煤礦無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析及發(fā)展

張增平

【摘要】 現(xiàn)代信息工程主要研究的對象是通信科技，利用通信科技保障企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度，同時在煤礦企業(yè)中構(gòu)建具有數(shù)字化的指揮平臺。本文主要講述了煤礦無線通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、使用無線通信系統(tǒng)的優(yōu)勢以及未來的構(gòu)建設(shè)計與發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】 煤礦 無線通信系統(tǒng) 現(xiàn)狀分析 發(fā)展

無線wifi的出現(xiàn)，受到了更多人們的青睞。wifi無線通信主要是依靠寬帶的傳輸、構(gòu)建的成本以及技術(shù)上的復(fù)雜性，才能在煤礦的應(yīng)用中得到很好的發(fā)展。Wifi無線通信可以在煤礦發(fā)生緊急救援時，能實現(xiàn)施救者與被救者之間的通信聯(lián)系，即使供電中斷、電纜斷纜等情況下，也可以實現(xiàn)，這位救援工作提供了很好的通信聯(lián)絡(luò)手段[1]。

一、現(xiàn)狀

1、漏泄。漏泄通信系統(tǒng)是煤礦使用最早的無線通信系統(tǒng)，其系統(tǒng)的主要構(gòu)成是基地中心站、傳輸通道、基地臺等。漏泄通信系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅解決了井下人員的管理及機車聯(lián)絡(luò)等問題，還為煤礦的安全生產(chǎn)提供了方便的通信手段，但是，因為它的成本高、功能少、數(shù)字化進展慢等被局限了應(yīng)用的推廣范圍。

2、小靈通。小靈通系統(tǒng)利用數(shù)字傳輸系統(tǒng)和基于固定網(wǎng)絡(luò)的標準無線傳輸技術(shù)，為煤礦通信提供了無線移動通信的解決方法。自小靈通系統(tǒng)被引進到煤礦中使用，為煤礦的無線通信帶來了快速發(fā)展。小靈通的接口較多、功能較強，不但具備系統(tǒng)內(nèi)部的無線通信、通話錄音等功能，還能與礦調(diào)度電話、行政電話進行接通，形成一個固話、移動電話構(gòu)成的煤礦無線通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)。小靈通系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，基本滿足了煤礦無線通話的要求。但是，隨著煤礦發(fā)展的水平及安全要求的提高，更多的的數(shù)字化設(shè)施被應(yīng)用于煤礦，小靈通因不具有數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芏惶蕴?/p>

3、wifi無線通信。目前最為廣泛應(yīng)用的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)傳輸技術(shù)是wifi，它的出現(xiàn)使得眾多的煤礦投入到相關(guān)的產(chǎn)品研究機構(gòu)。現(xiàn)階段，煤礦使用wifi無線通信主要集中在語音與視頻兩個方面。Wifi無線通信可以實現(xiàn)煤礦通訊的一體化，具備煤礦日常管理需求，滿足了煤礦日常移動通訊的需要。使用wifi無線通信的煤礦不僅可以節(jié)約線路路線的費用，還降低了施工的難度。同時，wifi無線通信還具有拖網(wǎng)通信的功能，即不通過地面的語音功能設(shè)施就可以進行對話。但是wifi無線通信也有不足的地方：①不提供嚴格的同步機制，因為wifi是采用突發(fā)的方式進行傳輸信號的；②wifi只適合16個左右的用戶使用，多的話會導(dǎo)致通信信號不穩(wěn)定，發(fā)生多個用戶競爭信道資源；③若是使用wifi通信系統(tǒng)進行通話，時間不宜過長，否則會出現(xiàn)掉線或者通話聲音斷斷續(xù)續(xù)。因為煤礦使用的無線保真視的頻系統(tǒng)對于其它的視頻系統(tǒng)來說，要簡單、傳輸速率快、設(shè)備功耗低等，因此具有視頻監(jiān)控的功能，如主副井提升、瓦斯鉆場、采掘工作等。

4、3G通信。3G通信技術(shù)的出現(xiàn)推動了煤礦無線通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，因為它進一步的提高了數(shù)字傳輸功能，對于煤礦之前所使用的無線通信系統(tǒng)而言，3G無線通信技術(shù)所覆蓋的業(yè)務(wù)范圍更廣闊。目前，煤礦使用的3G無線通信系統(tǒng)在覆蓋結(jié)構(gòu)上可以分為分布基站和微微蜂窩。所以，煤礦使用的3G無線通信系統(tǒng)可以通過接口與礦井調(diào)度電話、行政電話互相通話，具有組呼、群呼等功能，其中也包括進行可視電話的通信。3G通信系統(tǒng)不僅有先進的技術(shù)與完備的功能，而且還有巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，具體表現(xiàn)在：職場的商家較多；技術(shù)與產(chǎn)品可靠；產(chǎn)品較多，可對其轉(zhuǎn)化為煤礦使用；有明確的發(fā)展方向；得到了政府的支持。即使3G無線通信功能強大，但是在無線數(shù)字寬帶上有一定的局限性，對于工業(yè)電視而言，它是需要高寬帶的系統(tǒng)，因此在設(shè)備集控與瓦斯監(jiān)測方面得不到滿足，3G也就不能替代wifi無線通信的能力。

