煤矿集团化调度通信系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿通信设备技术领域，特别是涉及一种煤矿集团化调度通信系统。


背景技术：

2.进入本世纪，我国煤炭行业进入了难得的历史发展机遇期，能源的市场化对煤炭行业的发展注入了新的活力。但随着生产规模的逐步增加，各种安全问题随之而来，国家所提倡建设的“数字化矿井”就是希望通过应用高科技监测、监控、通讯等手段提升煤矿安全生产的水平和管理效率。
3.近年来来电信通讯得到迅猛发展和完善，地面通信网正在向集语音、图像和数据传输“三网合一”的综合信息网方向发展，朝着ngn方向发展。目前煤矿大量使用的数字程控调度机，存在着调度终端单一、组网方式不灵活、系统封闭、无法远程调度等诸多缺陷。
4.作为煤矿安全生产六大系统的通信联络系统，目前的状况并不乐观，表现如下：
5.1、在国内大多数煤矿“数字化矿井”的建设中，几乎全部采用ip传输技术作为数字化的平台，已经逐步实现在ip网上传输的包括瓦斯监控、皮带监控、泵房监控、电网安全监控、工业视频监控、环境监测监控、现场plc控制等系统，以及图像和数据在ip网上的传输及管理。但一直以来，受技术发展和煤安特殊应用的制约，语音通讯、指挥调度及应急救助一直未能实现ip化，特别是未能将最先进的语音、视频及调度技术及设备应用于煤矿安全生产中。
6.2、大多数煤矿都建立了调度通信系统，但是只是简单的程控交换机，从井上部署大对数电缆到井下，电话线路少。
7.3、集团与下属煤矿间仅仅实现了语音互通，无法实现集团调度功能，无法满足煤矿智能化建设以及安全生产监督的要求。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是提供一种煤矿集团化调度通信系统，将集团调度系统与下属各个煤矿的调度系统进行连接，实现了统一指挥、统一调度、统一管理、统一维护、多方联动、资源共享、协同调度，同时各子系统又能独立运行。
9.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种煤矿集团化调度通信系统，所述系统包括：集团调度平台，用于集团内各类终端提供接入、交换的标准调度机功能外，还用于实现集团内以及到各个煤矿的电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务的功能；矿级调度平台，通过网络连接至集团调度平台，用于用于矿区内各类终端提供接入、交换等标准调度机功能，以及电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务的功能；调度终端及其接入系统，包含语音接入模块、配线架、耦合器、配线架、地面普通话机、矿用本安型电话机，用于实现对集团调度平台、矿级调度平台的语音、视频接入。
10.在一些实施方式中，集团调度平台包括：集团级调度主机、集团级调度备机、网管
主机、集团级录音设备、网络交换机。
11.在一些实施方式中，集团级调度主机、集团级调度备机、网管主机、集团级录音设备分别通过网线接入到网络交换机。
12.在一些实施方式中，矿级调度平台包括：矿级调度主机、矿级调度备机、网管主机、矿级录音设备、网络交换机。
13.在一些实施方式中，矿级调度主机、矿级调度备机、网管主机、矿级录音设备分别通过网线接入到网络交换机。
14.在一些实施方式中，集团调度平台的网络交换机通过网络连接至矿级调度平台的网络交换机。
15.在一些实施方式中，集团调度平台内所包含所有调度终端以及各矿级调度终端都能在集团调度台上，对其拨打、监听、强插、强拆、录音、会议的调度功能。
16.在一些实施方式中，矿级调度平台内煤矿系统内的所有调度终端在矿级调度台上，对其拨打、监听、强插、强拆、录音、会议等调度功能。
17.在一些实施方式中，集团级以及矿级调度主、备机均采用sip协议和voip技术下的语音数据及信息的交换。
18.采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：
19.煤矿集团化调度通信系统在实现基本的调度功能的同时，将煤矿集团与其下属煤矿的调度系统相融合，实现了自集团到煤矿、自地面到井下的统一指挥、统一调度、统一管理、统一维护、多方联动、资源共享、协同调度，同时各子系统又能独立运行。在煤矿井下遇到突发事件时，在全集团内实现一键报警及多系统的应急指挥立即响应，从而提高应急救援效率，减少人员及财产损失。
