CN214901320U - 用于单层掘进机车载网的分布式通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，包括设置于掘进机上的分布式通信系统主体及连接外部调度室进行信号传输的光纤，所述光纤通过可自动收放线的光纤卷随掘进机的行进进行收放；分布式通信系统主体包括与光纤连接的交换机，交换机分别连接两个无线AP基站、无线AC和物联网关；物联网关通过无线AP基站连接控制多个分布式设置的物联网基站；无线AP基站通过功分器连接多个分布式设置的板状天线；整个通信系统随盾构掘进而向前移动，解决以往洞内通信频繁拆卸的问题；采用环状组网的将极大程度上解决断纤带来的不稳定性；采用模块化系统，可根据实际需求，灵活选择WIFI、4G、5G、NBIOT、LoRa、Zigbee、RFID宽窄带网络部署等不同制式的接入。

Description

用于单层掘进机车载网的分布式通信系统

技术领域

本实用新型涉及掘进机通信装置领域，具体是用于单层掘进机车载网的分布式通信系统。

背景技术

随着大规模地下轨道交通的发展，对于作业现场的管理，诸如视频监控、车辆管理、人员管理的各种系统广布施工现场管理等等提出了更高的要求，尤其是人员定位系统，可以为管理带来很大的便利：位置信息精准化；通过精准的位置信息快速查看施工人员作业位置，提高位置管理效率。任务分配科学化；根据人员的位置信息，作分配更加合理、科学。管理可视化；人员在作业、物品装载、施工过程中能够实时知道具体位置，跟踪生产进度，可视化管理。

现有的定位技术主要有以下几种：一、Wi-Fi技术。Wi-Fi定位应用采用在区域内安置无线基站，根据待定位Wi-Fi设备的信号特征，结合无线基站的拓扑结构，综合确定待定位Wi-Fi设备的坐标。Wi-Fi定位技术便于利用现有的无线设备实现定位功能，但由于Wi-Fi的安全性较差，功耗较高，频谱资源已趋近饱和，因此，不利于终端设备的长期携带和厂区内的大规模应用。二、射频识别技术。它是利用电磁感应原理，通过无线激发近距离无线标签，实现信息读取的技术。射频识别距离从几厘米到十几米。RFID用于人员定位的典型应用来自人员考勤系统的拓展，主要进行人员是否存在于某个区域的辨识，不能做到实时跟踪，并且定位应用还没有标准的网络体系，因此，网络建立成本和建立难度较大。

中国实用新型专利CN212572979U公开了一种基于UWB无线技术的智慧隧道安全施工管理系统，包括平台客户端、通过网线与平台客户端连接的服务器以及通过网线与服务器连接的第一交换机；所述第一交换机通过光纤收发器连接有若干第二交换机，各第二交换机通过网线连接有相对应的UWB基站；在腕带、安全帽和车辆上设置有与UWB基站相配合的定位标签；在服务器内设有管理中心，所述管理中心分别与平台客户端以及第一交换机连接；其通过利用UWB无线技术，在地下隧道施工中实现人员和车辆的精准定位，并对各种风险源进行报警，提高施工场所的安全性，能够对隧道施工场所进行统一高效地管理，提高了定位精度、整合了系统资源、配置简洁，提高了管理效率，但仍存在如下缺点：定位模块需要额外安装，并且随着盾构掘进的向前移动，需要同步移动定位模块及与其配合的通信模块；现有网线结构单一，一旦发生断纤将给系统带来不稳定等等。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，以解决现有技术中存在的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，包括设置于掘进机上的分布式通信系统主体及连接外部调度室进行信号传输的光纤，所述光纤通过可自动收放线的光纤卷随掘进机的行进进行收放；所述分布式通信系统主体包括与光纤连接的交换机，所述交换机分别连接两个无线AP基站、无线AC和物联网关；所述物联网关通过无线AP基站连接控制多个分布式设置的物联网基站；所述无线AP基站通过功分器连接多个分布式设置的板状天线；

进一步的，所述光纤为铠装光纤；

进一步的，所述掘进机的盾体、连接桥、1号拖车、2号拖车、3号拖车、4号拖车和5号拖车上各设置有一个物联网基站；所述板状天线间隔设置于盾体、1号拖车、3号拖车、5号拖车、尾部风筒台车上；所述光纤卷设置于尾部风筒台车上；

进一步的，所述物联网基站通过光纤串联后与距离其最近的无线AP基站连接；

进一步的，每个所述板状天线与功分器之间并联连接，且所述板状天线为可前后延伸覆盖200-300米范围的定向板状天线；

进一步的，所述分布式通信系统主体与外部调度室之间光纤采用环装布线或者星形方式，这样，一条链路断开，可自动快速从切换至另一条链路，防止信号传输出现中断；

进一步的，所述分布式通信系统主体与外部调度室之间光纤采用可快速插拔的可替代光纤，由于光纤成本较低，在出现断纤时可快速更换，无需熔纤。

进一步的，掘进机车载网及其天馈分布系统支持WIFI、4G、5G、NBIOT、LoRa、Zigbee、RFID宽窄带网络部署，可根据带宽、时延、建设成本等灵活选择对掘进机施工区域进行无线覆盖；

