4G无线通信技术在煤矿井的应用

　　现代通信技术的发展转变了煤矿井下通信方式，无线通信方式被广泛应用，并开始关注无线通信共存的重要性。此次研究主要探讨分析4G无线通讯技术在煤矿井下的应用，首先介绍4G无线通信技术的功能作用，说明技术在煤矿井下应用的影响因素，通过各项优化措施提升4G无线通讯技术在煤矿井下的应用效果。

　　关键词：4G无线通信技术；煤矿井下；多媒体集群

　　在通信技术快速发展过程中，煤矿行业对无线通信系统的需求不断提升。无线通信系统历经小灵通、WIFI、3G，迎来了4G建设高潮，技术发展带动了无线通信技术的革新。传输带宽不断增加，无线应用越来越丰富，能够全面提升煤矿生产调度效率。在此种发展前提下，需要应用4G通信技术建设煤矿专网系统，精确定位无轨胶轮机，促进矿井两化融合建设，以此促进技术创新与改革。

　　14G无线通讯技术在煤矿中的实现方式

　　1.1无线通信系统组成

　　图1为4G无线通信系统在井上与井下的布置图，主要包括如下三部分：第一，地面调度系统，多应用KT319-e0MC网关服务器与核心网；第二，无线接入网设备，包括矿用隔爆兼本安型基站、信息传输接口；第三，矿用终端，包括无线摄像仪、矿用本安型手机。

　　1.2工作面4G无线通信系统布设方案

　　某矿2285工作面，采长为205m，采高为7m，顺槽设计长度为1000m。开采工艺选择一次采全高方式。井下共布设基站3台，分别位于供液列车机头位置、综采工作面机头位置、操控列车位置，确保运输顺槽与综采工作面的无线网络覆盖。井下综采工作面上安装三台高清摄像机，对破碎机、机尾、机头三角煤位置进行监控。

　　24G无线通信系统在煤矿中的应用功能实现

　　第一，语言视频通信功能。主要包括语音通讯、短信通信、视频通信、彩信通信等多种功能。第二，多媒体集群调度业务。包括视音频、短信彩信、数据等集群调度业务；同时包含视频数据回传与分发功能、组呼群呼功能、会议录音、监听功能和紧急呼叫功能。第三，视频监控。利用摄像仪和手持终端摄像与回传功能，可以实现终端覆盖范围内的即时视频监控。第四，第三方数据传输。对边坡监测系统、人员定位系统、卡调系统、监控系统等多项业务系统信息的无线传输进行监测。同时，无线传输各类设备传感器数据。第五，手机脱网直通。在无网状态下，手机可实现直通效果，确保现场发生突发事件后，可以利用手机调接直通方式，实现现场人员与后方的语音通信联络。第六，升级、宽容和兼容能力，可以确保业务系统承载接入，系统自动平滑升级。

　　34G无线通信系统在煤矿中的价值体现

　　3.1实时监控功能

　　通过实时监控功能，能够为矿区领导人员提供管理依据，为决策提供科学支持。同时可以通过一方对多方的集体调配及协调管理，最大限度地提升工作效率与管理效率。3.2控制室“中转”处理应用4G无线通信系统，可以将不同工作面的画面传输到控制室。控制室通过整理反馈视频，可以将重点问题转发到领导端口，及时将故障问题反映给检修维护人员，这样可以灵活调配作业现场，缩短信息在途时间，有效延长设备的运行时间。

　　3.3组织管理

　　实现班组与区队的组呼与群呼，可以有效调度智慧重点工作，实现小型视频、语音会议、断开低权限间通信。同时具备一键紧急呼叫功能、监听功能与录音功能，可以实现全IP语言直播，传达标准要求与会议精神等信息。班组、区队与部门可以实现开展“赶比超”活动，以此提升煤矿人员的工作积极性与效率，强化竞争意识，全面促进企业文化发展。

