KT362矿用无线透地通信系统技术研究报告

Comment w1 黑体小初 Comment w2 黑体小二 黑体小二 Comment w3 宋体三号加 宋体三号加 粗 粗 KT362 矿矿用无用无线线透地通信系透地通信系统统 技术研究报告技术研究报告 山西浩宇山西浩宇龙龙晟晟电电子科技有限公司子科技有限公司 二二 一五年三月一五年三月 Comment w4 此为封面样板 内容 格式可根据自身项目情况进行调整 大体格式要求如下 鉴定资料之二 鉴定资料之二 技术研究报告技术研究报告 目 录 第一章 项目研究的必要性和重要性 1 1 项目实施的必要性和重要性 1 2 国内外相关研究进展和取得的成果 第二章 技术方案和技术路线 第三章 所解决的关键技术和创新点 第四章 国内外同类研究对比分析 第五章 推广价值及应用情况 第六章 社会 经济效益分析 第七章 存在的问题及下一步计划 1 项目研究的必要性和重要性 1 1 项目实施的必要性和重要性 目前 国际市场上研发双向透地通信的企业屈指可数 主要原因在于国际 矿山安全市场对透地通信需求欠缺 只有一个例外 那就是中国 国际矿山大 国如澳大利亚 美国 智利 南非等都以预防为主 基本能通过先进的安全操 作要求规程要求规范管理 达到提前预防矿难发生 而中国矿山面临的最大问 题就是管理不健全 不完整 以产量为主要目的 从而导致很多可以避免的矿 难还是造成了伤亡 矿难发生之后 政府以及矿山却很愿意不计成本的开展救 援工作 矿难发生之后 井下断电 导致人员定位和原有的有线通信系统丧失 工作条件 导致救援困难 无法及时施救 随着安全意识的提高 中国于 2008 年底开始引入救生船概念 由中税牵头 用于提升井下安全环境 但救生船只能解决逃生问题 还是无法解决逃生问 题 这就迫切需要一个能进行透地通信的设备 用于在矿难发生之后联络井下 被困人员 现今我国矿井灾变后的救援通信还停留在铺设有线通信线路 在可视范围 内布置无线通信装置等阶段 但实际救援时 现场恶劣情况和有限的救援 黄 金 72 小时 使得上述两种方式不合时宜 徒劳无功 而通过预先布置的地面和井下的透地通信系统 可在第一时间与被困人员 取得联系 传递生命信号 打通生命通道 1 2 国内外相关研究进展和取得的成果 当前煤矿井下通信系统主要由有线调度电话系统 无线通信系统 Wi Fi 3G 4G 等 广播系统等组成 其中 无线通信系统 广播系统的基站之 间均为有线通信 只是终端设备与基站为无线通信 一旦发生突发事件时 井 下基站之间的传输光缆有可能被砸断 导致通信系统被破坏 造成人员 财产 救护工作受阻 无线透地通信系统提供了革命性的技术手段 独有的 实时的 双向的语音和数据通信技术 满足了矿山井下与地面的通信需求 为救生舱 避 难硐室与地面通信 矿山救援 远程监测和控制等煤矿井下应用提供了专用的 透地 穿岩的通信链路 目前 该技术属于国际领先 国内首创 2 技术方案和技术路线 KT362 矿用无线透地通信系统是利用本身发射的甚低频信号穿透岩 煤 层到达地下 即靠无线电磁波穿透大地岩 煤 层 通过磁导链接无线通信方 式 实现双向语音和文本数据的通信 可以组成点对点的双向通信链路 从而 实现垂直方向或水平方向等不同角度的透地通信 2 1 系统结构 该系统主要由 地面终端设备 AGU 井下终端设备 BGU 发射天线 接收天 线 耳机 键盘等组成 见下图 KT362KT362 系统连接示意图系统连接示意图 如上图所示 本系统包括井下设备与地面设备两部分 井下主要设备包括 矿用隔爆兼本安型无线透地通信主机 矿用本安型计算机键盘 井上设备包括 无线透地通信地面主机等 2 2 产品特点 本系统具有安装方便 自动连接 通信稳定 双向语音通信清晰 穿透岩 层距离远等特点 穿透岩石等固体物质的实时双向语音 数据的非视距无线通信 与现有的 UHF VHF 对讲 采集传感控制设备 头戴耳机话筒器等能配合 使用 双向语音传输距离 300 450m 文本数据传输距离 300 650m 双向传输速率可达 1kb s 支持 SPR 语音编码 速率 800bps 多种可选数据接口 包括 RS485 RS232 USB 以太网等 采用甚低频 2KHz 6KHz 内置 Linux 平台和 API 接口 文本或文本到语音的人机对话功能 防护等级 IP67 适用于恶劣环境 隔爆兼本安型 地下部分组成框图地下部分组成框图 地上部分组成框图地上部分组成框图 2 3 产品介绍 无线透地通信主机 工作电压 12 5VDC 接口形式 RS485 USB 语音麦克接口 无线传输工作频率 2 6KHz 内部电池供电 工作时间 12 小时 矿用本安型耳机 麦克风 具有 PTT 功能 工作时峰峰值电压 5 2VAC KT362 Z 矿用隔爆兼本安型无线透地通信主机 防爆类型 矿用隔爆兼本质安全型 Exd ib I Mb 工作电压 127VAC 接口形式 RS485 USB 语音麦克接口 无线传输工作频率 2 6KHz 内部电池供电 工作时间 8 小时 矿用本安型 矿用本安型计算机键盘 额定电压 DC5V 工作电流 200mA 传输方式 USB 通信通道 1 路 最大传输距离 2 4 工作的组织与管理 公司成立了课题组 人数 20 人 历时 3 年对透地通信项目设备与系统进行 了研究 并进行了一系列的前期试验 试验如下 a 测试地点 金厂峪金矿 测试内容 双向语音通信 双向文本通信等技术测试 测试结果 设备穿透 280m 岩层实现双向语音 文本通信 矿用本安型计算机键盘矿用本安型计算机键盘 矿用本安型计算机键盘 b 测试地点 榆林煤矿 测试内容 双向语音通信 双向文本通信等技术测试 测试结果 设备穿透 300m 岩层实现双向语音 文本通信 c 测试地点 河北 外石路 测试内容 进行设备的接收灵敏度与接收 极限测试 测试结果 设备在 700 米远距离成功同步实现双向语音 文本通信 d 测试地点 重庆礼嘉地铁站 地铁内部为钢结构隧道 纵深度为 48 米 测试内容 进行设备的接收灵敏度与接收极限测试 测试结果 语音通讯清晰流畅 文本消息没有乱码漏字 3 所解决的关键技术和创新点 解决了甚低频 2kHz 6kHz 透地传输技术 在国内矿井航道复杂的情况下实 现产品化并通过煤安认证 4 国内外同类研究对比分析 国外透地通信技术还不成熟 尤其国外不了解国内矿井的情况 很难解决 国内矿井透地通信的问题 5 推广价值及应用情况 a 隧道塌方救援现场 电力 通信线路完全瘫痪 实现地面与地下的垂直 双向联系或者横向双向通信 b 地铁 隧道施工时地下施工工作面与其他相关人员或者指挥中心的双向 通信 c 消防救护 主要应用于突发性灾难事故现场 在没有有效的通信设施情 况下 使用此便携式无线穿岩通信设备建立及时有效的通信通道 使受困人员 进行双向通信 为救援救护争取时间 以上情况试验中均已实现 6 社会 经济效益分析 应急情况下透地通信弥补了其