CN117768501A - 一种用于煤矿的融合通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于煤矿的融合通信装置，涉及煤矿开采领域，包括融合调度平台、5G通信设备、耦合器、井下调度电话、工业交换机、5G系统、5G融合系统、4G融合系统、数据网关、智能指挥中心，本发明在矿方布置独立融合专网核心网，专为煤矿的5G+数据网络服务，不依赖于运营商；系统内所有数据和服务应用都在煤矿内部独立计算和处理，数据不出矿，4G+5G+WiFi6一体化融合通信系统应用，可为煤矿建设一套数字化的一体化融合通信系统，实现综合立体化调度，加强各系统之间的融合联动，采用独立的5G专用核心网，所有5G、4G、WiFi6的数据和服务应用都在为煤矿内部独立计算和处理，确保数据的安全性和响应及时性。

Description

一种用于煤矿的融合通信装置

技术领域

本申请涉及煤矿开采领域，具体而言，涉及一种用于煤矿的融合通信装置。

背景技术

井工矿由于深入地下，高效的通信一直是重点问题。移动通信技术伴随我国煤矿生产已有40多年的历史，经历了炮采、普采、综采和智能化开采等各个阶段，生产方式也由人工向机械化、自动化和智能化不断推进。5G技术的到来，为深度融合云计算、大数据和人工智能等科学技术提供了契机和基础，使逐渐聚合形成一个完备的5G技术生态成为可能，为煤炭行业升级改造和智能化发展提供了关键的基础设施。对应于5G技术eMBB(增强移动宽带)，uRLLC(超高可靠超低时延通信)和mMTC(大连接物联网)的三大特性，5G技术为煤矿生产过程中的核心瓶颈问题提供了解决方案:①监控和巡检等场景中大数据量传输对大带宽的需求；②设备智能远程控制等场景的超低时延高可靠需求；③复杂“机－环”关系的采掘工作面智能感知等场景对大规模连接需求。然而，随着煤矿业务应用系统占用的带宽资源越来越大，带宽不足和通话质量不高、不稳定的矛盾愈加突出。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种用于煤矿的融合通信装置，其能够解决上述的技术问题。

本申请实施例提供一种用于煤矿的融合通信装置，包括融合调度平台、5G通信设备、耦合器、井下调度电话、工业交换机、5G系统、5G融合系统、4G融合系统、数据网关、智能指挥中心，所述智能指挥中心与所述融合调度平台电性连接，所述融合调度平台与所述5G通信设备电性连接，所述井下调度电话通过所述耦合器与所述5G通信设备连接，所述5G融合系统、所述4G融合系统、所述5G系统均与所述工业交换机电性连接，所述数据网关与所述5G通信设备电性连接。

作为优选，所述数据网关外接有管控平台、云数据中心、控制中心、数据网关、EMC，所述管控平台、所述云数据中心、所述控制中心、所述数据网关、所述EMC均与所述数据网关电性连接。

作为优选，所述4G融合系统包括多个4G耦合分站，每个所述4G耦合分站均外接有第一显示器、第一广播器、第一红路灯组件与第一WiFi6基站。

作为优选，所述5G系统包括第一5G基站控制器和多个5G基站，所述第一5G基站控制器分别与所述每个所述5G基站电性连接。

作为优选，所述5G融合系统包括第二5G基站控制器与多个5G融合分站，所述第二5G基站控制器分别与每个所述5G融合分站电性连接，每个所述5G融合分站均外接有第二显示器、第二广播器、第二红路灯组件与第二WiFi6基站。

作为优选，所述5G通信设备还外接有井上调度电话，所述井上调度电话设置有多个。

作为优选，所述融合通信装置还包括外接有视频调度组件、车载调度组件、人员定位器、有线调度组件、无线调度组件与广播调度组件，所述视频调度组件、所述车载调度组件、所述人员定位器、所述有线调度组件、所述无线调度组件、所述广播调度组件均与所述融合调度平台电性连接，所述视频调度组件、所述车载调度组件、所述人员定位器、所述有线调度组件、所述无线调度组件、所述广播调度组件均可设置有多个。

