3G無線通信應用分析

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摘要：煤層生產過程中井下通信的便捷、高效是保障生產作業安全、持續開展的必要基礎。以此為著手點，結合工程實際，對礦井井下3g無線通信系統的構建從多個角度開展分析，并深入探究3G無線通信系統的優勢，希望能為其它礦井相似通信系統的構建提供一定的指導與借鑒。

關鍵詞：煤礦；3G通信；系統設計；優勢分析

0引言

近年來，伴隨煤礦生產安全管理工作的越發完善，構建“六大避險系統”成為礦井安全體系建立的必備工作之一，而其中一項便是健全井下通信網絡體系，實現有線通信、無線通信及應急廣播通信的交叉并存使用。在以往，礦井井下通信方式不僅單一且模式固定，很難為井下生產作業人員的調配提供實時、高效、精準的保障。而3G（The3rdGenerationTelecommunic-ation，第三代移動通信技術）無線通信技術作為有效的補充手段，不僅能豐富井下作業所必要的應急通信手段，提升緊急狀況下的信息傳遞效率與質量，為礦井生產作業的安全開展提供可靠方式，更能為井下不同管理制度的充分落實提供保障，為井下管理人員提供更加高效的生產調度通信工具。

1工程概述

霍爾辛赫礦井下現共有綜采作業面2個，掘進作業面4個，井下回風巷、運輸巷、行人巷總長度近20km。井下原有的小靈通無線通信系統在實際使用中存在諸多不足，不僅線路維護難度大，且信號覆蓋范圍十分有限，語音通信質量不佳，無法真正滿足井下安全生產的實際需求。針對這一不足，引進全新的井下3G無線通信系統，實現通訊信號覆蓋范圍和話務量大幅增加的同時還實現了井下無線通信的智能化與可視化，為礦井日常管理工作提供極大便利.

23G無線通信系統設計分析

2.1通信系統構架分析

礦井3G無線通信系統包含井上與井下兩大部分，彼此通過光纖進行聯通，主要設備有：自動化中心機房，內配無線網絡控制設施1臺、基臺控制器2臺、3G調度裝置1套（短信服務器和錄音服務器）。同時結合礦井實際巷道布設與地表房屋分布，在井下布置KT152型基站與天線75套；在地表布設KT152型基站與天線5套，以確保通信網絡信號能全面覆蓋井下采掘作業面、主要運輸巷、主要材料巷、2個回風井及地表辦公區域、洗煤廠等地點。并根據井下作業人員分布情況配置相應的3G手機200部。各個基站之間選用串聯方式進行連接。所有基站均采取本地供電的方式進行供電，所布設的各類設備中3G調度裝置能實現井下電話業務交換功能、電話調度功能、短信服務及電話錄音功能；無線網絡控制設施能達成井下通信無線控制與管理、可視通訊、無線網絡承載、數據業務路由等功能；基臺控制器主要充當井下基站與無線網絡控制設施之間的連接橋梁，實現井下基站的有效管控；各個基站主要用于將數據信號轉換為相應的無線信號，并借助手機與無線接口實現信號的傳輸；定向天線主要運用于無線信號的定向發射并接收手機端信號[1-2]。

2.2通信系統組網設計

礦井通信站中現有用于行政通信交換的設備一套，可用于井上、井下固話及移動電話之間的互相通訊。將這一行政通信交換機同3G無線網絡控制裝置借助2M（2Mb/s）數字中繼電路井下連接，并選用PRI（主數率接口）信令進行信令的交換。通過這種方法，3G通信數據能直接進入礦井行政通信網絡，并借助3G調度裝置、基站控制器、基站、定向天線等構建其相應的3G移動專網，

2.3井下3G無線通信系統軟件功能分析

a)常規通話、短信、可視電話。井下本安手機借助3G移動專網實現同礦井行政通信交換機的相連，從而達成井下本安手機與井上井下固話、地面手機間的語音通信及錄音功能，同時還能實現井下本安手機彼此間的短信通信與可視通信功能；b)數據網絡。井下3G手機終端軟件基于“專網通信”軟件井下開發制作，借助3G移動專網實現同地表服務器之間的數據交換。通過手機終端井下應用數據的展現使用，從而達成對井下生產運行中各項主要安全數據（瓦斯濃度、CO濃度、膠帶運行狀況、風速等）的實時監測，同時還能對井下作業人員的分布進行實時查詢；c)話務與頻率設計原則分析。依據井下作業時各個區域人員分配密度及話務量統計數據選用分區設計的方法，以確保不同區域的覆蓋效果和重點區域的高話務量。井下每一座基站共計能提供9道載波216條通信通道，可滿足48個用戶的同時通信。所有基站均選用2010MHz無線頻段，基站無線視頻發射功率為2W[4-5]。

3系統優勢分析

該無線通信系統能進行調度群呼、組呼、通信錄音、強插等多種調度業務，其中群呼功能可實現多個部門、多個工種之間的同時協調作業，大幅提升調度速率，從而便于緊急狀況下的短時間向所有人下達通知，進而最大限度降低意外事故可能造成的人員與財產損失。同時，借助該系統，使用者能在地表辦公區域實現與井下作業人員的實時免費通訊，并進行短信或可視通訊?？偠灾?，3G無線通信系統具備開放、靈活、分布范圍廣等諸多優點，且系統留設了充足的后續升級空間，能根據今后生產的實際需要，在不改變原有設備的基礎上，實現系統的快速、便捷式升級，在更好地滿足生產實際需要的同時降低設備升級成本[6-7]。

4結語

3G無線通信系統成功地將無線通信技術運用到礦井井下的生產管理活動中，不僅能達成實時的語音通信，更能實現可視通話，提升了通訊過程的感知化。同時無線通信系統還達成了井上井下信號的全方位覆蓋，改變了以往有線通信模式存在的通信點分布局限性大和通信信號差、反應遲緩的不足，使得礦井生產調度的協調能力與應急救援能力獲得大幅提升，從而為礦井的安全、持續發展奠定良好基礎。

參考文獻：

［1］曹建文.基于3G異構網的井下無線通信系統解決方案［J］.煤礦機電，2016(4)：64-67.

［2］朱豫虹，姚善化.3G移動無線視頻監控技術在煤礦的應用［J］.煤礦安全，2012(5)：56-57.

［3］于長波，韓洪杰.現代移動通信技術在礦山中的應用［J］.煤炭技術，2012(6)：172-173.

［4］王永軍.3G無線通訊系統在大柳塔煤礦的應用［J］.陜西煤炭，2013(3)：73-75.

［5］褚新勝，盛高永.3G通信技術在礦山無線通信中的應用［J］.山東煤炭科技，2013(3)：75-77.

［6］宋振衛.3G無線通信系統在漳村煤礦的應用［J］.煤，2015(8)：49-50.

［7］侯濱濱，李立媛，孫文其.井下無線通信系統的選型與應用［J］.山東煤炭科技，2014(3)：166.

作者:暴晶 單位:山西霍爾辛赫煤業有限責任公司