专利名称：一种矿井应急指挥通信系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井应急指挥通信系统及方法，特别是涉及一种煤矿井下应急指挥系统及方法。
技术背景 应急指挥通信系统在煤矿应急指挥中，特别是煤矿井下矿难时发挥着重要的作用，在井下局部发生重大事故时，井下如能在第一时间向调度报告事故发生的情况，地面调度就可能第一时间向事故区域和非事故区域发出紧急合理快速的人员疏散指令，而且在事故后地面调度可以进一步评估井下的灾情和人员存活情况，并实施最合理的救援措施。因此，可靠的、快捷的应急指挥通信系统可以让地面调度及时了解井下的事故情况，合理指挥人员疏散和救援，把人员伤亡率降到最低，把营救时间缩到最短。目前虽然有多种地面井下通信方案，但都有其局限性，并不能满足应急指挥的要求。如程控交换机通信方案通信距离受限与其星形网络，而且程控电话通信，需要拨号、振铃、摘机过程，延误时间，并且声音受众面小，在矿难发生时，占线也很严重，因此起不到指挥紧急疏散的作用；无法满足应急通信指挥的需要；无线通信的小灵通通信方案，则除上面的同样问题外，还可因为，信号易受煤尘影响，易被墙壁、塌方等阻隔，同样无法满足应急通信指挥的需要；而基于电缆传输的皮带喊话系统等模拟扩播系统，则受制于通话距离所限，无法长距离连接到调度中心，整个系统无法满足应急通信指挥的需要；基于以太网的数字广播通信系统，虽然语音数据传输交换灵活，但100米以上的长距离传输需要采用光缆，光缆怕震动不能满足应急通信的要求，而且直接接入以太网的扩播终端功耗较大，后备电源供电时间太短，所以整个系统无法满足应急通信指挥的需要。因此，煤矿井下应急指挥的要求一种通信可靠、没有距离限制、实现井下全覆盖能够在透水、瓦斯超限、冒顶、煤尘突出等环境条件下正常工作的通信系统；该系统应能实现双向对讲，即井下的紧急报警和地面对井下的紧急广播指挥，从而最大程度地减少矿难造成的人员伤亡。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种煤矿井下应急指挥系统及方法，能够可靠的在紧急状况下保持地面与井下的通话联络，最大限度地减少矿难发生时的人员损失。为解决上述技术问题，本实用新型所提供的矿井应急指挥通信系统，用以实现数字语音双向传输，包括至少一调度主站、至少一扩播分站、至少一扩播终端，该调度主站与所述扩播分站连接，该扩播分站之间以电缆连接，该扩播分站与所述扩播终端以电缆连接。该矿应急井指挥通信系统还包括至少一电源，所述电源同时给连接的所述一扩播分站以及该分站所连接的至少一个扩播终端供电。该矿井指挥通信系统是一独立的通信网络。其中扩播分站为本质安全型中继器，扩播终端为本质安全型扩播电话；中继器具有音频编解码、压缩、解压缩功能，连接扩播电话以播放或接收语音。上述一台中继器至多可连接二十台扩播电话。上述电源是隔爆兼本安电源。调度主站与所述扩播分站采用以太网连接。调度主站与所述扩播分站之间是任意拓扑结构，最好采用环形或树状网络结构。调度主站位于地面。上述电缆皆为铠装阻燃电缆。本实用新型还基于上述矿井应急指挥通信系统，提供了一种矿井应急指挥通信方法，即调度主站将语音信息数字化后发送至扩播分站，扩播分站将数字信息变为模拟语音发给连接在该扩播分站上的扩播终端，扩播终端进行扩音广播；扩播终端接收语音并产生模拟音频信号后传输至连接的扩播分站，扩播分站将收到的语音信号数字化并发送给调度主站。本实用新型所提供的技术方案能够同时实现广播和双向通讯，并且该系统支持任意拓扑、无限延伸，其井下覆盖面积可达数百公里。由于采用了冗余环网及后备电源等设计，具有功能高可靠性、构成高度灵活性和可扩性。
以下结合附图
