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第一章       概述

1.1应用背景

目前我国煤矿在应急救援上的投资多集中于诸如钻孔、排水、逃生舱等大型装备,对于应急救援通信系统的投资不足,而通信系统投资又偏重于地面的诸如通信指挥车以及通信指挥软件等,对于真正能够应用于煤矿井下的、供应急救援人员使用的本安型通信装备,则少之又少,这里既有投资取向与投资难易的问题,也的确因为一直缺乏真正适用的井下应急救援通信系统。

应急通信系统是煤矿灾后应急救援的“眼、耳、鼻、喉”,可以及时了解井下灾害现场的环境、人员信息,实时指挥井下救援工作的开展,提高救援装备与人力的使用效率。

1.2现有系统的不足

多年来,尽管有许多企业推出了各种应急通信装备,但都由于存在以下几方面的主要问题而导致难以真正适用:

1)传输距离短:目前矿用应急通信产品的可靠传输距离多在1-2KM之内,难以覆盖整个灾害区域并形成从灾害区域到安全区域的通信通道。

2)电池工作时间短:矿用本安通信基站的工作时间多小于4小时,难以满足至少一个班次的连续救援通信需求。

3)传输带宽窄:难以同时支持多路语音、数据尤其是多路高清视频的传输。

4)系统部署复杂:系统的搭建依赖复杂的调试、配置工作,对使用人员的技术要求高。

5)系统的可靠性差:基站间的无线通信多为链型连接,一台基站或局部信号的故障会导致整个系统瘫痪。

第二章      系统总体设计

2.1设计思路

针对现有产品的不足与煤矿救援所面临的特殊环境,井下应急救援通信系统需具备全本安、方便携带、易于部署、通信距离长、电池续航能力强的核心特点,缺少任何一项都将使系统的实用性大打折扣。视频监控具备最直观的视频图像,在面对复杂的灾害场景时,是最有效的现场指挥与事后分析的手段,也是新一代的应急救援通信系统所必须具备的功能。

2.2系统特点

中电创融(北京)电子科技有限公司研发的矿用应急救援通信系统具有以下特点:

1)采用无线网格网(Mesh)技术,提高了整个系统的可靠性,智能多路由技术解决了单点故障对系统的不良影响。

2)无线双频技术支持12跳无线组网,井下巷道无线覆盖距离大于5公里,辅助于光纤通信后,传输距离大于20KM,实现了井下灾害区域、井下安全区域、地面指挥中心整个通信通道的贯通;

3)便携式设计,免配置组网,易于携带与快速布放;

4)高带宽传输与接入能力,具备多路移动通信、无线高清视频、人员定位、无线传感器接入功能;

5)基站、终端均具备大于8小时的电池连续工作时间;

6)配套通信终端完备:本安手机、便携式本安无线摄像机、人员定位标识卡、本安PDA、本安传感器;

7)支持卫星通信、集群通信、短波通信、公网传输以及智能手机接入,可以实现从事故现场到集团乃至总局的“横向多部门、纵向多层级”的广域网联合通信指挥。

2.3系统功能

2.3.1视频监控功能

1)        1080P高清红外无线视频监控

2)        无缝移动视频监控

3)        前端录像存储功能

4)        多级管理权限

5)        视频智能分析

 

2.3.2无线通信与定位功能

1)        2.4+5GHz双频全无线组网功能

2)        移动语音、短信通信功能

3)        脱网通信、集群对讲功能

4)        救援人员、救援设备定位功能

5)        300Mbps 语音、数据、高清视频宽带传输功能

6)        视频、语音、数据统一调度、中继汇接、广域组网功能

7)        摄像机、手机、平板电脑、传感器多终端接入功能

第三章      前端设计

矿山救护队下井人员携带本安型便携摄像机、手机、人员定位卡、瓦检仪等终端,到达事故现场后摄像机可以手提移动拍摄事故现场、受伤人员、主要关键点,然后依托三脚架安装拍摄现场全景以及重点部位,手机、人员定位卡、瓦检仪等终端随身佩戴用于实时通讯与监测。中心指挥人员通过现场传回的视频、语音、监测监控数据分析事故、制定方案、协调资源、指挥救援。

第四章      传输网络设计

事故现场的网络通信基础多数会被事故或灾害损坏,或者由于现场断电导致无法持续使用,而且许多位置即没有无线网络覆盖也没有光缆到达,这时需要快速重新建设网络,所以矿山应急救援系统以方便、快速、可靠组网为核心,保障系统的可实施性与可用性。

根据事故现场距离地面指挥中心的距离、事故处置的复杂程度选择全无线组网或光纤+无线组网的方式,对于距离近(5KM以内)、事故处置简单的场景采用全无线组网的方式,对于距离远(大于5KM)、事故处置复杂需要时间较长的场景采用光纤+无线组网的方式。

4.1全无线组网的方式

由下井救护队队员携带便携基站下井,每隔200-400米部署一台基站,基站可以挂在巷道壁的锚网、挂钩上,基站间的联通及信号质量有指示灯提示,加电即用无需调试。后续救援班组只需接上后备电池。

4.2无线+光纤组网方式

由下井救护队队员携带便携基站下井,由辅助人员携带野战光缆(重量轻、强度高)随同救护队下井,到达距离事故现场较近的安全区域后,部署一台基站作为落地点,通过光纤以太网实现信号的上传,从光纤落地点到事故现场采用无线组网。

第五章      监控中心设计

监控中心是所有系统的汇聚点,负责管理业务的注册、连接、转发,接收上报的位置、视频图像、告警等信息,配置管理系统中的设备。根据实际需求,可在监控中心部署集中存储、显示、管理设备。监控中心可以配置各类连接卫星通信、集群通信、短波通信、政府应急通信系统的业务网关,以便于实现从事故现场到集团、当地政府乃至安监总局的“横向多部门、纵向多层级”的广域网联合通信指挥。

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脚注信息

中电创融(北京)电子科技有限公司京ICP备16062525号-1

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