煤矿信息化技术

1、.：.；煤矿信息化技术第1章 信息化建立概述煤矿信息化建立是一个多学科、多专业、复杂技术交融的综合运用领域，是一个庞大而复杂的系统工程。煤炭企业信息化建立相对电力和石油企业起步较晚，信息化建立过程缺乏一致的规划，已有系统的运用功能滞后，信息化对业务支持力度尚显薄弱。目前，运用系统的整体规划和建立是煤炭企业信息化建立的重点，且存在较多问题，具有较高难度。它不仅要面对设备、管理、人员，还要思索复杂、恶劣的自然条件，这就决议了煤矿信息化建立必需包括消费、管理、市场、平安、地理等诸多信息系统。我国煤矿信息化存在的主要问题表如今：1、信息任务流程不规范。企业的任务流程大多是自然构成的，且同类企业之间的任

2、务流程不一致，存在许多计算机系统难以处置的地方，给信息系统的开发、维护及推行呵斥困难。2、信息开发过程不规范。由于缺乏相应的信息系统开发规范，使信息化建立处于随意地私搭乱建的形状。3、信息系统不规范。没有一致的信息分类及代码等规范来协调信息系统的建立，构成了兼容性缺乏的信息“孤岛。4、信息化任务相对滞后。企业对于信息化理念认识缺乏，资金投入缺乏。5、信息管理构造不健全，信息技术人员严重缺乏。6、缺乏研发才干。很多引进技术需经过消化吸收和与企业管理交融，继而在充分了解和吸收信息知识的根底上进展创新。1.1 信息化建立历程与开展趋势煤炭工业信息化主要义务就是利用电子信息技术提升和再造煤炭企业，加快

3、煤炭工业的技术创新、管理创新和体制创新，提高消费力程度和经济效益，确保平安消费，提高企业的市场竞争力，整体优化晋级传统的煤炭工业。煤炭工业信息化阅历了“七五起步、“八五稳定、“九五调整、“十五开展、“十一五整合的几个阶段。自2001年起，煤炭价钱恢复性上涨，全行业根本改动了亏损的局面，煤炭产销两旺。特别是进入2003年，煤炭价钱一路攀升，煤炭行情呈供不应求之势。行业的开展也促进了行业信息化的大投入、大开展。煤炭行业信息化已同行业总体开展战略融为一体：其一是信息化已融入群体开展战略；其二运用现代电子信息技术提升煤炭综合消费力，实现高产高效平安消费方式；其三是信息化根底建立已具备一定规模。国有大型

4、重点煤炭企业在信息化方面处于领先位置，代表了我国煤矿信息化获得的效果。1、配备现代化：大量自动化、精细化、数字化的大型技术配备的运用，提高了消费的准确度、平安和效率。2、系统自动化：运用电子信息技术在煤矿消费的采、掘、机、运、通、平安监测、地面洗选等各作业方面建立了自动化子系统，且近年来综合自动化集成方面也有普遍运用，实现了消费过程自动化。3、管理信息化：除了大力开展自动化技术运用外，在管理信息方面，各企业实施了ERP、消费指挥调度系统、地测信息系统、企业门户网站、办公自动化等运用系统，其中ERP/MIS系统包括了物资、财务、人力、销售、工程、技术等主要业务方面，成为煤炭工业企业运转的信息平台

5、。面向国民经济建立主战场，围绕煤炭行业信息化的开展要求，将信息化技术与设计、消费、管理、平安相结合，整合资源，以信息技术支撑新兴的煤炭工业，深化广泛地开展煤炭行业信息化技术的推行运用，用高新技术改造煤炭的传统产业，提高煤炭企业的中心竞争力，提升煤炭行业的整体竞争力，是煤炭行业信息化长期而又艰巨的义务。1.2 信息化支持企业中心战略伴随煤炭企业大集团战略的开展，企业信息化建立也要在集团整体开展战略的指挥棒下，寻觅与之相顺应的开展战略和建立方式。煤炭企业中心战略主要表如今以下3个方面：1、产业开展以煤为主、相关延伸、多元开展。2、集团管控加强战略规划，实施人、资、财、物垂直管理。3、业务运营平安消

6、费为本，提高营销程度。中心战略的实现无法靠传统手段，企业必需借助信息技术来支持这种战略，运用信息技术来获得消费技术的提高、效率的提高、本钱的降低以及对市场的快速反响。煤炭企业的信息化战略应该关注以下4个方面：1、以整合集团信息资源为根底，实现企业信息纵横交互。2、以建立运用系统为中心，全面支持企业集中控管和专业运用。3、以完善根底设备为重点，打造坚强的煤炭平安消费管理平台。4、以加强者才队伍建立为保证，提升信息化运用绩效。1.2.1 企业集团管控方式企业面对如此众多的业务和组织单元，如何建立起有效的管控方式，确保战略目的和运营方案的实现，是集团管理需求思索的中心问题。管理方式功能和人员配置财务

7、控制方式战略控制方式运营控制方式财务/资产集团规划/SUB战略监控/投资管理收买、兼并公关财务/资产集团规划/SUB战略监控/投资管理收买、兼并公关人才培育法律审计集团营销现金管理人才培育法律审计集团营销R&D采购/物流销售网络人事管理监控实施与资源协调财务预算和控制集团战略的实施和控制子公司/分支机构运作的管理和控制业务运营运营单元战略业务单元/利润中心决策中心下属公司角色财务/资产集团规划/SUB战略监控/投资管理收买、兼并战略制定公关人才培育法律审计营销现金管理总部组织机构的管理价值方式价值指点方式升值提升方式价值倍增方式集权集权与分权相结合分权权限方式中心功能集团下属公司图1-1-1