附图说明
20.上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
21.图1是调度注册流程图；
22.图2是调度呼叫流程图；
23.图3是调度组呼流程图；
24.图4是调度群呼流程图；
25.图5是调度强插流程图；
26.图6是调度强拆流程图；
27.图7是调度手动转接流程图；
28.图8是调度会议流程图；
29.图9是调度监听流程图；
30.图10是调度广播流程图；
31.图11是煤矿集团化调度通信系统的结构示意图。
具体实施方式
32.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优
选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.针对煤矿目前通信系统存在的不足，方案提出了煤矿集团化调度通信系统，利用一个统一的ip网络，将集团调度系统与下属各个煤矿的调度系统进行连接，实现了统一指挥、统一调度、统一管理、统一维护、多方联动、资源共享、协同调度，同时各子系统又能独立运行。
34.为达到上述目的，本方案采用的技术方案如下：
35.煤矿集团化调度通信系统，包括集团级调度平台、矿级调度平台、调度台、调度终端及其接入系统。各部分之间通过网络交换机相连接，构成tcp/ip专网。
36.统一调度功能：
37.集团级：系统内所包含所有调度终端都能在集团调度台上，对其拨打、监听、强插、强拆、录音、会议等调度功能。所有调度终端可以一键呼叫到集团调度台、紧急呼叫等应急功能。集团调度台也可以一键通知到所有调度终端，方便快捷。
38.矿级：煤矿系统内的所有调度终端在矿级调度台上，对其拨打、监听、强插、强拆、录音、会议等调度功能。矿内所有调度终端可以一键呼叫到矿级调度台、紧急呼叫等应急功能。矿级调度台也可以一键通知到所有调度终端，方便快捷。矿级调度系统内的各类调度终端可向上呼叫集团级调度系统下的各类调度终端，但不能进行调度操作；不同煤矿间所有调度终端可以是通话，但不能进行调度操作。
39.1、集团级调度平台
40.集团级调度平台包含相互之间通过tcp/ip局域网连接的集团级调度主机、网管主机、集团级录音设备、网络交换机。各设备设置于集团调度中心，并分别都接入到网络交换机实现设备间及与下属各矿间的连接。
41.集团级调度主机采用sip协议和voip技术下的语音数据及信息的交换，除具备传统数字程控调度机的所有功能外，还具有集团调度、可视化语音信箱、可视化录音、虚拟中继、lcr、电话会议、自动话务员等功能，是整个煤矿集团化调度通信系统的核心部分，集团级调度主机可以对下属矿级调度主机内的所有调度终端进行调度。优选配置两台调度主机，实现双机热备，保障系统运行稳定可靠。
42.网管主机提供整个煤矿集团化调度通信系统的网管功能接口，包括了安全管理、拓扑管理、配置管理、故障管理四大基本功能，管理操作人员可通过网管终端对平台内的所有设备进行管理维护。
43.集团级录音设备在可管理、调取矿级录音设备的全部录音文件的同时，具备本地的实时录音功能，能够对系统内所有用户线路进行录音，记录的内容除通话内容外，还可以记录通话日期、通话时间、通话时长及来去电、号码、rtp地址等；记录通话长度可达几百至几千小时，当话音容量达到极限时，可以自动清除最先录音的资料，确保录音资料的时效性。
44.网络交换机可提供多样化网络接入方式，可配置以太网口、光模块，为系统各设备提供网络接口。
45.集团级调度平台可优选配置不间断供电电源ups，保证意外断电后系统能够正常工作。
46.2、矿级调度平台
47.矿级调度平台包含相互之间通过tcp/ip局域网连接的调度主机、网管主机、录音设备、网络交换机。各设备设置于矿井的地面调度中心，并分别都接入到网络交换机实现连接。
48.矿级调度主机采用sip协议和voip技术下的语音数据及信息的交换，除具备传统数字程控调度机的所有功能外，还具有可视化语音信箱、可视化录音、虚拟中继、lcr、电话会议、自动话务员等功能，是整个煤矿集团化调度通信系统的核心部分。优选配置两台调度主机，实现双机热备，保障系统运行稳定可靠。
49.网管主机提供整个煤矿集团化调度通信系统的网管功能接口，包括了安全管理、拓扑管理、配置管理、故障管理四大基本功能，管理操作人员可通过网管终端对平台内的所有设备进行管理维护。
