煤炭行業(yè)信息化解決方案

1、1煤炭行業(yè)需求我國是一個煤炭大國，已探明煤炭存儲量局世界第三，煤炭開采量居世界第一。國家 能源對煤炭的依賴性很高，煤炭在我國國民經(jīng)濟領域發(fā)揮著舉足輕重的作用?！笆濉币?guī) 劃中，明確2015年全國煤炭年產(chǎn)量達到37.9億噸。煤炭企業(yè)保持集團化、國有化發(fā)展趨勢。 煤礦數(shù)從2005年的1.8萬減少到2010年的1.3萬。同時形成10個億噸、10個5000萬噸 特大型煤炭企業(yè)，其煤炭產(chǎn)量占60%以上。大部分的私營煤礦收歸國有或由國有企業(yè)監(jiān)督管 理。我國是礦難高發(fā)國家，多年以來，煤礦特大事故不斷發(fā)生，觸目驚心，死亡人數(shù)高舉 各類行業(yè)安全事故首位。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國占世界35%的煤炭開采量，卻占世界80

2、%的煤 礦事故死亡人數(shù)。嚴峻的安全生產(chǎn)形勢，迫使煤炭企業(yè)在國家政策的強力支持下尋求煤礦安 全生產(chǎn)信息化的解決方案和產(chǎn)品。2010年底，國務院發(fā)布了國務院關于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知（國發(fā) 201023號）。2011年初，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布了煤礦井下安全避險“六 大系統(tǒng)”建設完善基本規(guī)范（安監(jiān)總煤裝201133號）。國家監(jiān)管部門從政策上對于 煤礦“六大系統(tǒng)”的建設提出了明確的要求。煤礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”指監(jiān)測監(jiān)控系 統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)、壓風自救系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)和通信聯(lián)絡系統(tǒng)。其中監(jiān) 測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)和通信聯(lián)絡系統(tǒng)均涉及到通信網(wǎng)建設需求。鑒于以上需求，

3、信威通信產(chǎn)業(yè)集團于2012年年初啟動了針對煤炭行業(yè)的礦用McWiLL 無線通信系統(tǒng)的開發(fā)，并與12年年底順利通過國家安標辦頒發(fā)的安標證。2承載業(yè)務礦用McWiLL無線通信系統(tǒng)為煤炭企業(yè)提供了一個基礎通信平臺，結合各類終端和煤礦 的業(yè)務設備，可以為煤炭企業(yè)構建承載綜合業(yè)務的一體化整體解決方案。基于無線的工業(yè)化調度和應急通訊通過礦用McWiLL無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)無線通話和集群調度業(yè)務，可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的調 度管理，并可以滿足應急指揮通訊的需要。視頻監(jiān)控基于礦用McWiLL無線通信系統(tǒng)，可以不受物理連接的限制實現(xiàn)礦井各處的視頻監(jiān)控， 并可以實現(xiàn)移動視頻監(jiān)控和一些難以到達區(qū)域的視頻監(jiān)控要求。人員定位基于

4、礦用McWiLL無線通信系統(tǒng)工業(yè)，可以實現(xiàn)手機和人員定位卡的實時定位和軌跡跟 蹤，滿足煤礦對于全礦井人員定位的需求。自動化數(shù)據(jù)通過無線通道和數(shù)據(jù)終端，可以實現(xiàn)遠程的自動化控制，有效的便利了工業(yè)自動化的 實現(xiàn)。環(huán)境監(jiān)測可以實現(xiàn)移動瓦斯監(jiān)測，對于現(xiàn)有的瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)補充和完善。3礦用McWiLL無線通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡結構*找曾理牌務部Xh；LL美陌t站程抑離換機地面機房L -*S=Si=KX=i曲/本箕菖出怵Lit玉同女額的工業(yè)Hi本賓里撕群 尋排海切I H業(yè)諉本安崖智陸或: 蚤吏懷群手杵#輯iJkia+S工業(yè)以太網(wǎng) 光纖環(huán)網(wǎng)EM雄本安幫工業(yè) 以上網(wǎng)文鍥*1晝尸 八 fcffiLLxftliir如啪漏本食

