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摘要：随着计算机网络技术的发展，通信技术已经成为煤矿安全生产的重要手段，无线通信技术得到了广泛的应用，采用无线通信技术建立自动化、智能化和信息化的煤矿安全管理系统，对煤矿安全开采进行全过程全方位的监控管理，确保煤炭开采的安全，从而有效提高煤炭企业的经济效益和社会效益。
关键词：煤矿井;无线通信技术;技术系统
随着无线通信技术的发展，煤矿井下通信方式逐渐由有线向有线和无线共存的方向发展，而无线通信系统在煤矿井下通信系统中所占的比重也越来越大。为了有效提高技术运维效果，满足生产需求，要充分分析井下环境的复杂性，建立更加完整的技术系统。本文分析了煤矿井下无线通信关键技术，并对具体系统展开了讨论，仅供参考。
1煤矿无线通信技术发展简述
井下无线通信技术主要经历了井下无线漏泄通信、井下透地通信、井下小灵通通信和井下3G通信系统等几个阶段，随着通讯技术的不断发展和硬件的更新换代，前三种通信技术逐渐被淘汰，被3G通信技术所替代。3G是第三代无线移动通信技术，是支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。3G通信能够同时传输语音和信息。随着3G技术的发展，煤矿井下也开始使用具有防爆功能的3G智能手机。通过在煤矿地面井下等范围内进行基站设置，3G不仅能满足煤矿井下移动通话的需要，同时也能满足数据传输的功能。因此，在煤矿开始大量推广。3G的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。虽然3G无线通信技术有诸多优点，但其也存在诸如数据带宽小，无法实现大数据和视频的传输等缺点。第四代移动通信技术，简称4G。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以部署在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着以往通信技术不可比拟的优越性。4G的主要优点是通信速度快、网络频谱宽、通信灵活、智能性能高、兼容性好、通信质量高、频率效率高、费用便宜并且集数据、视频和语音三大业务于一身，将其应运于煤矿通信系统中能够同时实现矿井集群调度、井下视频监控、井下语音视频通信以及第三方数据业务的传输等，大大提高了矿井通信系统的效率。
2基于通信技术的煤矿无线通信系统
2.1煤矿无线通信系统总体构架
以天地（常州）自动化股份有限公司的KT130矿用无线通信系统为例。系统主要由调度交换机、矿用本安型基站、矿用本安手机及其它配套设备所组成。
系统按实际使用要求，通过增加或减少基站的数量，改变无线覆盖范围，可实现大区域或小区域的无线通信;环网传输示意图如下：
主要由以下3大系统组成：1）地面调度交换机，主要包含核心网和网管服务器。核心网采用集中方式部署，主要完成无线用户的交换调度等功能，提供用户连接、管理以及作为承载网络提供到外部网络的接口。2）地面终端（地面覆盖），主要包括地面基站和基站天线等。主要对地面基带信号和地面射频信号进行调制解调，对数据进行处理、对信号进行功率放大、完成信号的驻波检测等功能，并通过工业环网和光纤等和地面用信息传输接口进行连接，用于地面无线信号覆盖。3）井下用户终端（井下巷道、采掘面覆盖），主要有矿用隔爆兼本安型基站（KTW139）、矿用隔爆兼本安型电源（KDW16A-18）、矿用本安型手持终端（KTW140B）等。安装在井下主巷、巷道、工作面等地点实现井下无线信号全覆盖，通过工业环网、光纤连接地面用信息传输接口。
2.2系统原理
在地面管理模块中，要结合操作交换机进行统筹管控，并且能保证信号覆盖区域内每一个手机分配的IP地址，在管理模块中完成注册也能直接记录在管理数据库中。在相关人员可以进行电话沟通的过程中，手机就能直接发送相应的无线信号，并且保证节点接收过程和无线信号处理过程满足预期，从而提升网络交换机内信号的处理，确保能利用对应通信交流机制完成目标手机的呼叫，从而完成通话过程。值得一提的是，在通话过程中，能保障相应数据都被记录在具体数据库内。一方面，要利用以太网作为无线通信系统干线，能在合理性降低建设成本的同时，保证Wi-Fi协议得以开放，从而便于设备接入系统的全面落实。结合人员定位建立定位系统结构，保证RSSI接收信号强度进行人员定位管理，保证信号强度和人员位置判定机制的时效性。需要注意的是，在标识卡发出相应的信号处理机制中，利用多个AP接收能有效自动进行计算分析，利用特定AP距离值进行半径范围内管理，采取相应的范围予以监督。另一方面，能借助高性能语音网关设备维护设备的兼容性，从而配备EI语音功能，有效支持FXO和FXS接口处理结构，提升高质量通话。在井下开采项目中，也要对具体情况进行分析，从而判定对应的预警管理模式，在安装传感器的基础上，维护浓度管理结构，保证范围应用项目的基础性符合实际规范。除此之外，要建立矿井无线泄漏处理项目，就要结合超宽带无线接入系统保证矿井下通信应用管理结构的综合价值满足预期，从而发挥以太网技术等项目的综合价值，实现技术和通信项目的综合发展。
