物联网技术井下语音广播系统的研究与应用_图文

1、山东煤炭学会工业信息化专业委员会年度工作会议暨物联网推进煤矿信息化学术论坛论文集物联网技术井下语音广播系统的研究与应用石宏杰，杨建新，程海动（临沂矿业集团田庄煤矿，山东兖州）摘要结合田庄煤矿井下通信系统的现状，提出了一种煤矿井下撒人告警系统的设计方集。详细介绍了该系统的各组成部分的工作原理、功能及实现方式，并以井下出现瓦斯事敌力倒对该系统的工作流程进行了说明。该系统基于数字广播扩音技术，以工业以太网为传输介质，可根据报警信息向井下各个工作面发出相应的预案告警信息，并可实现实时语音通话，为矿井抢险救援提供了可靠的技术手段。关键词矿井撤人告警抢险救援扩音广播工业以太网引言系统构成煤矿井下条件恶劣，

2、巷道布置错综复杂，作业地点分散，人员流动性大，且煤矿企业瓦斯、煤尘、水、火、冲击地压等突发性自然灾害事故较多，危害性大，波及范围广。如采取及时、正确的撤离、抢救措施，可最大限度地减少人员、财产损失，降低灾害影响。反之，若抢救不及时，贻误时机，会使损失或伤亡事故扩大，而产生的次生危害不亚于灾害的直接影响。目前，当出现重大事故、需要人员紧急撤离时，地面人员多以电话拨号或手机呼方式通知现场人员撤离危险区域。但由于矿山企业的特点，不可能每名井下员工附近都有固定电话或人手一部移动通信工具，因而会造成部分地点的部分人员得不到撤离通知，贻误脱险时机，或得不到正确撤离、避险的指挥引导而发生意外。本文结合田庄煤

3、矿目前井下广播系统的实际运行情况，设计完成了一套井下撤人告警系统。系统基本方案田庄煤矿地处济宁煤田，井深为，目前具有完整的井下工业光纤环网，其井下具有二水平中央变电所、二水平号变电所、二采区号变电所、一水平中央变电所、主井上仓、西翼绞车房等工作区域，为建设煤矿井下撤人告警系统提供了一个网络传输平台。该系统利用数字广播技术，将有关数字音频传递至各个工作面。通过矿井的主服务器将各种报警信息联网，通过控制终端触发服务器，从而将音频服务器中已经录制好的数字音频信号传送至井下各个工作面，根据报警信息分别发出各种具有针对性的预案告警信息，并可进行语音实时通话。作者简介：石宏杰（一），男。满族、年月毕业子河

4、北工程大学、学士学位、助理工程师、科员、在临矿集团田庄煤矿调度室工作；发表论文情况：已在山东煤炭科技等刊物上发表论文篇。煤矿井下撤人告警系统主要由地面系统管控部分、传输部分、远端矿用扩音装置部分组成，如图所示。地面系统管控部分地面系统管控部分由音源和周边控制设备组成，主要包括音频服务器、多功能网络终端和工作站。音频服务器音频服务器是以太网数字广播系统的控制中心，主要完成终端管理、音频管理等管理功能，为各多功能网络终端、工作站提供数据交接服务，为各网络终端提供定时播放和实时广播控制服务。根据音频服务器的调度，对即将传输到各远端矿用扩音装置的音频流数据进行非压缩数字音频数据处理，保证音频服务器以质

5、量的高比特率与远端矿用扩音装置迸行数据同步，实时处理节目信号。多功能网络终端多功能网络终端主要实现网络资源、网络电台转播、资源转换、音频实时采播功能，可将音频（如卡座、等）采集并转换成数字节目或实时传输，方便重复利用和实时使用。音频实时采播软件可直接将录音卡座、机、收音机、话筒等模拟音频信号实时采集直播到各网络终端。工作站工作站具有在以太网上对煤矿井下撤人告警系统进行直播的功能。通过工作站，各级领导、工作人员可在以太网上直接讲话。也可以单独对部分区域讲话，直接在网上选择和屏蔽播放区域，操作简便，无需人工干预。地面系统管控部分设备放置在计算机网络机房内。广播用麦克风放置在调度指挥中心，地面人员可

6、随时拿起麦克风对井下进行喊话广播。正常情况下，可在网络机房内通过音频服务器和网络广播软件向井下现场播放背景音乐或新闻、宣传报道等。紧急情况山东煤炭学会业信息化专业委员会年度作会议暨物联同推进煤矿信息化学术论论文集下使用麦克风时将自动中断背景音频信号的播放而播发语音喊话广播。煤矿井下撤人告警系统软件具备多音源同时传输、定点广播（对点广播）、编组广播（同功能组别广播）等功能。传输部分系统的传输部分包括两方面内容（）工业以太同平台的数字传输。该部分利用技术，将压缩后的音频信号以压缩打包方式通过光纤传至井下以太网交换机。（）网络广播终端。网络广播终端具有地址，能够处理高速网络信号其采用硬件音频解码，具

