基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统-技术报告

应急通信、广播、逃生指引系统技术,报告,基于双网的煤矿井下,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,煤矿井下多水、火、瓦斯等突发性灾害事故，危害性大、波及范围广、易造成重大人员财产损失。就目前矿井而言，由于煤矿井下的特殊工作条件限制，当需要人员紧急撤离的情况时，多以调度室工作人员用调度电话以拨号方式通知部分值守人员，由后者转告和引导相关现场人员撤离危险区域。此种方式效率较低，可靠性差而且有时间滞后，造成部分人员得不到及时准确的撤离通知，贻误逃生时机，甚至因缺乏有效的撤离和避险指挥与引导，导致撤离失败，造成不必要的人员损失和严重公共安全危害。,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,一、摘 要,针对上述要求，研究开发的运用网络技术、数字技术、编解码技术、高级软件编程技术等来实现具有数字化可寻址及应急救援功能的多网合一的语音广播系统。实现煤矿安全生产的井上井下通讯于一体，日常生产指挥调度和应急救援通讯于一体，用户信息状态显示和位置信息显示于一体，语音和视频信息为一体，矿井综合自动双网控制系统和智能通讯系统联动报警于一体的综合解决方案。,Company Logo,当井下突发重大安全事故需要紧急撤人时，地面调度指挥中心工作人员利用广播系统、迅速通过设在井下重点防范区域的本安广播站和本安显示屏以广播和文字指引的方式对工作现场人员进行引导和疏散，指挥现场人员迅速、有序、安全撤离危险区域，最大程度的减少灾害影响。同时，正常生产情况下，可利用本系统，进行日常生产调度或在井下相应地点播放宣传报道、安全教育知识、背景音乐等，使之成为安全教育的人文关怀的有效途径和工具。,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,摘要：,Company Logo,近年来，由于各种原因煤矿安全事故频发，造成了重大人员财产损失和恶劣的社会影响。这些事故一般危害性大、波及范围广尤其是人员伤亡严重。通常重大事故发生时，需要人员紧急撤离，调度电话不能第一时间通报全井下人员紧急撤离，因而会造成部分人员得不到撤离的通知，贻误避险时机，或得不到正确的撤离和避险指挥引导而发生意外。如何确保突发灾害情况下井下人员第一时间撤离进而最大程度降低人员损失，研发一套适用于现场，简单适用的应急广播、紧急避险指挥的系统成为了十分迫切的问题。,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,二、立项背景,根据国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知（安监总煤装2010）146号）、国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于发布禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（第二批）的通知（安监总煤装2008）49号）、河北省煤炭工业安全管理局下发的冀煤规划201028号“关于印发煤矿井下压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统建设标准（试行）的通知”、开滦信息化自动化发展总体规划的各项要求。于2010年，在集团公司有关领导的指导下开始着手开发研制“煤矿井下应急广播系统”，并通过对原有电话系统进行补充和完善,实现突发情况紧急撤离，最大程度保证井下工作人员的生命安全。,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统以集成创新为主，运用网络技术、数字技术、编解码技术、高级软件编程技术等来实现具有数字化可寻址及应急救援功能的多网合一的语音广播系统。采用光纤环网、程控调度网和 RS485现场通信总线多网络通讯手段合为一体、互为冗余的设计思路和设计方案，自主创新研发各本安型功能模块，通过系统集成实现各项广播、通信和逃生功能的有效、优化的模块化搭建。实现煤矿安全生产的井上井下通讯于一体，日常生产指挥调度和应急救援通讯于一体，用户信息状态显示和位置信息显示于一体，语音和视频信息为一体，矿井综合自动双网控制系统和智能通讯系统联动报警于一体的综合解决方案。