和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明图I是本实用新型矿井指挥通信系统的第一实施方式的结构示意图；图2是本实用新型矿井指挥通信系统的第二实施方式的结构示意图；图3是本实用新型矿井指挥通信系统的第三实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型是一种井下双向数字广播通信系统，其特征在于，电缆线路构成的专用应急通信网络；多个扩播分站，以任意环网结构、树状结构连接到地面调度主机，每个扩播分站分配有唯一的ID地址号，用于数字语音通信和数字与模拟语音的相互转换；多个扩播终端，并联连接到扩播分站，并与扩播分站进行语音及报警信号的双向传输。在本实用新型的应急指挥通信系统中，扩播终端和扩播分站共用同一台隔爆兼本安电源。在本实用新型的指挥通信系统中，扩播分站以树型和环网拓扑结构连接到地面调度主机。如图I中所示，信号输入端101所产生的语音信号进入调度主站102。调度主站102可以将音频文件和MIC产生的语音信息数字化后打包发送给某些或全部的扩播分站。由于每个扩播分站均配置一个ID地址，因此扩播分站收到调度主站发来的语音数据包后，对发送的目的地址与自己的地址进行比对，当目的地址与自己的地址一致时，扩播分站就将收到的语音数据包进行解析，把数字语音变为模拟语音发给挂接在本扩播分站上的扩播终端，扩播终端进行扩音广播。如图I中示，图I采用了树状的连接方式。一个调度主站102可以和至少一个扩播分站103连接，一个扩播分站可连接至少一个扩播终端104。扩播终端104优选为扩播电话，该扩播电话也可以通过喊话按钮发起与调度主站的通话，扩播终端104产生模拟音频信号，并将模拟音频信号传输给扩播分站104，扩播分站104将收到来自于扩播终端104的语音信号数字化打包发送给调度主站102，调度主站102 —方面可连接一音箱(图中未示出)通过音箱放音，另一方面，对通话过程进行录音。这样，就做到了井下及时向调度报告情况，调度也可以快速地把紧急疏散指令广播给井下所有人，最大限度地减少人员伤亡。扩播分站与扩播终端之间，及扩播分站与扩播分站之间利用铠装阻燃电缆，能够实现灾难情况下保持通信的畅通，克服光缆过于脆弱的特性。同时，每个扩播分站103均连接一隔爆本安电源，。本实用新型所提供的煤矿井下应急通讯指挥通信系统具有网络独立性。其整体的网络结构上仅支持该应急指挥通信，不兼容其它设备。这样做的目的是该井下应急通讯指挥系统应用领域的特殊性所决定的。一旦发生瓦斯泄露或矿井坍塌等安全事故，将出现网络负荷瞬间达到峰值的情况，如果与其它通讯网络共用，无法保障应急通讯指挥系统的可靠性。本实施方式下提供的煤矿井下应急通讯指挥通信系统，能够通过以太网连接至少I台扩播分站，最多可达64台播分站103，且每两台扩播分站之间通信距离可达3KM ;而扩播分站103与扩播终端104之间音频传输距离可达2KM。同时由于该扩播分站103可连接二十台扩播终端104。因此，本实施方式所提供的该煤矿井下应急通讯指挥通信系统至少可以提供井下一百平方公里的通讯广播覆盖区域。在使用本实用新型所提供的煤矿井下应急通讯指挥通信系统时，调度主站102设置于地面，用于统一控制。调度主站102将语音信息数字化后发送至所述扩播分站103，扩播分站103将数字信息变为模拟语音发给连接在扩播分站上的扩播终端104 ;与此同时，该扩播终端104可以接收语音并产生模拟音频信号后传输至连接的扩播分站103，该扩播分站103将收到的语音信号数字化并发送给该调度主站102。本实用新型所提供的煤矿井下应急通讯方法，一方面可完成定点广播，即分区或全体广播。调度主站102将信号输入端101输入的模拟音频信号数字化后进行压缩打包。打好的数据包可以按照事先确定下来的语音通信协议和调度员选择的扩播分站的地址，将语音数据包发送给所有扩播分站或部分扩播分站，从而实现分区广播或全体广播。扩播分站收到调度主站发来的语音数据包后，对发送的目的地址与自己的地址进行比对，当目的地址与自己的地址一致时，扩播分站就将收到的语音数据包进行解析，并将解析出来的语音数据传送给语音转换芯片，有语音芯片把语音数据转变成模拟音频信号，通过音频线，将语音传送给扩播终端，从而播放调度主站发出的声音。另一方面可实现双向通信功能。