煤礦礦井應急廣播系統(tǒng)技術方案

煤礦礦井應急廣播系統(tǒng)技術方案目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章概述 -1-\o"CurrentDocument"第2章技術優(yōu)勢及系統(tǒng)特點 -4-\o"CurrentDocument"2.1?技術優(yōu)勢 -4-\o"CurrentDocument"2.2?系統(tǒng)特點 -4-2.2.1功能先進 -4-2.2.2音質(zhì)好?響度高 -4-2.2.3接口多樣 -4-2.2.4響應快速 -4-2.2.5使用范圍廣 -5-\o"CurrentDocument"第3章設計原則 -5-\o"CurrentDocument"3.1?先進性?成熟性 - 5-\o"CurrentDocument"3.2?可靠性?安全性 - 5-\o"CurrentDocument"3.3?易操作性 - 5-\o"CurrentDocument"3.4?實時性 - 5-\o"CurrentDocument"3.5?完整性 - 5-\o"CurrentDocument"3.6?可查詢性 - 5-\o"CurrentDocument"3.7?互聯(lián)性和擴展性 - 6-\o"CurrentDocument"3.8?經(jīng)濟性 - 6-\o"CurrentDocument"第4章設計標準 -6-\o"CurrentDocument"第5章系統(tǒng)組成 -7-\o"CurrentDocument"5.1、IP網(wǎng)絡廣播控制主機（音頻服務器） -7-\o"CurrentDocument"5.2、KXT23.1礦用本安型IP網(wǎng)絡廣播終端 -8-\o"CurrentDocument"5.3、KXT23.2礦用本安型IP網(wǎng)絡廣播接口 -8-\o"CurrentDocument"5.4、KXT22.2礦用通信信號裝置分機 -8-\o"CurrentDocument"5.5、KXT22.3礦用通信信號裝置中繼器 -9-\o"CurrentDocument"5.6、本安兼隔爆電源KDW16A -9-\o"CurrentDocument"5.7、 礦用本安型光網(wǎng)絡終端KJJ61A - 10 -第6章系統(tǒng)主要功能 - 10 -6.1、曲目編輯下載功能 - 10 -6.2、 自動播放功能 - 10 -6.3、 實時播放功能 - 10 -\o"CurrentDocument"6.4?終端和調(diào)度講話功能 - 10-\o"CurrentDocument"6.5?終端和其他終端講話功能 - 10-\o"CurrentDocument"6.6?緊急廣播功能 - 10-\o"CurrentDocument"6.7?監(jiān)聽功能 - 11-\o"CurrentDocument"6.8?錄音功能 - 11-\o"CurrentDocument"6.9?巡檢功能（故障自動檢測功能） - 11-\o"CurrentDocument"6.11?在線實時放音功能 - 11-\o"CurrentDocument"6.12、CAD矢量地圖功能 -11-\o"CurrentDocument"6.13?聯(lián)網(wǎng)功能 -11-\o"CurrentDocument"第7章主要技術指標 - 12-\o"CurrentDocument"7.1、 系統(tǒng)容量 -12-\o"CurrentDocument"7.2、 最大傳輸距離 - 12-\o"CurrentDocument"7.3、系統(tǒng)參數(shù) - 12-第1章概述近幾年來,隨著網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場總線的自動控制網(wǎng)絡結構正受到廣泛的應用,我公司也相繼開發(fā)出了基于100M/1000M的全礦井工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)，其他生產(chǎn)廠家也相繼開發(fā)出了大量支持網(wǎng)絡接口的礦用產(chǎn)品。井下工業(yè)以太網(wǎng)的應用日益普及。由于煤礦井下面積比較大,區(qū)域分布比較廣;根據(jù)井下實際情況及功能要求,采用IP網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)，將音頻信號以標準IP包形式在井下局域網(wǎng)上進行傳送.