试析矿井融合调度通信系统的构建

梁 飞

（山西大同煤矿集团马脊梁矿，山西大同 037027）

0 引言

煤矿调度网络通信系统是包含人员定位、检测监控以及语音通信等系统功能的综合性系统，是实现对煤矿工作现场远程监控、保证煤矿安全生产的重要基础设施。大多数煤矿目前使用的调度网络通信系统存在很多问题，例如系统不够完善、结构和功能单一、调度与办公不兼容、连通性差等问题。这些问题不仅导致调度通信系统的自动化程度低，系统功能不足，而且也对上下级调度沟通造成严重障碍。现在网络通信快速发展，煤矿企业应紧随时代步伐，加强调度通信系统的建设和完善，充分发挥其优势作用，提高煤矿的调度能力，促进煤矿管理的信息化和现代化，推动调度指挥工作水平的提升。本文作者针对目前煤矿调度网络通信系统的实际情况，与现代网络通信技术的发展相结合，提出合理构建煤矿调度网络通信系统[1]。

1 系统设计

煤矿融合调度网络通信系统的主要组成部分包含融合通信服务器、调度服务器、语音接入服务器以及触屏调度台和多媒体调度移动通信终端。

融合通信服务器的主要工作方式是通过语音服务器与数字远程调度系统和选煤厂电话扩音系统实现媒体和信令的对接及中继；并通过IP网络实现与WiFi无线通信系统、应急广播系统以及矿井专用视频监控系统进行媒体和信令的直接对接或者中继；通过工业以太网实现与人员定位系统和集控平台的数据互通。通过SIP中继方式，融合通信服务器与IP多媒体子系统的移动IMS网络实现语音通信，通过配置相应的权限，实现地面通信网络与地下无线终端的语音通信。并且该服务器与调度配套服务器联通，采用触屏调度台的方式进行多媒体信息显示并实现系统综合调度；同时，还能通过移动调动终端实现远程调度和远程通信。基于融合调度通信平台，可以实现所有互联系统的调度通信[2]。

2 系统功能设计

2.1 融合通信功能

通过矿井融合调度通信系统可以实现多媒体融合通信，系统包括接入终端、通信子系统、多媒体处理、协同通信以及交换控制等，可以实现视频、语音以及其他数据类型的调度管理，图1为多媒体系统融合通信功能逻辑图。

SIP信令协议扩展性强、控制简单、并支持分布式结构，可以实现互联网和蜂窝系统的融合，被第三代合作伙伴计划工作组（3UPP）确定为第三代移动通信系统专用的IP多媒体服务信令协议，是未来网络的关键协议。国内外很多机构都在不断进行矿井下SIP专网应用领域的研究和开发。SIP协议具有开放性以及煤矿生产专网应用的良好扩展性。基于多媒体通信技术和SIP信令协议而设计出适合矿井应用的综合调度及融合通信系统，例如调度拨打电话时，可以在电话振铃前显示该电话绑定的多路视频信号，调度指挥人员就可以及时了解作业现场的状况。该系统可以对接目前煤矿已有的广播系统，从而实现综合调度广播，可以进行单个广播终端的语音播放和通话，还可以临时组群，针对多个区域进行广播或者通话。

2.2 综合调度通信功能

综合调度通信功能可以实现移动调度台和多路调度台的登录，并可以设置优先级别和管理权限，上级调度管理可以调度下级及其所有用户，而下级调度员无法调度上级调度员。另外，综合调度通信系统具有日常数据交换接口并支持多种数据通信接口开发，可以实现与安全监测、人员定位系统的数据连通房，并支持数据多向传输功能。通过这种分级调度结果，调度效率有效提高，完全适用于当前跨部门、跨地域的现代化大规模调度指挥通信。综合调度通信系统还可发布多种形式的应急预案调动和管理。在处理矿山突发事件及应急预案调度管理中发挥重要作用[3]。