50.矿级录音设备可具备实时录音功能，能够对系统内所有用户线路进行录音，记录的内容除通话内容外，还可以记录通话日期、通话时间、通话时长及来去电、号码、rtp地址等；记录通话长度可达几百至几千小时，当话音容量达到极限时，可以自动清除最先录音的资料，确保录音资料的时效性。
51.网络交换机可提供多样化网络接入方式，可配置以太网口、光模块，为系统各设备提供网络接口，可接入井下工业以太环网。
52.矿级调度平台可优选配置不间断供电电源ups，保证意外断电后系统能够正常工作。
53.3、调度台
54.调度台包含触摸式一体化调度台，置于矿井调度室，音箱、麦克通过音频线接入调度台，调度台通过网络接入到一体化调度平台，调度台采用全图形化的操作界面，实现对井下各个终端的包括但不限于通话记录查询功能、组呼、群呼、调度强插、强拆、呼叫转移、等级限制、设置不同的呼叫权限、电话会议、录音、实时监听等调度功能。
55.优选的，调度台部分可再配置调度专用ip话机，实现与触摸式一体化调度台的联动。
56.优选的，调度台部分可再配置视频专用调度ip话机，实现视频调度、视频对讲等调度功能。
57.4、调度终端及其接入系统
58.调度终端包括矿用本安型电话机及地面普通话机，接入系统包括语音接入模块、矿用耦合器、配线架、线缆，具体为语音接入模块、矿用耦合器、配线架设置于矿井的地面主控制通信中心，语音接入模块通过网口接入网络交换机，通过fxs口引出电缆，一部分电缆直接经过配线架连接地面普通电话机，一部分电缆经过矿用耦合器，转换成本安信号，通过配线架，连接到井下本安电话机。从而实现煤矿井上、井下有线调度通信。
59.语音接入模块一8路fxs为一个子卡模块，一台语音接入模块最多含4块子卡模块，既：一台语音接入模块最多可提供32fxs用户接口。
60.优选的，由于普通信号线缆传输语音信号超过10km以外就有较大衰减，语音质量得不到保障，本实用新型提出了一种将用户线模块远置的方式，此种方式包含矿用网络电话交换机、矿用本安型电话机。矿用网络电话交换机远置于煤矿井下，可通过光口或电口接入工业以太环网交换机，矿用本安型电话机通过电缆接入到矿用网络电话交换机。实现井
下有线调度通信的长距离传输。
61.优选的，有线调度通信系统可再配置环路中继模块和数字中继模块，实现与电信运营商的pstn对接融合。
62.5、集团化调度功能说明
63.集团化调度通信系统与传统调度系统最大的区别在于可以实现集团到煤矿的调度功能，系统内所包含所有调度终端都能在集团调度台上，对其拨打、监听、强插、强拆、录音、会议等调度功能。
64.为了确保调度控制台软件稳定在线，集团化调度通信系统通过两种方式进行数据、状态、指令等信息的交互，从而确保调度通信的可靠进行，具体说明为：
65.socket方式：集团级调度平台与矿级调度平台通过socket方式进行交互，从而实现集团化调度功能。
66.sip方式：本地调度终端以及调度控制台软件作为sip终端，向本地调度服务器发送sip信令请求，从而实现调度功能。
67.基本功能流程
68.(1)注册：
69.注册过程除了在矿级本地进行外，还需要将最终的状态信息上报到集团级调度，下面以矿级某调度终端注册过程为例，注册流程如下图1所示。
70.(2)呼叫：
71.集团级调度控制台发起的呼叫优先级是最高的，被叫方必须要接听来自集团级调度台的呼叫，这就需要对被叫方当前的不同状态进行分别处理，具体如下：
72.被叫方无可用联系方式时，不执行呼叫指令。
73.被叫方处于空闲状态，则直接接通呼叫，被叫方振铃。
74.如果被叫方目前处于通话状态，为了避免从调度台呼叫过来的电话漏接而带来生产安全隐患，依据调度控制台软件发起的呼叫优先级最高的原则，采用强插手段接通被叫方与调度台之间的通话。
75.以集团级调度台呼叫矿上终端为例，其呼叫流程如图2所示。
76.(3)组呼：
77.调度台具备组呼功能，该功能设计主要是针对调度台向某一群体发送调度生产指令而设计开发的，从而使调度台可以对调度系统内部的各类调度终端设备进行分组呼叫，进一步实现调度台同时与多个调度终端通话的功能。
78.下面以集团级调度台向矿级某组发起组呼为例，组呼流程如下图3所示。
79.(4)群呼：
80.调度台具备群呼功能，该功能设计主要是针对紧急情况下，调度台向所有群体发送调度生产指令而设计开发的，从而使调度台可以对调度系统内部的各类调度终端设备同时进行呼叫，进一步实现调度台同时与所有调度终端通话的功能。