8、集团管控方式图集团管控方式如图1-1-1所示。对于煤矿企业集团来说，资产运营和方案管控是其集团管控的根本方面。作为资源型企业，对资源开采利用的有效规划与方案是其运营管理的中心。煤炭企业集团需求建立以方案管控为中心的集团运营管控体系，表达以方案为驱动，对人、财、物集团中心资源高效管理机制。1.2.2 企业整体信息化需求模型企业整体信息化是指：企业利用现代信息技术，经过信息资源的深化开发和广泛利用，不断提高消费、运营、管理、决策、效力的效率和程度，进而提高企业经济效益和企业竞争力的过程。也就是要实现企业消费过程的自动化、管理方式的网络化、决策支持的智能化和商务运营的电子化。 包含内容企业整体信息化

9、包含3个方同的内容。1、产品设计和制造信息化，包括利用信息技术改造消费制造过程，用信息技术创新、改造传统产品和优化提高产品的设计开发才干；2、企业管理信息化，是用信息技术改造、优化企业的消费、管理、效力等流程，提高企业经济效益和竞争力；3、提供企业信息化的信息技术配备、产品和效力，要有一批先进、适用的信息技术配备、产品和效力商作为支撑，以协助 企业完成信息化的义务。 根本义务普通来说，企业整体信息化的根本义务包括：1、企业根本管理和业务信息的集成化，包括跨公司、跨部门数据的充分共享；2、文件的电子化，利用计算机来替代传统的手工操作，提高任务效率与准确性；3、强化企业内部控制，实如今线业务审批和

10、监控，躲避或降低内部营运风险；4、经过对业务数据的提取和分析，支持企业的绩效考核和决策功能；5、建立企业对外信息平台和交互渠道，经过企业间的在线协作，降低本身的运营本钱，加强市场竞争力。 信息化建模从信息化的要求出发，结合煤炭行业实践，对煤炭行业企业实行企业建模，确定管理的层次架构。管理层次架构在企业信息化建模领域被称之为企业集成模型。根据煤炭企业的管理实践和计算机集成制造CIM理念，将煤炭企业划分为决策层、方案层、执行层、控制层4个管理层级如图1-1-2所示。时机挑战方案指点规范约束市场环境战略目的道路方针宏观决策决策层方案层执行层控制层设 备方案规范规范调度指令规范规范操作指令竞争力奉献信

11、号信息绩效图1-1-2 煤炭企业管理层级划分决策层主要担任企业战略目的的制定、职能战略的决策；方案层主要担任业务域的职能规分与分析；执行层和控制层都属于详细的业务运作体系，其中执行层主要担任详细职能事务管理与操作；控制层是针对高度自动化系统替代人工进展业务操作和管理而提出。详细到各业务域，管理层级的划分情况能够会有所差别。例如，消费制造包含控制层又称为设备控制层、设备操作层、操作层，市场营销最低为执行层，无对应的控制层概念。各管理层级对信息化有如下要求。决策层：提供使企业决策者把握企业运营全局的手段，可以将决策者的企业战略目的分解成各部门的日常任务目的，具有与各级人员直接沟通的信息渠道。方案层

12、：需求为煤矿企业本部各管理部门，尤其是工程、采购、制造和物流、财务、人力资源等部门的管理提供信息系统，在各业务域的管理职能域间的内部资源规划、方案、协调的根底上，实现管理职能域之间的协调，实现业务域之间的资源规划、方案和流程设定上的协同和衔接，促进煤炭企业整个公司层面的资源合理规划和利用，综合利用各种科学的运营规划方法和管理手段实现内部价值链、供需链的优化。执行层：根据方案层下达的资源规划、方案、流程规范和管理规范，为煤炭企业工程、采购等部门运作人员及公司层面消费调度指挥人员、各消费点和物流体系的管理者提供相应的高效运作和精细管理的信息支撑手段。对消费制造和仓储物流等存在控制层业务域而言，执行

13、层的信息运用功能要特别表达在对控制层业务消费过程、仓储、物流的调度指挥和优化指点上，兼有消费和管理的信息元素和业务特征。控制层：为下属矿井单位提供自动化的消费调度及指挥手段，为物流仓库提供调度与监控手段。提高消费效率和产质量量，降低本钱，实现消费过程高度自动化和信息化。作为资源型和资产密集型企业，无论是本钱战略还是资产资本战略，其以物资为龙头、人财物为中心的运营管控，一直是其运营管理的中心内容。在业务功能模型中，有关运营方案、物资采购、本钱核算、设备管理、财务管理、人力资源等内容将是煤炭企业在集团中心业务信息化建立上关注的中心内容之一。1.3 企业信息化目的1.3.1 总体目的根据行业特点、煤

14、炭企业本身特点和战略开展需求，煤炭企业信息化总体目的可归纳为：采用先进的信息技术，构建功能强大、运转稳定的信息根底设备，开发支撑业务单元和资源有效协同动运作的信息运用系统，实现企业的价值链优化、管控一体化、资源集约运营，为提升企业资产运营才干提供科学决策支持，为实现企业的开展战略提供信息技术支持。在总体目的下，煤炭企业集团信息化建立愿景是“数字企业，矿井建立愿景为“数字矿井。“数字企业其内涵是对企业信息资源进展总体规划和充分利用；其外延表现为其中心价值链业务执行自动化、管理信息化、决策智能化，全面提高企业运营效率、运营效益和中心竞争才干。“数字企业模型如图1-1-3所示。图1-1-3 “数字企

15、业模型图数字企业数字化管理自动化消费和物流智能决策“数字矿井其内涵表现为对自动化技术和信息技术的充分利用，改动消费作业与消费管理，改善平安消费管理时效，提高消费效率、平安保证，促进高产高效矿井建立；其外延表现为消费过程自动化、综合自动化和消费执行系统建立，全面高矿井消费过程平安性、可视化、实时性、可靠性和消费力。“数字矿井提出了煤矿矿井信息化建立的愿景。“数字矿井模型如图1-1-4所示。集团/矿井管井信息系统、OA、信息门户Web GIS、过程监视画面、网络视频、消费报表、MES信息发布、MES设备管理(设备实时监控、设备效能分析、设备形状检测及缺点诊断)、消费平安管理、能源管理、消费调度、紧

