張海軍++宋長喜

摘 要：通過對新型WIFI機車無線通信技術(shù)的調(diào)查研究，將新型WIFI機車無線通信系統(tǒng)應(yīng)用到我公司軌道運輸系統(tǒng)中，提高了我公司運輸效率以及運輸?shù)陌踩疚闹饕榻B新型WIFI機車無線通信系統(tǒng)主要設(shè)備構(gòu)成以及實際應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：WIFI；無線通信技術(shù)；運輸效率

中圖分類號：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、概述

我公司核定生產(chǎn)能力為480萬t/a大型機械化生產(chǎn)礦井，公司80%的原煤運輸以及矸石、材料人員的運輸都以軌道運輸為主，我公司生產(chǎn)任務(wù)緊，運輸量大，運輸距離長達(dá)10000多米，運輸系統(tǒng)行駛車35臺，運輸線路復(fù)雜，伴隨著近些年煤炭經(jīng)濟的不景氣，公司在運輸系統(tǒng)設(shè)備投入不足，機車、礦車?yán)匣瘒?yán)重，經(jīng)常發(fā)生落轍事故，之前沒有通信系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生事故后，不能第一時間通知調(diào)度站，及時處理事故，延長了處理事故的時間。還有，由于機車或礦車發(fā)生故障，導(dǎo)致電機車司機在大巷內(nèi)突然停車，無法做到實時通信，很容易出現(xiàn)追尾事故。而且煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化要求，煤礦軌道運輸同一水平行駛3臺以上機車時，應(yīng)裝備機車通信設(shè)備，針對以上問題，我公司對大量無線通信技術(shù)進(jìn)行研究比較，最終選擇應(yīng)用新型WIFI機車無線通信技術(shù)。

二、新型WIFI機車無線通信系統(tǒng)構(gòu)成

礦用機車無線通信系統(tǒng)由井下調(diào)度指揮機、礦用本安型基站、礦用本安型車載臺、礦用本安型手機、地面主機（選配）、地面服務(wù)器（選配）、礦用本安型攝像儀（選配）、礦用本安型聲光報警器（選配）及其他配套設(shè)備所組成。系統(tǒng)具有兩種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)框圖如圖1和圖2所示。

三、井下無線覆蓋設(shè)計方案

圖中基站為無線基站，箭頭為無線信號覆蓋方向。在直巷或彎度較小的巷道，可采用定向天線覆蓋無線信號。在彎度較大或多彎道等復(fù)雜巷道，可采用泄漏電纜方式進(jìn)行覆蓋。無線信號覆蓋示意圖如圖3所示。

四、整體系統(tǒng)設(shè)計方案

地面及井下各主要設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)和連接：

1.地面設(shè)備

地面設(shè)備主要由通信服務(wù)器、調(diào)度主機等組成，地面設(shè)備連接拓?fù)鋱D如圖4所示。

2.井下設(shè)備

井下設(shè)備主要由礦用本安型通信接口、基站、電源、手機等組成；井下的骨干網(wǎng)由光纖構(gòu)成；基站與礦用本安型通信接口之間可以通過礦用通信電纜或光纜連接，手機與基站通過空中接口進(jìn)行通信，每一個基站和接口都有一個單獨的電源供電。

基站之間通過光纜相連接，基站通過外接天線，完成大巷中無線信號的覆蓋，單個基站無線覆蓋距離為600m～1000m。在多彎巷道也可外接泄漏電纜的方式進(jìn)行無線信號的覆蓋。

五、系統(tǒng)實現(xiàn)功能

1.語音通話

（1）調(diào)度站電話可選呼、全呼區(qū)域內(nèi)移動用戶，具有絕對優(yōu)先指揮通話權(quán)。

（2）移動用戶呼叫調(diào)度并實現(xiàn)相互間通話。

（3）移動用戶與移動用戶間相互呼叫通話。

2.在線實時錄音

系統(tǒng)具有30路以上的在線實時錄音功能；可根據(jù)用戶等級及需求對錄音進(jìn)行查詢、刪除、回放等操作；所有通過調(diào)度終端話務(wù)臺的用戶實現(xiàn)自動錄音，其他用戶可隨意設(shè)置錄音；錄音資料保存半年以上。

