CN202889466U - 一种用于面向工矿企业的安全生产云服务平台的应急通信系统 - Google Patents

Abstract

一种用于面向工矿企业的安全生产云服务平台的应急通信系统，包括综合指挥救援呼叫中心服务器，IP电话交换机，语音网关，调度交换机，井下调度扩音电话，井下扩播电话，所述综合指挥救援呼叫中心服务器、IP电话交换机、语音网关通过工业以太网交换机交互连接，所述语音网关同时和调度交换机连接，调度交换机连接井下IP电话交换机。

Description

一种用于面向工矿企业的安全生产云服务平台的应急通信系统

技术领域

本发明属于工矿系统自动化信息采集与控制领域，涉及电力系统实时数据采集、处理与控制系统，尤其是工矿企业的安全生产云服务平台的应急通信系统。 

背景技术

互联网中已经广泛地使用云技术，主要包括三种不同的类型，软件即服务SaaS，平台即服务PaaS，基础架构即服务IaaS。其中PaaS提供了用户可以访问的完整或部分的应用程序开发，SaaS则提供了完整的可直接使用的应用程序，比如通过Internet管理企业资源。而IaaS中的云技术以海量数据管理技术、海量数据分布存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。其中海量数据管理技术和分布式存储技术是数据处理的重要组成部分，云计算需要对分布的、海量的数据进行处理、分析，因此，数据管理技术必须能够高效的管理大量的数据，此外还需要冗余存储的方式保证数据的可靠性。云计算系统中广泛使用的数据存储系统是Google的GFS和Hadoop团队开发的GFS的开源实现HDFS。 

工矿企业的安全生产在实际的生产运行中，必然有海量数据(如各种安全生产标准、监测的数据、教育培训知识等)需要处理，云服务平台采用分布式计算存储方式，将计算任务分配到多台机器上并行处理，以此提高运算速度。云平台将安全生产企业实际生产积累的数据信息进行统一的管理与存储，为生产过程中提供基于数据的预测、异常检测等功能，实现企业的安全生产。 

传统工矿企业的数据采集功能和具体的逻辑判断功能结合紧密，通常由较为单一的硬件设备完成，因此，完成不同的功能就需要配置不同的设备或系统，这些不同功能的设备或系统都有各自独立的数据采集单元。各个数据采集存在着交叉重复采集、利用率不高、数据及信息内容不一致、时间不统一等问题，形成 了以纵向层次多、横向系统多为主要特征的“信息孤岛”，制约了信息的进一步融合和应用，数据及信息的重复采集和重复传输处理势必造成各种资源的浪费。大多数工矿企业中的仪表分成三类：保护类，测控类，计量类，他们都有自己的数据采集和处理单元，可与监控显示系统连接，用于基础参数测量。但也存在以下技术问题： 

(1)仪表的精度不同，造成了数据不一致，成本上也不经济。 

(2)仪表采集频率不同、算法不同造成了同一个量值在不同的仪表中也不同，数据冗余而且混乱。 

(3)系统与设备，设备与设备之间通讯困难，缺乏统一标准。 

(4)过程数据缺失，在采样的过程中，产生了大量的过程数据，这些数据对于后期的事故分析或业务扩展都是有价值的，但我们从仪表中取得的都是经过N次运算的“二手数据”，“简化值”。这种独立配置、独立计算、独立功能的装置带来的问题是信息共享差，利用率低和硬、软件资源浪费问题。 

此外，目前国内各单位开发的通信联络系统，其现状主要是：(1)多种通信方式并存：目前工矿使用了多种方式的通信系统，从有线到无线，从模拟到数字，从总线到以太网，从十几年前的技术到目前较新的技术，在工矿都能找到正在运行的系统。(2)多个通信系统：目前工矿根据不同的应用使用了多个通信系统，有语音通话的电话系统，有广播系统，也有可进行半双工通话的皮带机扩音系统。(3)系统之间基本无联络和互动：工矿已经建设的通信系统由于建设时间不一，使用的技术方式不同，加之建设时实际存在的种种原因，存在着每个通信系统自成一派，成为系统“孤岛”，系统之间没有相互联络和互动。并且几种通信系统在一个矿中可能同时存在，但是每个系统又是相互独立的，关键时刻不能互通和联络，缺乏统一调度指挥，不满足安监局的要求。 

