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秦源煤礦泄漏通信系統應用
[ 錄入者:admin | 時間:2011-12-27 02:26:48 | 作者: | 來源: | 瀏覽:1857次 ]

摘要:闡述了加拿大礦山無線移動通信系統(Multicom system)的結構、功能和工作原理。該系統技術先進、實用可靠、維護方便,具有較好的經濟效益和社會效益,推廣應用前景極其廣闊。

關鍵詞 泄漏通信 無線移動通信 人員管理 語音 數據 圖象

1 概述
根據《煤礦安全規程》要求,我國國有大中型生產礦井均已安裝了人員定位管理系統和生產程控調度系統,部分礦井安裝了泄漏通信系統,但各系統均為獨占信號傳輸電纜,這樣不能充分利用傳輸電纜的有效頻帶,造成了資源的極大浪費。尤其是近年來隨著科技的進步,計算機通信等終端外圍設備的價格在大幅下降,軟件在盡可能的代替硬件,而電纜這一必不可少的信號傳輸介質的價格卻在上升,并且在單系統的造價中約占到1/3,所以能夠復用傳輸電纜意義重大。2008年,秦源煤礦在改造和更新井下無線通訊系統之際,采用了加拿大的礦山無線移動通信系統(Multicom system),并經過技術開發,使得煤礦移動目標資產管理系統共享同一泄漏電纜,實現了語音數據的實時泄漏傳輸,形成了一套完整的綜合人員資產管理調度系統,如圖1所示。
圖1
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2 系統結構、功能和工作原理
2.1 系統構成
該系統主要由地面中心站、泄漏電纜、有源雙向大器MLA、自診斷放大器MLA-D、分支器MSS、放大分支器MSA、移動目標資產管理分站、終端部件MTU/MTU-R、電源耦合器MPC、與公用電話系統的連接裝置、電源、接口部件等組成。其中地面中心站主要包括前端機、覆蓋地面通訊的基本發射耦合器、前端機分線器、發射/接收裝置、供電電源等。

2.2 系統功能
Multicom system可提供雙向半雙工的語音和數據通訊,輸入輸出通道最多可達32路。雙向的語音通道可進行如下通訊:井下手持電話之間的通訊;井下移動裝置之間的無線通訊;與地面無線電裝置的通訊;與地面手持電話、移動裝置的無線通訊;手持電話、移動無線電裝置與公用電話網的通訊。雙向數據信道可完成如下通訊功能:遠程數據終端和主機之間的通訊;主機和遠程數據終端之間的通訊;遠程數據終端和遠程數據終端之間的通訊。

2.3 工作原理
地面中心站是該系統的核心部分,能對整個系統自我診斷。前端機向上連接語音基站、公用電話網和地面無線電信號覆蓋設備,向下連接前端機分線器,并經信號隔離后通過泄漏電纜連接線路分支器、信號放大器和移動目標資產管理分站,前端機完成信號發射和信號接收。泄漏電纜通過單分支器或雙分支器沿并下巷道連接為倒樹狀結構,沿泄漏電纜每350m需安裝一個雙向信號放大器,以補償信號在泄漏電纜中繼段上的損耗。每6個放大器由一個電源經過電源耦合器及泄漏電纜向其供電。在泄漏電纜的末端安裝有終端部件,以實現阻抗匹配,抑制電磁波的反射。經地面語音基站發出的語音信號和地面數據控制器發出的數據信號由前端機發射給泄漏電纜,然后再沿泄漏電纜及分支器、放大器進行信號分配、放大和泄漏。在泄漏場覆蓋區域內,移動通訊裝置和移動目標資產管理分站在耦合到下行信號后,分別解調成音頻信號完成語音通訊,解調成數據信號送給遠程數據終端處理。在泄漏場內的移動通訊裝置、移動目標資產管理分站發出的高頻信號經泄漏電纜耦合后送至前端機,前端機內的接收裝置在接收到信號后經過分配分別送到相應的語音基站和數據控制器進行解調。語音基站再將信號向下傳輸,數據控制器解調出數據信號送給主控計算機。

2.4 主要參數
系統范圍:泄漏電纜長度達12km,放大器共35個;
系統阻抗:75Ω;
RF 無線發射功率:最大15mw;
RF 無線發射覆蓋半徑:10m以上;
語音/數據通訊裝置下行發送頻率:155~159MHz;
語音/數據通訊裝置上行發送頻率:171~175MHz;
語音/數據通道帶寬:12.5KHz、25KHz;
語音/數據的輸入/輸入、輸出/輸出信號隔離:大于20dB;
通用設備發射/接收隔離:大于55dB;
放大器電源:12VDC,1.0A;
泄漏電纜結構:內部導體為Φ2.31mm的一般拉伸銅導線,外部導體為16根Φ0.60mm 的網狀銅導線。特性阻抗 75±3Ω,額定衰減:160MHz 4.3dB/100m。

3 秦源煤礦系統應用
秦源煤礦在地面中心站安裝了兩路語音通訊模塊,在語音基站處通過連接裝置和生產調度電話/公用電話實現了通訊聯網。在每路語音信道中,任何一部語音通訊裝置講話,處于開機狀態和其它語音通訊裝置均可收到,撥號手機可與任一部井下有線電話、地面公用(長途)電話進行撥號通訊,通訊方式均為半雙工制式。 
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4 應用分析
4.1 技術先進
本系統技術先進,具有如下特點。
(1)泄漏通信解決了無線電波在礦井巷道等非自由空間傳輸距離近的問題。
(2)使用了高質量的調度語音通訊技術和用于人員資產管理的先進的RFID技術。

4.2 具有較大的經濟效益和社會效益
本系統具有較大的經濟效益和社會效益。
(1)語音通訊和數據通訊可以復用信號電纜從而降低系統造價。
(2)由于該系統應用后降低了井下輔助運輸、設備安裝和檢修等流動作業人員的勞動強度,大大提高了工作效率。另外,系統實時為礦井工況信息和環境信息提供通路,便于專業人員及時進行技術分析和調度指揮,減少了設備事故率,確保了礦井安全生產。

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