解決傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)存在的長距離音頻功率傳送布線困難?損耗大?音質(zhì)不佳?維護管理復雜、互動性能差等問題。另外，該系統(tǒng)的對講功能可以在緊急情況下,及早將危險區(qū)域的狀況向調(diào)度匯報，為及時掌握前方狀況增加了一個有效途徑。由此可見,IP網(wǎng)絡廣播對講系統(tǒng)有著廣泛的應用前景，潛在的市場巨大。（1）目前國內(nèi)煤礦井下基本上都采用傳統(tǒng)的模擬音頻廣播方式（定壓廣播）其工作原理是將模擬音頻信號直接放大、通過升壓變壓器將其4-16Q匹配阻抗變換到100V定壓方式進行傳輸,到終端后降壓轉換到4-16Q的匹配阻抗上推動喇叭。為降低線路傳輸損耗，一般傳輸距離是幾十米到幾百米。由于技術成熟、結構簡單、性能穩(wěn)定、維護安設簡單、終端便宜，適合于小范圍、對音質(zhì)效果和應用可靠性要求不咼的場所。但是其缺點比較明顯，遠遠不能滿足現(xiàn)在高速交流的信息時代對廣播系統(tǒng)的要求。除了技術落后外，還存在如下缺點，因此傳統(tǒng)的廣播技術逐漸被淘汰：?傳輸距離短、擴展性差。由于傳統(tǒng)廣播技術的音頻信號為模擬信號，音源為模擬音頻，而模擬信號對傳輸距離有一定的限制，超過一定的距離后，需要增加中繼器對信號逐級放大。?抗干擾性能差、音質(zhì)差。模擬音頻受電子元器件自身特性的影響（每個元器件都有熱噪聲），每處理一次都會失真一次（波形發(fā)生畸變），產(chǎn)生一次噪聲積累，處理的次數(shù)越多，噪聲積累越大，信噪比（S/N）越低。同時模擬音頻信號易受環(huán)境干擾，特別是電磁的干擾。途徑線路周邊的大功率電器設備都會對語音信號造成干擾，直接影響通話效果。模擬音頻信號傳輸受線間變壓器帶寬、喇叭尺寸、電纜線徑等因素影響，頻響范圍在200Hz~12KHz,失真度＜10%，無法實現(xiàn)立體聲傳輸。而經(jīng)過幾級放大后的遠距離廣播，語音音質(zhì)會明顯下降。?節(jié)目容量小，不能尋址控制。無法滿足同時廣播和分區(qū)廣播，無法實現(xiàn)點對點尋址廣播。例如地面人員想對某個區(qū)域或某幾個區(qū)域尋呼、講話，定壓廣播無法做至U,只能所有擴音設備同時廣播，無法實現(xiàn)對單點或隨意分組進行廣播。?故障率高。即便某一點出現(xiàn)線路短路故障，將會造成整個廣播系統(tǒng)的癱瘓，這是傳統(tǒng)廣播技術的致命缺點。（2）利用以太網(wǎng)技術進行數(shù)字廣播方式，如目前較為流行的視頻會議、遠程教育、電話會議以及IP電話等，其采用的都是數(shù)字廣播技術。它是利用網(wǎng)絡技術、以網(wǎng)絡為傳輸平臺來實現(xiàn)的數(shù)字音頻傳遞，是目前乃至今后三網(wǎng)合一或多網(wǎng)合一的一個重要組成部分?？梢岳靡呀?jīng)形成的網(wǎng)絡作為傳輸平臺，任意擴展。因此數(shù)字廣播技術已經(jīng)成為事實上的先進廣播的行業(yè)標準。數(shù)字廣播顧名思義就是將廣播信號數(shù)字化（A/D轉換），它是按照一定算法，將模擬音頻信號經(jīng)過采集、量化、編碼、壓縮后的數(shù)字音頻文件（如MP3）或存儲在存儲器上的數(shù)字音頻文件，通過網(wǎng)絡，按照傳輸協(xié)議以數(shù)據(jù)包的形式將音頻文件傳輸至網(wǎng)絡廣播接收端，然后經(jīng)過網(wǎng)絡廣播終端進行D/A轉換后還原成音頻信號，經(jīng)放大后驅動喇叭工作的。每個網(wǎng)絡廣播終端都是一臺具有音頻編解碼和網(wǎng)絡通信功能的嵌入式計算機，并且都有自己的獨立IP地址，像局域網(wǎng)內(nèi)PC組網(wǎng)一樣，按照TCP/IP協(xié)議進行通信。數(shù)字廣播采用高質(zhì)量音頻壓縮格式，而且采用純數(shù)字的傳輸方式，在制作、處理、傳輸過程中不會產(chǎn)生噪音累積，引起信噪比下降而導致信號劣化;而且錯誤率相當?shù)蜕踔潦强梢员苊獾?，因此可以多次復制和傳輸，不論怎么編輯、處理都不會產(chǎn)生額外的噪聲:?信號無損音質(zhì)好，數(shù)字廣播從音源的制作至傳輸全部實現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡化，系統(tǒng)信噪比高，不會在處理、傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)產(chǎn)生噪聲，從而可以獲得比較好的音質(zhì)，也可以進行立體聲傳輸?？