5、型北I仗MM機 JL0Wl 尊州格安型您匕A；UL宏理基格 、_ 爭F淳陜:x安暇工業(yè) 或去網(wǎng)交換機I圖3-1總體網(wǎng)絡拓撲圖由圖3-1看出，總體網(wǎng)絡可分解為核心網(wǎng)絡設備、基站設備、終端設備，通過傳輸層 構建組成。3.1傳輸層McWiLL系統(tǒng)網(wǎng)絡利用已經(jīng)建設的IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡作為骨干傳輸鏈路，構建基于IP網(wǎng)絡的 語音數(shù)據(jù)綜合業(yè)務平臺。系統(tǒng)網(wǎng)絡通過部署McWiLL基站進行構建，基站間傳輸利用工業(yè)以太網(wǎng)構建的自愈光纖 環(huán)網(wǎng)，系統(tǒng)終端采用無線方式與McWiLL基站進行通訊。根據(jù)煤礦的實際網(wǎng)絡現(xiàn)狀，也可采用已有的其他鏈型、星型、樹形或網(wǎng)狀以太網(wǎng)架構 進行傳輸。3.2核心網(wǎng)絡設備核心網(wǎng)絡設備包括SAC（Ser

6、vice Access Controller，業(yè)務接入控制器）和各子系統(tǒng) 平臺。SAC負責對基站設備和終端設備的管理、維護工作，對用戶可以使用的業(yè)務進行管理和 控制，包括業(yè)務的登記、變更、存儲，并根據(jù)這些業(yè)務信息對用戶所使用的業(yè)務進行控制。 業(yè)務接入網(wǎng)關與基站之間通過的IP專網(wǎng)進行連接。各子系統(tǒng)平臺包括觸屏式調度平臺、系統(tǒng)網(wǎng)絡管理平臺、人員定位平臺、視頻監(jiān)控平 臺和工業(yè)自動化平臺等。SAC可通過IP網(wǎng)絡與原有的程控交換機連接，實現(xiàn)有線和無線語音的互聯(lián)互通。SAC 可通過IP網(wǎng)絡與運營商提供的語音和數(shù)據(jù)接口對通，實現(xiàn)廣域網(wǎng)連接和PSTN語音接入。3.3基站設備基站設備包括井下礦用隔爆兼本安型Mc

7、WiLL無線基站和地面型McWiLL基站設備。井下礦用隔爆兼本安型McWiLL無線基站提供以太網(wǎng)光電接口，連接井下隔爆兼本安 型工業(yè)以太網(wǎng)交換機，實現(xiàn)井下無線信號的覆蓋。地面性McWiLL基站設備與地面性工業(yè)以太網(wǎng)交換機連接，實現(xiàn)地面無線信號的覆蓋?；究梢酝ㄟ^VLAN標簽完成業(yè)務流和網(wǎng)管流的分離，以便于業(yè)務的隔離和管理，保證 系統(tǒng)的安全性。對于終端的數(shù)據(jù)、視頻及定位等服務，終端設備與基站之間建立基于McWiLL網(wǎng)絡的無 線透明橋接，將數(shù)據(jù)業(yè)務透明傳輸至IP有線網(wǎng)絡；手機語音和集群調度業(yè)務，經(jīng)由基站和 SAC后完成呼叫控制和媒體接續(xù)。3.4終端設備McWiLL系統(tǒng)可在井下提供多種類型的終端接入

8、。工業(yè)級本安型集群手持終端，可實現(xiàn)移動語音業(yè)務和集群調度業(yè)務。工業(yè)級本安型智能PDA多媒體集群手持終端，可實現(xiàn)移動語音業(yè)務和多媒體集群調度 業(yè)務，并可在終端上實現(xiàn)各類移動信息化應用。礦用工業(yè)級本安型數(shù)據(jù)終端，提供RJ45以太網(wǎng)接口和RS232接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)和視頻接入；終端實現(xiàn)的各類功能和應用，與核心網(wǎng)絡設備中的相關業(yè)務平臺進行數(shù)據(jù)交互。4礦用McWiLL無線系統(tǒng)的優(yōu)勢可同時實現(xiàn)井上和井下的無線覆蓋礦用McWiLL系統(tǒng)工作在1800MHz專用頻段，與運營商的頻段完全錯開，可同時實現(xiàn)井 上和井下的無線覆蓋。同類方案中，僅有McWiLL和WiFi可實現(xiàn)井上覆蓋，其余方案均涉及和運營商頻段重 疊而不能實