16、急救援、统计分析、一体化监控平台综合集控功能预案报警联动系统、地理信息系统、大屏幕显示系统、紧急处置系统、单元集控功能电力调度子系统、原煤子系统(采煤任务面自动化系统、井下原煤保送带运输系统、装卸载及主提升系统)、辅助运输子系统(井下轨道运输系统、副井提升系统、地面排风系统)、选煤外运子系统(选煤厂集控系统、储煤厂集控系统、快速装车系统)、通风及平安子系统(平安监控系统、通风机电控系统、瓦斯抽放系统、注氮系统、井下降温系统、井下排水系统)、辅助子系统(压风系统、锅炉房系统、日用消防水系统、矿井水处置系统、地面消防系统)、人员平安检测子系统、管控效力器SCADA/HMI Server综合自动化数

17、据通讯系统工业骨干网络、系统接口设备现场监测监控设备系统井上、井下图1-1-4 “数字矿井模型图1.3.2 现实目的煤矿信息化的现实建立目的为：1、运用计算机技术、网络技术、信息技术、控制技术、智能技术和煤矿消费工艺技术，实现企业的运营、消费决策、平安消费管理和设备控制等信息的有机集成；2、经过运用软件，实现运营管文科学化，消费方案、消费平安调度、消费过程控制最优化；3、保证煤矿消费平安，提高产量和质量，提高企业经济效益和竞争才干；4、提高对客户多种要求的呼应才干。现实建立目的最终表现为煤矿的高度信息化、自动化、高效率、高平安和高效益。企业内外门户管理驾驶舱业务流程商业智能数据仓库业务视图报表

18、中心业务活动监测协同办公系统集团决策层集团业务层数字矿山模型平台及运用矿井供电设计与计算系统矿井消费辅助设计系统地质丈量管理系统基于GIS的矿山三维地理地质模型平安消费与机电设备管理煤质管理系统本质平安管理系统采购供应链管理系统煤炭消费综合管理系统信息化点检系统企业资产管理系统ERP企业资源方案系统工程管理系统人力资源管理系统财务管理系统其 他矿井供电设计与计算系统矿井消费辅助设计系统SOA架构MES层监测系统消费动态管理系统设备运转管理系统作业效率管理系统消费本钱管理系统方案调度管理系统应急指挥人员管理综合分析数据采集/实时数据集成控 制 层消费过程自动化系统矿井工业电视系统自动化调度系统压

19、风机监控系统地面高位水池监控系统地面锅炉房监测系统选煤厂集中控制系统快速装车站监控系统矿井变电所监控系统矿井通风机监控系统井下排水监控系统辅助运输(提升)监控系统井下保送带运输监控系统地面污水处置厂监控系统任务面监控系统掘进保送带及掘进综采任务面监测系统辅助运输(提升)监控系统井下保送带运输监控系统任务面监控系统掘进保送带及掘进综采任务面监测系统矿井平安管理系统根底设备现场总线工业以太网根底设备主机/存储系统软件网络通讯主机/存储网络图1-1-5 煤矿企业信息化总体架构图1.4 企业信息化总体架构根据煤炭企业业务特点、管理方式、开展战略需求，信息化总体架构通常如图1-1-5所示。总体架构突出各

20、业务管理层的规划，按照煤炭集团主业务管控架构方式，如上图所示，业务系统信息化主要分成：集团决策层、集团业务层、MES层、控制层。集团决策层：为管理者提供其决策所需的信息内容、信息组合分析，是企业级系统的最高层次运用，主要包括企业内外门户、协同办公系统、管理驾驶舱、商业智能/数据仓库、报表中心、业务流程、业务视图、业务活动监测等。集团业务层：面向集团的日常业务活动，实现业务目的控制和专项资源调配，主要包括数字矿山模型平台、平安消费与机电设备管理平台、ERP企业资源方案系统平台。MES层(消费执行系统层)：提供对一线消费现场的实时监控和远程控制管理及消费平安执行协调管理，主要包括消费动态监测系统、

21、设备运转管理系统、作业效率管理系统、消费本钱管理系统、方案调度管理系统、应急指挥管理系统、人员管理、综合分析等模块。控制层：经过消费过程自动化系统和矿井平安管理系统两大平台对平安消费进展监控监测，对有关的各类子系统进展运用。1.5 信息化的组织保证体系针对企业信息化工程存在的众多问题，正确认识企业信息化的内涵与本质，提供信息化工程胜利的组织保证体系，具有重要的现实指点意义。国内企业信息化工程组织保证体系的缺乏，主要在以下3个方面的缘由：1、对企业信息化工程组织保证体系的重要性认识缺乏。以往普遍以为建立企业信息化就是建立运用系统，对系统的规划、日常管理、风险控制缺乏配套细致的思索。2、缺乏先进实

22、际和实际的指点。与企业信息化工程组织保证体系相关的COBIT等规范引入国内较晚，信息化工程组织保证体系规范的相关人才缺乏，国内企业对相关实际的研讨、吸收缺乏，对这些规范如何与国内企业特点相结合缺乏阅历，企业想搞好管控任务，但不知从何做起。3、国内大多数企业只注重进展中心的业务系统建立，无暇顾及信息化工程组织保证体系才干的提升，缺乏必要的管理制度和检查细那么。上述这3个方面的问题在企业中非常普遍。随着企业根底信息系统的建立完成，企业对系统的依赖性加强，强化企业信息化工程组织保证体系就必然成为企业信息化重点思索的内容。企业信息化工程是一项系统工程，组织保证体系是确保企业信息化正确、有效、胜利实施的