2.3 移动调度通信功能

无论是井下还是地面，只要无线信号可以覆盖的区域，都可以将移动调度终端与融合调度通信系统连接，进而实现视频监控、移动语音调度、人员定位以及岗位管理能调动功能。移动调度通信终端有专用的调度应用软件，在融合通信服务器支持下，可以实现井下广播、通话，并且通过语音设备实现双向通话功能，同时，该终端还具备了数据通信、视频和智能联动的功能，这样，及时煤矿管理者离开调度室，也可以随时查看矿井生产作业现场的安全状况，及时发现安全隐患并采取积极的应对措施[4]。

图1 系统多媒体融合通信功能设计逻辑

3 系统软件设计与实现

融合调度通信系统可以对接多种调度终端设备，如IP电话、有线电话、公网手机、固话、视频电话、矿用手机以及智能终端设备等。并通过媒体承载设备与呼叫控制的逻辑分离，实现多种形式的通信和调度。

对于所有的主叫或者被叫通话方，系统都会生成一个对应的会话对象，并对会话信令（媒体处理函数）以及会话数据进行封装，基于面向对象的设计理念，使应用模块的底层处理将显得更为简单。在底层协议层和上层应用模块层之间，处于核心控制地位的是呼叫状态控制层，他将每次语音会话作为一个独立任务进行启动或者结束处理，表现为一个状态机的形态，通过这个状态机，系统可以实现每个合法语音应用或者呼叫的流程，并对其进行约束[5]。

系统的应用程序是基于C/C++语言来完成编程的，开发及部署环境为Linux。系统架构模式为静态内核与动态模块相结合的方式。系统内核主要功能有：①呼叫状态控制。②内存池与线程管理。③各种抽象接口，有API函数、信令以及文件系统等接口的调用函数。接口和模块动态管理方面，所有的功能模块都具有动态加载与卸载机制，模块功能通过加载函数在相应的内核接口进行注册，而模块功能的卸载及资源释放是通过卸载函数按照一定顺序来实现[6]。

4 合理的调度网络通信技术优点

一套合理、完善的调动网络通信系统不仅要能满足矿井调度工作的基本需要，而且还要在现代通信技术的不断发展下提高各项功能，不仅要满足煤矿安全生产调度的需要，而且还要实现上下级调度的合理衔接，同时还要满足调度与行政办公的融合。该煤矿调动网络通信系统主要表现为以下特点：

（1）通讯主要载体是光纤，通过光纤多路复用光端设备实现整个系统中的影像和通信数据的统一，可以有效提高调度网络通信系统的完善程度；而且通过无线通讯技术，可以使得井下布线以及后期维护成本大幅度降低。

（2）通过构建调度网络信息交流平台以及与行政管理的并网办公，可以对调度通信网络通信系统的功能进行扩充，将调度控制与行政办公有机结合在一起，可以有效促进现代化矿井办公的效力，提高矿井的信息化水平[7]。

（3）基于目前某些矿井数据库异构存在的信息沟通困难以及数据误差等问题，应当采用统一的编程语言编写程序，对不同的数据库进行统一管理，对后期数据扩充非常有利，而且可以在此基础上搭建调度网络通信系统中网络信息交流平台。

（4）本文作者所研究的调度网络通信系统是在目前煤矿安全生产需要的基础上结合现代通讯技术而构建，具有智能化、信息化以及人性化的特征，而且系统稳定可靠、维护简单，适用于现代化煤矿生产[8]。

5 结语

目前煤矿调度网络通信系统存在功能结构单一、系统简单、上下级连通不顺畅以及与行政办公分离等问题。针对这些问题结合无线通信技术和综合网络通信功能以及软件开发等构建现代化的调度网络通信系统。这种新的系统具有人性化、智能化和信息化的特征，而且系统可靠性强，维护简单；可以有效促进煤矿现代化办公水平的提高以及提高煤矿生产的信息化水平。