自动化程度，提高劳动生产率，加强安全防护等有着非常重要的意义。寺河煤矿二号井从自身的实际要求出发，发展属于自己的数字化矿山技术和物联网技术。现有的通信联络系统包括有线调度通信、应
3、急广播通信系统。寺河煤矿二号井现有信息化系统包含了十多个安全生产子系统和生产工况监视图像，但从功能和技术上已不能满足企业的实际需求。所以开发基于TD-SCDM11技术的煤矿井下3G移动通信系统意义重大。寺河煤矿二号井井下3G移动通信系统采用目前最先进的成熟的运营商技术方案，将TD-SCDM11技术应用到煤矿井下特殊的环境，构建井下3G移动通信平台解决方案。1 寺河煤矿二号井3G无线通信系统整体组成系统由地面3G核心调度系统、录音服务器、3G无线网络控制器、井上无线基站、井下无线基站、无线手机、本安型隔爆电源组成(如图1所示)。每部无线手机设置自己的电话号码，无线基站只作为无线接入点，可以方便布
4、置在需要的区域。同时，地面调度系统可以对所有手机用户呼叫进行录音，以备事后检查。各组成单元具备如下功能:1)核心调度服务器:实现电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务功能;2)录音服务器:实现对无线手机的录音、提供查询等;3)网络控制单元NCU1000:集成RNC(无线网络控制)和CN(核心网)功能;4)支持SIP接口，配合MDS实现所有矿用调度功能;5) TD-SCDM11基带处理单元BBU132411:基带池技术、载波互助功能，支持全向天线、智能天线、分布式天线，支持CPS, NTP时同步功能;C)无线基站控制器RXU 1000支持无线基站12级级联，链路时延校准，接口丰富，组网灵活;7
5、)无线基站:将数据信号转换成无线信号，通过空中无线接口和手机完成信号转换和传输。将基站的无线信号定向发射出去，并接收手机端信号。2 3G无线通信系统建成后实现的功能1)建立3G无线通信系统后，实现了井下3G终端通话、短信、彩信、可视电话功能。2)优化3G信号覆盖网络，实现井上全矿区覆盖;井下井底车场、西轨道运输大巷、西胶带运输大巷、三盘区车场、暗斜底车场、四盘区胶带巷、四盘区轨道巷、中央变电所、西区变电所、巧号煤变电所、主水仓、斜井底水仓、巧号煤水仓、9号煤避难酮室、15号煤避难酮室等主要场所覆盖。3)基于3G系统，实现了3G无线终端的电话强插、强拆、录音、会议等调度功能。4)基于3G的数据网
6、络功能，实现了安全监测、人员定位等自动化系统的移动应用。5)基于3G移动技术，建设了无线通信平台，为煤矿数字化、物联网建设提供基础通信平台。3 主要技术经济指标寺河煤矿二号井建立3G无线通信系统后，为井下提供了信号覆盖率更高的无线通信方式，并提供了除了普通通话之外的短信、彩信、可视电话、数据通信等功能，并可以在数据通信平台上扩展和延伸了煤矿安全生产监测范围，丰富了监测手段，提高了矿井信息化建设水平，对煤矿的安全高效生产有着重要的意义。主要技术指标如下:1)系统使用频段为开发性使用，不会与中国移动、电信、联通产生任何频段使用权纠纷。2)井下基站基于光纤传输系统完成数据传输，同时采用3G技术;系统
7、具备强大处理能力。系统容量不低于2 000户用户，最大支持基站数不少于200个，传输距离不小于40km。3)一个基站双向覆盖距离在平直巷道应能达到1 000 m。一个基站标配2个天线，在多岔口可以扩展到4个天线。天线分体设计便于覆盖角度调整，射频范围符合国家规定。4)单个基站支持手机并发通话数量不小于32人;基站间无缝切换，支持移动速率不小于120 km/h，手机不断线。5)设备供电模式支持井下使用主流电压;井下设备有备用电源，断电后可持续工作两个小时以上。4结论矿用3G无线通信系统相对于传统调度交换机加上相对独立的无线及广播等通信子系统的分别部署方案，无疑具有巨大优势;矿用3G无线通信系统能合理利用和整合资源，节约成本和投资，最大效率发挥调度通讯系统的应急指挥和应急救灾功能，更大程度地保障煤矿客户的财产安全和矿工的生命安全。矿用3G无线通信系统的建设，提高了煤矿的调度通讯系统的要求，必将改善目前煤矿调度通讯系统应用的现状，是一种颠覆性的革新方案，是煤矿下一步更新通讯系统或者新建系统的必然选择。-全文完-
