煤礦無線通信系統的現狀分析及發展

張增平

【摘要】 現代信息工程主要研究的對象是通信科技，利用通信科技保障企業的生產調度，同時在煤礦企業中構建具有數字化的指揮平臺。本文主要講述了煤礦無線通信系統的發展現狀、使用無線通信系統的優勢以及未來的構建設計與發展方向。

【關鍵詞】 煤礦 無線通信系統 現狀分析 發展

無線wifi的出現，受到了更多人們的青睞。wifi無線通信主要是依靠寬帶的傳輸、構建的成本以及技術上的復雜性，才能在煤礦的應用中得到很好的發展。Wifi無線通信可以在煤礦發生緊急救援時，能實現施救者與被救者之間的通信聯系，即使供電中斷、電纜斷纜等情況下，也可以實現，這位救援工作提供了很好的通信聯絡手段[1]。

一、現狀

1、漏泄。漏泄通信系統是煤礦使用最早的無線通信系統，其系統的主要構成是基地中心站、傳輸通道、基地臺等。漏泄通信系統的出現不僅解決了井下人員的管理及機車聯絡等問題，還為煤礦的安全生產提供了方便的通信手段，但是，因為它的成本高、功能少、數字化進展慢等被局限了應用的推廣范圍。

2、小靈通。小靈通系統利用數字傳輸系統和基于固定網絡的標準無線傳輸技術，為煤礦通信提供了無線移動通信的解決方法。自小靈通系統被引進到煤礦中使用，為煤礦的無線通信帶來了快速發展。小靈通的接口較多、功能較強，不但具備系統內部的無線通信、通話錄音等功能，還能與礦調度電話、行政電話進行接通，形成一個固話、移動電話構成的煤礦無線通信聯絡系統。小靈通系統穩定、可靠，基本滿足了煤礦無線通話的要求。但是，隨著煤礦發展的水平及安全要求的提高，更多的的數字化設施被應用于煤礦，小靈通因不具有數據傳輸的功能而被淘汰。

3、wifi無線通信。目前最為廣泛應用的一種無線網絡通信系統傳輸技術是wifi，它的出現使得眾多的煤礦投入到相關的產品研究機構?，F階段，煤礦使用wifi無線通信主要集中在語音與視頻兩個方面。Wifi無線通信可以實現煤礦通訊的一體化，具備煤礦日常管理需求，滿足了煤礦日常移動通訊的需要。使用wifi無線通信的煤礦不僅可以節約線路路線的費用，還降低了施工的難度。同時，wifi無線通信還具有拖網通信的功能，即不通過地面的語音功能設施就可以進行對話。但是wifi無線通信也有不足的地方：①不提供嚴格的同步機制，因為wifi是采用突發的方式進行傳輸信號的；②wifi只適合16個左右的用戶使用，多的話會導致通信信號不穩定，發生多個用戶競爭信道資源；③若是使用wifi通信系統進行通話，時間不宜過長，否則會出現掉線或者通話聲音斷斷續續。因為煤礦使用的無線保真視的頻系統對于其它的視頻系統來說，要簡單、傳輸速率快、設備功耗低等，因此具有視頻監控的功能，如主副井提升、瓦斯鉆場、采掘工作等。

4、3G通信。3G通信技術的出現推動了煤礦無線通信技術的發展與應用，因為它進一步的提高了數字傳輸功能，對于煤礦之前所使用的無線通信系統而言，3G無線通信技術所覆蓋的業務范圍更廣闊。目前，煤礦使用的3G無線通信系統在覆蓋結構上可以分為分布基站和微微蜂窩。所以，煤礦使用的3G無線通信系統可以通過接口與礦井調度電話、行政電話互相通話，具有組呼、群呼等功能，其中也包括進行可視電話的通信。3G通信系統不僅有先進的技術與完備的功能，而且還有巨大的產業鏈，具體表現在：職場的商家較多；技術與產品可靠；產品較多，可對其轉化為煤礦使用；有明確的發展方向；得到了政府的支持。即使3G無線通信功能強大，但是在無線數字寬帶上有一定的局限性，對于工業電視而言，它是需要高寬帶的系統，因此在設備集控與瓦斯監測方面得不到滿足，3G也就不能替代wifi無線通信的能力。