3.備用電源

系統(tǒng)配備可靠的備用免維護(hù)電源（UPS）。在井下電源停電時，供電電源自動切換為后備電源供電，保障基站滿載運行達(dá)到2h以上。

六、工作原理簡介

本系統(tǒng)通過在巷道內(nèi)安裝KTW139A型礦用本安型無線基站，用于覆蓋WIFI無線網(wǎng)絡(luò)信號，使處于無線信號覆蓋范圍內(nèi)的KTW140B型礦用本安手機、KXY18-Y型車載臺可以利用WIFI信號，從而實現(xiàn)KXT23.1型井下調(diào)度指揮機與本安手機之間、本安手機與車載臺之間，本安手機與本安手機之間、本安手機與井下調(diào)度指揮機之間的雙向無線通信。

（1）KXT23.1型井下調(diào)度指揮機

井下調(diào)度指揮機一般安裝在井下調(diào)度車場內(nèi)，是機車無線通信系統(tǒng)的井下指揮中心，用于調(diào)度員與車載臺之間的擴音通話。

主要技術(shù)指標(biāo)：

（a）工作電流：不大于800mA。

（b）響度≥105dB/m（A計權(quán)）（1kHz）。

（c）失真度≤10%（1kHz）。

（d）接口：3個以太網(wǎng)接口、兩個光纖接口。

（e）工作電壓：18V。

（2）調(diào)度主機

調(diào)度主機一般安裝在地面調(diào)度室內(nèi)，是機車無線通信系統(tǒng)的控制中心，用于調(diào)度員與車載臺之間的擴音通話，機車實時精確定位監(jiān)測、視頻監(jiān)控、系統(tǒng)設(shè)備管理等功能。

（3）地面服務(wù)器

當(dāng)需要實現(xiàn)手機撥打號碼方式的語音服務(wù)時，系統(tǒng)需要一臺地面服務(wù)器，作為語音服務(wù)軟交換中心。軟交換采用IP語音通信，同時支持語音通信，實現(xiàn)在一個網(wǎng)絡(luò)上傳遞語音和數(shù)據(jù)。集成全套的語音、數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和多種整合通信功能，滿足調(diào)度通信要求，并能適應(yīng)未來的發(fā)展。

（4）KTW139A型礦用本安型無線基站

無線網(wǎng)絡(luò)的接入點，是無線收發(fā)單元，它是從用戶到網(wǎng)絡(luò)以及從網(wǎng)絡(luò)到用戶之間的通信傳輸站，用于構(gòu)建覆蓋機車運輸巷道的WIFI通信和精確定位無線網(wǎng)絡(luò)。無線基站通過雙絞線與礦用本安通信接口連接或直接與礦用環(huán)網(wǎng)接入器連接，由KDW16A電源或KDW65電源饋電。根據(jù)不同的使用環(huán)境，可配置不同增益值及方向的天線。

主要技術(shù)指標(biāo)：

（a）具有以太網(wǎng)口、光接口及485接口。

（b）WIFI工作頻率范圍：2400MHz～2483MHz。

（c）精確定位工作頻率范圍：2.45GHz。

（d）工作電壓：18V。

（5）KXY18-Y型礦用本安型車載臺

車載臺作為車載擴音終端，可實現(xiàn)與調(diào)度及其他機車的相互擴音通信，并集成精確定位收發(fā)器，實現(xiàn)機車位置的精確定位，由車載電源供電。

主要技術(shù)指標(biāo)：

（a）響度≥100dB/m（A計權(quán)）（1kHz）。

（b）WIFI工作頻率范圍：2400MHz～2483MHz。

（c）精確定位工作頻率范圍：2.45GHz。

（d）工作電壓：18V。

（6）KDW16A隔爆兼本安電源

為井下無線基站供電，其后備電池可保證在交流電停電情況下，無線基站可連續(xù)工作不小于2h。

主要技術(shù)指標(biāo)：

（a）輸入：AC127V、220V、380V或660V。

（b）輸出：DC15V±8%。

（c）備用電源功能

①轉(zhuǎn)換時間：0S。

②電池容量：12V 4.0Ah，2節(jié)。

七、應(yīng)用效果

我公司與2016年11月份完成新型WIFI機車無線通信系統(tǒng)安裝調(diào)試工作，安裝車載電話35部，礦用手機60臺，通信基站35臺基本覆蓋了我公司二水平運輸大巷，實現(xiàn)了電機車司機之間、調(diào)度與電機車司機之間在二水平運輸大巷的實時通信。大大地提高了井運區(qū)各運輸環(huán)節(jié)的效率，減少了處理各種突發(fā)事故的時間，同時提高了運送傷員的效率，對及時搶救傷員有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 開灤集團范各莊煤礦機車通信系統(tǒng)設(shè)計方案[Z].