3无线通信技术在煤矿应用中的实现的功能
1）实现矿井的集群调度功能。无线通信系统不仅能支持专业的语音、视频和数据集群等调度业务，而且能将视频数据实时的进行回传和分发，并且能够实现会议、录音、强插、监听、一建紧急呼叫等功能。2）实现语音业务。主要包括移動电话业务、紧急呼叫业务和主叫号码识别显示业务等。3）实现视频监控功能。通过隔爆摄像仪和隔爆手持终端设备能够及时回传数据，实现基站覆盖范围内的即时视频监控。4）实现第三方数据的传输功能。可以实现井下设备检测系统、人员定位系统等各种业务系统信息和各种传感器数据信息的无线传输。
4无线通信系统的应用对煤矿生产带来的便利及产生的效益
1）矿领导可以在覆盖范围内任意一点进行实时工作指挥和调度，大量缩短了快速部署和反应处理突发事件的时间，有效提高了工作效率。2）第三方数据传输功能，可以减少光纤、电缆的重复铺设，既减少了投入时间，又降低了检修维护工作量，节约了成本。3）无线通信系统具有强大的兼容性、扩容性和升级能力，避免了系统许多不必要的升级改造，既减少了投入，又节约了时间。
5结语
总而言之，在Wi-Fi通信技术支持下，建立无线通信系统，有效建构符合集成主流设备的管理模式，确保能在完善沟通管理效率以及控制水平应用处理的同时，避免突发性事件对整体项目产生影响，在制定对应指令的过程中将行业健康发展作为保障，实现矿井下无线通信系统的发展目标。
参考文献：
[1] 陶岗.煤矿井下安全监控无线通信技术研究[J].无线互联科技，2017（21）：24-25.
[2] 徐海飞，田洪现.煤矿井下机车无线定位遥控方案研究[J].计算机与现代化，2016（02）：107-111.
[3] 田祥雄.基于Wi-Fi技术的煤矿井下人员定位系统研究[J].能源与节能，2018（07）：46-47，67.
[4] 李美艳.基于LTE技术的煤矿无线通信系统[J].山西电子技术，2014（2）：54-55，96.
（作者单位：天地（常州）自动化股份有限公司）
关键词：煤矿井;无线通信技术;技术系统
随着无线通信技术的发展，煤矿井下通信方式逐渐由有线向有线和无线共存的方向发展，而无线通信系统在煤矿井下通信系统中所占的比重也越来越大。为了有效提高技术运维效果，满足生产需求，要充分分析井下环境的复杂性，建立更加完整的技术系统。本文分析了煤矿井下无线通信关键技术，并对具体系统展开了讨论，仅供参考。
1煤矿无线通信技术发展简述
井下无线通信技术主要经历了井下无线漏泄通信、井下透地通信、井下小灵通通信和井下3G通信系统等几个阶段，随着通讯技术的不断发展和硬件的更新换代，前三种通信技术逐渐被淘汰，被3G通信技术所替代。3G是第三代无线移动通信技术，是支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。3G通信能够同时传输语音和信息。随着3G技术的发展，煤矿井下也开始使用具有防爆功能的3G智能手机。通过在煤矿地面井下等范围内进行基站设置，3G不仅能满足煤矿井下移动通话的需要，同时也能满足数据传输的功能。因此，在煤矿开始大量推广。3G的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。虽然3G无线通信技术有诸多优点，但其也存在诸如数据带宽小，无法实现大数据和视频的传输等缺点。第四代移动通信技术，简称4G。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以部署在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着以往通信技术不可比拟的优越性。4G的主要优点是通信速度快、网络频谱宽、通信灵活、智能性能高、兼容性好、通信质量高、频率效率高、费用便宜并且集数据、视频和语音三大业务于一身，将其应运于煤矿通信系统中能够同时实现矿井集群调度、井下视频监控、井下语音视频通信以及第三方数据业务的传输等，大大提高了矿井通信系统的效率。
2基于通信技术的煤矿无线通信系统
2.1煤矿无线通信系统总体构架