9、現(xiàn)井上覆蓋。超長的覆蓋距離礦用McWiLL基站采用隔爆兼本安的防爆方式，可采用較大的設備額定 功率。單基站在巷道可實現(xiàn)半徑700米，覆蓋1.4KM的無線信號覆蓋。在地面工作于1800MHz 頻段的McWiLL基站最大覆蓋半徑可超過15km，城區(qū)單基站典型覆蓋半徑可達13km。同 時，McWiLL的智能天線技術通過空間波束賦形可有效提高鏈路預算，從而保證較大的覆蓋 范圍。同類所有方案中，McWiLL方案的覆蓋范圍遠遠超過其他所有方案。更大的覆蓋范圍， 意味著在同樣的巷道長度或覆蓋面積下，McWiLL方案所需要的基站數(shù)量遠遠小于其他方案， 從而有效的節(jié)省了建設成本，并降低了工程難度。寬窄帶一體化的

10、多業(yè)務綜合接入礦用McWiLL系統(tǒng)綜合了語音和數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，使得可以通過一個系統(tǒng)承載多種綜合業(yè)務， 成為真正寬窄帶一體化的多業(yè)務綜合接入平臺，為煤炭行業(yè)綜合信息化平臺的建設奠定基礎。針對煤炭行業(yè)的需求，礦用McWiLL系統(tǒng)可以實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)等基本業(yè)務，也可以承載 應急調度、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、人員定位等多種業(yè)務，真正實現(xiàn)了多業(yè)務綜合接入平臺。穩(wěn)定高質量的語音通話，真正的集群調度功能基于空中接口的高品質的語音通話質量，媲美有線通話。大大優(yōu)于完全基于VOIP的WiFi方案。同時，McWiLL寬帶多媒體集群系統(tǒng)基于空中接口的下行共享信道實現(xiàn)語音組呼功能，組呼 呼叫時延和容量等性能指標均符合集群調度應用

11、要求，支持話權搶占、動態(tài)重組、優(yōu)先級呼 叫、遲后進入、強插強拆等傳統(tǒng)集群功能，支持無線虛擬專網(wǎng)，通過圖形化調度臺可實現(xiàn)用 戶狀態(tài)的實時呈現(xiàn)、監(jiān)聽錄音、視頻轉分發(fā)等指揮調度功能。完整的集群調度功能，也是其他所有方案均不具備的。集群調度功能，可以促進煤礦 的生產(chǎn)管理更加高效流暢。利用工業(yè)以太網(wǎng)交換機的光纖環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)基站傳輸?shù)V用McWiLL系統(tǒng)可利用煤礦原有的工業(yè)以太網(wǎng)交換機架構的光纖環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)井下基站 的數(shù)據(jù)傳輸。一方面節(jié)省了光纖投資，大大降低施工難度；另一方面，可利用光纖環(huán)網(wǎng)的自 愈特性，實現(xiàn)傳輸線路的高可靠性。這一方面，明顯優(yōu)于TD-SCDMA系統(tǒng)目前采用的BBU+RRU自建光纜的架設方式。高數(shù)據(jù)

12、帶寬，上下行帶寬可調礦用McWiLL系統(tǒng)承繼了 McWiLL無線接入系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)吞吐量的優(yōu)勢McWiLL寬帶 系統(tǒng)單基站提供15Mbps的凈吞吐量。同時，可根據(jù)實際業(yè)務需求實現(xiàn)上下行帶寬的靈活調 配。這方面大大優(yōu)于采用公網(wǎng)3G通訊制式的方案，如TD-SCDMA、WCDMA、小靈通等。此類 公網(wǎng)制式，或本身數(shù)據(jù)帶寬較小，或上下行帶寬不對稱而導致上行帶寬很小，不能滿足專用 網(wǎng)絡中，對于上行帶寬的高帶寬要求。礦用McWiLL系統(tǒng)的這一特性，決定了其真正可以在煤礦應用中承載視頻、數(shù)據(jù)采集等 高帶寬應用。完善的安全可靠保障，完善的QoS/GoS保證McWiLL系統(tǒng)擁有完整的鑒權、加密方法，系統(tǒng)被盜用的成本極高。因為信道資源的充 足，McWiLL為無線通信提供了可靠的編碼保護，保證指令的正確傳輸。具體來說，McWiLL 系統(tǒng)的安全性主要體現(xiàn)在終端設備鑒權接入、空中接口安全可靠、用戶獨享安全通道等幾個 方面?？罩薪涌谥С置嫦蚪K端的帶寬管理，可對不同用戶等級提供不同的帶寬管理策略；支 持基于業(yè)務類型的QoS，