23、原那么与方法。建立企业信息化组织保证体系应从以下几方面来思索：1、企业信息化是一项复杂的系统工程，它的实施自始至终都需求企业最高管理层的支持。其中，有对企业流程再造需求的支持，有组织协调任务和普及培训任务的支持，甚至还会有突破旧习惯权利的抵抗等方面的支持。2、企业信息化要有长期的、独立的组织机构来支持。该机构除主管网络建立以外，还要有一个有效的任务小组。该小组能把企业变革方案的实施和信息系统的建立结合起来，协调和指点企业管理部门的职能、人事等方面的建立、企业消费运营活动采购消费、销售、效力等、各环节数据规范化、企业任务流程规范化建立和信息系统建立。3、在信息化工程中，人才匾乏，特别是工程担任人

24、、技术担任人的匮乏是最大的难题。工程担任人应由懂技术、重规范、思绪明晰、工程阅历丰富、沟通才干强、事业心和责任心突出的人员担任，在工程中其角色承当着目的把控、协调沟通、团队建立、节点控制、实现经济目的等义务，这一切都建立在对合同的充分了解和认识的根底上。技术担任人那么更强调沟通才干和技术背景，在工程中承当着技术把关、问题协调、技术指点、团队协同、落实规范等义务。此外，为人、处事、性格等要素也是工程担任人、技术担任人不可或缺的选人条件。因此，要注重人才的培育和运用。4、根据企业的实践情况，制定相应的管理制度，并进展严厉的监视检查，贯彻实施。重点是保证曾经实施的工程发扬其应有的作用，保证各种系统可

25、以正常、稳定和平安的运转，在系统出现各种缺点的情况下，可以尽快恢复系统正常任务。在实现信息化的根底上，工矿企业可根据本身实践情况，将井上、井下固定消费岗位转换为巡检岗位，实现无人值守，减岗提效，充分发扬信息化工程的作用。1.6 信息化风险分析信息化建立工程是一项高风险的系统工程，风险影响要素相对较多，只需在信息化建立之初充分认识和躲避相应的风险，才干保证信息化建立的有效实施。企业信息化建立的风险，按照风险来源分为两大类型：企业外部风险和企业内部风险。按照风险存在的阶段可以分为三大过程风险：规划风险、实施风险和改良风险。1.6.1 外部风险分析企业信息化建立的外部风险包括政治风险、经济风险、社会

26、风险、法律法规风险以及不可抗拒风险等。详细表如今：国家政局的稳定性，经济开展能否稳步增长，煤炭的价钱能否大起大落等。外部风险受国家宏观经济环境和国际市场的影响，根本属于不可控要素。目前，国家政局稳定，经济继续增长，外部风险相对较小，企业应重点关注和躲避内部风险。1.6.2 内部风险分析在企业信息化建立中，应该重点关注和躲避的内部风险包括以下6大风险：1、企业信息化建立的目的不明确，期望值过高。当前，企业内部存在对信息化工程了解的误区，即以为信息化工程就是把如今的管理过程全部用计算机来实现，计算机可以处理一切问题，一切的手工操作都应该用软件来实现。这种误解一方面会把一切的问题、资料、数据都在信息

27、化系统里设置，呵斥系统实施困难；另一方面，会由于期望值的落差呵斥实施的阻力。对策建议： 首先，应该加强企业内对信息化工程的宣传教育活动，提高对信息化工程重要性的认识。 其次，信息化要分清主要矛盾和次要矛盾，总体规划，逐渐实施。信息化工程是一个循序渐进的过程，不是简单地对工具的交换；信息化要处理企业的问题，为企业发明价值，但不是要包罗万象，处理企业的一切问题。 要确定合理的目的，逐渐实施，逐渐见效。2、工程管理失控，方案拖期，本钱超支。有数听阐明，绝大多数工程管理都存在不同程度的方案拖期问题。对企业信息化工程这样庞大而复杂的工程而言，进展科学的工程管理，预防方案拖期和本钱超支问题是一个很值得注重

28、的问题。方案严重拖期会导致企业逐渐失去自信心，接踵而来的问题会使工程搁浅，进而导致工程失败。呵斥方案拖期的缘由有：信息资源规划是一个循序渐进的过程，假设一味地追求做大做全，既分不清重点，又浪费了时间，是得不偿失的；工程没有总体规划，缺乏对实施难度的总体把握，工程方案期脱离实践，工程管理失控，抵御风险才干差，部分问题搁浅导致整个工程的严重拖期等。对策建议： 按照总体规划分步实施的指点思想，循序渐进地展开整个实施任务。 建立有力的组织保证体系。 采用工程监理机制，引人第三方工程监理公司进展工程监理。 建立相应的规章制度及鼓励机制。3、选择软件供应商及其软件产品所带来的风险。实施信息化工程，软件供应

29、商对工程的成败至关重要。企业与软件商之间需求建立长期的协作同伴关系。软件供应商假设半途破产倒闭或者缺乏信誉、实力缺乏、版本不能晋级等，都将直接导致工程的半途夭折。对策建议：注重选择有实力的系统集成商和运用软件开发商。建议企业在调查软件供应商并签署合同时，要确认工程实施的详细担任人及主要参与人员的资质、工程阅历和技术程度，防止出现协作公司宣传一套，实施时又是另一套的局面。同时，建议企业只面对信息化系统总担任商一家，要求其一揽子担任究竟，防止在工程实施过程中出现问题时，责任界定不清。4、根底数据管理不到位，导致系统无法正常运转。根底数据指的是一段时间内固定不变的静态数据，如编码数据、定额数据、员工

30、数据、设备数据等，这些数据对系统的成败至关重要。管理决策建立在及时而准确的数据信息根底之上，才干给企业发明效益；而假设建立在错误的信息之上，将会给企业带来损失或灾难。因此必需注重根底数据的管理任务。对策建议：注重根底数据任务，明确责任，规范管理。5、企业后期投人缺乏，系统后期运转、维护困难。信息化建立是一项长期建立工程，不是一次投资可以处理的问题。企业信息化建立既需求进展软硬件建立投资，也需求进展人才培训投资。企业信息化是一项全新的任务，系统的运转对不同层次的员工提出了不同的要求。目前在企业信息化建立的过程中经常存在的问题是：企业以为软件安装好以后就没有什么问题了，没有必要配备专门的管理人员，

