浅谈全矿井IP广播系统的研究与应用

【摘要】本文重点阐述了基于全矿井工业以太网的矿井语音广播系统的设计、开发以及功能，介绍了该系统在沙巴台矿的重要应用，该文章对全矿井信息化建设中的灾害预警系统具有重要指导意义。

【关键字】工业以太环网；研究与应用；数码寻址

煤矿开采地质条件复杂，环境恶劣，安全隐患多。近几年来，全国大多数矿井均展开了信息化建设，提高矿井的安全程度。作为煤炭企业，矿井灾害时有发生，如何快速有效的将矿井灾害及时通知到全矿井，提高矿井紧急状态下的应急处理能力，指挥人员迅速、有序、安全的撤离危险区域，最大程度减少灾害影响和灾害救援过程中的次生影响，对促进矿井的安全生产具有重要意义。

1.系统概况

基于防爆工业以太网的全矿井广播系统是以工业以太网为主要传输平台，用于当发现有矿井灾害或安全隐患时地面人员能够在调度室在最短时间内通知井下各个区域内的现场人员及时撤离。

系统实现了对井下预警扩音装置进行定点、分组。全部语音装置实现了调度对讲、局部通信、紧急呼叫，在线监控、音乐播放、安全教育知识广播等功能，为应对紧急突发事件提供快速应急措施，为矿井的安全提供安全保证。

2.系统组成及设备参数

2.1系统组成

基于防爆工业以太网的全矿井广播广播系统的设备主要有三部分：机房/调度室设备，地面广播设备，井下广播和对讲设备。

机房或调度室设备包括：电脑主机、前置放大器、纯后级功放机、电话主机、消防主机、远程呼叫站、扩音话筒等。

井下广播和对讲设备包括：井下防爆电源箱（127V）、本安音响、本安对讲模块、光缆、电缆等组成。

地面广播设备包括：地面可调功率防水音柱、音频线、接线盒等。

2.2主要设备参数

2.21室外防水音柱：室外大型全天候铝镁合金音柱100V60/120W

2.22对讲模块：通过对讲模块面板按钮可对预先设置好的寻呼话筒进行对讲。

2.23IP网络音频广播终端：全数字网络音频广播，采用标准网络信号传输；内置2*15W定阻输出；接收网络音频信号，驱动外接音箱工作。

2.24IP网络前置放大器：1路网络信号输入、1路音频信号输出、1路LINE输入；2路电源控制（220V），最大承受功率2*1500W；兼容TCP/IP网络协议，实现跨网关设备控制以及状态时实监控；具有点播、选播、优先广播功能，全中文液晶显示。

2.25纯后级广播功放机：1750W（70V、100V、220V输出）。

扩音话筒：会议麦克风带灯环显示。

2.26IP网络消防报警主机：消防警报智能化接口，支持触点输入与直流电压输入，16分区自动激活，可扩展至1024个区。

2.27IP网络电话主机：被叫自动应答，语音提示；控制广播区域的打开关闭；内、外电话线兼容，与主机连接后，采用数码寻址方式，可通过电话键盘控制进行分区广播；接线时具有“叮当”提示音。

2.28IP网络远程呼叫站：专业寻呼话筒外型，全中文液晶显示，16个数字/分区按键，6个功能按键，内置扬声器，呼叫终端（或接受终端呼叫），实现双向通话，有以太网口的地方即可接入，超强的跨网段能力，可实现终端间的双向寻呼，并内置监听扬声器，在管理系统的授权下可实现点对点、点对多点、多点对多点寻呼。

3.系统特点

3.1支持TCP/IP协议、实现IP地址的可管理

3.2具备双向通讯功能，控制更灵活，可以随时查看播放终端的工作状态及当前播放任务指示。

3.3与多种设备对接、良好的开放性和系统扩展性：可以与外线电话、无线通信及调度系统对接，也可和消防报警器相对接。

3.4可扩展性。设备与设备之间是光缆连接，所以若增加设备可以很方便的扩展。

3.5话质优、音量大，每一个设备都具有两个广播喇叭，画质优、音量大，能保证每个角落都能听见。

3.6通讯网络稳定。该系统采用全数字方式传输，受干扰率低，传输可靠性高，传输距离远，组网灵活，所以语音网络稳定可靠。

4.系统功能

4.1定时广播：每天不同时段需要播放的音乐和区域通过系统编程，事先设定好播放程序，任意更改分区按星期编程，每天可达2048个定时点，实现全天候自动广播，无人值守，完全做到全动化控制。

4.2消防紧急广播：系统与消防联动，支持一路紧急广播优先。系统内的设备无论处于何种状态，只要有紧急广播信号输入，自动强行广播，并自动调到最大音量。无人为操作，自动触发整个系统启动并接入报警广播。

4.3分区数量多且灵活：实现全自动的在任意时间对任意区域进行任意音乐的播放、打铃、进行广播讲话或是呼叫找人。

4.4电话广播寻呼（扩展）：语音提示、自动接听，内/外线电话寻呼广播。通过来电识别和密码识别实现寻呼优先，自动强行广播，并自动调整音量。

4.5音源同时传送及选取：系统可同时传输2000套节目，可在各个区里面进行节目选择及音量调节，实现双向控制功能，既可以在主机房软件实现节目选择控制；也可以在后面终端实现本地控制。

4.6功放故障检测：自动对有故障的主功放进行检测；并且显示在液晶屏幕，保证系统安全运行。

4.7录制播放功能：可以将录制好的播放内容（如安全知识、法律法规）通过地面控制主机对全矿井进行播放。

4.8双向通话功能：调度室可与井下的每个具有对讲功能的音箱进行双向对讲。在主音箱侧面喇叭罩上面有一个通话按键和一个内置的麦克风，当需要与管理中心通话时，只需按一下按键，此时音箱停止广播，进入讲话状态，此时的讲话（喊话）就会实时传送到管理中心，管理中心调度人员也可通过管理软件实时对在线的主音箱进行对讲回话。

4.9广播音响在线测试功能：系统通过地面控制主机搜索IP地址可以查看在线的井上和井下的广播音箱。

4.10后备电源功能：系统为本质安全型设计，安全可靠，在断电后，备用电池能使广播系统能继续工作2小时。

5.实践应用

沙巴台矿系统依托全矿井的环网的+1238水平交换机、+1148水平交换机、+1066水平交换机、地面变电所交换机将广播系统分布至井下大巷、采面、车场、候车室、水泵房，井上办公广场、食堂、变电所、洗煤厂、堆料场、联建楼、绞车房等。该广播系统成为日常安全生产指挥的有效工具，进行文件通知广播与安全知识教育广播，播放轻松音乐，紧急通知，井下找人，并在需要时做双向通信用，实现安全调度指挥互通功能。

6.结束语

随着计算机网络技术的普及，信息技术，互联网技术已走向煤矿，基于井下防爆工业以太网的全矿井数字安全预警广播系统的研究与应用全面体现了互联网技术在煤矿应急救援指挥中的应用，实现了有地面人员迅速通知、全面指挥、引导所有受危险人员迅速有序安全撤离；有效提高了矿井的防灾能力，最大程度减少救援过程中的次生影响，但随着系统的应用，该系统还进一步加强与矿调度通信、移动通信、检测监控、人员定位的有机结合，建立紧急救援，指挥引导、检测监控为一体的综合预警系统。

参考文献

[1]《煤矿安全规程》

[2]《煤矿设计规范》

[3]《智能调度室装备规范》

[4]《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》