井下小灵通系统解决方案.doc

井下小灵通系统解决方案太原市通阳科技工程有限公司目 录公司简介3一、项目背景5二、功能需求5三、解决方案631、井下生产的特点及对生产调度指挥通信系统的要求63.2系统组成73.2.1系统连接示意图83.3后备电源设计103.4 防雷保护103.5 系统扩容技术方法113.6 频率计划113.7 系统话务通道计算113.8 系统特点123.9方案实施12四、系统功能124.1系统基本功能124.2通信业务134.2.1 基本PBX业务134.2.2高级PBX业务134.3.3 定位跟踪及考勤管理业务14五、厂家设备介绍145.1 ECM-2000145.2 ECSC可接28个大基站，36个小基站155.3 中心控制器EP300（KTW12）155.4 基站(KTW13)185.5 用户终端（KTW14）205.6 CSRA基站延伸用设备215.7 定位及考勤系统215.7.1 软件总体构成215.7.2 软件总体结构235.7.3 系统设置功能235.7.4 员工管理功能255.7.5 GIS地图功能275.7.6 人员跟踪定位功能275.7.7告警管理功能285.7.8 井下设备管理功能295.7.10 数据维护功能315.8地面及井下设备标准315.8.1 地面设备符合以下标准规定的基本要求315.8.2 井下设备符合以下标准规定的基本要求32六、设备质量及售后服务承诺32公 司 简 介略。一、 项目背景随着煤炭生产的现代化程度不断提高，对通信手段，系统功能，要求也在不断地增多。保证通信信息，能够及时，准确，快速并实时指挥对于煤炭安全生产来说极为重要。当遇到矿井突发事故，由于通信由于网络不畅，通信手段单一，网络承受能力差，往往造成领导层信息不通，指挥不足，数字不准，不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大，因此，煤矿井下通信手段必须越来越完善，特别是对井下应急通信系统及无线通信系统要求越来越高。二、功能需求 井下移动通信、定位跟踪及考勤管理系统采用矿用无线通信系统。该系统要能够满足井下恶劣环境条件下对通讯设备的防爆要求，确保设备安全稳定工作。该系统将无线通信和人员定位跟踪及考勤管理功能合二为一，既方便管理又可以降低系统成本。无线中心控制器通过E1数字中继与矿交换机(或调度机)组网，可组成实现井上/井下立体有线/无线调度通讯网，并且无线终端设备一机双号可实现企业内外兼用方便用户使用；无线终端设备具有的语音功能保证在出现紧急情况时现场人员可及时将险情上报矿相关部门，同时矿上的险情及处理方案也可及时下达给矿工，从而可最大限度地降低险情造成的损失。系统建成后中国网通集团太原分公司将为贵公司提供一个接口，使贵公司系统内的所有小灵通系统用户可实现在本系统内用自己的电话在市区用公网通话，也可以实现全省漫游使贵系统的用户也同样享受到与网通用户一样的待遇，充分利用手中资源，避免浪费。提高手机的使用率。三、解决方案31、井下生产的特点及对生产调度指挥通信系统的要求 煤炭生产作业主要在井下工作面，存在工作环境恶劣（工作区域狭小、照明差、潮湿、有腐蚀性），不安全因素多（主要有水、火、瓦斯、顶板等事故的威胁），人员、设备流动性大等诸多特点；从生产作业流程上看，在井下还具有多工种联合作业的特点；这种作业条件下，要求井下通信系统信息传输必须及时、准确。 随着煤炭生产的现代化程度不断提高，对通信手段、系统功能的要求也在不断增多。保证通信信息能够及时、准确、快速并实时指挥对于煤炭安全生产来说极为重要。3.2系统组成 E-box 系统为煤矿行业的通信应用带来了巨大的创新，比起以往的任何通信方案，E-box在井下表现的更有效，更可靠，更安全。方便井下人员的随时联络。保证信息及时沟通和反馈，为煤矿行业的安全生产保驾护航。本系统将采用一套 ECM-2000，9套ECSC，每套ECSC通过一条2M线路与ECM-2000相联。在本系统中西曲矿已建成一套以EP-300为核心的内部通信系统，EP-300可以很好的和ECM-2000进行对接，也就为无缝接入本系统提供了可能。屯兰矿的系统需要改造后才能接入本系统。