KXT23IP网络广播系统在煤矿的应用

周诗建

煤矿井下巷道较长，传统的调度通信系统无法满足现代化矿井的通信需求。该文介绍了矿用IP网络广播系统的结构组成、特点及功能。现场应用表明，该矿用KXT23IP网络广播系统较好地实现了在紧急情况下的紧急广播及日常语音播放、对讲等功能。

煤矿井下巷道较长，传统的调度通信系统无法满足现代化矿井的通信需求。特别是在井下突发事件时，依靠现有的井下调度通信系统和无线通信系统下达通知速度较慢。近几年来，随着网络技术的迅速发展，工业以太网+现场总线的自动控制网络结构正受到广泛的应用，煤矿井下工业以太网的应用也日益普及。由于煤矿井下面积比较大，区域分布比较广；根据井下实际情况及功能要求，采用IP网络广播系统，将音频信号以标准IP包形式在井下局域网上进行传送，解决传统广播系统存在的长距离音频功率传送布线困难、损耗大、音质不佳、维护管理复杂、互动性能差等问题。另外，该系统的对讲功能可以在紧急情况下，及早将危险区域的状况向调度汇报，是及时掌握前方状况的一个有效途径。

二、矿用IP网络广播系统的概念及优点

2.1 矿用IP网络广播系统的概念

数字广播顾名思义就是将广播信号数字化（A/D转换），它是按照一定算法，将模拟音频信号经过采集、量化、编码、压缩后的数字音频文件（如MP3）或存储在存储器上的数字音频文件，通过网络，按照传输协议以数据包的形式将音频文件传输到网络广播接收端，然后经过网络广播终端进行D/A转换后还原成音频信号，经放大后驱动喇叭工作的。每个网络广播终端都是一台具有音频编解码和网络通信功能的嵌入式计算机，并且都有自己的独立IP地址，像局域网内PC组网一样，按照TCP/IP协议进行通信。

2.2 矿用IP网络广播系统的优点

信号无损、音质好。数字广播从音源的制作到传输全部实现了数字化、网络化，系统信噪比高，不会在处理、传输等环节产生噪声，从而可以获得比较好的音质，也可以进行立体声传输。可完全利用部分矿山企业已建成的井下工业以太网进行语音信号的传递。只要网络下行带宽得到128K，就可以十分流畅的传输一路立体声音频信号。

扩充性强：系统理论最大终端无限制，远距离传输没有限制。在将来的扩容中，无需购买主机设备，只要有网络接口，就可以安装网络广播终端，更无须对线路进行改造，也不需要专门布线，不管是光纤、超五类线、数字微波还是无线网桥，只要网络连通就可以传输数字音频广播。

可以实现智能广播：以太网本身就是一套双向网络，在以太网上通过软件可轻而易举地实现智能广播的定时、寻址、分组等功能。在网络速度允许的情况下，可实现多路广播。因为音频文件是以数据包的方式在网络中传输，所以很容易实现多路广播，把不同的数据包发送给不同的终端就可以了。

广播方式多种多样：由于网络广播终端为网络设备，具备灵活的IP地址设置，因此地面主机可以通过编程来控制设备的IP，以达到控制扩音喇叭广播的效果：

定点广播可对任意终端进行定点广播，独立广播可独立地对某一终端）进行广播而不干扰其它终端。

三、KXT23矿用IP网络广播系统介绍

系统组成。KXT23矿用IP网络广播系统由网络广播控制主机（音频服务器）、KXT23.1矿用IP网络广播终端、KXT23.2矿用IP网络广播接口、KXT22.2矿用通信信号装置主机、电源、电缆、光缆等组成。系统主传输通道采用光缆传输。

KXT23矿用IP网络广播系统控制主机（音频服务器）。矿用IP网络广播系统控制主机（音频服务器）是KXT23应急救援广播系统的控制中心，完成终端及接口管理、音频管理等管理功能，为各网络终端、接口提供数据交接服务，为各网络终端、接口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，对即将传输到各广播终端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CD质量的高比特率与终端进行数据同步，实时处理节目信号。

KXT23.1矿用本安型IP网络广播终端。防爆型式：矿用本质安全型，标记为“ExibI”。主要技术指标：额定工作电压为直流18V（由KDW16A-18供电）；工作电流为不大于800mA；响度≥95dB/m（A计权）（1kHz）；失真度≤10%（1kHz）。

KXT23.2矿用本安型IP网络广播接口。防爆型式：矿用本质安全型，标记为“ExibI”。主要技术指标：额定工作电压为直流18V（由KDW16A-18供电）；工作电流不大于500mA；接口：三个以太网接口、两个光纤接口；一个与KXT22.1、KXT22.2连接的4芯电缆接口；主要功能：可与目前煤矿井下通用扩音装置联机通话。

KXT22系列矿用通信信号装置。KXT22矿用通信信号装置适用于有煤尘、瓦斯爆炸危险的煤矿井下，也适用于选煤厂、冶金、化工、建材、交通、电力、粮食等类似行业，具备语音广播报警、扩音对讲功能及连接调度交换机、皮带控制系统等多种接口功能。

装置容量：主机：1台；分机：10台；本安电源：1台；主机接口数量：电话接口：1个；RS485接口：1个；开关量接口：4个；音频输入接口：1个；主机到分机最大距离：1km（每100m设1个分机）；扩音（报警）响度：≥95dB（A计权）；主机与分机均为矿用本质安全型，防护等级为IP54；装置之间可以通过中继连接扩展使用。

四、KXT23矿用IP网络广播主要功能

传输方式。系统可以单独组网，也可以通过工业以太环网传输。此次藻渡矿采用光缆单独组网传输语音数据。

曲目编辑下载功能。能在音频服务器上对单个或全部终端进行播放曲目（包括音乐、温馨祝福、上下班铃声等）、播放时间、播放顺序、播放音量等的编辑下载。

自动播放功能。系统可按照音频服务器预先设置在终端中的播放列表，自动播放或停止播放存储在终端存储卡上的曲目等。

实时播放功能。系统可通过网络将需要立即播放的音频文件下载到终端播放。

对讲功能。用户可在终端任何状态按下其面板上的“讲话”键，和调度员对讲，多个用户可同时和调度员对讲。用户还可通过终端上的“选择”键，选择和其他终端用户讲话或全体扩音。

紧急广播功能。调度员可在任何状态下对单个、分区、全体用户紧急广播。无论终端处于背景音乐播放、和其他终端讲话、收听其他终端讲话等状态，都能听到调度讲话，充分体现调度优先。

监听功能、录音功能和巡检功能。调度员可监听终端周围的声音。系统可将调度员对终端用户的讲话形成录音文件，以便查询。系统定时向终端发送命令，一方面为终端对时，另一方面能及时了解终端的通信状态等。一旦光缆中断或终端故障，系统能立即显示。

目前，KXT23IP網络广播系统已在永川区各个煤矿投入使用。现场应用表明，该系统硬件设备稳定可靠，软件使用简单易操作，可以满足煤矿井下生产通信、对讲、实时播放、紧急通知下发等各个功能的需求。

（作者单位：重庆工程职业技术学院）