,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,三、总体思路,Company Logo,根据广播、通信、避灾系统要具备的多网合一、语音文字信息共用的要求，本系统必须具有以下功能：,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,四、技术要求,1、可基于以太网络，采用TCP/IP协议，传递数字音频，实现数字网络广播功能；,2、可基于电话线，传输模拟音频，实现全矿井电话调度指挥通讯功能；,3、可基于以太网络和485现场总线，实现应急显示屏避险逃生指引系统。,5、紧急呼救功能。井下人员在遇到紧急情况时，通过广播设备上的紧急呼叫按钮与地面调度室进行一键通信。,4、上位机软件平台定时广播、分区广播、音频录音、报警储存功能。,Company Logo,系统主要由工控机、隔爆兼本质安全型网络接口、本安型广播通信主机、本安型扩播电话、隔爆兼本安型广播辅站、本安型终端、隔爆兼本安型多路不间断电源等设备组成。基于以太网络，采用TCP/IP协议，传递数字音频，实现数字网络广播功能；井下站点具有以太网接口、程控电话线接口、485通讯接口和MP3模块模块接口多接口接入功能。根据默认优先级或手动按钮，可选择、切换井下局部广播子系统的音频信号来源（以太网数字音频、电话线语音和本地MP3模块音乐三选一）；可通过以太网或485总线的数据接口的通信控制，切换应急避险显示屏的显示内容。其联网功能示意如下（图5-1）所示：,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,图5-1 联网功能示意图,Company Logo,本系统可与应用于工作面、皮带、斜巷的通信控制系统进行无缝对接，只需要一级耦合对接电路，即可实现井下现有的通信装置具备紧急扩播功能。此项功能优势是生产单一扩播系统不具备的。同时可依据实际应用情况接入通信装置的预警信号，实现联动预警。其数字音频广播系统如图5-2所示。 图5-2 数字音频广播系统,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,Company Logo,可基于以太网络和485现场总线，实现应急显示屏避险逃生指引系统，如图5-3所示。图5-3 应急显示屏避险逃生指引系统,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,Company Logo,在井下关键点布设应急避险显示屏，日常情况下显示屏可根据实际情况显示相应内文字或图形；突发情况时显示内容可通过井上工控机和井下485总线上的联动报警信号改变。系统中任意一个广播终端发生故障，都不会干扰系统中或同平台运行的其他设备，不会影响本系统及其他系统的正常运行。系统可基于以太网络，采用TCP/IP协议，传递数字音频，实现数字网络广播功能；可基于电话线，传输模拟音频，实现全矿井电话调度指挥通讯功能；可基于以太网络和485现场总线，实现应急显示屏避险逃生指引系统。其中电子屏管理系统如图5-4所示。,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,图5-4 LED电子屏管理系统,Company Logo,可基于调度与应急指挥系统与监控监测系统高效联动，基于GIS系统真正实现数字化矿井；先进的多媒体调度与应急指挥系统能够与“数字化矿井”的其他监测监控系统实现高效联动，提高处理突发事件的效率和一体化科学管理的效率。对于紧急情况下，可通过预置预案进行快速逃生指引，其系统如图5-5所示。图5-5 逃生指引预案系统,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,Company Logo,可基于强大的“语音+数据”的多媒体通信能力，形成强大的指挥调度功能；可实现视频调度和语音调度；多种监控模式任选；同时支持监控现场的环境监控和报警功能。其数字对讲系统如图5-6所示。图5-6 数字对讲系统,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,Company Logo,支持点对点、点对多点、越级指挥、多调度台分组协同指挥、插入、广播、会议等指挥调度模式，专用录音录像服务器，以及一键直通、强插、强拆及调看调听等调度业务功能，方便不同指挥调度关系的上传下达。,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,五、技术方案,六、主要设备及技术参数,1、IP网络广播控制工控机（服务器） IP网络广播控制工控机是矿用广播系统的核心，安装自主开发的服务器软件，可以对广播终端的定时播放、分区广播、双向对讲、实时报警等功能进行管理，对音频数据进行采集保存，对音频流数据进行非压缩数字音频数据处理。