作为优选，所述融合调度平台集成有5G无线通信、4G无线通信系统、WiFi6无线通信系统的有机融合，实时显示各终端的状态，并可以实现按系统或区域的多系统融合调度功能，同时所述融合调度平台具备无线通信系统的组呼、全呼、呼叫、挂断、保持、代答、转接、强插、强拆、监听、会议全调度功能。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种用于煤矿的融合通信装置，包括融合调度平台、5G通信设备、耦合器、井下调度电话、工业交换机、5G系统、5G融合系统、4G融合系统、数据网关、智能指挥中心，所述智能指挥中心与所述融合调度平台电性连接，所述融合调度平台与所述5G通信设备电性连接，所述井下调度电话通过所述耦合器与所述5G通信设备连接，所述5G融合系统、所述4G融合系统、所述5G系统均与所述工业交换机电性连接，所述数据网关与所述5G通信设备电性连接，本发明在矿方布置独立融合专网核心网，专为煤矿的5G+数据网络服务，不依赖于运营商；系统内所有数据和服务应用都在煤矿内部独立计算和处理，数据不出矿，在煤矿领域属于“零”的突破，4G+5G+WiFi6一体化融合通信系统应用，可为煤矿建设一套数字化的一体化融合通信系统，实现综合立体化调度，加强各系统之间的融合联动，全面提升综合调度效率，采用独立的5G专用核心网，所有5G、4G、WiFi6的数据和服务应用都在为煤矿内部独立计算和处理，确保数据的安全性和响应及时性、以及通信系统的调度功能，一个触摸屏调度台实现对4G、5G、有线、广播、车辆的融合调度；基于4G、5G无线网络技术，实现地面和井下的高清语音通信，视频通话、短消息、数据业务功能；在煤矿井下综采工作面及设备列车区域实现5G信号的覆盖和应用，实现该区域的语音、视频通话及基于WiFi6的高带宽数据传输及基于WiFi6的多系统融合应用，满足煤矿的大数据传输、通信与业务融合需要。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的结构框架图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，一种用于煤矿的融合通信装置，包括融合调度平台、5G通信设备、耦合器、井下调度电话、工业交换机、5G系统、5G融合系统、4G融合系统、数据网关、智能指挥中心，所述智能指挥中心与所述融合调度平台电性连接，所述融合调度平台与所述5G通信设备电性连接，所述井下调度电话通过所述耦合器与所述5G通信设备连接，所述5G融合系统、所述4G融合系统、所述5G系统均与所述工业交换机电性连接，所述数据网关与所述5G通信设备电性连接，本发明在矿方布置独立融合专网核心网，专为煤矿的5G+数据网络服务，不依赖于运营商；系统内所有数据和服务应用都在煤矿内部独立计算和处理，数据不出矿，在煤矿领域属于“零”的突破，4G+5G+WiFi6一体化融合通信系统应用，可为煤矿建设一套数字化的一体化融合通信系统，实现综合立体化调度，加强各系统之间的融合联动，全面提升综合调度效率，采用独立的5G专用核心网，所有5G、4G、WiFi6的数据和服务应用都在为煤矿内部独立计算和处理，确保数据的安全性和响应及时性、以及通信系统的调度功能，一个触摸屏调度台实现对4G、5G、有线、广播、车辆的融合调度；基于4G、5G无线网络技术，实现地面和井下的高清语音通信，视频通话、短消息、数据业务功能；在煤矿井下综采工作面及设备列车区域实现5G信号的覆盖和应用，实现该区域的语音、视频通话及基于WiFi6的高带宽数据传输及基于WiFi6的多系统融合应用，满足煤矿的大数据传输、通信与业务融合需要。