以天地（常州）自动化股份有限公司的KT130矿用无线通信系统为例。系统主要由调度交换机、矿用本安型基站、矿用本安手机及其它配套设备所组成。
系统按实际使用要求，通过增加或减少基站的数量，改变无线覆盖范围，可实现大区域或小区域的无线通信;环网传输示意图如下：
主要由以下3大系统组成：1）地面调度交换机，主要包含核心网和网管服务器。核心网采用集中方式部署，主要完成无线用户的交换调度等功能，提供用户连接、管理以及作为承载网络提供到外部网络的接口。2）地面终端（地面覆盖），主要包括地面基站和基站天线等。主要对地面基带信号和地面射频信号进行调制解调，对数据进行处理、对信号进行功率放大、完成信号的驻波检测等功能，并通过工业环网和光纤等和地面用信息传输接口进行连接，用于地面无线信号覆盖。3）井下用户终端（井下巷道、采掘面覆盖），主要有矿用隔爆兼本安型基站（KTW139）、矿用隔爆兼本安型电源（KDW16A-18）、矿用本安型手持终端（KTW140B）等。安装在井下主巷、巷道、工作面等地点实现井下无线信号全覆盖，通过工业环网、光纤连接地面用信息传输接口。
2.2系统原理
在地面管理模块中，要结合操作交换机进行统筹管控，并且能保证信号覆盖区域内每一个手机分配的IP地址，在管理模块中完成注册也能直接记录在管理数据库中。在相关人员可以进行电话沟通的过程中，手机就能直接发送相应的无线信号，并且保证节点接收过程和无线信号处理过程满足预期，从而提升网络交换机内信号的处理，确保能利用对应通信交流机制完成目标手机的呼叫，从而完成通话过程。值得一提的是，在通话过程中，能保障相应数据都被记录在具体数据库内。一方面，要利用以太网作为无线通信系统干线，能在合理性降低建设成本的同时，保证Wi-Fi协议得以开放，从而便于设备接入系统的全面落实。结合人员定位建立定位系统结构，保证RSSI接收信号强度进行人员定位管理，保证信号强度和人员位置判定机制的时效性。需要注意的是，在标识卡发出相应的信号处理机制中，利用多个AP接收能有效自动进行计算分析，利用特定AP距离值进行半径范围内管理，采取相应的范围予以监督。另一方面，能借助高性能语音网关设备维护设备的兼容性，从而配备EI语音功能，有效支持FXO和FXS接口处理结构，提升高质量通话。在井下开采项目中，也要对具体情况进行分析，从而判定对应的预警管理模式，在安装传感器的基础上，维护浓度管理结构，保证范围应用项目的基础性符合实际规范。除此之外，要建立矿井无线泄漏处理项目，就要结合超宽带无线接入系统保证矿井下通信应用管理结构的综合价值满足预期，从而发挥以太网技术等项目的综合价值，实现技术和通信项目的综合发展。
3无线通信技术在煤矿应用中的实现的功能
1）实现矿井的集群调度功能。无线通信系统不仅能支持专业的语音、视频和数据集群等调度业务，而且能将视频数据实时的进行回传和分发，并且能够实现会议、录音、强插、监听、一建紧急呼叫等功能。2）实现语音业务。主要包括移動电话业务、紧急呼叫业务和主叫号码识别显示业务等。3）实现视频监控功能。通过隔爆摄像仪和隔爆手持终端设备能够及时回传数据，实现基站覆盖范围内的即时视频监控。4）实现第三方数据的传输功能。可以实现井下设备检测系统、人员定位系统等各种业务系统信息和各种传感器数据信息的无线传输。
4无线通信系统的应用对煤矿生产带来的便利及产生的效益
1）矿领导可以在覆盖范围内任意一点进行实时工作指挥和调度，大量缩短了快速部署和反应处理突发事件的时间，有效提高了工作效率。2）第三方数据传输功能，可以减少光纤、电缆的重复铺设，既减少了投入时间，又降低了检修维护工作量，节约了成本。3）无线通信系统具有强大的兼容性、扩容性和升级能力，避免了系统许多不必要的升级改造，既减少了投入，又节约了时间。
5结语
总而言之，在Wi-Fi通信技术支持下，建立无线通信系统，有效建构符合集成主流设备的管理模式，确保能在完善沟通管理效率以及控制水平应用处理的同时，避免突发性事件对整体项目产生影响，在制定对应指令的过程中将行业健康发展作为保障，实现矿井下无线通信系统的发展目标。
参考文献：
[1] 陶岗.煤矿井下安全监控无线通信技术研究[J].无线互联科技，2017（21）：24-25.
[2] 徐海飞，田洪现.煤矿井下机车无线定位遥控方案研究[J].计算机与现代化，2016（02）：107-111.
[3] 田祥雄.基于Wi-Fi技术的煤矿井下人员定位系统研究[J].能源与节能，2018（07）：46-47，67.
[4] 李美艳.基于LTE技术的煤矿无线通信系统[J].山西电子技术，2014（2）：54-55，96.
（作者单位：天地（常州）自动化股份有限公司）