赏耆貌糠值V山企業(yè)已建成的井下工業(yè)以太網(wǎng)進行語音信號的傳遞。只要網(wǎng)絡下行帶寬得到128K,就可以十分流暢的傳輸一路立體聲音頻信號。?擴充性強，系統(tǒng)理論最大終端無限制，遠距離傳輸沒有限制。在將來的擴容中，無需購買主機設備，只要有網(wǎng)絡接口，就可以安裝網(wǎng)絡廣播終端，更無須對線路進行改造，也不需要專門布線，不管是光纖、超五類線、數(shù)字微波還是無線網(wǎng)橋，只要網(wǎng)絡連通就可以傳輸數(shù)字音頻廣播?？梢詫崿F(xiàn)智能廣播，以太網(wǎng)本身就是一套雙向網(wǎng)絡，在以太網(wǎng)上通過軟件可輕而易舉地實現(xiàn)智能廣播的定時、尋址、分組等功能。在網(wǎng)絡速度允許的情況下,可實現(xiàn)多路廣播。因為音頻文件是以數(shù)據(jù)包的方式在網(wǎng)絡中傳輸，所以很容易實現(xiàn)多路廣播，把不同的數(shù)據(jù)包發(fā)送給不同的終端就可以了。廣播方式多種多樣，由于網(wǎng)絡廣播終端為網(wǎng)絡設備，具備靈活的IP地址設置，因此地面主機可以通過編程來控制設備的IP,以達到控制擴音喇叭廣播的效果：定點廣播:可對任意終端進行定點廣播獨立廣播:可獨立地對某一終端進行廣播而不干擾其它終端。每區(qū)可獨立廣播:可同時對幾個區(qū)域進行廣播。全體廣播：可對所有終端進行廣播⑸緊急廣播:拿起麥克風即可廣播。宣傳廣播:可播放背景音樂、領導講話、語音宣傳等。緊急呼叫:用戶可按鍵直接呼叫操作臺，進行通話對講。錄音:系統(tǒng)可將調(diào)度員對終端用戶的講話形成錄音文件進行存儲，以便查詢。KXT23系統(tǒng)中用于機房、調(diào)度室的設備,能在下列條件下正常工作：⑴環(huán)境溫度：-30°C~40°C;相對濕度:最大相對濕度95%(+25%);海拔高度:不超過2000m;除有關標準另有規(guī)定外，系統(tǒng)中用于煤礦井下的設備能在下列條件下正常工作:⑴環(huán)境溫度：-10°C~40°C;平均相對濕度:不大于95%(+25C);有爆炸性氣體混合物，但無顯著振動和沖擊、無破壞絕緣的腐蝕性氣體。第2章技術優(yōu)勢及系統(tǒng)特點2.1?技術優(yōu)勢（1）天地（常州）自動化股份有限公司（中煤科工集團常州自動化研究院）是專業(yè)從事煤礦自動化和通信技術?產(chǎn)品的開發(fā)單位,是煤炭工業(yè)煤礦安全儀器儀表裝備的定點生產(chǎn)單位。（2）KXT23系列礦用IP網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)無論是硬件還是軟件均為我公司按照煤礦的特點自主研發(fā)，且系統(tǒng)主要設備均為本安設備,適合井下任何環(huán)境下使用。2.2?系統(tǒng)特點功能先進可對每個網(wǎng)絡終端獨立設置和控制,可單獨?分區(qū)?組合廣播,可任意組成區(qū)域廣播,播出不同的廣播內(nèi)容，網(wǎng)絡終端設備可儲存預制廣播內(nèi)容,定時自動播出。音質(zhì)好?響度高音頻廣播設備具有消除自激和靜噪設計,特別適用于煤礦井下的口語廣播和背景音樂播放。數(shù)字廣播的采樣頻率為44.1KHz、16Bit的高質(zhì)量音頻壓縮格式，而且采用純數(shù)字的傳輸方式,在制作?處理?傳輸過程中不會產(chǎn)生噪音累積,終端頻響范圍為100Hz-10kHz,功放不失真輸出功率為5W,響度不低于lOOdB。接口多樣具有目前煤礦井下通用擴音裝置的接口。具有音頻接口，可連接DVD、收音機、電視機等音源。響應快速在終端任何工作狀態(tài)下（放音、廣播、待機）,用戶按“調(diào)度鍵”即可與調(diào)度員通話,支持多用戶同時和調(diào)度員通話。用戶通過“選擇”操作即可和其他終端用戶通話。在平時該系統(tǒng)也是調(diào)度電話、無線通信、井下擴音電話等其他通信設備的補充,對日常生產(chǎn)可發(fā)揮積極作用。使用范圍廣井下設備為礦用本安型設備,而非隔爆兼本安型設備,可用于煤礦爆炸性氣體環(huán)境,特別是工作面、順槽等危險區(qū)域。第3章設計原則KXT23型礦用IP網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)方案設計遵循以下原則：3.1?先進性?