梁 飛

（山西大同煤礦集團(tuán)馬脊梁礦，山西大同 037027）

0 引言

煤礦調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是包含人員定位、檢測監(jiān)控以及語音通信等系統(tǒng)功能的綜合性系統(tǒng)，是實現(xiàn)對煤礦工作現(xiàn)場遠(yuǎn)程監(jiān)控、保證煤礦安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。大多數(shù)煤礦目前使用的調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)存在很多問題，例如系統(tǒng)不夠完善、結(jié)構(gòu)和功能單一、調(diào)度與辦公不兼容、連通性差等問題。這些問題不僅導(dǎo)致調(diào)度通信系統(tǒng)的自動化程度低，系統(tǒng)功能不足，而且也對上下級調(diào)度溝通造成嚴(yán)重障礙?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通信快速發(fā)展，煤礦企業(yè)應(yīng)緊隨時代步伐，加強(qiáng)調(diào)度通信系統(tǒng)的建設(shè)和完善，充分發(fā)揮其優(yōu)勢作用，提高煤礦的調(diào)度能力，促進(jìn)煤礦管理的信息化和現(xiàn)代化，推動調(diào)度指揮工作水平的提升。本文作者針對目前煤礦調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的實際情況，與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合，提出合理構(gòu)建煤礦調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)[1]。

1 系統(tǒng)設(shè)計

煤礦融合調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的主要組成部分包含融合通信服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器、語音接入服務(wù)器以及觸屏調(diào)度臺和多媒體調(diào)度移動通信終端。

融合通信服務(wù)器的主要工作方式是通過語音服務(wù)器與數(shù)字遠(yuǎn)程調(diào)度系統(tǒng)和選煤廠電話擴(kuò)音系統(tǒng)實現(xiàn)媒體和信令的對接及中繼；并通過IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與WiFi無線通信系統(tǒng)、應(yīng)急廣播系統(tǒng)以及礦井專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行媒體和信令的直接對接或者中繼；通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)與人員定位系統(tǒng)和集控平臺的數(shù)據(jù)互通。通過SIP中繼方式，融合通信服務(wù)器與IP多媒體子系統(tǒng)的移動IMS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)語音通信，通過配置相應(yīng)的權(quán)限，實現(xiàn)地面通信網(wǎng)絡(luò)與地下無線終端的語音通信。并且該服務(wù)器與調(diào)度配套服務(wù)器聯(lián)通，采用觸屏調(diào)度臺的方式進(jìn)行多媒體信息顯示并實現(xiàn)系統(tǒng)綜合調(diào)度；同時，還能通過移動調(diào)動終端實現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度和遠(yuǎn)程通信?；谌诤险{(diào)度通信平臺，可以實現(xiàn)所有互聯(lián)系統(tǒng)的調(diào)度通信[2]。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

2.1 融合通信功能

通過礦井融合調(diào)度通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)多媒體融合通信，系統(tǒng)包括接入終端、通信子系統(tǒng)、多媒體處理、協(xié)同通信以及交換控制等，可以實現(xiàn)視頻、語音以及其他數(shù)據(jù)類型的調(diào)度管理，圖1為多媒體系統(tǒng)融合通信功能邏輯圖。

SIP信令協(xié)議擴(kuò)展性強(qiáng)、控制簡單、并支持分布式結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和蜂窩系統(tǒng)的融合，被第三代合作伙伴計劃工作組（3UPP）確定為第三代移動通信系統(tǒng)專用的IP多媒體服務(wù)信令協(xié)議，是未來網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵協(xié)議。國內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)都在不斷進(jìn)行礦井下SIP專網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的研究和開發(fā)。SIP協(xié)議具有開放性以及煤礦生產(chǎn)專網(wǎng)應(yīng)用的良好擴(kuò)展性?；诙嗝襟w通信技術(shù)和SIP信令協(xié)議而設(shè)計出適合礦井應(yīng)用的綜合調(diào)度及融合通信系統(tǒng)，例如調(diào)度撥打電話時，可以在電話振鈴前顯示該電話綁定的多路視頻信號，調(diào)度指揮人員就可以及時了解作業(yè)現(xiàn)場的狀況。該系統(tǒng)可以對接目前煤礦已有的廣播系統(tǒng)，從而實現(xiàn)綜合調(diào)度廣播，可以進(jìn)行單個廣播終端的語音播放和通話，還可以臨時組群，針對多個區(qū)域進(jìn)行廣播或者通話。

2.2 綜合調(diào)度通信功能

綜合調(diào)度通信功能可以實現(xiàn)移動調(diào)度臺和多路調(diào)度臺的登錄，并可以設(shè)置優(yōu)先級別和管理權(quán)限，上級調(diào)度管理可以調(diào)度下級及其所有用戶，而下級調(diào)度員無法調(diào)度上級調(diào)度員。另外，綜合調(diào)度通信系統(tǒng)具有日常數(shù)據(jù)交換接口并支持多種數(shù)據(jù)通信接口開發(fā)，可以實現(xiàn)與安全監(jiān)測、人員定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連通房，并支持?jǐn)?shù)據(jù)多向傳輸功能。通過這種分級調(diào)度結(jié)果，調(diào)度效率有效提高，完全適用于當(dāng)前跨部門、跨地域的現(xiàn)代化大規(guī)模調(diào)度指揮通信。綜合調(diào)度通信系統(tǒng)還可發(fā)布多種形式的應(yīng)急預(yù)案調(diào)動和管理。在處理礦山突發(fā)事件及應(yīng)急預(yù)案調(diào)度管理中發(fā)揮重要作用[3]。

