關(guān)于3G通信技術(shù)在礦山無(wú)線通信的應(yīng)用研究

【摘要】 近年來(lái)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及，通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通信新技術(shù)的應(yīng)用范圍也隨之越來(lái)越廣，新研制出的3G通信新技術(shù)已運(yùn)用到煤礦的生產(chǎn)中，這不僅極大減少了企業(yè)勞動(dòng)力的投入，還減少了煤礦的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，進(jìn)而給企業(yè)節(jié)省了資金投入，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文中，筆者具體闡述了3G通信新技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用研究。

【關(guān)鍵字】 3G 煤礦 無(wú)線通信 應(yīng)用

目前，我國(guó)的煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是新建的大型礦井，礦井中工作人員的安全問(wèn)題 是該產(chǎn)業(yè)的重中之重。因此，需要建立完善的礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)，為礦井的更好發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，礦井中運(yùn)用通信技術(shù)和設(shè)備主要作用是保證井下工作人員的安全作業(yè)，確保隨之隨地都能與對(duì)通信對(duì)象保持緊密聯(lián)系，可以及時(shí)準(zhǔn)確的反饋井下的情況，第一時(shí)間匯報(bào)井下事故，及時(shí)處理和搶修，做好應(yīng)急措施，將煤礦企業(yè)的損失最低化。因此煤礦井下移動(dòng)通信系統(tǒng)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高現(xiàn)代礦井的自動(dòng)化程度，加強(qiáng)安全防護(hù)方面有著重要的意義。

一、3G通信技術(shù)

3G是指第三代通信網(wǎng)絡(luò)，是“第三代移動(dòng)通信技術(shù)”（英語(yǔ)：3rd-Generation）的縮寫，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)主要有三個(gè)無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，能夠支持國(guó)際電聯(lián)確定的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA、中國(guó)電信的CDMA2000和中國(guó)聯(lián)通的WCDMA，國(guó)際電聯(lián)確定的3G標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA（歐洲版）、CDMA2000（美國(guó)版）和TD-SCDMA（中國(guó)版）。原中國(guó)聯(lián)通的CDMA中國(guó)電信買下了原中國(guó)聯(lián)通的CDMA，中國(guó)電信已經(jīng)將CDMA升級(jí)到3G網(wǎng)絡(luò)，3G主要特征是提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)，提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，速率一般在幾百kbps以上。

二、將3G通信技術(shù)應(yīng)用在礦山無(wú)線通信中方案與實(shí)現(xiàn)功能

2.1 3G通信技術(shù)應(yīng)用在煤礦中的方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)方案以CDMA技術(shù)為例，方案設(shè)計(jì)的總體思路是：通過(guò)在煤礦的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置各種無(wú)線CDMA手持終端、傳感器、視頻采集終端、監(jiān)控分站采集各種信息數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總，再經(jīng)過(guò)CDMA煤礦移動(dòng)專網(wǎng)傳輸?shù)揭苿?dòng)客戶端（CDMA終端手機(jī)），就會(huì)顯示服務(wù)器端傳來(lái)的有效數(shù)據(jù)，同時(shí)提供語(yǔ)音通訊功能和快速信息查詢。CDMA煤礦移動(dòng)專網(wǎng)技術(shù)的解決方案：地面部分的核心設(shè)備是綜合調(diào)度交換機(jī)、綜合接人控制器，該核心設(shè)備向外部提供多種接口，將煤礦現(xiàn)有通訊系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行混合組網(wǎng)，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享傳輸；對(duì)于黑暗的環(huán)境，例如煤礦的井下巷道環(huán)境，要采用無(wú)線光電結(jié)合級(jí)聯(lián)的方式覆蓋井下通訊網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)礦用手機(jī)、礦用無(wú)線傳感器、定位中端，經(jīng)過(guò)基站系統(tǒng)的設(shè)備連接、空中接口的無(wú)線鏈路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的繁多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能夠共網(wǎng)傳輸。