基站、手机终端和其他辅助设备，待具体情况而定， 中心控制器：ECM-2000上行拥有PRI、SS7、SIP等多种接入方式和网络连接，提供语音业务。下行提供FXS接口提供煤矿企业内部固定分机接入，提供BRI接口提供PHS基站的接入，从而提供内部无线分机。定位功能：配置定位手机和定位器，把收到的实时定位信息上送到定位服务器。 井下防暴基站：通过一对双绞线，接收由基站控制器传来的ADPCM信号及电源馈电，信号通过基站的射频调制波发射，与定位手机和定位器之间构成无线链路。在无线方面系统提供RCR STD-28空中接口。 基站延伸器：拥有4路ISDN的再生功能。它直接利用双绞线将U口以透明方式延伸至远端，再生侧和接入侧两端U口的时钟保持同步，从而克服了ISDN BRI在接入上对距离的限制。每对U口在物理结构上各自独立，互不影响。 增强型定位终端：除了具有一般小灵通手机的功能以外，还具有：a、定时上报定位信息，定时间隔用户可设置；b、跨基站上报定位信息；c、呼紧急号码上报定位信息；d、支持上层软件实时定位查询。 定位器：定位器上具有电源指示灯和紧急呼叫按钮；定时上报定位信息，定时间隔用户可设置；支持紧急通话功能；支持上层软件实时定位查询。3.2.1系统连接示意图基站控制器连接示意图井下基站连接示意图3.3后备电源设计为保证在停电状况下能维持系统正常工作系统配置后备电源。每个基站控制器耗电约为600W，配备2KVA的后备电源，电池组容量为100AH；地面中心控制器、网管设备及定位管理设备耗电约为1000W，配备2KVA的后备电源，电池组容量为100AH。3.4 防雷保护 系统选用的防爆及地面基站均有防雷保护装置，为进一步增加对雷电的防护能力在无线中心控制器的出线端安装有防雷保护装置。防雷和接地应可靠，防雷接电电阻应小于5，高大建筑物应安装避雷针。3.5 系统扩容技术方法无线中心控制器EP300最多可带108个基站，当各采煤层需增加基站时可通过增加基站接口板解决各采区基站扩容问题。3.6 频率计划根据国家规定的频段的要求PHS系统频率：采用ACS40时：控制载频（C-ch）：第26号或28号载频，话音载频（T-ch）：18号（1900.250MHz）77号(1917.950MHz)载频3.7 系统话务通道计算地面及井下合计共需安装？个40mW基站及？个500mW基站。每个40mW基站可提供用户信道为3个，每个500mW基站可提供用户信道为7个每个基站可提供的话务量为0.899 Erlang。假设空中信道呼损为5%。那么，系统所有基站提供的总话务量为 =？0.899=17.081Erlang，系统提供话务信道总数为：183+17=61条。根据忙时每用户话务量要求(0.1Erlang)计算，因此系统所能支持的无线用户数为6000以上。本方案中考虑的呼损设定为：空中信道呼损5%有线系统呼损1%3.8 系统特点1、组网灵活，可使用EP300组成小系统(108个基站以下)，ECM2000+CSC组成大系统(108个基站以上)。2、引入ECM2000还可以实现VOIP，同时可接入IP PHONE，真正实现IP与无线的融合统一。3、支持移动目标定位跟踪并完成考勤管理功能。3.9方案实施1、整体考虑，一套ECM-2000，各个矿用ECSS基站控制器，连接用2M传输。ECM2000ECSC基站终端 2、分矿上，每个矿各自上一套EP-300最后统一接入PSTN组建大网。EP300基站终端 。3、屯兰矿，用的是RPC（10MW，200MW）不能接入本网因为他们的模式系统不能兼容本系统功能，所以需要更换设备。四、系统功能 4.1系统基本功能 本系统建成后可提供移动通信，定位跟踪及考勤管理业务。使贵公司系统内的所有小灵通系统用户可实现在本系统内免费通话在市区用公网通话，同时可实现全省漫游，也提高手机的使用率。