段 峰
（西山煤电（集团）有限责任公司大数据中心，山西 太原 030053）
引言目前来看，煤矿生产过程中，纷纷根据《安全生产规则》设置了人员定位系统、安全监控系统、广播系统以及通信调度系统等保障煤矿生产安全的系统终端。虽然，每个系统的安全保障目标相同，但各个终端系统分别由不同的部门和人员管理，各系统之间的联系甚少，缺乏有效的协调能力，致使在发生安全隐患时不能及时互通消息，严重影响煤矿生产安全。基于此，急需建立融合通信体系，实现与各个安全系统的有效协作。
1 融合通信技术的选用1.1 井上与井下融合技术现阶段，有很大一部分煤矿在进行定位系统和无线通信系统架设时，均采取分别架设的方式，且需要采用不同的操作软件进行控制，井下应用的各类安全设备更是属于独立存在的个体。一般情况下，为了保障通信效果和提高维护效率，通常会采用中继连接的方式实现设备的简单互联，但未能从系统层面进行交互和融合。而本次研究的主要目的是，从系统层面入手，建立起融合型的通信基站，做到通信系统与其他安全系统的有效融合，致力于提升各个安全系统的协同作业能力，从根本上提升矿井作业安全性。为能达成井上和井下的融合调度目标，促进井下、井上双融合，要求所建立的通信基站必须能够同时支持有线和无线通信的接入，并能为人员定位系统、井下监控系统、广播系统等提供接入口，实现多个系统互联[1]。
1.2 空间信号覆盖传输技术为使融合通信系统得到有效建设，首先需要解决的问题是有线通信系统的线缆分布复杂的问题，与其他安全系统的互联必定会产生更多连接线缆，这也为线缆维护和管理带来了极大的难度，同时也增加了融合通信系统建设的成本。因此，可以优先选用无线通信技术，并且借助IR-UWB 精准定位技术和MIMO天线阵列技术增强WIFI 的覆盖水平，这既可解决井下线缆众多的问题，也可有效降低设备维护的难度[2]。
1.3 数据传输技术由于各安全系统所涉及的数据量众多，且存在数据格式不一的状况，在融合通信系统建设的过程中会产生数据封装和解析的难题，这为数据的有效传输带来了极大的难度。借助多功能的融合分站，可以为4G通信、精准定位和WIFI 等提供特定的协议接口。此外，还可利用以太网的加密和解析处理功能解决数据传输过程中的封装和解析等问题，为融合通信的数据传输创造了良好的条件。可以说，数据传输技术的有效选用，为融合通信系统的实现奠定了良好的基础。
2 煤矿融合通信系统组成2.1 综合调度系统组成如图1 所示，综合调度系统主要包括视频调度、广播调度、无线调度和人员定位等，其也属于融合通信的一种重要表现形式。综合调度系统的主要作用表现为：负责接入用户控制指令，主要用于对寻呼信息和切换信息的控制处理；实现基站和网关信息的交互传播；对下行数据包进行缓存、转发、解析和监听处理；对于用户签约信息进行全面存储，主要涉及的用户信息包括标识信息、策略控制信息、位置信息和安全控制信息等；提供会话业务或者一些非会话形式的多媒体业务等；可将呼叫和业务控制层分离开来，实现对呼叫控制层和业务控制层的分别控制，增强系统控制的灵活性。
2.2 多系统融合通信设计多系统的融合通信结构见图2 所示。
多系统融合通信的实质就是将广播、语言通信、固定电话、视频和人员定位等控制功能集合到一起，实现一键调度和控制的目标。主要的方法为采用通信集成技术、语音交换技术和软件编程技术等，对于无线通信、数字广播、固定电话、人员定位等数据进行集成控制，由调度台进行统一控制的技术措施。该调度平台在日常运行中，可根据实际通信需求，对固定电话进行呼叫，对广播终端进行有效控制，同时也可查看各类监测数据，如瓦斯监测参数、人员聚集参数等。在融合通信的情况下，井下和井上的调度效率更为高效，且能够在一定程度上提高各类指令的同步效果，有助于增强各系统的协调运作能力，为煤矿开采作业提供可靠的安全保障。
2.3 融合通信系统的功能设计融合通信系统运行过程中，要想实现统一调度的目标，需首先做好数据包的封装处理工作，且在借助网络对数据进行传输时的主要目的是实现数据在不同设备之间的传输，为能保障数据传输的可靠性和及时性，要先对数据包进行拆分处理，并根据数据传输的实际要求进行再次打包。同时，需要在已经打包好的数据包上附加本地地址信息、目标地址信息和一些纠错信息等。对于部分安全要求较高的信息可以进行加密封装处理后，再在设备之间传输。实际上，数据流向受到综合调度平台的集中控制影响，网络数据流经过数据转发服务，与底层基站进行信息交互，并与手机终端信息完成交互，最后在核心网络中集中处理，确保融合通信系统的整体运作效果。
1）综合网管服务功能。其主要作用为对于本安融合信息分站的设备和IP 交换机等进行综合管理，同时会对运行过程中产生的日志进行详细记录，相关人员可以通过查询日志的方式了解系统运行状态和历史运行记录，有效提升了系统运行的监测效果，能够避免出现潜在的系统隐患。该管理服务软件还支持分组管理和账号权限管理等功能，可为特定的人员提供通话记录查询服务，查询界面如图3 所示。
2）录音功能。本次系统中所选用的录音技术为全数字录音技术，可实现对系统分机和环路中继的实时录音，为了保证录音数据的有效储存，选用了大容量的磁盘。借助WEB 可以对录音系统进行访问，并从中提取通话记录和录音文件等信息，且支持用分机号和播放类型检索录音文件。在WEB 界面中的功能较为完善，且支持多个用户及时访问，为录音文件的管理和利用带来了极大的便利。还具备定期删除录音文件的功能，可有效避免因内存不足带来的录音信息储存失效问题。
3）GIS 功能。在融合通信系统中还涉及定位功能，借助GIS 技术可以将定位信息实时呈现在地图上，尤其是人员定位信息和车辆定位信息等，这可为煤矿开采作业的安全管理和调度提供可靠的依据。
3 结语煤矿通信系统的运行可靠性直接关系煤矿井下作业安全，同时也会对井下的调度工作带来一定程度的影响。在原有的通信运行中，与人员定位和广播系统等缺乏有效的联系，致使井下调度作业的效率偏低。因此，围绕融合通信系统的结构设计和功能设计进行阐述，希望能够实现融合通信目标，为井上和井下的调度工作提供可靠的通信支持。
