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探討礦井下無線通信技術(shù)的應(yīng)用

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探討礦井下無線通信技術(shù)的應(yīng)用

1.漏泄通信系統(tǒng)

當(dāng)進(jìn)行無線電波傳送的同時(shí),周圍也會(huì)形成一片無線電波的漏場,并覆蓋了任何的切面,使得電臺(tái)設(shè)備能夠接受到,再通過繼電器的放大作用,將遠(yuǎn)距離傳輸過程中損失的能量補(bǔ)償回來。在安放設(shè)備時(shí),基地臺(tái)得設(shè)置在調(diào)度室中,方便傳輸過程對整個(gè)過程的控制,將井下的漏泄電纜與基地控制臺(tái)相聯(lián)系,在中間的相當(dāng)距離安放一個(gè)雙向繼電器,如果遇到巷道德分叉處就設(shè)置一些功率分配器,這一過程主要用來減少傳輸過程中能量的損失。

現(xiàn)如今漏泄通信技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成熟,并且在礦井下被廣泛使用,主要是用來改善調(diào)度通信系統(tǒng),而其具有的高質(zhì)量清晰通話,低噪音,并對基地臺(tái)傳呼十分的便捷。但還是有一定的缺點(diǎn)的,在設(shè)置設(shè)備時(shí)花費(fèi)的成本過高,而且工程量浩大,系統(tǒng)過于龐大,不僅是搬運(yùn)時(shí)不方便,而且占用了礦井的空間,對巷道造成了一定的影響。

在實(shí)際的應(yīng)用中雖然實(shí)現(xiàn)的語音通話,但具有的僅僅是對講機(jī)的功能,等位間的實(shí)時(shí)通話還并沒有實(shí)現(xiàn),真正意義上的有線無線轉(zhuǎn)換還停留在研發(fā)中??傮w上漏泄通信技術(shù)還是給礦井通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來了便捷,而在此基礎(chǔ)上研發(fā)出的信息交換、文字通信技術(shù)已經(jīng)要投入使用中。

2.礦井下無線通信小靈通系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)只要是以商用技術(shù)為基礎(chǔ),針對的是語音通信,最終能實(shí)現(xiàn)人員之間的相互通信,先如今已經(jīng)成功,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供應(yīng)有的技術(shù)支持,并且為礦井下員工進(jìn)行定位,提高井下作業(yè)的安全性,同時(shí)在管理監(jiān)督體系中也得以應(yīng)用。而小靈通技術(shù)依靠的是中國聯(lián)通的CDMA技術(shù),將現(xiàn)有的技術(shù)應(yīng)用到礦井下。主要裝置:無線控制交換機(jī)、基地、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端。礦井的辦公區(qū),生活區(qū),以及礦井下作業(yè)區(qū)都應(yīng)該覆蓋。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮到礦井的實(shí)際情況,并對井下的環(huán)境考察后在作出決定,無線裝置的全面覆蓋。

2.1無線通信小靈通系統(tǒng)的鋪設(shè)

先是在地面搭建一個(gè)高度足夠的信號塔,并安裝具有一定功率的天線接收裝置,井下的布置盡可能的采用定向天線,這樣節(jié)約了成本,起到了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。但遇到一些對天線信號干擾較大的煤礦應(yīng)采用漏泄電纜。

2.2無線小靈通系統(tǒng)的特點(diǎn)

1)因?yàn)槌浞挚紤]了礦井的實(shí)際情況,設(shè)備可靠性強(qiáng),而且高性能,較低的建設(shè)成本,十分適合大多數(shù)的煤礦設(shè)備。2)系統(tǒng)的支持容量大,在進(jìn)行語音通話時(shí),標(biāo)準(zhǔn)配置下的3個(gè)扇區(qū)就能105個(gè)手機(jī)用戶實(shí)時(shí)通話。3)因?yàn)槁?lián)通的CDMA新技術(shù)采用增強(qiáng)型無線頻段,具有很強(qiáng)的繞射能力,一般架設(shè)一座一定功率的天線,就能滿足整個(gè)礦井區(qū)域的信號需求,而且也有強(qiáng)的獨(dú)立性,與原先的地面無線網(wǎng)絡(luò)沒有干擾。4)抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)镮P地址獨(dú)立開放,在有多座礦井的也同樣適用,所以方便了管理,而且節(jié)省了不必要的開支。

3.WiFi無線寬帶技術(shù)

