基于4G專網的無線廣播系統在露天礦山的應用

莫州寒

（江西銅業集團有限公司 城門山銅礦，江西 九江 332100）

1 引言

城門山銅礦露天礦山位于江西九江市賽城湖畔，三面環湖，又地處江南，雨水較多。而在露天礦山生產過程中，會存在較多的應急管理工作。比如雷雨季節時期，各區域出現山體滑坡、邊坡松動、泥石流等自然災害；比如防洪度汛期間，各單位部門組織采區抗洪搶險。如何快速有效的組織和開展應急［1］管理工作是露天礦山應思考的重要問題。

隨著我國經濟高質量的發展，全球進入了智能化發展的新時代。在這樣的大背景下，礦山企業面臨著諸多挑戰，信息化、智能化礦山發展已成為了一種趨勢。城門山銅礦也已然走上了智能化礦山發展的道路。為滿足智能化礦山的發展需求，提高現場應急管理工作的效率，從而設計一套露天礦山的廣播系統。

2 設計思路

城門山銅礦采礦場以排土場、卸礦區、采礦區三個基點形成約200 萬平方米的三角覆蓋面，作業區域大、范圍廣。因此對廣播系統的選擇存在靈活性、高品質的要求。

目前廠礦企業的廣播系統［2］基本采用模擬信號傳輸，人工管理的傳統方式進行管理使用，存在較多的問題，如技術落后、音質較差、失真度較高、兼容性差、維護不便等。隨著計算機多媒體技術和網絡技術的飛速發展，數字IP 廣播系統技術發展迅速。數字IP［3］廣播系統是一種基于TCP/IP 網絡協議的廣播系統；相比傳統的廣播系統，它功能強大，系統穩定，且有的更好音質，能過實現長距離信號傳輸，并支持更大范圍的應用，實現靈活可靠的信息傳播。城門山銅礦已建立了4GLTE 無線專網，為實現數字信息長距離的傳輸提供了網絡通道。數字IP 廣播系統更適合城門山銅礦的現場實際。

3 無線廣播系統設計方案

3.1 系統組成

無線廣播系統［4］由計算機服務軟件、計算機管理軟件和終端通過無線4G 網絡傳輸，實現三者之間的信息傳輸。其網絡拓撲圖1 所示。

圖1 無線廣播系統網絡拓撲圖

3.2 廣播系統管理軟件

廣播系統［6］軟件主要由計算機服務軟件和計算機管理軟件組成，其主要功能如下。

計算機服務軟件主要負責對客戶端的管理，對有效的客戶進行授權；并管理和執行各客戶端的聲卡采播方案和定時的設備錄播方案；負責監視各音頻終端的狀態，并向客戶端發出異常報警信息；負責網絡呼叫管理，并將音頻終端的呼叫轉發至指定用戶上。

計算機管理軟件主要播放本地的播放方案以及本地的聲卡采播方案；從服務器上獲取設備的狀態信息，并在客戶端上加以顯示；對用戶以及進行對講管理，并提交給服務器。

3.3 廣播系統硬件

廣播系統硬件主要有IP 話筒、IP 功放和播音喇叭等組成，IP 話筒和IP 功放均為網絡型。其主要功能如下。

管理人員通過IP 話筒進行音頻輸入，音頻信號將以數據的形式在局域網內進行傳送，數據通過CPE 傳至IP 功放，通過擴音喇叭進行播報，實現采礦場調度室喊話，遠端作業區播報功能。IP 話筒可指定IP 功放播報音頻。

3.4 通訊系統

城門山銅礦已完成無線4GLTE 專網的搭建，通過建立1 個主機站，3 個拉遠站及1 個移動基站，形成了采礦區、排土場、卸礦區等區域的信號全覆蓋。無線4G 網絡已添加到核心網進行管理，實現與管理網、控制網、監控網之間的跨網關通訊，為實現無線廣播系統提供了有力的通訊保障。

4 無線廣播系統的應用

4.1 無線廣播系統的安裝配置

城門山銅礦無線廣播系統放置于采礦場調度室，由調度室統一運行管理。調度室配置一臺服務器主機和IP 話筒，均接入至控制網絡。主機上安裝計算機服務軟件（圖3）和計算機管理軟件（圖4），實現對各終端進行管理；IP 話筒實現對現場的實時喊話。各播放終端布置在采礦區、排土場、卸礦區等區域，實現作業面的全覆蓋。播放終端通過與無線CPE 連接，接入無線4G 專網；各終端通過網絡終端配置工具（圖2）對設備ID、MAC 地址IP地址等進行配置，實現服務器與終端之間的通訊。最終實現無線廣播系統在城門山銅礦的應用。

圖2 網絡配置終端工具

圖3 計算機服務軟件

圖4 計算機管理軟件

4.2 實現的功能

（1）應急廣播［5］功能：當現場出現了應急事件時，可急時通知、指揮和引導現場人員的安全撤離，防止事故的擴大化；也可迅速有效的組織現場救援等工作，提高現場組織救援效率。

（2）插播固定音頻：通過管理軟件，插播已錄制好的音頻，定時進行語音播放，用于提醒現場作業安全。

（3）自主選擇終端播送：可通過管理軟件，選擇需要播放的終端，滿足部分區域的個性要求。

（4）終端擴展功能：只需現場滿足終端的安裝、電源供電及信號覆蓋等條件，就可任意進行終端擴展。對終端進行網絡配置，通過服務器和管理軟件進行終端識別及管理即可實現。

（5）與礦山智能管控平臺的融合：通過局域網和大數據管理平臺，實現管理目標智能推送，安全監測系統、無人值守系統、智能視頻系統等皆可調用無線廣播系統。

5 結語

城門山銅礦通過智能化礦山建設，推動著傳統礦業的轉型升級。利用現有的無線4G 網絡，并結合數字IP 廣播技術所設計［7］的無線廣播系統，在城門山銅礦應用效果顯著；系統功能完善、擴展性強、運行穩定，提高了現場應急管理工作的效率，滿足了現場實際需求。該廣播系統的設計與應用在城門山銅礦其他智能化項目的擴展具有借鑒意義。