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种工矿用应急通信保障系统，通过采用综合智能接入网关、中继网关、转换器等通信网关设备整合扩播电话、小灵通、调度电话等既有资源，建设成覆盖全矿区、统一调度、实现双向语音及数据通信的应急通信系统。 

一种用于面向工矿企业的安全生产云服务平台的应急通信系统，包括综合指挥救援呼叫中心服务器，IP电话交换机，语音网关，调度交换机，井下调度扩音电话，井下扩播电话，所述综合指挥救援呼叫中心服务器、IP电话交换机、语音网关通过工业以太网交换机交互连接，所述语音网关同时和调度交换机连接，调度交换机连接井下IP电话交换机，其特征是：所述语音网关采用矿用综合IP语音接入网关，所述矿用综合IP语音接入网关采用32位嵌入式微处理器，所述微处理器的协议转换位址连接系统接口模块，矿用综合IP语音接入网关通过该接口模块连接调度交换机，微处理器的串口连接现场总线协议转换模块，矿用综合IP语音接入网关通过所述现场总线协议转换模块连接井下调度扩音电话，微处理器的MAC位址连接网络模块，通过网络模块连接以太网交换机，所述微处理器设有相应的数据接口连接光纤传输模块，通过所述光纤传输模块接入井下工业光纤环网，井下扩播电话通过转换器接入井下工业光纤环网，和以太网交换机连接。 

本实用新型解决了矿区宽带网络井下通讯的速度瓶颈难题，为矿井监测监控系统的网络化、信息化铺平了道路。 

附图说明

图1工矿企业的安全生产云服务平台系统 

图2本发明矿用应急通信系统拓扑图 

图3本发明矿用应急通信系统综合IP语音接入网关电路原理图 

具体实施方式

图1所示为一种面向工矿企业的安全生产的云服务平台，集成了支持安全生产服务云的实时数据处理、安全生产管理业务协同以及系统管理等功能，实现对企业生产安全的实时监测与预警。 

具体而言，所述的面向工矿企业的安全生产云服务平台系统，包括安全云服务平台门户子系统，系统管理与相关工具集研制子系统，应用服务层子系统，虚拟资源层子系统，平台服务支撑层子系统，接入与适配层子系统，安全服务资源子系统，基础设施服务支撑层子系统。 

所述安全云服务平台门户子系统基于web2.0技术负责对外部实现信息查询和管理，包括政府监察平台，企业应用平台，行业监督平台，所述政府监察平台负责政府实时监察企业运行的设备数据和财税数据，所述企业应用系统负责对外提供增值服务和应用查询，所述行业监督平台用于产品质量的监控和反馈。 

所述系统管理与相关工具集研制子系统包括云服务工具的开发、部署、监控、安全管理、日志管理和配置。 

所述应用服务层，包括海量数据处理系统和业务协同操作系统，其中所述海量数据处理系统负责，对数据采集、数据整合、数据管理并且提供标准化的服务接口为安全云服务平台门户提供数据流，而所述业务协同操作系统负责对协作任务和跨域任务构建数学模型，具体为对业务数据进行采集，把云平台提供的服务内容与采集的业务数据整合，预测后续业务的发展，所述跨域任务具体包括不同业务领域的管理和监控，将企业的不同部门之间的工作实现任务协调。 

所述虚拟资源层，主要是为云服务器提供虚拟化后的数字资源，具体包括知识服务资源池、生产服务资源池、数据信息资源池，所述虚拟资源层包括了这些原始的可提供知识服务、生产服务的数据信息资源，通过虚拟化技术，将该部分数据内容整合到应用服务层当中，随时可以被所述海量数据处理单元和业务协同单元调用。 

所述接入与适配层子系统，主要从相关标准及验证测试系统中获得数据资源，此外还包括安全服务资源，具体包括生产设备数据、标准化基本规范、法律法规、安全管理制度、事故源历史数据、教育培训知识、安全生产投入、组织机构与负责、隐患检查信息从第三方服务适配接入。 