31、也没有必要对相应的人员进展专业的培训。这种误解会呵斥由于缺乏正常的维护，系统能够忽然瘫痪，导致企业消费无法正常进展，大量数据丧失，甚至给企业呵斥无法估量的经济损失。对策建议：注重人员培训。6、片面追求技术先进性的风险企业信息化是利用信息技术改造传统产业的过程，而信息技术本身在发生着日新月异的变化，因此，企业在实施信息化工程的过程中很容易的错误是片面追求技术的先进性，给信息化工程带来无法预见的技术风险。对策建议：信息化建立要讲求前蟾性、适用性和开放性。第2章 信息传输技术煤炭消费环境的复杂性、特殊性导致煤矿事故多发，尤其是艰苦、特大事故时有发 生。传统的煤矿井下通讯系统主要是固定，部分采用泄露通

32、讯，实现井下简单的挪动通讯。由于煤矿井下移开任务人员多，信息沟通往往需求较长时间，地面的指令不能及时传到达井下，井下的情况也不能及时反响到地面。通讯的不便，给平安和消费管理带来了宏大隐患。由于井下作业人员情况不明、通讯网络不畅、手段单一，会呵斥指点层信息不通、指挥不灵、数据不准，不利于及时抢险救灾，导致事故损失扩展。因此，建立完善的煤矿信息传输系统，对煤矿平安消费、抢险救灾具有重要意义。我国的矿用通讯信息传输技术大体阅历了3个开展阶段：第一阶段是有线模拟调度系统、低速有线主站呼叫分站的公用平安监测系统以及扩音、打点通讯等根本通讯、信息传输技术与系统；第二阶段是有线数字程控调度系统、矿井部分无线

33、通讯、现场总线控制等多种现代通讯信息传输技术与系统；第三阶段是基于高速宽带综合业务骨干网络传输平台，有线调度通讯与无线接入相结合的全矿井、全覆盖的高速通讯信息传输技术与系统。煤矿通讯信息传输系统主要包括：消费调度、无线挪动通讯、扩音、救灾通讯、现场总线系统和高速宽带综合业务传输骨干网络等。从目前煤矿通讯信息传输系统的运转来看，各种技术均有运用，整个系统存在着反复建立、管理混乱、信息互通不畅、维护难度大等问题。从技术的开展趋势来看，各个子系统必将一致于IP化技术，运转在TCP/IP协议根底之上，以高速宽带网络为业务传输骨干，成为一个真正意义上的“煤矿综合通讯信息传输系统。因此，高速宽带网络的质量

34、和位置将更加重要。2.1 调度通讯及网络化调度2.1.1 数字程控调度通讯系统调度通讯系统是煤矿平安消费最根本、最有效的通讯手段，具有不可替代的作用。调度通讯系统要求具有强插、强拆、群呼、组呼、会议、录音监听等功能，并且对系统稳定性要求极高，要求具有系统热备份、带电插拔等功能，还需配有不延续电源，以保证在停电形状下不中断通话。目前，煤矿调度通讯系统已从模拟调度系统向数字程控调度系统开展。新一代数字程控调度系统不仅具有数字程控调度机的调度功能，还具有强大的数字程控交换机的管理与办公功能，可实现调度用户与行政用户两网合一，既能顺应数字通讯环境，又能顺应任何模拟通讯环境。同时，我们可以利用先进的光纤

35、传输技术及VOIP网络技术进展智能组网。数字程控调度系统还应具备的其他功能包括办公管理、计费管理、话务管理、调度用户操作等功能。数字程控调度通讯系统普通由系统主机、系统调度部分、数字录音部分、计费管理系统、用户终端和维护终端组成，其中调度主机、调度台及维护终端是系统的根本组成部分，如图1-2-1所示。图1-2-1 数字程控调度通讯系统墓本组成1、系统主机调度主机可以实现一切呼叫功能、交换功能、调度功能及组网功能，同时可根据用户需求采用不同的配置。调度主机可实现调度用户和行政用户两网合一，以充分利用资源。调度主机配置如下：(1) CPU(主控板)。主要由微处置器、控制单元、交换网络、打印口、串行

36、通讯接口等组成，是整机的中心控制部件。(2) DID/DTMF(音频直拨板)。由信号音及双音频接口等组成，能产生各种信号音，有语音信箱和音乐电路。(3) TRK(环路中继板)。由环路中继接口电路、PCM编解码电路和控制电路等组成，环路中继板相互通用。(4) EXT(环路用户板)。由提机挂机检测电路、振铃电路、PCM编解码电路和控制电路等组成，规格一致并能相互交换。(5) MOT(母板)。系统一切电路板之间的内部衔接及与配线架的外部衔接均由母板完成，母板是板与板的总线接口。(6) POWER(电源机箱)。由一次电源和二次电源组成。一次电源将交流220V转换成直流48 V，二次电源将直流48 V转

37、换成5V直流电源和AC75V交流电源，供铃流模块运用。 另外根据配置要求，还可选配PCM中继板、EM中继板、载波中继板、DC/DC板与网管模块板。2、系统调度部分调度员可以经过调度台察看一切调度用户的实时形状，进展调度操作。调度台经过设置按键与被叫号码相对应，使调度台呼叫做到一键到位。调度台分为触摸屏操作台和键操台2种，键操作台根据用户需求可分64键、128键、256键、512键等多种可选。调度台普通需求具有中文来电显示、用户按键指示等功能。3、数字录音系统数字录音系统可对整个数字调度机系统的任何调度总机或分机进展录音、回放、刻录备份、统计、查询、打印等。4、矿用本质平安抗噪声用户分机其主要功