成熟性使用先進、成熟、實用和具有良好發(fā)展前景的技術,使得整個系統(tǒng)既能滿足當前的需求，又能適應未來的發(fā)展。3.2?可靠性?安全性系統(tǒng)在硬件選型、線路、支撐環(huán)境及結構上都選用了高質(zhì)量的材料,并采用了先進的防火墻技術,以確保安裝的擴音終端、接口與布線系統(tǒng),能適應煤礦井下高溫、高濕、瓦斯等嚴格的工作環(huán)境，實現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定。3.3?易操作性以易于使用的圖形人機界面功能,為信息共享與交流、信息資源查詢與檢索等提供了有效的工具。3.4?實時性終端和接口接收的信息和音頻服務器顯示快速反映，充分滿足實時性的需求。3.5?完整性提供與各種外界系統(tǒng)通信的功能，確保信息的完整性并充分利用在整體系統(tǒng)的運作上。3.6?可查詢性讓使用者能隨時查詢信息。

3.7?互聯(lián)性和擴展性充分考慮將來需求的空間,所提供的系統(tǒng)平臺與技術充分配合未來功能及擴充項目的需求，以避免將來重復的投資。標準化、結構化、模塊化的設計思想貫徹始終,奠定了系統(tǒng)開放性、可擴展性、可維護性、可靠性和經(jīng)濟性的基礎。3.8?經(jīng)濟性在一定的資金資源下,盡可能有效地利用資金,以適當?shù)耐度?建立一個盡可能高水平的、完善的監(jiān)測系統(tǒng)。所有設備的選型配置和采購訂貨，堅持性能價格比最優(yōu)的原則，同時兼顧供貨商的資信度和維修服務能力。第4章設計標準GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第1部分:通用要求GB3836.2-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第GB3836.1-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第1部分:通用要求GB3836.2-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第2部分:隔爆型“d”GB3836.3-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第3部分:增安型“e”GB3836.4-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第GB3836.4-2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第4部分：本質(zhì)安全型“i”GB/T9813-2000微型計算機通用規(guī)范GB/T2887-2000電子計算機場地通用規(guī)范GB/T9813-2000微型計算機通用規(guī)范GB/T2887-2000電子計算機場地通用規(guī)范AQ6201-2006《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求》MT209-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術要求MT210-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品基本試驗方法MT/T286-1992煤礦通信、自動化產(chǎn)品型號編制方法和管理辦法MT/T772-1998煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測試方法MT/T899-1999煤礦用信息傳輸裝置通用技術條件MT/T1004煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術要求MT/T1008-2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術要求