4.2通信业务4.2.1 基本PBX业务 移动分机之间通话 移动分机与矿交换机固定分机的互联互通 编号计划 缩位拨号 免打扰 呼叫等待 呼入呼出限制业务 呼叫转接，无条件呼叫前转 遇忙提示重拨/前转/转话务员 与交换机组网业务（通过矿交换机出局实现长、市话业务） DID功能4.2.2高级PBX业务 长途呼叫VOIP前缀自动添加 三方通话 会议电话 支持点对点短信 点对多点的短信群发 丢话通知业务4.3.3 定位跟踪及考勤管理业务 实时井下人员信息显示 精确人员定位跟踪 人员活动轨迹回放 人员考勤管理 个人信息管理 井下设备管五、厂家设备介绍5.1 ECM-2000 专网呼叫处理平台，单设备支持2000用户容量，支持漫游，多设备可以相互配合支持最大5000用户容量，支持VOIP（IP Phone/WiFi Phone/VOIP互联）针对大、中型企业开发的专网核心处理设备，VoIP、PHS业务无缝融合 支持复杂网络环境下的多点平滑组网，支持漫游和切换 具有呼叫处理Call Server、中继网关TG、信令网关SG功能 上行PRI、SS7、SIP等多种接入方式 VoIP上下行接口支持SIP/MGCP协议 通过PRI和ECSC互联 板卡按需选择灵活配置n 提供4端口E1/16端口FXS/8端口FX0接口板n 提供EMU板，支持128路VoIP打包处理 板卡都支持混插及热插拔5.2 ECSC可接28个大基站，36个小基站 专网基站控制器，无线子系统的控制设备，主要完成对专网基站的控制和汇聚功能。无线子系统的控制设备，主要完成对专网基站的控制和汇聚功能。 通过PRI接口与ECM2000连接，数字中继板提供8E1端口 与基站的接口为BRI，同时可以向各个小功率基站馈电 对基站的话路集线控制、协议转换 一框ECSC最多可以接28个ECS-M7（大功率基站），或者36个ECS-A3（小功率基站），支持混接5.3 中心控制器EP300（KTW12）EP300外形结构无线中心控制器(EP300)是系统的核心设备，无线中心控制器通过U口连接各基站控制基站的工作；(EP300)，无线中心控制器通过E1数字中继口(或FXO模拟中继口)连接交换设备组成有/无线通信网；无线中心控制器通过N口连接网管计算机实现对系统的网管；无线中心控制器通过N口连接定位服务器实现定位跟踪及考勤管理。EP300使用条件：A.环境要求温度：050，温度变化率：小于0.5/min。相对湿度：5RH90RH，绝对湿度不超过 29g/m3。气压环境：86105kPa。（70kPa相当于海拔3000m ；不包括矿井情况）。B.电气性能 整机支持VoIP端口数提供512路VoIP语音/传真编解码资源呼叫处理能力呼叫处理能力至少达到16次/秒；呼叫建立时间5秒；呼损0.1%；语音编码动态切换时间小于60毫秒时延和时延抖动当采用G.723算法时，两侧网关处理时延之和在200ms以内；当采用G.729算法时，两侧网关处理时延之和在150ms以内；网关设备的抖动时间10ms；网关处理时延抖动的缓冲时间 80 ms编码率对于G.729a，要求18kbits/s；对于G.723.1，要求:G.723.1（5.3k编码）12k bits/s，G.723.1（6.3k编码）15k bits/s语音质量在网络丢包率5%时，话音质量达到MOS（Mean Opinion Score 平均意见分。优、良、中、差、劣 分别为 5、4、3、2、1分）3.5；在网络丢包率在5%至10%之间时，话音质量达到MOS3系统的平均无故障工作时间间隔（MTBF）80000小时；系统故障平均恢复时间40分钟。5.4 基站(KTW13)室内型 室外型 矿用型基站(CS)可安装在室内、室外、井下、通过双绞线电缆与基站控制器(ECSC)相连，由于具有动态信道分配的功能，系统无论何时都可通过增加基站(CS)的数目来实现扩容，而无须涉及复杂的频率规划，基站控制器与基站距离可达5.0公里。功能描述：小功率基站，提供1个控制信道和3个话音信道，工作频段：18801920MHz机身小巧，方便安装，发射功率支持10毫瓦、20毫瓦、40毫瓦可调，满足企业灵活的无线覆盖要求。支持远端供电，上行从EP300或ECSC方向来的ADPCM信号及电源馈电，通过一对双绞线传入，无线信号通过基站的射频调制波发射，与手机间构成无线链路。