38、能包括拨分机及外线、呼叫调度台、自查本机号码和时间以及会议等。5、维护终端用户可以经过本地LAN局域网进展终端维护、话费查询等各种操作，也可以经过Internet，进展远程维护与话费查询，还可经过E1时隙、有线和无线Modem进展远程网管。维护终端具有实时缺点自动诊断和缺点定位功能，要求公共设备定位到板，用户和中继板定位到详细电路；具有告警信息报告功能，存储于系统中。经过维护终端可显示并在线设置或修正系统一切数据包括系统数据、用户数据、中继数据以及其他必要的参数，可在线晋级CPU主程序，具有话务统计、呼叫记录功能。6、配套产品配套产品包括平安耦合器、矿用隔爆兼本安型综合接入网关。矿用隔爆兼本安

39、型综合接入网关是一种适用于矿井专网建立的智能化通讯设备。该设备采用插卡式构造，配置灵敏，主要为用户提供语音、数据、视颇等多业务的全面接人、交叉复用和传送等效力，是煤矿提供多用户业务接入和复用的完益处理方案。2.1.2 网络调度通讯系统在信息化高速开展的时代，全球几乎一切企业的运作都越来越依赖于信息网络，包括网络、Internet网络等。随着Internet网络带宽的添加，电信网络的IP化，企业对各种增值运用需求的添加，出现了各种网络调度通讯系统，将全套的语音、数据、互联网效力和丰富的增值业务运用整合到单个系统中，以模块化的方式提供厂矿企业所需的各种功能，满足不同用户的需求。网络调度通讯系统交融

40、了IP通讯、多种数据业务和丰富的增值业务，既支持模拟接人，也支持IP接入，及IAD网关设备的接人。它具有体积小、灵敏性强、可靠性高、功能完善、维护方便等优点。 网络IP的根本规范网络IP有H.323协议和SIP协议2种根本规范。1、H.323协议H.323规范提供了基于IP网络包括Internet的声音、视频和数据传送的根本规范，它是一个框架协议，与之相关的有传输、控制及视频紧缩等规范。H.323定义了网络传输系统中的4种根本的构成单元：终端(Terminal )、网关(Gateway )、网闸( Gatekeeper和多点控制单元(MCU，Multipoint Control Unit)。终

41、端：终端指IP网络上的客户终端，终端必需支持声音传送，可选择支持视频和数据传送。同时，H.323定义了能传送的声音规范G.711，G.723和G.729等及其互操作的实现。H.323终端支持通讯控制协议H.245和呼叫控制协议Q.931，还包含和Gatekeeper进展通讯的RAS (Registration/Admission/Status协议模块，并支持RTP/RTCP，以进展声音和视频的打包传送。网关：网关主要提供H.323会议终端与其他的ITU-T系列终端如ISDN H.320终端间的互联接口。主要包括传输格式的转换如H.225.0到H.221、通讯控制过程的转换如H.245到H.24

42、2，完成音视频格式的转换和呼叫建立。因此，建立异种网络间的通话如PSTN到Internet需求网关，其他情况下网关可以省略。网闸：网闸主要提供地址翻译、访问控制、带宽控制和区域管理等功能。2、SIP协议SIP是 IETF制定的多媒体通讯系统框架协议之一，是用于建立、改动或者终了多媒领会话的运用层协议。SIP协议基于文本编码，独立于UDP/TCP底层传输协议，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合实现Voice、Video、Conference、Data、Chat等各种业务流程。SIP协议采用Client/Server模型。SIP组网中的SIP Server 由用户代理User

43、Agent、代理效力器Proxy Serve以及Location Server、Registrar、Redirect Server等组成。H.323沿用的是传统的信令方式，比较成熟。H.323符合通讯领域传统的设计思想，便于进展集中、层次控制，采用H.323协议便于与传统的网相连。SIP协议自创了Internet其他的规范和协议的设计思想，在风格上遵照Internet一向坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原那么。 功能要求煤矿综合自动化系统中语音用户量不大，在能实现普通调度的各种功能的根底上，还需求满足以下特殊要求：(1) 能将扩音纳入网络一致管理与交换。(2) 实现挪动通讯与调度互拨。(3)

44、支持全面的传统语音和IP语音网络衔接。(4) VOIP支持IP语音紧缩，实现传统电路语音和IP语音之间的转换和互通。(5) 支持IP中继，可与外部IP语音网络互联或经过广域IP网将多个分支点组成一个一致系统，实现远程无缝通讯。(6) IP分机支持基于H.232和SIP的IP软硬终端和各类IAD，在一个网络上传送语音和数据，易于迁移、添加和变卦。(7) 高质量的IP语音支持语音优先标志(TOS)、动态抖动缓冲区(Jitter Buffer)、语音侦测(VAD)及温馨背景噪声生成(CNG)，Diffserv等语音质量保证技术，确保IP语音通话质量。(8) 采用工业以太环网的网络传输构造，处理传输集

45、成的问题。目前，IP还处于运用的初期，可以实现与调度的互通。当煤矿IP网络管理软件改良与丰富后，IP将完全可以取代现有的调度交换机，实现调度IP化。 IP对传输网络的要求IP语音相对于普通数据业务存在以下差别：(1) VOIP运用对网络延迟性要求极高。当不同语音帧的延迟时间存在差别时，会导致实时效力发生问题。例如，VOIP运用中的延迟差别会降低语音质量，在线路上会产生爆裂声/嘶啦声，长的延迟也会降低以太网的效力质量。(2) VOIP运用对网络传输质量要求也特别高。语音业务属于实时业务，在实时运用中，大量的帧丧失会迅速降低效力质量。由于在实时运用中没有重发，假设不对帧丧失加以控制，这些效力很快就

46、会变得无法运用。(3) VOIP不允许数据帧有过多的抖动。数据包抖动是另一个关键的VOIP以太网目的，由于过多的抖动会导致VOIP或视频流等实时运用出现艰苦缺点。在VOIP运用中，过多抖动会导致中断；在视频运用中，会导致图像起伏不定和像素失真。(4) VOIP需求以太网有足够的质量保证机制。以太网的原理是一个“尽力而为和“贪婪型网络。所谓“贪婪型网络，是指网络中传输的一切运用都尽能够地占用最大资源，假设网络中承载着语音、视频、数据等混合业务，那么别的业务数据会与语音数据争抢带宽，从而能够呵斥对VOIP运用的干扰。IEEE组织针对以太网在这方面的缺乏发布了IEEE802.1p (QUS)规范，用