所述平台服务支撑层对上述应用服务层、虚拟资源层、接入适配层服务，提供云服务管理与支撑引擎，交易协同逻辑引擎，知识聚集与分类引擎，所述云服务管理与支撑引擎为所述应用服务层提供云服务注册、发布、注销，云服务搜索、调度、组合，云服务执行与监控；所述交易协同逻辑引擎为业务协同提供过程管理、费用核算、信用评估，所述知识聚集与分类引擎为业务协同提供行业多资源分散知识获取，行业知识建模，行业知识聚集分类，而对于所述平台服务支撑层中其他的负责运营管理、运维管理、终端软件开发，平台开发工具的模块为所述虚拟资源层和接入与适配层服务，其中所述运营管理负责多租户服务，订单管理， 交付管理，支付管理，用户管理，积分管理，所述运维管理负责安全管理，性能管理与优化，系统配置，海量数据容错与可信度管理，所述终端软件开发，包括传感信息的融合管理，服务资源图像界面和普适人机交互工具，以及平台开发工具，所述平台服务支撑层都由基础设施服务支撑层通过云计算，云网络，云存储统一支撑。 

图2、图3所示的是云平台服务支撑层中的应急通信系统，包括综合指挥救援呼叫中心服务器，IP电话交换机(IPPBX)，语音网关，调度交换机，井下调度扩音电话，井下扩播电话，所述综合指挥救援呼叫中心服务器、IP电话交换机、语音网关通过工业以太网交换机交互连接，所述语音网关同时和调度交换机连接，调度交换机连接井下IP电话交换机，所述语音网关采用矿用综合IP语音接入网关，所述矿用综合IP语音接入网关采用32位嵌入式微处理器，所述微处理器的协议转换位址连接系统接口模块，矿用综合IP语音接入网关通过该接口模块连接调度交换机，微处理器的串口连接现场总线协议转换模块(RS485或者CAN总线)，矿用综合IP语音接入网关通过所述现场总线协议转换模块连接井下调度扩音电话，微处理器的MAC位址连接网络模块，通过网络模块连接以太网交换机，所述微处理器设有相应的数据接口连接光纤传输模块，通过所述光纤传输模块接入井下工业光纤环网，井下扩播电话通过转换器接入井下工业光纤环网，和以太网交换机连接。 

矿用综合IP语音接入网关结构如图3所示，微处理器采用工业级ARM微控制器，网络模块、无线接入模块、监控系统系统接口、现场总线协议转换模块和人机接口、报警几个主要部分组成，使用WindRiver公司的嵌入式实时操作系统VxWORKS，兼容TCP/IP协议IPV4，具有远程web浏览管理和在线系统升级的功能。系统扩展各种现场总线接口，完成需要的协议转换功能，确保互联互通，提高系统的兼容性。采用先进数字语音通信技术，基于IP通信，支持静态、动态IP地址及IP地址智能学习功能；而且支持SIP协议或是H323协议，语音编码支持G.711，G723.1，G.729A，语音清晰、QoS语音保证，适应各种网络环境。 

IP电话语音网关用于矿井扩播对讲系统中主要目的是在保留矿井老式模拟话机投资的基础上将语音传输IP化，从而改善井下布线的安全性，提高传输距 离，方便调度控制，并为井下通信系统的进一步升级改造打好基础。系统扩展各种现场总线接口，系统接口(KJ66、KJ75、KJ80、KJ92、KJ95)。 

Claims (1)

1.一种用于面向工矿企业的安全生产云服务平台的应急通信系统，包括综合指挥救援呼叫中心服务器，IP电话交换机，语音网关，调度交换机，井下调度扩音电话，井下扩播电话，所述综合指挥救援呼叫中心服务器、IP电话交换机、语音网关通过工业以太网交换机交互连接，所述语音网关同时和调度交换机连接，调度交换机连接井下IP电话交换机，其特征是：所述语音网关采用矿用综合IP语音接入网关，所述矿用综合IP语音接入网关采用32位嵌入式微处理器，所述微处理器的协议转换位址连接系统接口模块，矿用综合IP语音接入网关通过该接口模块连接调度交换机，微处理器的串口连接现场总线协议转换模块，矿用综合IP语音接入网关通过所述现场总线协议转换模块连接井下调度扩音电话，微处理器的MAC位址连接网络模块，通过网络模块连接以太网交换机，所述微处理器设有相应的数据接口连接光纤传输模块，通过所述光纤传输模块接入井下工业光纤环网，井下扩播电话通过转换器接入井下工业光纤环网，和以太网交换机连接。

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