KXT23IP網絡廣播系統在煤礦的應用

周詩建

煤礦井下巷道較長，傳統的調度通信系統無法滿足現代化礦井的通信需求。該文介紹了礦用IP網絡廣播系統的結構組成、特點及功能。現場應用表明，該礦用KXT23IP網絡廣播系統較好地實現了在緊急情況下的緊急廣播及日常語音播放、對講等功能。

煤礦井下巷道較長，傳統的調度通信系統無法滿足現代化礦井的通信需求。特別是在井下突發事件時，依靠現有的井下調度通信系統和無線通信系統下達通知速度較慢。近幾年來，隨著網絡技術的迅速發展，工業以太網+現場總線的自動控制網絡結構正受到廣泛的應用，煤礦井下工業以太網的應用也日益普及。由于煤礦井下面積比較大，區域分布比較廣；根據井下實際情況及功能要求，采用IP網絡廣播系統，將音頻信號以標準IP包形式在井下局域網上進行傳送，解決傳統廣播系統存在的長距離音頻功率傳送布線困難、損耗大、音質不佳、維護管理復雜、互動性能差等問題。另外，該系統的對講功能可以在緊急情況下，及早將危險區域的狀況向調度匯報，是及時掌握前方狀況的一個有效途徑。

二、礦用IP網絡廣播系統的概念及優點

2.1 礦用IP網絡廣播系統的概念

數字廣播顧名思義就是將廣播信號數字化（A/D轉換），它是按照一定算法，將模擬音頻信號經過采集、量化、編碼、壓縮后的數字音頻文件（如MP3）或存儲在存儲器上的數字音頻文件，通過網絡，按照傳輸協議以數據包的形式將音頻文件傳輸到網絡廣播接收端，然后經過網絡廣播終端進行D/A轉換后還原成音頻信號，經放大后驅動喇叭工作的。每個網絡廣播終端都是一臺具有音頻編解碼和網絡通信功能的嵌入式計算機，并且都有自己的獨立IP地址，像局域網內PC組網一樣，按照TCP/IP協議進行通信。

2.2 礦用IP網絡廣播系統的優點

信號無損、音質好。數字廣播從音源的制作到傳輸全部實現了數字化、網絡化，系統信噪比高，不會在處理、傳輸等環節產生噪聲，從而可以獲得比較好的音質，也可以進行立體聲傳輸。可完全利用部分礦山企業已建成的井下工業以太網進行語音信號的傳遞。只要網絡下行帶寬得到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，只要有網絡接口，就可以安裝網絡廣播終端，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、數字微波還是無線網橋，只要網絡連通就可以傳輸數字音頻廣播。

可以實現智能廣播：以太網本身就是一套雙向網絡，在以太網上通過軟件可輕而易舉地實現智能廣播的定時、尋址、分組等功能。在網絡速度允許的情況下，可實現多路廣播。因為音頻文件是以數據包的方式在網絡中傳輸，所以很容易實現多路廣播，把不同的數據包發送給不同的終端就可以了。

廣播方式多種多樣：由于網絡廣播終端為網絡設備，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。

三、KXT23礦用IP網絡廣播系統介紹

系統組成。KXT23礦用IP網絡廣播系統由網絡廣播控制主機（音頻服務器）、KXT23.1礦用IP網絡廣播終端、KXT23.2礦用IP網絡廣播接口、KXT22.2礦用通信信號裝置主機、電源、電纜、光纜等組成。系統主傳輸通道采用光纜傳輸。

KXT23礦用IP網絡廣播系統控制主機（音頻服務器）。礦用IP網絡廣播系統控制主機（音頻服務器）是KXT23應急救援廣播系統的控制中心，完成終端及接口管理、音頻管理等管理功能，為各網絡終端、接口提供數據交接服務，為各網絡終端、接口提供定時播放和實時廣播控制服務。根據音頻服務器的調度，對即將傳輸到各廣播終端的音頻流數據進行非壓縮數字音頻數據處理，保證音頻服務器以CD質量的高比特率與終端進行數據同步，實時處理節目信號。

KXT23.1礦用本安型IP網絡廣播終端。防爆型式：礦用本質安全型，標記為“ExibI”。主要技術指標：額定工作電壓為直流18V（由KDW16A-18供電）；工作電流為不大于800mA；響度≥95dB/m（A計權）（1kHz）；失真度≤10%（1kHz）。

KXT23.2礦用本安型IP網絡廣播接口。防爆型式：礦用本質安全型，標記為“ExibI”。主要技術指標：額定工作電壓為直流18V（由KDW16A-18供電）；工作電流不大于500mA；接口：三個以太網接口、兩個光纖接口；一個與KXT22.1、KXT22.2連接的4芯電纜接口；主要功能：可與目前煤礦井下通用擴音裝置聯機通話。

KXT22系列礦用通信信號裝置。KXT22礦用通信信號裝置適用于有煤塵、瓦斯爆炸危險的煤礦井下，也適用于選煤廠、冶金、化工、建材、交通、電力、糧食等類似行業，具備語音廣播報警、擴音對講功能及連接調度交換機、皮帶控制系統等多種接口功能。

裝置容量：主機：1臺；分機：10臺；本安電源：1臺；主機接口數量：電話接口：1個；RS485接口：1個；開關量接口：4個；音頻輸入接口：1個；主機到分機最大距離：1km（每100m設1個分機）；擴音（報警）響度：≥95dB（A計權）；主機與分機均為礦用本質安全型，防護等級為IP54；裝置之間可以通過中繼連接擴展使用。

四、KXT23礦用IP網絡廣播主要功能

傳輸方式。系統可以單獨組網，也可以通過工業以太環網傳輸。此次藻渡礦采用光纜單獨組網傳輸語音數據。

曲目編輯下載功能。能在音頻服務器上對單個或全部終端進行播放曲目（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。系統可按照音頻服務器預先設置在終端中的播放列表，自動播放或停止播放存儲在終端存儲卡上的曲目等。

實時播放功能。系統可通過網絡將需要立即播放的音頻文件下載到終端播放。

對講功能。用戶可在終端任何狀態按下其面板上的“講話”鍵，和調度員對講，多個用戶可同時和調度員對講。用戶還可通過終端上的“選擇”鍵，選擇和其他終端用戶講話或全體擴音。

緊急廣播功能。調度員可在任何狀態下對單個、分區、全體用戶緊急廣播。無論終端處于背景音樂播放、和其他終端講話、收聽其他終端講話等狀態，都能聽到調度講話，充分體現調度優先。

監聽功能、錄音功能和巡檢功能。調度員可監聽終端周圍的聲音。系統可將調度員對終端用戶的講話形成錄音文件，以便查詢。系統定時向終端發送命令，一方面為終端對時，另一方面能及時了解終端的通信狀態等。一旦光纜中斷或終端故障，系統能立即顯示。

目前，KXT23IP網絡廣播系統已在永川區各個煤礦投入使用。現場應用表明，該系統硬件設備穩定可靠，軟件使用簡單易操作，可以滿足煤礦井下生產通信、對講、實時播放、緊急通知下發等各個功能的需求。

（作者單位：重慶工程職業技術學院）