47、于效力质量控制。IEEE802. l p允许将时间敏感的数据提至队列的头部以减少延时和抖动，从而保证这些运用的正常运转。综上所述，VOIP对传输网络的要求非常高，承载VOIP的网络必需保证高带宽、高可靠性、低延迟、无抖动、极少丢帧甚至不丢帧，并且还必需具备有效的业务控制和规划手段。2.1.3 扩音系统扩音用于消费部分区域的通讯，如保送带沿线，每100m左右放置一套扩音机，可以实现广播式半双工通话。假设出现事故异常，可以经过扩音机给出声光语音报警提示信号；也可以实现开车前声光预警提示。扩音的运用需求和技术开展可分为3个阶段：全模拟扩音、模拟扩音话机网络传输、全数字扩音。 全模拟扩音全模拟扩音采用

48、带拨号和喊话2种功能的扩音，每条保送带的扩音分为一组，一组可设置一个分机号，组内之间可以实现广播式半双工通话。每组经过公用接口可以就近接人矿调度网，同组可以设置3个调度网内的号码，组内任何一部，均可借助矿调度网与设定号码的通话，通话时优先选择第一个设定的。当第一个忙时，自动转接第二、第三个设定的号码。普通把集控室设为第一个号码，这样可以大大方便巡检工与地面控制室的联络。多功能扩音主要特点：(1) 自成系统。无须程控交换机，自成部分系统，最大通讯间隔 5km，最大装机容量25台，特别适用于任务面、运输巷等恶劣环境。(2) 可接入程控系统。经过接口可纳人程控调度交换通讯系统，与设定的某台机通话。(

49、3) 调度功能。可实现全线广播通讯、半双工会话、打点联络、报警和外线等功能。(4) 经济、架设方便。多功能扩音成网便利，仅用一条4芯电缆，衔接主机与一台充电电源和假设干台同型号机即可组成部分通讯信号系统。(5) 平安、稳定可靠。多功能扩音内装浮充电池组，外部供电暂时中断，通讯不受影响，电池内置可恢复保险器件，用作短路维护并确保本安性能。 模拟扩音话机网络传愉扩音可经过适当的语音网关，实现将模拟的扩音信号转换成以太网信号，经过工业以太环网与井上集控室连通。地面集控室可以经过呼叫方式与井下任何一组通话，也可利用控制系统内部网的群呼功能，同时对一切进展通话，即进展语音广播，其特点和优势大大超越现有的

50、扩音。模拟扩音话机网络传输的主要特点：(1) 减少线缆。扩音与井上互通不再需求敷设公用电缆，可利用已有的光纤以太环网下井通道传输扩音信号，大大降低了施工和资料本钱。(2) 双向互通。扩音不再是以皮带传输为中心的封锁系统，与井上集控室可以进展双向互通。(3) 集中控制。集控室可对井下某条、某几条或者全部扩音线路进展单呼、组呼、群呼，可对井下扩音运转形状进展监测。(4) 调度功能。可实现全矿井下广播通讯、半双工会话、打点联络、报答和外线等功能。(5) 经济、架设方便。模拟扩音话机网络传输成网便利，坚持原有模拟扩音构造不变，利用现有的工业以太环网进展语音信号传输。 全数字扩音第二代扩音处理了信号上井

51、和集中控制的问题，但是运用的还是模拟扩音机，在数字化矿山趋势中，这种基于陈旧技术的纯模拟电路话机已逐渐不能满足用户的需求。将扩音以数字电路和数字网络理念重新设计，实现扩音机数字化、信号传输数字化、基于现代工业以太环网集中控制的全数字扩音系统是井下扩音系统开展的必然结果。采用数字化方式任务，信号电缆上传输的是数字信号，具有音质好、传输间隔 远、扩展功能多、便于与数字和网络系统对接等优点。全数字扩音主要特点：(1) 数字语音音质好，无衰减，容错性高，传输间隔 远。(2) 扩展功能多，可以非常方便地添加各类适用需求。(3) 沿线传感器数据采集。采用数字化方式任务的扩音可以搜集皮带沿线的各种传感器的数

52、据和报警信号，集中到一台扩音上，便于进展进一步处置和传输。这些数字扩音在担任采集传输的同时，还能根据传感器的报警信号发出声光报警。(4) 背景音乐广播。采用数字化方式任务的扩音可以很方便地提供一个扩展存储卡插槽，并可不断地反复播放扩展存储卡上的音频文件，而且这类播放不占用广播通讯通道。这些音频文件可以是宜传平安教育方面的内容，也可以是轻松的背景音乐，便于发明平安调和的任务环境。2.2 矿用无线/挪动通讯系统我国的矿用通讯大体阅历了全矿井有线调度通讯、矿井部分无线通讯和全矿井无线通讯3个开展阶段。全矿井有线调度通讯系统到如今依然是矿井通讯的支柱，为煤矿消费发扬了不可替代的作用。我国对于矿井无线通

53、讯的研讨起步较早，早在20世纪80年代就开场在矿井中运用漏泄无线设备。近年来随着煤矿平安信息化建立的开展，现代挪动通讯技术在煤矿的运用也越来越成熟。国内外先后出现了多种无线通讯设备，如采用“漏泄技术作为根底的矿井漏泄通讯系统、采用感应通讯技术的矿井感应通讯系统、采用超低频穿透技术的PED系统、以PHS系统为原型的矿用小灵通系统等。漏泄通讯系统、超低频穿透通讯系统PED系统和对讲无线通讯系统、电力线载波通讯系统属于早期运用的部分无线通讯系统，为我国早期矿井无线通讯作出了很大奉献，但由于抗干扰才干低、通讯效果差、安装本钱过高、可扩展才干差等种种缘由曾经淡出国内煤矿市场。以Mesh网络构造为框架，采

