專利名稱：一種礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種煤礦井下應(yīng)急指揮系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景 應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)在煤礦應(yīng)急指揮中，特別是煤礦井下礦難時(shí)發(fā)揮著重要的作用，在井下局部發(fā)生重大事故時(shí)，井下如能在第一時(shí)間向調(diào)度報(bào)告事故發(fā)生的情況，地面調(diào)度就可能第一時(shí)間向事故區(qū)域和非事故區(qū)域發(fā)出緊急合理快速的人員疏散指令，而且在事故后地面調(diào)度可以進(jìn)一步評(píng)估井下的災(zāi)情和人員存活情況，并實(shí)施最合理的救援措施。因此，可靠的、快捷的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)可以讓地面調(diào)度及時(shí)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(yíng)救時(shí)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，并不能滿足應(yīng)急指揮的要求。如程控交換機(jī)通信方案通信距離受限與其星形網(wǎng)絡(luò)，而且程控電話通信，需要撥號(hào)、振鈴、摘機(jī)過(guò)程，延誤時(shí)間，并且聲音受眾面小，在礦難發(fā)生時(shí)，占線也很嚴(yán)重，因此起不到指揮緊急疏散的作用；無(wú)法滿足應(yīng)急通信指揮的需要；無(wú)線通信的小靈通通信方案，則除上面的同樣問(wèn)題外，還可因?yàn)椋盘?hào)易受煤塵影響，易被墻壁、塌方等阻隔，同樣無(wú)法滿足應(yīng)急通信指揮的需要；而基于電纜傳輸?shù)钠Ш霸捪到y(tǒng)等模擬擴(kuò)播系統(tǒng)，則受制于通話距離所限，無(wú)法長(zhǎng)距離連接到調(diào)度中心，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法滿足應(yīng)急通信指揮的需要；基于以太網(wǎng)的數(shù)字廣播通信系統(tǒng)，雖然語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸交換靈活，但100米以上的長(zhǎng)距離傳輸需要采用光纜，光纜怕震動(dòng)不能滿足應(yīng)急通信的要求，而且直接接入以太網(wǎng)的擴(kuò)播終端功耗較大，后備電源供電時(shí)間太短，所以整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法滿足應(yīng)急通信指揮的需要。因此，煤礦井下應(yīng)急指揮的要求一種通信可靠、沒有距離限制、實(shí)現(xiàn)井下全覆蓋能夠在透水、瓦斯超限、冒頂、煤塵突出等環(huán)境條件下正常工作的通信系統(tǒng)；該系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)雙向?qū)χv，即井下的緊急報(bào)警和地面對(duì)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(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種煤礦井下應(yīng)急指揮系統(tǒng)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(lián)絡(luò)，最大限度地減少礦難發(fā)生時(shí)的人員損失。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所提供的礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)音雙向傳輸，包括至少一調(diào)度主站、至少一擴(kuò)播分站、至少一擴(kuò)播終端，該調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站連接，該擴(kuò)播分站之間以電纜連接，該擴(kuò)播分站與所述擴(kuò)播終端以電纜連接。該礦應(yīng)急井指揮通信系統(tǒng)還包括至少一電源，所述電源同時(shí)給連接的所述一擴(kuò)播分站以及該分站所連接的至少一個(gè)擴(kuò)播終端供電。該礦井指揮通信系統(tǒng)是一獨(dú)立的通信網(wǎng)絡(luò)。其中擴(kuò)播分站為本質(zhì)安全型中繼器，擴(kuò)播終端為本質(zhì)安全型擴(kuò)播電話；中繼器具有音頻編解碼、壓縮、解壓縮功能，連接擴(kuò)播電話以播放或接收語(yǔ)音。上述一臺(tái)中繼器至多可連接二十臺(tái)擴(kuò)播電話。上述電源是隔爆兼本安電源。調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站采用以太網(wǎng)連接。