81.以集团级调度台向矿级调度发起群呼为例，群呼流程如下图4所示。
82.(5)强插：
83.调度台是具有强插功能及权限的调度用户，当被叫方处于通话状态时，调度台可以利用强插功能直接加入到被叫方已建立的通话中，进一步形成三方通话，从而确保生产
调度安全。
84.以集团级调度台向矿级某调度终端发起强插为例，强插流程如下图5所示。
85.(6)强拆：
86.调度台具有强拆功能及权限的调度用户，当被叫方处于通话状态时，调度台可以利用强拆功能直接终断被叫方已建立的通话，并且进一步接通调度台与被叫方之间的通话，从而确保生产调度安全。
87.以集团级调度台向矿级某调度终端发起强拆为例，强拆流程如下图6所示。
88.(7)呼叫转移
89.调度台具有呼叫转移功能及权限的调度用户，当调度台需要把呼叫转移给另外一个调度终断设备时，可通过呼叫转移功能将通话转移给第三方。
90.以集团级调度台向矿级某调度终端发起手动转接为例，手动转接流程如下图7所示。
91.(8)电话会议
92.调度台具有电话会议功能及权限的调度用户，该功能用于实现调度生产会议而设计的，调度台选定会议组中的所有成员后发起会议呼叫，所有组内的成员可加入电话会议中，进一步实现多方通话。
93.以集团级调度台向矿级调度终端发起会议为例，会议流程如下图8所示。
94.(9)监听
95.调度台具有监听功能及权限的调度用户，该功能是用于监测所有调度用户通话内容而设计的，主要用于异常通话的处理，比如调度终端设备长时间处于通话中，为了排除是否因为异常情况造成的通话未挂断，可利用监听功能监听选定通话，确认后再做进一步处理，从而确保调度终端设备的可用性。见进行监听时，被监听者是听不到监听方一侧的声音的。
96.以集团级调度台监听矿级调度通话为例，监听流程如下图9所示。
97.(10)广播
98.调度台具有广播功能及权限的调度用户，该功能是用于向选定的调度终端设备或组播放选定的音频文件或通过mic向下喊话，该呼叫为调度台到调度终端的单向呼叫。
99.以集团级调度台向矿级调度终端发起广播为例，广播流程如下图10所示。
100.图11为根据本实用新型的一个具体实施例的煤矿集团化调度通信系统的结构示意图。
101.煤矿集团化调度通信系统包含：集团级调度平台、矿级调度平台、调度台、调度终端及其接入系统。
102.1)集团级调度
103.1、集团调度平台
104.集团调度平台包含：集团级调度主机1、集团级调度备机1’、网管主机2、集团级录音设备3、网络交换机5。集团级调度主机1、集团级调度备机1’、网管主机2、集团级录音设备3分别通过网线接入到网络交换机5。
105.网络交换机5与煤矿交换机15连接。
106.集团级调度主机1、集团级调度备机1’实现网络实时双机热备，集团级调度主机1
的数据实时备份到备用服务器处，当主用服务器故障时备用服务器自动启动。所述集团级调度主机1和1’用于集团内各类终端提供接入、交换等标准调度机功能外，还可以接入各煤矿调度平台。实现集团内以及到各个煤矿的电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务等功能。
107.网管主机2提供整个调度通信系统的网管功能接口，管理操作人员可通过网管终端对系统内的所有设备进行管理维护。
108.集团级录音设备3可以调度矿级录音设备13的录音，同时提供对本地调度机所有电话的录音和监听功能，可支持全部用户的在线录音，对有关责任进行完整准确的记录和追踪。
109.网络交换机5提供地面调度中心部署设备的网络接口。
110.集团调度平台可配置不间断供电电源ups 000，不间断供电电源ups000，通过电源线可同时给集团级调度主机1，集团级调度备机1’、网管主机2、集团级录音设备3、语音接入模块4、网络交换机5提供电源接口，保障保证意外断电后系统仍能够正常工作。
111.2、集团调度台
112.调度台包含：触摸式一体化调度台8，置于集团调度室。触摸式一体化调度台通过网络接入到网络交换机5。
113.调度台提供调度操作的人机界面，显示各煤矿及其各个调度分机电话的注册、振铃、通话等状态。通过管理操作台实现对井下终端的呼叫、强插、强拆、禁话、组呼、通呼等调度控制功能。
114.调度台部分可再配置调度专用ip话机9，实现与触摸式一体化调度台的联动。
115.3、调度终端及其接入系统
116.调度终端及其接入系统包含语音接入模块4、配线架6、地面普通话机7。