调度主站102将语音信息数字化后发送至所述扩播分站103，扩播分站103将数字信息变为模拟语音发给连接在扩播分站上的扩播终端104 ;与此同时，该扩播终端104可以接收语音并产生模拟音频信号后传输至连接的扩播分站103，该扩播分站103将收到的语音信号数字化并发送给该调度主站102。如图2所示，图2是本实用新型的另一实施方式，在该方式中，扩播分站203以环状与调度主站202连接。同样的，由于本实施例中，该煤矿井下应急通讯指挥通信系统，能够通过以太网连接64台扩播分站203，且扩播分站203间通信距离可达3KM ;而扩播分站203与扩播终端204之间音频传输距离可达2KM。同时由于该扩播分站203可连接二十台扩播终端204。因此，本实施方式所提供的该煤矿井下应急通讯指挥通信系统至少可以提供井下七百平方公里的通讯广播覆盖区域。同时，该实施方式能够节约铠装电缆，节省工程投资。如图3所示，图3是本实用新型的第三实施方式。在该方式中，网络采用了冗余设计，如在扩播分站301和扩播分站302之间进行拉手，形成冗余环网，在其中某条连接线路断掉的情况下，自动切换，以时刻确保通信的畅通。本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通 过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。
权利要求1.一种矿井应急指挥通信系统，用以实现数字语音双向传输，包括至少一调度主站、至少一扩播分站、至少一扩播终端，其特征在于，所述调度主站与所述扩播分站连接，所述扩播分站之间以电缆连接，所述扩播分站与所述扩播终端以电缆连接。
2.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述扩播分站为本质安全型中继器，所述扩播终端为本质安全型扩播电话；所述中继器用以实现音频编解码、压缩、解压缩，连接所述扩播电话以播放或接收语音。
3.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，还包括至少一电源，所述电源同时给连接的所述一扩播分站以及该分站所连接的至少一个扩播终端供电。
4.根据权利要求3所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述电源是隔爆兼本安电源。
5.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述矿井指挥通信系统是一独立的通信网络。
6.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述电缆为铠装阻燃电缆。
7.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述调度主站与所述扩播分站采用以太网连接。
8.根据权利要求6所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述调度主站与所述扩播分站采用任意拓扑结构连接。
9.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述调度主站与所述扩播分站环形或树状网络结构连接。
10.根据权利要求I所述矿井应急指挥通信系统，其特征在于，所述调度主站位于地面。
专利摘要本实用新型公开了一种矿井指挥通信系统，用以实现数字语音双向传输，包括至少一调度主站、至少一扩播分站、至少一扩播终端，该调度主站与所述扩播分站连接，该扩播分站之间以电缆连接，该扩播分站与所述扩播终端以电缆连接。本实用新型同时公开一种矿井指挥通信系统的方法。
文档编号H04H20/61GK202455362SQ201220050979
公开日2012年9月26日 申请日期2012年2月13日 优先权日2011年10月25日
发明者张朝平, 景杰 申请人:上海山源电子电气科技发展有限公司