調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站之間是任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最好采用環(huán)形或樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。調(diào)度主站位于地面。上述電纜皆為鎧裝阻燃電纜。本實(shí)用新型還基于上述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，提供了一種礦井應(yīng)急指揮通信方法，即調(diào)度主站將語(yǔ)音信息數(shù)字化后發(fā)送至擴(kuò)播分站，擴(kuò)播分站將數(shù)字信息變?yōu)槟M語(yǔ)音發(fā)給連接在該擴(kuò)播分站上的擴(kuò)播終端，擴(kuò)播終端進(jìn)行擴(kuò)音廣播；擴(kuò)播終端接收語(yǔ)音并產(chǎn)生模擬音頻信號(hào)后傳輸至連接的擴(kuò)播分站，擴(kuò)播分站將收到的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化并發(fā)送給調(diào)度主站。本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣播和雙向通訊，并且該系統(tǒng)支持任意拓?fù)洹o(wú)限延伸，其井下覆蓋面積可達(dá)數(shù)百公里。由于采用了冗余環(huán)網(wǎng)及后備電源等設(shè)計(jì)，具有功能高可靠性、構(gòu)成高度靈活性和可擴(kuò)性。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖I是本實(shí)用新型礦井指揮通信系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型礦井指揮通信系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型礦井指揮通信系統(tǒng)的第三實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新型是一種井下雙向數(shù)字廣播通信系統(tǒng)，其特征在于，電纜線路構(gòu)成的專用應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)；多個(gè)擴(kuò)播分站，以任意環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)連接到地面調(diào)度主機(jī)，每個(gè)擴(kuò)播分站分配有唯一的ID地址號(hào)，用于數(shù)字語(yǔ)音通信和數(shù)字與模擬語(yǔ)音的相互轉(zhuǎn)換；多個(gè)擴(kuò)播終端，并聯(lián)連接到擴(kuò)播分站，并與擴(kuò)播分站進(jìn)行語(yǔ)音及報(bào)警信號(hào)的雙向傳輸。在本實(shí)用新型的應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)中，擴(kuò)播終端和擴(kuò)播分站共用同一臺(tái)隔爆兼本安電源。在本實(shí)用新型的指揮通信系統(tǒng)中，擴(kuò)播分站以樹型和環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接到地面調(diào)度主機(jī)。如圖I中所示，信號(hào)輸入端101所產(chǎn)生的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)入調(diào)度主站102。調(diào)度主站102可以將音頻文件和MIC產(chǎn)生的語(yǔ)音信息數(shù)字化后打包發(fā)送給某些或全部的擴(kuò)播分站。由于每個(gè)擴(kuò)播分站均配置一個(gè)ID地址，因此擴(kuò)播分站收到調(diào)度主站發(fā)來(lái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包后，對(duì)發(fā)送的目的地址與自己的地址進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)目的地址與自己的地址一致時(shí)，擴(kuò)播分站就將收到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，把數(shù)字語(yǔ)音變?yōu)槟M語(yǔ)音發(fā)給掛接在本擴(kuò)播分站上的擴(kuò)播終端，擴(kuò)播終端進(jìn)行擴(kuò)音廣播。如圖I中示，圖I采用了樹狀的連接方式。一個(gè)調(diào)度主站102可以和至少一個(gè)擴(kuò)播分站103連接，一個(gè)擴(kuò)播分站可連接至少一個(gè)擴(kuò)播終端104。