117.语音接入模块4通过网口接入网络交换机5，通过fxs口引出电缆，电缆直接经过配线架连接地面普通电话机7，从而实现集团及集团与煤矿井上、井下有线调度通信。
118.一台语音接入模块4，以8fxs为一个子卡，一台语音接入模块4最多可包含4个子卡既可提供32fxs用户话机接口，可以根据用户需要增加或减少语音接入模块4的数量，以满足实际用户数量的需求。
119.语音接入模块4可再配置8fx0环路中继子卡和1e1数字中继子卡(1e1数字中继模块可支持30路语音通道)，实现与电信运营商的pstn对接融合。可以根据接口数量需要增加或减少8fx0环路中继子卡和1e1数字中继子卡的数量。
120.2)矿级调度
121.1、矿级调度平台
122.矿级调度平台包含：矿级调度主机11、矿级调度备机11’、网管主机12、矿级录音设备13、网络交换机15。矿级调度主机11、矿级调度备机11’、网管主机12、矿级录音设备13分别通过网线接入到网络交换机15。
123.网络交换机15与集团交换机5连接。
124.矿级调度主机11、矿级调度备机11’实现网络实时双机热备，矿级调度主机11的数据实时备份到备用服务器处，当主用服务器故障时备用服务器自动启动。所述矿级调度主机11和11’用于矿区内各类终端提供接入、交换等标准调度机功能。实现电话业务交换功
能、电话调度功能、短信服务等功能。
125.网管主机12提供整个调度通信系统的网管功能接口，管理操作人员可通过网管终端对系统内的所有设备进行管理维护。
126.矿级录音设备13提供对本地调度机所有电话的录音和监听功能，可支持全部用户的在线录音，对有关责任进行完整准确的记录和追踪。
127.网络交换机15提供地面调度中心部署设备的网络接口。
128.矿级调度平台可配置不间断供电电源ups 001，不间断供电电源ups001，通过电源线可同时给矿级调度主机11，矿级调度备机11’、网管主机12、矿级录音设备13、语音接入模块14、网络交换机15提供电源接口，保障保证意外断电后系统仍能够正常工作。
129.2、矿级调度台
130.调度台包含：触摸式一体化调度台18，置于集团调度室。触摸式一体化调度台通过网络接入到网络交换机15。
131.调度台提供调度操作的人机界面，显示各调度分机电话的注册、振铃、通话等状态。通过管理操作台实现对井下终端的呼叫、强插、强拆、禁话、组呼、通呼等调度控制功能。
132.调度台部分可再配置调度专用ip话机19，实现与触摸式一体化调度台的联动。
133.3、调度终端及其接入系统
134.调度终端及其接入系统包含语音接入模块14、配线架16、耦合器20、配线架21、地面普通话机17、矿用本安型电话机22。
135.语音接入模块14通过网口接入网络交换机15，通过fxs口引出电缆，电缆直接经过配线架连接地面普通电话机17；以及通过语音接入模块14的fxs口引出电缆，电缆连接到耦合器20，从耦合器20引出电缆到配线架21，配线架21连接矿用本安型电话机22，从而实现煤矿井上、井下有线调度通信。
136.一台语音接入模块4，以8fxs为一个子卡，一台语音接入模块4最多可包含4个子卡既可提供32fxs用户话机接口，可以根据用户需要增加或减少语音接入模块4的数量，以满足实际用户数量的需求。
137.语音接入模块4可再配置8fx0环路中继子卡和1e1数字中继子卡(1e1数字中继模块可支持30路语音通道)，实现与电信运营商的pstn对接融合。可以根据接口数量需要增加或减少8fx0环路中继子卡和1e1数字中继子卡的数量。
138.煤矿集团化调度通信系统在实现基本的调度功能的同时，将煤矿集团与其下属煤矿的调度系统相融合，实现了自集团到煤矿、自地面到井下的统一指挥、统一调度、统一管理、统一维护、多方联动、资源共享、协同调度，同时各子系统又能独立运行。在煤矿井下遇到突发事件时，在全集团内实现一键报警及多系统的应急指挥立即响应，从而提高应急救援效率，减少人员及财产损失。
139.1)提高工作效率：系统解决了集团到煤矿地面以及井下的调度功能，打通了调度的区域壁垒，大幅度提高了生产指挥的效率；
140.2)加强了管理监督力度：集团可以直接监控到井下、调度到井下，为生产监管提供了有力保障；
141.3)降低了通讯成本：系统基于集团到煤矿已有的网络进行传输，无需任何额为费用，全集团通话实现了0费用。
142.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。