3.1WiFi無線寬帶技術(shù)基本概述

根據(jù)當(dāng)今信息通信的發(fā)展,工信部要求PHs小靈通退出信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。于是引起了很多煤礦業(yè)內(nèi)人士的擔(dān)心,因?yàn)樵?jīng)的PHs礦井無線小靈通系統(tǒng)一舉占據(jù)大部分的礦井無線調(diào)度系統(tǒng),一旦退出市場勢必會(huì)對煤礦通信造成巨大的影響。但是隨之出現(xiàn)的wifi無線寬帶技術(shù)的打消了人們的顧慮。Wifi技術(shù)使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè):IEEE802.11a和IEEE802.11b。憑借著2.4GHz的頻段,同樣適宜煤礦安全應(yīng)用特點(diǎn),而且本身技術(shù)等級更高,漸漸的受到了大多數(shù)礦井供應(yīng)商的青瞇。Wifi的系統(tǒng)有著遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于小靈通的性能,應(yīng)用的是無限高保真技術(shù)。在部署了基站后,設(shè)置好了數(shù)據(jù),接入IP地址就不受區(qū)域的限制,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信息通話。接入方式的選擇中,目前普遍應(yīng)用的是16d的標(biāo)準(zhǔn),支持固定的寬帶無線接入系統(tǒng)接口。而還沒有投入到實(shí)際應(yīng)用中的16e移動(dòng)性的寬帶接口標(biāo)準(zhǔn)還正在實(shí)驗(yàn)定制的過程。為了實(shí)現(xiàn)wifi無線寬帶的戰(zhàn)略價(jià)值,正在考慮的是將移動(dòng)通信進(jìn)入1000M的工業(yè)以太網(wǎng)。在運(yùn)行中為達(dá)到一定的穩(wěn)定性,可以采用VLAN的技術(shù)對現(xiàn)有的移動(dòng)通信進(jìn)行劃分,使得新出現(xiàn)一個(gè)虛擬的專網(wǎng),并實(shí)現(xiàn)其的獨(dú)立運(yùn)行。保證與原先的監(jiān)測管理系統(tǒng)不產(chǎn)生影響,形成一個(gè)嶄新的新一代系統(tǒng)。

3.2Wifi無線技術(shù)的功能介紹

1)基于系統(tǒng)的功能所能支持:1-1000部,而光纜的傳輸距離也有了很大程度的提高10KM以內(nèi)都能接收到信號。2)基站手機(jī)的單向傳輸距離從原先的260m-820m。3)一座基站在運(yùn)行時(shí)也支持16部手機(jī)同時(shí)通話,無縫的實(shí)時(shí)通話在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域是完全能實(shí)現(xiàn)的。4)處于對通話安全的考慮,無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持64位的wep加密通話服務(wù)。5)語音功能也有了全方位的改進(jìn),不僅僅支持wifi手機(jī)之間的實(shí)時(shí)通話,還支持固定電話之間以及固話和手機(jī)間的互通。6)另外還實(shí)施了便捷的服務(wù)功能,簡潔的一號通服務(wù)、免打擾優(yōu)先呼出控制,在整個(gè)礦井區(qū)實(shí)行了集團(tuán)內(nèi)互通互免得短信計(jì)費(fèi)功能,方便了員工之間的聯(lián)系,也提高了生產(chǎn)效率。因?yàn)榻尤肓斯I(yè)的以太網(wǎng),技術(shù)上已經(jīng)不需要在整個(gè)礦井覆蓋有線通信漏泄光纜系統(tǒng),價(jià)格上的優(yōu)勢加上可觀的效率,一旦接入到礦井下的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),所有的工作就能有次序的進(jìn)行。憑借著龐大的網(wǎng)絡(luò)多媒體業(yè)務(wù)順利運(yùn)行,也為下一代的3g移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信奠定了基礎(chǔ)。礦井上下都部署一定的無線調(diào)度終端,便可將無線wifi終端接入網(wǎng)絡(luò),用統(tǒng)一的管理平臺(tái),對所有的無線有線進(jìn)行調(diào)度,最終實(shí)現(xiàn)了對整座礦井無線通信系統(tǒng)的控制。而目前,wifi無線通信系統(tǒng)已經(jīng)一些煤礦企業(yè)成功應(yīng)用了。

4.小結(jié)

在現(xiàn)如今的技術(shù)條件下,礦井管理調(diào)度系統(tǒng)、行政通信系統(tǒng)的合理應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟,尤其是礦井通信系統(tǒng)的不斷的改進(jìn),采用新技術(shù)向著高新型、高穩(wěn)定性的方向發(fā)展,給社會(huì)帶來了巨大的回報(bào)和便利,漸漸的引起了人們對于礦井通信系統(tǒng)廣泛關(guān)注,從而吸收到更多的研發(fā)資金,使得很多的復(fù)雜的功能更全面的新型的礦井無線通信系統(tǒng)得以研發(fā)出來??墒请S著出現(xiàn)礦井無線通信系統(tǒng)的逐漸增多,也需要具備一定的特點(diǎn),以適應(yīng)國家隊(duì)煤礦企業(yè)的管理監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)真正的一體化管理,將生產(chǎn)、通信、監(jiān)督、控制、管理相結(jié)合。在部署裝置時(shí)應(yīng)該分批次、分次序的安放,以便遇到特殊的緊急情況方便疏散人員,同時(shí)還得具備一定的移動(dòng)性,可以相應(yīng)給一些較大的裝備裝上輪子,這樣不僅方便了開始的部署工作實(shí)施還未后期的功能變動(dòng),以及換上新型系統(tǒng)時(shí)更換的便捷。因?yàn)槎嗝襟w的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用,便積極研發(fā)視頻、語音、數(shù)據(jù)三項(xiàng)結(jié)合的通信新形勢??偟膩砜?,礦井無線通信技術(shù)獎(jiǎng)不斷的改進(jìn)提高新技術(shù)的研發(fā)的速度,以滿足煤礦企業(yè)對于通信需求。

作者:張鵬 單位:中煤科工集團(tuán)常州自動(dòng)化研究院

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