擴(kuò)播終端104優(yōu)選為擴(kuò)播電話，該擴(kuò)播電話也可以通過(guò)喊話按鈕發(fā)起與調(diào)度主站的通話，擴(kuò)播終端104產(chǎn)生模擬音頻信號(hào)，并將模擬音頻信號(hào)傳輸給擴(kuò)播分站104，擴(kuò)播分站104將收到來(lái)自于擴(kuò)播終端104的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化打包發(fā)送給調(diào)度主站102，調(diào)度主站102 —方面可連接一音箱(圖中未示出)通過(guò)音箱放音，另一方面，對(duì)通話過(guò)程進(jìn)行錄音。這樣，就做到了井下及時(shí)向調(diào)度報(bào)告情況，調(diào)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(kuò)播分站與擴(kuò)播終端之間，及擴(kuò)播分站與擴(kuò)播分站之間利用鎧裝阻燃電纜，能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)難情況下保持通信的暢通，克服光纜過(guò)于脆弱的特性。同時(shí)，每個(gè)擴(kuò)播分站103均連接一隔爆本安電源，。本實(shí)用新型所提供的煤礦井下應(yīng)急通訊指揮通信系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性。其整體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上僅支持該應(yīng)急指揮通信，不兼容其它設(shè)備。這樣做的目的是該井下應(yīng)急通訊指揮系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的特殊性所決定的。一旦發(fā)生瓦斯泄露或礦井坍塌等安全事故，將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷瞬間達(dá)到峰值的情況，如果與其它通訊網(wǎng)絡(luò)共用，無(wú)法保障應(yīng)急通訊指揮系統(tǒng)的可靠性。本實(shí)施方式下提供的煤礦井下應(yīng)急通訊指揮通信系統(tǒng)，能夠通過(guò)以太網(wǎng)連接至少I臺(tái)擴(kuò)播分站，最多可達(dá)64臺(tái)播分站103，且每?jī)膳_(tái)擴(kuò)播分站之間通信距離可達(dá)3KM ;而擴(kuò)播分站103與擴(kuò)播終端104之間音頻傳輸距離可達(dá)2KM。同時(shí)由于該擴(kuò)播分站103可連接二十臺(tái)擴(kuò)播終端104。因此，本實(shí)施方式所提供的該煤礦井下應(yīng)急通訊指揮通信系統(tǒng)至少可以提供井下一百平方公里的通訊廣播覆蓋區(qū)域。在使用本實(shí)用新型所提供的煤礦井下應(yīng)急通訊指揮通信系統(tǒng)時(shí)，調(diào)度主站102設(shè)置于地面，用于統(tǒng)一控制。調(diào)度主站102將語(yǔ)音信息數(shù)字化后發(fā)送至所述擴(kuò)播分站103，擴(kuò)播分站103將數(shù)字信息變?yōu)槟M語(yǔ)音發(fā)給連接在擴(kuò)播分站上的擴(kuò)播終端104 ;與此同時(shí)，該擴(kuò)播終端104可以接收語(yǔ)音并產(chǎn)生模擬音頻信號(hào)后傳輸至連接的擴(kuò)播分站103，該擴(kuò)播分站103將收到的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化并發(fā)送給該調(diào)度主站102。本實(shí)用新型所提供的煤礦井下應(yīng)急通訊方法，一方面可完成定點(diǎn)廣播，即分區(qū)或全體廣播。調(diào)度主站102將信號(hào)輸入端101輸入的模擬音頻信號(hào)數(shù)字化后進(jìn)行壓縮打包。打好的數(shù)據(jù)包可以按照事先確定下來(lái)的語(yǔ)音通信協(xié)議和調(diào)度員選擇的擴(kuò)播分站的地址，將語(yǔ)音數(shù)據(jù)包發(fā)送給所有擴(kuò)播分站或部分?jǐn)U播分站，從而實(shí)現(xiàn)分區(qū)廣播或全體廣播。擴(kuò)播分站收到調(diào)度主站發(fā)來(lái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包后，對(duì)發(fā)送的目的地址與自己的地址進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)目的地址與自己的地址一致時(shí)，擴(kuò)播分站就將收到的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析，并將解析出來(lái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳送給語(yǔ)音轉(zhuǎn)換芯片，有語(yǔ)音芯片把語(yǔ)音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成模擬音頻信號(hào)，通過(guò)音頻線，將語(yǔ)音傳送給擴(kuò)播終端，從而播放調(diào)度主站發(fā)出的聲音。另一方面可實(shí)現(xiàn)雙向通信功能。