2.3 移動調(diào)度通信功能

無論是井下還是地面，只要無線信號可以覆蓋的區(qū)域，都可以將移動調(diào)度終端與融合調(diào)度通信系統(tǒng)連接，進(jìn)而實現(xiàn)視頻監(jiān)控、移動語音調(diào)度、人員定位以及崗位管理能調(diào)動功能。移動調(diào)度通信終端有專用的調(diào)度應(yīng)用軟件，在融合通信服務(wù)器支持下，可以實現(xiàn)井下廣播、通話，并且通過語音設(shè)備實現(xiàn)雙向通話功能，同時，該終端還具備了數(shù)據(jù)通信、視頻和智能聯(lián)動的功能，這樣，及時煤礦管理者離開調(diào)度室，也可以隨時查看礦井生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并采取積極的應(yīng)對措施[4]。

圖1 系統(tǒng)多媒體融合通信功能設(shè)計邏輯

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)

融合調(diào)度通信系統(tǒng)可以對接多種調(diào)度終端設(shè)備，如IP電話、有線電話、公網(wǎng)手機(jī)、固話、視頻電話、礦用手機(jī)以及智能終端設(shè)備等。并通過媒體承載設(shè)備與呼叫控制的邏輯分離，實現(xiàn)多種形式的通信和調(diào)度。

對于所有的主叫或者被叫通話方，系統(tǒng)都會生成一個對應(yīng)的會話對象，并對會話信令（媒體處理函數(shù)）以及會話數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計理念，使應(yīng)用模塊的底層處理將顯得更為簡單。在底層協(xié)議層和上層應(yīng)用模塊層之間，處于核心控制地位的是呼叫狀態(tài)控制層，他將每次語音會話作為一個獨立任務(wù)進(jìn)行啟動或者結(jié)束處理，表現(xiàn)為一個狀態(tài)機(jī)的形態(tài)，通過這個狀態(tài)機(jī)，系統(tǒng)可以實現(xiàn)每個合法語音應(yīng)用或者呼叫的流程，并對其進(jìn)行約束[5]。

系統(tǒng)的應(yīng)用程序是基于C/C++語言來完成編程的，開發(fā)及部署環(huán)境為Linux。系統(tǒng)架構(gòu)模式為靜態(tài)內(nèi)核與動態(tài)模塊相結(jié)合的方式。系統(tǒng)內(nèi)核主要功能有：①呼叫狀態(tài)控制。②內(nèi)存池與線程管理。③各種抽象接口，有API函數(shù)、信令以及文件系統(tǒng)等接口的調(diào)用函數(shù)。接口和模塊動態(tài)管理方面，所有的功能模塊都具有動態(tài)加載與卸載機(jī)制，模塊功能通過加載函數(shù)在相應(yīng)的內(nèi)核接口進(jìn)行注冊，而模塊功能的卸載及資源釋放是通過卸載函數(shù)按照一定順序來實現(xiàn)[6]。

4 合理的調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)優(yōu)點

一套合理、完善的調(diào)動網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)不僅要能滿足礦井調(diào)度工作的基本需要，而且還要在現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展下提高各項功能，不僅要滿足煤礦安全生產(chǎn)調(diào)度的需要，而且還要實現(xiàn)上下級調(diào)度的合理銜接，同時還要滿足調(diào)度與行政辦公的融合。該煤礦調(diào)動網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)主要表現(xiàn)為以下特點：

（1）通訊主要載體是光纖，通過光纖多路復(fù)用光端設(shè)備實現(xiàn)整個系統(tǒng)中的影像和通信數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，可以有效提高調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的完善程度；而且通過無線通訊技術(shù)，可以使得井下布線以及后期維護(hù)成本大幅度降低。

（2）通過構(gòu)建調(diào)度網(wǎng)絡(luò)信息交流平臺以及與行政管理的并網(wǎng)辦公，可以對調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的功能進(jìn)行擴(kuò)充，將調(diào)度控制與行政辦公有機(jī)結(jié)合在一起，可以有效促進(jìn)現(xiàn)代化礦井辦公的效力，提高礦井的信息化水平[7]。

（3）基于目前某些礦井?dāng)?shù)據(jù)庫異構(gòu)存在的信息溝通困難以及數(shù)據(jù)誤差等問題，應(yīng)當(dāng)采用統(tǒng)一的編程語言編寫程序，對不同的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理，對后期數(shù)據(jù)擴(kuò)充非常有利，而且可以在此基礎(chǔ)上搭建調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)信息交流平臺。

（4）本文作者所研究的調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是在目前煤礦安全生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代通訊技術(shù)而構(gòu)建，具有智能化、信息化以及人性化的特征，而且系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、維護(hù)簡單，適用于現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)[8]。

5 結(jié)語

目前煤礦調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)存在功能結(jié)構(gòu)單一、系統(tǒng)簡單、上下級連通不順暢以及與行政辦公分離等問題。針對這些問題結(jié)合無線通信技術(shù)和綜合網(wǎng)絡(luò)通信功能以及軟件開發(fā)等構(gòu)建現(xiàn)代化的調(diào)度網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。這種新的系統(tǒng)具有人性化、智能化和信息化的特征，而且系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，維護(hù)簡單；可以有效促進(jìn)煤礦現(xiàn)代化辦公水平的提高以及提高煤礦生產(chǎn)的信息化水平。