　　3.4减少线缆重复铺设

　　在应用4G无线通信系统后，可以有效存储第三方数据，减少线缆与光纤的重复铺设量，还可以减少成本投资比例，降低通信设备运行期间的检修维护任务量，全面提升设备的运行效率。

　　3.5扩大软硬件设备提升空间

　　在现代科技发展过程中，相应促进了通信技术的创新发展，可以全面满足生产任务量持续增加的需求，能够在原有容量上进行提速、扩容，以此促进技术优化改进。4G无线通信系统在提速与扩容中具备显著优势，可以减少设备软件和硬件的更新速度。其次，通过应用4G无线通信系统，无需对老旧系统进行打补丁扩展和升级更新，不仅可以减少投入成本，还可以防止打补丁所致的稳定性与兼容性问题，全面提升功能升级的准确性。

　　44G无线通信技术在煤矿井下的具体应用

　　4.1观测井下环境

　　在手持设备硬件发展过程中，手机摄像头的像素也不断上升，可以拍摄井下实物图片，并将其传输到服务器上，便于相关人员参考。如果面临无法处理的问题，可以与生产厂家技术人员远程通信，实现现场指导。当通信频率不断提升，不会由于其他用户使用网络所致堵塞问题。

　　4.2无线监控视频

　　由于井下摄像机多为有线传输，且不能进行移动。采用4G无线通信技术在煤矿井下的应用丛爽环境比较复杂时，会加大有线视频接入难度，包括吊挂线路、保护生产线路以及整理维护等。应用4G无线通信摄像机，可以简化线路数量，选择最佳拍摄角度与位置，便于操作人员控制，明确地面生产指挥中心，实时掌握井下环境。采用云技术能够及时查看工作面的危险问题，全面维护设备生产的高效性。

　　4.3云技术的应用

　　4G无线通信系统可以扩展云计算应用程序，不断提升应用程序的吸引力。将4G无线通信技术网络传输速度提升10倍时，云服务可以为移动用户提供更加可靠安全的服务。4G无线通信系统与云服务技术的发展，可以促进移动便携程序发展，对不同工种的作业流程进行查看。以此明确库存设备型号与规格，全面提升生产效率。

　　4.4AR技术的应用

　　应用AR技术可以自动计算目标位置的距离，比如在布线操作中，能够计算出线路最短距离，以此节约线缆长度。当人员不熟悉井下逃生线路时，可以利用导航软件引导功能，选择最佳逃生路线避险，有效处理井下行车定位难问题。将4G无线通信技术应用到煤矿井下安防领域，基本可实现全方位网络监控效果，然而网络监控的市场占有率较低。当前，高清视频已经成为监控领域的发展主流，多数监控生产厂家推出高清摄像机，像素可达到千万级。在应用高清监控前端设备后，会相应加大后端设备的传输压力。然而应用4G无线通信技术可以有效处理该问题。当前，煤矿企业也将4G无线通信技术应用到远程高清视频会议中，不再受到固定会议场所的限制，可以随时接入会议，员工只需要在信号覆盖范围内观看会议内容。

　　54G无线通信系统在煤矿井下的应用难点

　　第一，标准限制多：尽管从理论上看，无线通信技术可以实现移动通信，然而却缺乏统一标准，且不同移动通信系统兼容性较差，会影响用户使用。所以在4G无线通信系统开发中，必须解决通信制式的标准化与统一化问题，各通信厂商必须做好协调沟通工作。第二，技术难度大：尽管4G无线通信系统的优势特点比较多，但是通信网络结构比较复杂。在煤矿领域应用4G无线通信系统，必须由专业技术人员进行运维检修，相应增加煤炭企业的技术成本与人力成本。

　　6结束语

　　综上所述，煤矿井下生产开始广泛应用4G无线通信技术，并且已取得显著成效，有效作用于煤矿井下的人员调配、安全管理、边坡防护与设备监控中。将4G无线通信技术应用到生产一线，已经成为行业的主流发展方向。因此在未来发展中，应当将4G无线通讯技术全面推行到煤矿井下作业中。

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　　作者：丛爽

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