調(diào)度主站102將語(yǔ)音信息數(shù)字化后發(fā)送至所述擴(kuò)播分站103，擴(kuò)播分站103將數(shù)字信息變?yōu)槟M語(yǔ)音發(fā)給連接在擴(kuò)播分站上的擴(kuò)播終端104 ;與此同時(shí)，該擴(kuò)播終端104可以接收語(yǔ)音并產(chǎn)生模擬音頻信號(hào)后傳輸至連接的擴(kuò)播分站103，該擴(kuò)播分站103將收到的語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化并發(fā)送給該調(diào)度主站102。如圖2所示，圖2是本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式，在該方式中，擴(kuò)播分站203以環(huán)狀與調(diào)度主站202連接。同樣的，由于本實(shí)施例中，該煤礦井下應(yīng)急通訊指揮通信系統(tǒng)，能夠通過(guò)以太網(wǎng)連接64臺(tái)擴(kuò)播分站203，且擴(kuò)播分站203間通信距離可達(dá)3KM ;而擴(kuò)播分站203與擴(kuò)播終端204之間音頻傳輸距離可達(dá)2KM。同時(shí)由于該擴(kuò)播分站203可連接二十臺(tái)擴(kuò)播終端204。因此，本實(shí)施方式所提供的該煤礦井下應(yīng)急通訊指揮通信系統(tǒng)至少可以提供井下七百平方公里的通訊廣播覆蓋區(qū)域。同時(shí)，該實(shí)施方式能夠節(jié)約鎧裝電纜，節(jié)省工程投資。如圖3所示，圖3是本實(shí)用新型的第三實(shí)施方式。在該方式中，網(wǎng)絡(luò)采用了冗余設(shè)計(jì)，如在擴(kuò)播分站301和擴(kuò)播分站302之間進(jìn)行拉手，形成冗余環(huán)網(wǎng)，在其中某條連接線路斷掉的情況下，自動(dòng)切換，以時(shí)刻確保通信的暢通。本說(shuō)明書中所述的只是本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思通 過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)音雙向傳輸，包括至少一調(diào)度主站、至少一擴(kuò)播分站、至少一擴(kuò)播終端，其特征在于，所述調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站連接，所述擴(kuò)播分站之間以電纜連接，所述擴(kuò)播分站與所述擴(kuò)播終端以電纜連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)播分站為本質(zhì)安全型中繼器，所述擴(kuò)播終端為本質(zhì)安全型擴(kuò)播電話；所述中繼器用以實(shí)現(xiàn)音頻編解碼、壓縮、解壓縮，連接所述擴(kuò)播電話以播放或接收語(yǔ)音。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，還包括至少一電源，所述電源同時(shí)給連接的所述一擴(kuò)播分站以及該分站所連接的至少一個(gè)擴(kuò)播終端供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述電源是隔爆兼本安電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述礦井指揮通信系統(tǒng)是一獨(dú)立的通信網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述電纜為鎧裝阻燃電纜。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站采用以太網(wǎng)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站采用任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站環(huán)形或樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述礦井應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度主站位于地面。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種礦井指揮通信系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)數(shù)字語(yǔ)音雙向傳輸，包括至少一調(diào)度主站、至少一擴(kuò)播分站、至少一擴(kuò)播終端，該調(diào)度主站與所述擴(kuò)播分站連接，該擴(kuò)播分站之間以電纜連接，該擴(kuò)播分站與所述擴(kuò)播終端以電纜連接。本實(shí)用新型同時(shí)公開一種礦井指揮通信系統(tǒng)的方法。
文檔編號(hào)H04H20/61GK202455362SQ201220050979
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者張朝平, 景杰 申請(qǐng)人:上海山源電子電氣科技發(fā)展有限公司