融合通信装置系统主要组成介绍：

融合调度平台、5G通信设备、耦合器、井下调度电话、工业交换机、5G系统、5G融合系统、4G融合系统、数据网关、智能指挥中心

5G通信设备：在矿端地面机房布置一套5G核心网设备，该核心网同时支持支SA和NAS组网模式，兼容井下5G基站、和地面及井下4G基站的接入；并集中管理整个基站系统，对基站进行操作管理和信令处理。

工业交换机：进行统一管理与配置，同时强大的运行日志，可以清楚记录设备的运行和操作状态，大大降低运行维护的成本。系统具备系统管理、分组管理、帐号管理、权限管理等功能。实时在线录音功能，查询通话记录和录音文件的播放，能按时间和分机号进行查寻、播放任意时段的历史语音数据。软件界面使用中文显示，功能完善，操作方便，同时支持多用户同时登入，录音程序管理维护方便，具有录音文件定期自动删除功能；

智能指挥中心：具备调度台电话监控功能，能够通过图标颜色和文字指示出用户状态，此次配置的调度台可接入无线通信、定位、广播、视频、车辆等系统，同时具备组呼、全呼、转接、代答、保持、强挂、强拆、强插、监听等功能。

数据网关：BBU和PB均安装于井下矿用隔爆型基站控制器内，主要完成上下行数据的传输、数据处理、信令处理、资源管理和操作维护等功能。

5G系统：井下5G基站通过光纤直连接入地面PB单元，完成井下5G信号的覆盖与传输；

矿用隔爆型电源箱：为井下矿用隔爆型基站控制器和矿用隔爆兼本安型无线基站提供配套的后背电源，后备时间不小于2小时。

5G融合系统：5G承载网时连接无线网络、核心网的端到端网络。主要分为5G核心网与BBU之间、BBU与PB之间和PB与5G基站之间的三段承载网。

4G融合系统：BBU(4G)放置在地面机房内，主要完成4G系统的上下行数据的处理、信令处理、资源管理和操作维护的功能；远端射频处理单元RRU(4G)，放置在矿区地面建筑顶部，主要完成矿区地面4G信号的覆盖。

无线基站(4G)：上行采用千兆光口接入万兆骨干环网和级联传输，下行支持百兆光电以太网接口。网关采用底层管理核心板通过各功能芯片配置实现底层深度融合。主要融合交换机模块、4G模块、WIFI6模块等。

本实施例中，所述数据网关外接有管控平台、云数据中心、控制中心、数据网关、EMC，所述管控平台、所述云数据中心、所述控制中心、所述数据网关、所述EMC均与所述数据网关电性连接。

本实施例中，所述4G融合系统包括多个4G耦合分站，每个所述4G耦合分站均外接有第一显示器、第一广播器、第一红路灯组件与第一WiFi6基站。

本实施例中，所述5G系统包括第一5G基站控制器和多个5G基站，所述第一5G基站控制器分别与所述每个所述5G基站电性连接。

本实施例中，所述5G融合系统包括第二5G基站控制器与多个5G融合分站，所述第二5G基站控制器分别与每个所述5G融合分站电性连接，每个所述5G融合分站均外接有第二显示器、第二广播器、第二红路灯组件与第二WiFi6基站。

本实施例中，所述5G通信设备还外接有井上调度电话，所述井上调度电话设置有多个。

作为优选，所述融合通信装置还包括外接有视频调度组件、车载调度组件、人员定位器、有线调度组件、无线调度组件与广播调度组件，所述视频调度组件、所述车载调度组件、所述人员定位器、所述有线调度组件、所述无线调度组件、所述广播调度组件均与所述融合调度平台电性连接，所述视频调度组件、所述车载调度组件、所述人员定位器、所述有线调度组件、所述无线调度组件、所述广播调度组件均可设置有多个。