二、無線通信技術(shù)的特點

為了改變前期煤礦通信系統(tǒng)的不足，現(xiàn)階段國家提倡全程實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)，利用無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)煤礦信號的穩(wěn)定傳輸。從使用無線通信的情況來看，煤礦使用無線通信技術(shù)的特點包括以下兩個方面：

1、高效。信號傳輸?shù)男瘦^低是煤礦通信的常見問題，因為煤礦井下的復(fù)雜環(huán)境干擾了通信信號的傳輸效率，引起傳輸效率較慢。使用無線通信系統(tǒng)后，煤礦的內(nèi)部信號傳輸就會得到全面的提升，信號的傳遞速率就會加快[2]。

2、穩(wěn)定。無線通信系統(tǒng)能記錄煤礦的調(diào)度指揮過程的語音信息，是煤礦調(diào)度指揮的主要設(shè)備。無線通信所記錄的語音信息，可以作為監(jiān)督調(diào)度、事故發(fā)生分析的依據(jù)，因此無線通信系統(tǒng)具有穩(wěn)定性。目前的無線通信系統(tǒng)都具有該特點，對于外界的干擾可選擇最優(yōu)的線路傳輸，增強了信號的穩(wěn)定性。

三、發(fā)展

3.1構(gòu)建設(shè)計

煤礦的無線通信系統(tǒng)構(gòu)建礦井高速光網(wǎng)絡(luò)干線上的子系統(tǒng)，是為了不受煤礦井下復(fù)雜環(huán)境和無線傳輸特性的局限， 這種構(gòu)建設(shè)計具有優(yōu)化組合的特點，但要對新煤礦和老煤礦的通信系統(tǒng)的構(gòu)建設(shè)計進行區(qū)別對待，在此基礎(chǔ)上本著技術(shù)改造、充分利用的原則，在技術(shù)、投資等方面找到最優(yōu)的解決方法。線路負載、高壓耦合等因素造成載頻通信的不穩(wěn)定，為了此問題的發(fā)生，該系統(tǒng)編程無線數(shù)據(jù)的耦合通道。因為最早的無線通信系統(tǒng)是泄露通信系統(tǒng)，因此，它沒有任何的通信功能優(yōu)勢，但是泄露電纜的技術(shù)是成為無線通信系統(tǒng)的主要組成，尤其是在煤礦下的小面積通道及在一些特殊的環(huán)境下，可以作為天線使用，有著極大的影響?？梢酝ㄟ^PHS（小靈通）、CDMA（碼分多址）、WIFI（無線保真）這三種無線通信系統(tǒng)的技術(shù)特點進行比較，如表1所示：

3.2方向

隨著社會的進步，我國的煤炭信息化水平逐漸完善，煤礦無線通信技術(shù)的使用也在不斷的提高。從小靈通技術(shù)，無線保真技術(shù)到現(xiàn)在的3G與4G技術(shù)。將來的煤礦無線通信系統(tǒng)中，語音通信必須是具有較高的質(zhì)量，但這只是煤礦信息化處理的一方面。隨著4G信號的到來，井下視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、信息發(fā)布、視頻會議等都會出現(xiàn)在無線通信系統(tǒng)平臺上。4G技術(shù)的發(fā)展為將來的煤礦無線通信系統(tǒng)做出了巨大的貢獻，將是煤礦未來信息化的重要平臺。此外，將來的無線保真通信系統(tǒng)會與無線局域網(wǎng)標準結(jié)合，使無線傳輸速率達到128 Mbps 以上，無線局域網(wǎng)標準是使用正交頻分復(fù)用調(diào)制的技術(shù)與多入多出的技術(shù)，構(gòu)成MIMO-OFDM通信系統(tǒng)；天線與無線電等技術(shù)，可以在一定程度上提升無線保真的性能；天線與傳輸系統(tǒng)的改進會加大無線通信系統(tǒng)的傳輸距離[3]。

四、結(jié)語

煤礦通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，為煤礦的生產(chǎn)提供了很多的方便與好處。煤礦通信系統(tǒng)在未來的發(fā)展中，傳輸能力會更強、覆蓋范圍會更廣、使用功能更多。目前使用3G無線的用戶較多，雖然其通信功能強大，但是在無線數(shù)字寬帶上有一定的局限性，對于工業(yè)電視而言，它是需要高寬帶的系統(tǒng)，因此在設(shè)備集控與瓦斯監(jiān)測方面得不到滿足，3G也就不能替代wifi無線通信的能力。

參 考 文 獻

[1]陳湘源.煤礦無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].工礦自動化，2009，（01）：33-36.

[2]熊卿青，鄧媛嫄.現(xiàn)代無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀分析及其發(fā)展前景[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2012，（02）：31.

[3]呂志強.煤礦井下通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀及趨勢[J].中國煤炭，2014，（05）：89-92.