第5章系統(tǒng)組成KXT23型礦用IP網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)由網(wǎng)絡廣播控制主機(音頻服務器)、KXT23.1型礦用IP網(wǎng)絡廣播終端、電源和光纜等組成。1.IP網(wǎng)絡廣播控制主機(音頻服務器)IP網(wǎng)絡廣播控制主機(音頻服務器)是KXT23礦用IP網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)的控制中心，完成終端管理、音頻管理等管理功能,為各網(wǎng)絡終端、接口等提供數(shù)據(jù)交接服務，為各網(wǎng)絡終端提供定時播放和實時廣播控制服務。根據(jù)音頻服務器的調(diào)度，對即將傳輸?shù)礁鲝V播終端的音頻流數(shù)據(jù)進行非壓縮數(shù)字音頻數(shù)據(jù)處理，保證音頻服務器以CD質(zhì)量的高比特率與終端進行數(shù)據(jù)同步,實時處理節(jié)目信號。IP網(wǎng)絡廣播控制主機(音頻服務器)實現(xiàn)功能：全數(shù)字化的公共廣播主控機，基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡上運行；?近乎完美的CD音頻效果；終端、接口組成網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)，終端可實現(xiàn)網(wǎng)絡化背景音樂定時播放、分區(qū)廣播、對講等功能；?完善的實時監(jiān)聽功能，可監(jiān)聽終端的現(xiàn)場環(huán)境；?系統(tǒng)可將調(diào)度員對終端用戶的講話形成錄音文件進行存儲，以便查詢。5.2.KXT23?1礦用本安型IP網(wǎng)絡廣播終端防爆型式:礦用本質(zhì)安全型，標記為“ExibI”。?主要技術指標：⑴額定工作電壓:直流18V(由KDW16A-18供電)；工作電流:不大于800mA;響度±100dB(A計權)(1kHz)；失真度W10%(lkHz);⑸接口：三個以太網(wǎng)電口、兩個以太網(wǎng)光口。?主要功能：定時播放廣播；擴音對講；

監(jiān)聽。5.3.KXT23.2礦用本安型IP網(wǎng)絡廣播接口?防爆型式:礦用本質(zhì)安全型，標記為“ExibI”。?主要技術指標：⑴額定工作電壓:直流18V(由KDW16A-18供電)；(2)工作電流:不大于500mA;⑶接口：三個以太網(wǎng)電口、兩個以太網(wǎng)光口；一個與KXT22.1、KXT22.2連接的4芯電纜接口。主要功能:可與KXT22.1、KXT22.2擴音裝置聯(lián)機通話05.4.KXT22.2礦用通信信號裝置分機防爆型式:礦用本質(zhì)安全型，標記為“ExibI”o?主要技術指標：⑴額定工作電壓:直流18V(由KDW16A-18供電)；工作電流:不大于800mA;電池組:Ni-Cr7.2V/700mAh(內(nèi)串限流電阻)。?主要功能：KXT22.2礦用通信信號裝置分機接入擴音系統(tǒng)能實現(xiàn)分機之間呼叫、打點及對講通信、并通過KXT22.3礦用本安型通信信號裝置中繼器實現(xiàn)系統(tǒng)擴音對講通信。5.5.KXT22.3礦用通信信號裝置中繼器?防爆型式:礦用本質(zhì)安全型，標記為“ExibI”o?主要技術指標：⑴額定工作電壓:直流18V(由KDW16A-18供電);工作電流:不大于800mA;電池組:Ni-Cr7.2V/700mAh(內(nèi)串限流電阻)。?主要功能：

KXT22.3礦用本安型通信信號裝置中繼器接入擴音系統(tǒng)能實現(xiàn)KXT22.2礦用通信信號裝置分機與分機之間呼叫、打點及對講通信、并通過KXT23.2礦用本安型IP網(wǎng)絡廣播接口實現(xiàn)與IP網(wǎng)絡廣播終端擴音對講通信。5.6.本安兼隔爆電源KDW16A電為井下終端和接口供電，其后備電池可保證在交流電停情況下，數(shù)據(jù)監(jiān)測站可連續(xù)工作2小時以上。電技術參數(shù)：?輸入:AC127V、220V、380V或660V;?輸出：DC18V±8%;?備用電源功能。⑴轉換時間：0S；(2)電池容量:12V4.0Ah,2節(jié)。5?7■礦用本安型光網(wǎng)絡終端KJJ61A實現(xiàn)以太網(wǎng)電口、光口之間的交換。技術參數(shù)：?電源輸入:DC18V;?兩路以太網(wǎng)電口、四路光口。第6章系統(tǒng)主要功能曲目編輯下載功能能在音頻服務器上對單個或全部KXT23.1廣播終端進行播放曲目(包括音樂、溫馨祝福、上下班鈴聲等)、播放時間、播放順序、播放音量等的編輯下載。自動播放功能系統(tǒng)可按照音頻服務器預先設置在KXT23.1廣播終端中的播放列表，自動播放或停止播放存儲在終端存儲卡上的曲目等。6.3?實時播放功能系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡將需