54、用Zigbee、蓝牙和Wi-Fi等无线通讯技术为中心的自组网无线通讯系统目前在煤矿还处于研制、测试及初步运用阶段。如今煤矿井下运用的挪动通讯系统主要采用的技术有PHS技术、Wi-Fi技术、CDMA技术。随着无线通讯技术的开展，无线通讯将替代有线通讯，无线通讯技术在煤矿平安消费中运用将越来越广泛，如井下语音通讯、数据传输、人员位置管理等。基于Wi-Fi和无线工业以太网等无线通讯技术的煤矿井下采掘任务面挪动通讯研讨，近年也获得了较大的进展。因此，可以估计无线通讯技术在煤矿平安消费中有着宽广的开展前景，必将发扬越来越大的作用。2.2.1 漏泄通讯系统漏泄通讯系统由地面基地站、传输通道漏泄电缆、双向中

55、继放大器、终端器、挪动台手持话机、车载电台3部分组成。漏泄通讯的传输体是同轴漏泄电缆，它是专门设计的一种同轴电缆。以穿孔、开槽或疏编等方法，断续或延续且规那么地破坏电缆屏蔽层的完好性，以期在电缆径向长度的周围，经过走漏作用获得均匀延续的电磁场，这种同轴电缆被称为漏泄电缆。漏泄通讯是在地下巷道中敷设一条射频同轴电缆即漏泄电缆，漏泄电缆起到长天线的传输作用，在其周围构成一个延续均匀的电磁场。利用“漏泄场的场强，可以沿漏泄电缆实现无线电收发信机与漏泄电缆馈体之间2个可逆方向相等效的电磁场能量交换，实现地下无线电双向挪动通讯。这样就可以使挪动台与基地台、挪动台与挪动台之间无线电波的远间隔 传播，转化为

56、挪动台与漏泄电缆之间简单的近间隔 传播。国际上比较有代表性的漏泄通讯系统有英国的986L，加拿大的Flexcom，中国的KT6A、KDLT-1。其中，运用情况较好的是Flexcom，任务在150MHz频段，提供32个语音/数据信道、16个图像信道，既可以与光纤网络衔接，又可以与运用普通电线的和数据系统衔接，20世纪末被我国引进，在潞安集团漳村煤矿运用。以Flexcom系统为例，系统构造如图1-2-2所示。图1-2-2 Flexcom漏泄通讯系统构造图漏泄系统的中心是基地站，从基地站出来2条漏泄电缆，分别送到井下不同的程度或方向，也可接地面天线，实现地面挪动通讯。漏泄电缆上每隔350m需加装1个

57、中继器。在基地站中，32路下行信号经频分复用FDM调制在l48159MHz频率范围内，送入漏泄电缆下行传输；32路上行信号占用带宽163174MHz，经解复用后输出给相应的监测、监控系统或交换系统。16路视频信号占据10120MHz频段，单向上行，送给相应的监视器显示。数据信号那么经过无线调制解调器将信号馈入漏泄电缆进展传输。系统还具有矿山井下设备与人员跟踪定位功能利用固定在设备上或人员矿灯中携带的无线信标器和巷道中接纳器的组合来实现对目的的跟踪，经过漏泄电缆将有关信息传输出到地面。利用这些数据，可实现消费的优化调度与管理。在20世纪80和90年代，漏泄通讯在国内外煤炭行业风靡一时，但是这种通

58、讯系统造价非常昂贵，需求在全矿井敷设昂贵的公用传输线，主要缺陷有：(1) 漏泄电缆上每隔350m需加1个中继器，使系统的可靠性变差。由于整个系统全部“串在一根线上，任一中继器和电缆缺点将会呵斥该缺点点以下的全部系统瘫痪；并且随着中继器的添加，噪声逐渐累加，数据丧失、信号失真严重。(2) 各个通道指定用于固定的设备，信道利用率不高。当井下各种监测监控系统和通讯系统都要接人漏泄系统传输时，会出现某些信道长期空闲不用，而总的信道数又不够运用的情况。(3) 挪动台接纳间隔 通常限制在距漏泄电缆30m的范围内，并且藕合技术和漏泄电缆架设技术复杂，维护管理代价高，同时由于漏泄电缆的接纳和发射都采用开放式，

59、抗干扰才干较弱。由于以上缘由，目前这类系统在我国运用极少，只在少数煤矿中作为斜井、提升部分调度通讯运用。2.2.2 PHS小灵通挪动通讯系统PHS技术是数字挪动通讯技术，俗称小灵通，任务在1.91.92GHz，属于第二代的通讯技术相对3G。PHS运用TDMA/TDD作为它的无线电通讯接口，以32K的ADPCM作为其声音传送编码。现代的PHS也可以支持其他一些ISP的增值效力，如互联网窄带通讯、短信、电子邮件，甚至图片传讯。PHS技术适用于小范围的无线电通讯。“小灵通的任务原理是发话用户的手持机发出的信号经过无线传输方式送到基站，基站又将信号经线路送到基站控制器，再经接人控制交换机的交换衔接到受

60、话用户的手持机上。假设用户呼叫的是其他语音网络的终端，那就需求接人交换机经过中继接口将数据送人其他语音网络的交换设备进展转接。21世纪初，煤矿无线通讯系统领域运用最广泛的是基于公共PHS网络的矿用小灵通无线通讯系统。该类系统是利用原中国电信公共通讯领域的“小灵通系统设备，经过防爆处置后运用于煤矿井下，它并没有改动公共PHS系统的逻辑、接口、系统规范，乃至主要构造。国内的矿用“小灵通无线通讯系统种类繁多，如KT18、KT23、KT25、KT26、KT29、KT30、KT31、KTW119、KTW125等，主要的消费厂家包括斯达康(UTstarcom) 、朗讯(Lucent)、中兴(ZTX)等。“