如图6-1所示。图6-1 广播控制工控机,Company Logo,1,根据IP广播终端进行注册登记，必要时对终端进行鉴权，数据传输进行加密；,2,实时监视、巡检、手动查询广播终端运行状态；,广播控制工控机主要功能,4,录音：指定某一终端一直录音或手动实时录音；,5,与安全监控系统联动报警；,3,对广播终端进行固定、临时分组；分区、全区广播呼叫、处理广播终端呼叫；,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,2.矿用本安型广播通信主机,六、主要设备及技术参数,该矿用本质安全型广播通信主机可安装至矿井大巷、斜巷、配电室、泵房、工作面等各种井下生产地区，对工控机发送的音频信号进行处理、解码并播放，可实现与上位机或区域内的双向对讲，并可对异常情况进行报警。,如下所示：,Company Logo,2、矿用本安型广播通信主机,主机照片,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,3、矿用本安型扩音电话,六、主要设备及技术参数,矿用本安型扩音电话可安装至矿井大巷、斜巷、配电室、泵房、工作面等各种井下生产地区，与广播通信主机配套使用，对扩播主机处理后的音频信号进行广播，还可进行对上位机的紧急呼叫，并可实现双向对讲功能。,如下所示：,Company Logo,扩音电话照片,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,4、矿用隔爆兼本安型广播辅站,六、主要设备及技术参数,矿用隔爆兼本安型广播辅站可安装至矿井大巷、斜巷、配电室、泵房、工作面等各种井下生产地区，与广播通信主机配套使用，对扩播主机处理后的音频信号进行扩音广播。,如下所示：,Company Logo,广播辅站照片,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,5、矿用本安型显示屏,六、主要设备及技术参数,矿用本安型显示屏可安装至矿井大巷、斜巷、配电室、泵房、工作面或巷道岔路口用于路标指示、逃生指引。可与广播通信主机配套使用，也可多台设备串联使用，对上位机发送的文字和图片信息进行实时显示。,如下所示：,Company Logo,显示屏照片,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,6、矿用隔爆兼本安型多路不间断电源,六、主要设备及技术参数,为井下本安设备供电，当交流停电时，备用电源电池自动投入供电，可保证额定满负载下连续工作2小时。,如下所示：,Company Logo,电源照片,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,关,键,技,术,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,七、关键技术和创新点1、关键技术,Company Logo,通过井上中心调度室的多媒体管理软件，将数字节目源或广播音频通过以太网对广播终端实时播放控制，并对一键全呼、分区广播、定时播放、逃生路线指示、紧急告警、巡检录音等功能实施管理；软件同时具备记录系统运行日志、输出报表。,首创了基于网络的、覆盖全矿井的文字提示路线指引功能的LED显示屏。实现了将LED显示屏显示的内容通过地面中心调度的工控机与井下485总线上的联动报警信号改变。在管理软件的后台数据库预设井下各种灾害逃生预案，通过管理软件可一键操控将显示数据信息发送井下的LED显示屏上，人员可根据显示屏指示的逃生路线进行紧急撤离。,研发了可基于光纤环网、程控调度电话网络、现场485工业总线多网络搭建，互为冗余的搭建结构。实现煤矿安全生产的井上井下通讯于一体，日常生产指挥调度和应急救援通讯于一体，用户信息状态显示和位置信息显示于一体，语音和视频信息为一体，矿井综合自动双网控制系统和智能通讯系统联动报警于一体的综合解决方案。,创,新,点,七、关键技术和创新点2、创新点,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统,技术报告,Company Logo,基于双网的煤矿井下应急通信、广播、逃生指引系统的开发应用，主要体现的是以人为本的科学发展观及其安全效益和社会效益。通过系统在荆各庄矿等实际现场的安装和一段时间的使用，效果良好，运行稳定可靠、操作方便快捷。较普通的调度电话或功能单一的语音扩播系统相比，其通信联络效果和日常生产调度效用大大提高，可通过光纤环网和程控电话调度网络双网合一，方便切换的广播方式，扩大了通讯覆盖面积和通讯效率，缩短了信息传达的