7、有自动错功能能够高保真还原的音频信号，且具有音质。在以太网络范围内，任意接人网络广播终端即可连本地广播（本地音源、功放）进行功能扩展。阿络广播终端通过专用的通信电缆将广播信号传进给远端矿用扩音装置，对语音信号放大后发送出去。音频广播半径可根据需要相应提高喇叭的功率来增大广播范围，一般功率为的喇叭，其扩播半径可达。月目口庄煤矿井教告警坑目成今后可根据现场情况将网络广播终端随工作地点络广播终端为一个广播控翩区域，从而将重点防范区延伸，传输介质选用光缆时其延伸距离不璺任何条件域有机地分成多个广播控制区域。限制。远端矿用扩音装置都分在各个地点周围或主要途径场所设置一套远端矿用扩音装置用于向周边发送放大

8、后的语音信号。该装置可采用就地取电后备电源逆变的方式进行供电，眦保证动力电停电后后备电源能够逆变投，确保装置不问断工作。为便于远程区域广播控制，可安设多台网络广播终端每套远端矿用扩音装置根据地点的不同可井接在不同的阿络广播终端上。由于每台固系统工作流程以井下出现瓦斯事故为例对系统工作流程进行简单说明。若井下轨道顺槽出现瓦斯超限报警事故，安全监控上位机显示轨道顺槽瓦斯报警，通过应急平台管理软件触发井下撤人告警系统，系统向轨道巷所在防区的网络广播终端发出报警信号，同时，调度员通过话筒指挥井下作业人员按照瓦斯超限应急预案规定的撤退路线撤离到三采区轨道巷安全出东煤炭学会工业信息化专业委员会年度工作会议

9、暨物联网推进煤矿信息化学术论坛论文集地点。结束语介绍的煤矿井下撤人告警系统与矿井安全紧急处理预案结合，在正常生产情况下。用于井下播放安全语音，对职工安全教育。年月日，在田庄煤矿中顺突水事件中，通过井下撤人告警系统对井下作业人员紧急撤离和抢险救灾提供具有针对性的语音提示信息，从而避免了人员伤亡和减少了灾害的影响，增强田庄煤矿井下抗灾救灾能力，提升了矿井管理水平，增强了矿井处理突发事件的应急救援能力。（上接第页）考勤统计管理提供包含月考勤统计、月班次统计、日考勤查询、下井人数查询、个人月考勤查询、工作面人员查询、当前并下人员查询、定时定点人员查询、报警历史数据查询、当前超时人员查询等功能。月考勤统

10、计：可统计全矿或某部门指定一个月（可指定胃开始日期）内所有人员的下并信息，包含下井班次，累计下井次数等，可选择打印或导出到。月班次统计：可统计全矿或某部门指定一个月内所有人员的下井信息，包含下井班次，每班各下井多少次等；可将查询到的信息直接打印出来，也可导出数据用于工资、津贴发放计算之用。日考勤查询：可按全矿或某部门、指定某天某个时间段条件来查询人员下井记录；并可按卡号、部门、入井时问、工作时长来排序查询、打印和导出数据等操作。下井人数查询：可按条件统计全矿或某部门、某一天或某一个月的下井总人次；了解特定时间段的全矿下井情况，方便制定相关安全管理规范。异常报警管理对识别卡进行授权管理。授权范围

11、包括：工作地点、工作时间、工作路径轨迹、限制区域等。当出现人员在非授权范围活动时（比如脱岗、睡岗、串岗、超时、安检人员或者瓦检人员的轨迹异常），系统自动报警。系统的井下布置在副井口、副斜井口设置读卡分站用于判断持卡人员的上下井情况，进行轨迹查询、人员统计。副井底、一西大巷、东大巷，皮带井、一大巷设置分站用于判断下并人员行动路线。二采区及二采下部、采区、六采区设置分站，用于判断下井人员的出入采区的情况。采区内轨道巷、运输巷等重点区域、限制区域设置分站，判别井下人员是否出入工作区域、限制区域，通过判别时间前后判别出入巷道分支方向。结论系统把下井人员和井下工作环境及考勤管理结合莛来，具有自动监测下并

12、人员经过某个监测点的时间、地点信息，及时加以分析。监控软件具用识别出井下不同类型人员的活动范围、关键岗位、行走路线、到达时间和巡检时间间隔等异常信息的能力。最终达到在保障煤矿生产安全的基础上，最大程度的提高煤矿生产效率。 物联网技术井下语音广播系统的研究与应用作者：石宏杰， 杨建新， 程海动作者单位：临沂矿业集团田庄煤矿,山东兖州 272001本文读者也读过(8条1. 杨林. 伍远冰. 姜进成. 白猛 基于IP矿井物联网平台的报警联动系统实现会议论文-20112. 杨建新. 石宏杰. 程华 物联网技术在全矿井综合自动化系统中的应用会议论文-20113. 张萍 物联网技术在煤矿安全中的应用会议论文-20114. 马兵. 马伟 煤矿安全管理信息传输技术研究与应用会议论文-20115. 谢安 一种新型矿井广播电话系统的研究期刊论文-科技信息2010(286. 赵建