室内型ECS-A3自带天线，天线增益为2.14dBi室外型ECS-A3基站需要外接天线，外接天线针对不同的环境选择，目前常用的有三种：7dBi全向，7dBi全向（带下倾）；4.5dBi全向；10dBi定向接收灵敏度-100dBm 技术参数：环境要求a) 温度 -10-+40b) 相对湿度 平均相对湿度95%c) 气压 80 kPa-106kPa电气性能a) 无线接入方式TDMA/TDDb) 语音编码ADPCMc) 工作电压-48Vd) 电源功率5We) 载波频率1900.25MHZ-1915.25MHZf) 标称发射功率10mW-40Mwg) 邻道功率（f:载波功率）f600Hz-31dBmf900Hz -36dBmh) 接收机灵敏度 16dBuVi) 信道数量 4个5.5 用户终端（KTW14）FUS增强型简易型用户终端既可以是固定终端(FUS)，也可以是移动终端(增强型或简易型)。固定终端(FSU)：采用无线传输链路与标准的有线电话接口相连，如普通电应答机、传真机、调制解调器等。移动终端(增强型或简易型)：移动终端为用户提供一系列的移动服务功能，在基站服务区覆盖 范围内，用户可以在移动过程中持续呼叫。KTW14移动终端是杭州北辰天地通信设备有限公司为煤矿设计的本安防暴移动终端，具有通话质量高，待机时间长等特点。技术参数a) 控制载频（C-ch）第24号载频，1902.050MHzb)控制载频（C-ch）保护载频：第26号载频，1902.350MHzc)话音载频（T-ch）18号（1900.250MHz） 33号（1904.750MHz）载频d)重量约70ge)发射功率约10Mwf)电池锂电池DC3.6V550mAhg)待机原理45 200小时5.6 CSRA基站延伸用设备 CSRA是专门针对E-Box系统设计的ISDN线路延伸器，可以实现ISDN线路的延伸，最多级连3个，将ECS拉得更远，实现对部分特殊区域的覆盖，例如公路或隧道，使得E-Box系统的无线覆盖更加灵活 CSRA上行通过4个BRI跟EP300或ECSC相连，下行可以接4个ECS-A3或1个ECS-M7。也可以级连3个，将线路延伸3倍5.7 定位及考勤系统5.7.1 软件总体构成定位软件由定位服务器程序和客户端程序组成，定位服务器程序和EP300之间进行通讯。软件系统结构图如下所示：软件功能模块图如下所示：5.7.2 软件总体结构定位管理软件主界面如下图所示：电子鹰眼人员实时定位信息GIS地图控制窗口5.7.3 系统设置功能1) 定位基站设置提供基站设置界面，可方便地对基站配置信息进行添加、删除、修改等操作。在地图上可通过鼠标点击基站图标来修改基站在地图上的位置，可通过基站编号在地图上定位查询基站。2）定位终端设备3）系统操作员权限设置可定义使用本软件系统的操作员以及他们的操作权限。4）系统选项设置可对基站图层、设备图层的显示范围进行设置。5.7.4 员工管理功能1) 按部门进行管理，部门信息提供增加、删除、修改等操作。2) 提供员工信息管理界面，对员工的信息（工号、姓名、出生年月、职务、工种、照片、定位卡号等）可进行增加、删除、修改等操作。3) 员工信息可按部门进行报表预览和打印。5.7.5 GIS地图功能1） 对地图可进行放大、缩小、漫游、测距等操作。2） 提供地图鹰眼，可通过鹰眼图对主地图显示进行导航控制。3） 提供图层控制，可方便的打开图层和关闭图层。4） 可把地图输出为其他格式的图片文件。5） 地图可直接通过打印机打印输出。5.7.6 人员跟踪定位功能1） 提供当前井下人员动态分布图层，可按部门进行显示。2） 提供井下人员实时定位信息列表，并可打印人员实时定位信息报表。3） 可对井下人员进行实时定位跟踪。4） 对人员历史运行轨迹可进行回放。5） 对历史定位信息可按设置的条件进行查询和打印。5.7.7告警管理功能1） 系统提供紧急呼叫告警、进入禁区告警和员工失去联系告警。2） 当告警产生时，系统提供声光显示，同时提供告警确认窗口。3） 对历史告警记录可按设置的条件进行查询和打印。5.7.8 井下设备管理功能1） 提供设备管理界面，可对设备编号、设备名称、类型、品牌规格、产地、使用地点、位置坐标等设备信息进行添加、删除、修改等操作。2） 地图上提供采煤设备、电器设备、辅助设备等设备图层，可按设备图层控制设备图标在地图上的显示和隐藏。3） 可按设备编号和名称在地图上定位查询设备。4） 设备信息可按设备类型进行报表预览和打印。5.7.9 考勤管理功能1) 班种定义2) 排班资料设置3) 排班计划4) 考勤统计、查询5） 考勤报表打印5.7