二、無線通信技術的特點

為了改變前期煤礦通信系統的不足，現階段國家提倡全程實現無線通信系統，利用無線通信系統實現煤礦信號的穩定傳輸。從使用無線通信的情況來看，煤礦使用無線通信技術的特點包括以下兩個方面：

1、高效。信號傳輸的效率較低是煤礦通信的常見問題，因為煤礦井下的復雜環境干擾了通信信號的傳輸效率，引起傳輸效率較慢。使用無線通信系統后，煤礦的內部信號傳輸就會得到全面的提升，信號的傳遞速率就會加快[2]。

2、穩定。無線通信系統能記錄煤礦的調度指揮過程的語音信息，是煤礦調度指揮的主要設備。無線通信所記錄的語音信息，可以作為監督調度、事故發生分析的依據，因此無線通信系統具有穩定性。目前的無線通信系統都具有該特點，對于外界的干擾可選擇最優的線路傳輸，增強了信號的穩定性。

三、發展

3.1構建設計

煤礦的無線通信系統構建礦井高速光網絡干線上的子系統，是為了不受煤礦井下復雜環境和無線傳輸特性的局限， 這種構建設計具有優化組合的特點，但要對新煤礦和老煤礦的通信系統的構建設計進行區別對待，在此基礎上本著技術改造、充分利用的原則，在技術、投資等方面找到最優的解決方法。線路負載、高壓耦合等因素造成載頻通信的不穩定，為了此問題的發生，該系統編程無線數據的耦合通道。因為最早的無線通信系統是泄露通信系統，因此，它沒有任何的通信功能優勢，但是泄露電纜的技術是成為無線通信系統的主要組成，尤其是在煤礦下的小面積通道及在一些特殊的環境下，可以作為天線使用，有著極大的影響。可以通過PHS（小靈通）、CDMA（碼分多址）、WIFI（無線保真）這三種無線通信系統的技術特點進行比較，如表1所示：

3.2方向

隨著社會的進步，我國的煤炭信息化水平逐漸完善，煤礦無線通信技術的使用也在不斷的提高。從小靈通技術，無線保真技術到現在的3G與4G技術。將來的煤礦無線通信系統中，語音通信必須是具有較高的質量，但這只是煤礦信息化處理的一方面。隨著4G信號的到來，井下視頻監控、數據采集、信息發布、視頻會議等都會出現在無線通信系統平臺上。4G技術的發展為將來的煤礦無線通信系統做出了巨大的貢獻，將是煤礦未來信息化的重要平臺。此外，將來的無線保真通信系統會與無線局域網標準結合，使無線傳輸速率達到128 Mbps 以上，無線局域網標準是使用正交頻分復用調制的技術與多入多出的技術，構成MIMO-OFDM通信系統；天線與無線電等技術，可以在一定程度上提升無線保真的性能；天線與傳輸系統的改進會加大無線通信系統的傳輸距離[3]。

四、結語

煤礦通信技術的不斷發展與進步，為煤礦的生產提供了很多的方便與好處。煤礦通信系統在未來的發展中，傳輸能力會更強、覆蓋范圍會更廣、使用功能更多。目前使用3G無線的用戶較多，雖然其通信功能強大，但是在無線數字寬帶上有一定的局限性，對于工業電視而言，它是需要高寬帶的系統，因此在設備集控與瓦斯監測方面得不到滿足，3G也就不能替代wifi無線通信的能力。

參 考 文 獻

[1]陳湘源.煤礦無線通信系統的現狀與發展[J].工礦自動化，2009，（01）：33-36.

[2]熊卿青，鄧媛嫄.現代無線通信技術的現狀分析及其發展前景[J].科技創新導報，2012，（02）：31.

[3]呂志強.煤礦井下通信系統的現狀及趨勢[J].中國煤炭，2014，（05）：89-92.