2.2井下3G通信的實(shí)現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)井下3G通信，我們將部分通信技術(shù)與華為合作，采用其成熟完善的核心網(wǎng)系統(tǒng)，在井下布置3G專網(wǎng)基站，并在主干線路上通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸信號(hào)，非主干線路即枝干部分可通過(guò)電話線或工業(yè)用網(wǎng)線進(jìn)行傳輸。這種技術(shù)的聯(lián)合為我們提供通信平臺(tái)，通過(guò)此平臺(tái)，礦井管理部門可根據(jù)施工需要直接撥打井下工作人員攜帶的定制終端，該終端是符合煤安標(biāo)準(zhǔn)、符合3防標(biāo)準(zhǔn)的井下專用3G手機(jī)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話，取得聯(lián)系。下井人員可通過(guò)手機(jī)直接打給相應(yīng)的管理部門，進(jìn)行語(yǔ)音通話，聽從指揮，順利作業(yè)。

2.3井下人員定位的實(shí)現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)井下人員的準(zhǔn)確定位，企業(yè)需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況在井下區(qū)域和巷道中，比如井下交叉道口、主要巷道、必經(jīng)之路等關(guān)鍵位置，放置一定數(shù)量的區(qū)域定位器和地標(biāo)器。任意時(shí)刻，手機(jī)內(nèi)的定位模塊一旦被任意地標(biāo)器或區(qū)域定位器感應(yīng)到后，控制系統(tǒng)都可以接收到定位信號(hào)，并將信號(hào)上傳到信息工作站，這樣井上人員可隨時(shí)跟蹤井下人員的動(dòng)態(tài)。

井上的管理者可根據(jù)大屏幕上或電腦上反饋的信息，或者在井下也可通過(guò)觀看智能定位手機(jī)上的分布示意圖查看井下人員工作情況。一旦有事故發(fā)生，管理者可根據(jù)電腦或手機(jī)中的人員定位信息立即查出事故地點(diǎn)人員的狀況，為營(yíng)救人員定位事故地點(diǎn)，確保以準(zhǔn)確快速的方式營(yíng)救出被困人員。

對(duì)于井下人員，一旦井下發(fā)生突發(fā)情況，可通過(guò)攜帶的定位手機(jī)進(jìn)行緊急通話或發(fā)出警報(bào)。井下人員一旦進(jìn)入限制區(qū)域時(shí)，其手機(jī)自身判斷會(huì)進(jìn)行報(bào)警，井上監(jiān)控室的動(dòng)態(tài)顯示界面就會(huì)立即彈出紅色報(bào)警信號(hào)窗口。如果井下通信信號(hào)連接中斷，還可以定位手機(jī)來(lái)應(yīng)用脫機(jī)定位功能，手機(jī)地圖上還顯示出最佳嗯逃生路線，有助于被困井下人員順利逃生。

三、小結(jié)

煤礦井下環(huán)境的獨(dú)特性，井下工作的繁瑣性，作業(yè)地點(diǎn)的分散性致使一種簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng)很難檢測(cè)全井的動(dòng)態(tài)，因此，3G無(wú)線通信技術(shù)的提出并在井下的高效運(yùn)用，大大促進(jìn)了我國(guó)煤礦通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。如今，井下3G無(wú)線通信技術(shù)為煤礦安全生產(chǎn)提供了保障，是確保安全生產(chǎn)的重要手段，在煤礦產(chǎn)業(yè)中起著舉足輕重的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉佳，王軍峰，徐越，，第三代移動(dòng)通信3G技術(shù)解析[J]，石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010年03期

[2]周寧，礦用無(wú)線通信系統(tǒng)中3G技術(shù)的應(yīng)用[D]，西安科技大學(xué)，2011年

[3]孫繼平，現(xiàn)代化礦井通信技術(shù)與系統(tǒng)[J]，工礦自動(dòng)化，2013年03期