本发明建立的煤矿专用5G核心组网架构方式，将核心网建在矿方，所有数据都在煤矿内部运行交流，保证了数据安全性和数据低延时。

搭建的4G+5G+WIFI6融合通信系统，实现了以语音通话、视频通话、录音、调度、大数据传输功能为主的核心业务功能，以及会议、数据通道传输的非核心业务功能，满足了各工作区域通信、大数据传输的信息交互功能需求；提升应急调度及安全生产效率；优化整合矿井信息化资源、为实现智能矿山铺路搭桥。

总之，通过4G+5G+WiFi6无线通信系统的建设和应用，提供优质的语音和数据业务，建立通畅、便捷、有效、快速、智能化的井上下通信联络，作为矿方通信联络系统的保障，同时为信息化智能化矿山奠定技术基础。

煤矿专网独立融合核心：一套核心网可支持5G、4G、WIFI6、车载台、智能单兵等多种协议，同时所有数据的传输、处理、计算等都在矿方、不产生其他费用，提升数据的安全性、响应及时性。

一体化融合调度：5G核心网兼容性广，支持5G终端、4G终端、WIFI终端、固定电话、车载终端、智能单兵、广播分站等设备的语音交换和数据传输，具备完善的强插、强拆、组呼、全呼等调度功能和录音监听功能；最终形成手机、固化、车辆、广播的一体化融合调度。软硬件一体化融合：一体化的4G+WiFi6本安融合基站可以做到一站多能并支持分布实施，极大的减少了设备的重复投资建设，便于安装运维。

专网独立融合核心：一套核心网可支持5G、4G、WIFI6、车载台、智能单兵等多种协议，同时所有数据的传输、处理、计算等都在矿方、不产生其他费用，提升数据的安全性、响应及时性。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：包括融合调度平台、5G通信设备、耦合器、井下调度电话、工业交换机、5G系统、5G融合系统、4G融合系统、数据网关、智能指挥中心，所述智能指挥中心与所述融合调度平台电性连接，所述融合调度平台与所述5G通信设备电性连接，所述井下调度电话通过所述耦合器与所述5G通信设备连接，所述5G融合系统、所述4G融合系统、所述5G系统均与所述工业交换机电性连接，所述数据网关与所述5G通信设备电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述数据网关外接有管控平台、云数据中心、控制中心、数据网关、EMC，所述管控平台、所述云数据中心、所述控制中心、所述数据网关、所述EMC均与所述数据网关电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述4G融合系统包括多个4G耦合分站，每个所述4G耦合分站均外接有第一显示器、第一广播器、第一红路灯组件与第一WiFi6基站。

4.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述5G系统包括第一5G基站控制器和多个5G基站，所述第一5G基站控制器分别与所述每个所述5G基站电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述5G融合系统包括第二5G基站控制器与多个5G融合分站，所述第二5G基站控制器分别与每个所述5G融合分站电性连接，每个所述5G融合分站均外接有第二显示器、第二广播器、第二红路灯组件与第二WiFi6基站。

6.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述5G通信设备还外接有井上调度电话，所述井上调度电话设置有多个。

7.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述融合通信装置还包括外接有视频调度组件、车载调度组件、人员定位器、有线调度组件、无线调度组件与广播调度组件，所述视频调度组件、所述车载调度组件、所述人员定位器、所述有线调度组件、所述无线调度组件、所述广播调度组件均与所述融合调度平台电性连接，所述视频调度组件、所述车载调度组件、所述人员定位器、所述有线调度组件、所述无线调度组件、所述广播调度组件均可设置有多个。

8.根据权利要求1所述的一种用于煤矿的融合通信装置，其特征在于：所述融合调度平台集成有5G无线通信、4G无线通信系统、WiFi6无线通信系统的有机融合，实时显示各终端的状态，并可以实现按系统或区域的多系统融合调度功能，同时所述融合调度平台具备无线通信系统的组呼、全呼、呼叫、挂断、保持、代答、转接、强插、强拆、监听、会议全调度功能。