本实用新型的有益效果是：通信设备及无线网络所覆盖区域，随盾构掘进而向前移动，解决以往洞内通信频繁拆卸的问题；采用环状组网的将极大程度上解决断纤带来的不稳定性；采用模块化系统，可根据实际需求，灵活选择WIFI、4G、5G、NBIOT、LoRa、Zigbee、RFID宽窄带网络部署等不同制式的接入。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

附图标记说明如下：

1、光纤，2、光纤卷，3、交换机，4、无线AP基站，5、无线AC，6、物联网关，7、物联网基站，8、功分器，9、板状天线，10、盾体，11、连接桥，12、1号拖车，13、2号拖车，14、3号拖车，15、4号拖车，16、5号拖车，17、尾部风筒台车；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，包括设置于掘进机上的分布式通信系统主体及连接外部调度室进行信号传输的光纤1，所述光纤通过可自动收放线的光纤卷2随掘进机的行进进行收放；所述分布式通信系统主体包括与光纤连接的交换机3，所述交换机分别连接两个无线AP基站4、无线AC5和物联网关6；所述物联网关6通过无线AP基站4连接控制多个分布式设置的物联网基站7；所述无线AP基站4通过功分器8连接多个分布式设置的板状天线9；

更具体的，所述光纤为铠装光纤；

在一些具体实施例中，所述掘进机的盾体10、连接桥11、1号拖车12、2号拖车13、3号拖车14、4号拖车15和5号拖车16、尾部风筒台车17上各设置有一个物联网基站7；所述板状天线9间隔设置于盾体10、1号拖车12、3号拖车14、5号拖车16、尾部风筒台车17上；所述光纤卷2设置于尾部风筒台车17上；

这样，在具体实施时，物联网基站和板状天线嵌入式分布于掘进机的各部分结构中，并将各自采集的隧道信号通过光纤汇总至掘进机的主控室内，该主控室位于掘进机的连接桥中，光纤可通过光纤卷随着掘进机的行进而自动收放，光纤向内连接中控室，向外连接外部调度室；

更具体的，所述物联网基站7通过光纤串联后与距离其最近的无线AP基站4连接；

每个所述板状天线9与功分器8之间并联连接，且所述板状天线为可前后延伸覆盖200-300米范围的定向板状天线；

在另一些具体实施例中，所述分布式通信系统主体与外部调度室之间光纤1采用环装布线或者星形方式，这样，一条链路断开，可自动快速从切换至另一条链路，防止信号传输出现中断；

更具体的，所述分布式通信系统主体与外部调度室之间光纤采用可快速插拔的可替代光纤，由于光纤成本较低，在出现断纤时可快速更换，无需熔纤。

其中，掘进机车载网及其天馈分布系统支持WIFI、4G、5G、NBIOT、LoRa、Zigbee、RFID宽窄带网络部署，可根据带宽、时延、建设成本等灵活选择对掘进机施工区域进行无线覆盖；

本实用新型具有如下优点：

1、从根本上填补隧道通讯的空白，打通洞内到洞外的限制，是推进隧道数字化施工基础。为隧道内远程维护、智能监测、APP生态圈、智能化盾构、智能施工、相关设备集群提供高质量、大带宽、低时延的无线接入。

2、通信设备及无线网络所覆盖区域，皆随盾构掘进而向前移动，完美解决以往洞内通信频繁拆卸的工作。

3、采用环状组网的将极大程度上解决断纤带来的不稳定性，形成正反双向物理备份。

4、面对无法避免的断纤，采用快速可替代光纤段，大幅缩短熔纤、接纤的维护时间。

5、采用模块化系统，可根据实际需求，灵活选择WIFI、4G、5G、NBIOT、LoRa、Zigbee、RFID宽窄带网络部署等不同制式的接入，而只更换部分设备，不更换天馈分布系统和布线。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：包括设置于掘进机上的分布式通信系统主体及连接外部调度室进行信号传输的光纤，所述光纤通过可自动收放线的光纤卷随掘进机的行进进行收放；所述分布式通信系统主体包括与光纤连接的交换机，所述交换机分别连接两个无线AP基站、无线AC和物联网关；所述物联网关通过无线AP基站连接控制多个分布式设置的物联网基站；所述无线AP基站通过功分器连接多个分布式设置的板状天线。

2.根据权利要求1所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：所述光纤为铠装光纤。

3.根据权利要求2所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：所述掘进机的盾体、连接桥、1号拖车、2号拖车、3号拖车、4号拖车和5号拖车上各设置有一个物联网基站；所述板状天线间隔设置于盾体、1号拖车、3号拖车、5号拖车、尾部风筒台车上；所述光纤卷设置于尾部风筒台车上。

4.根据权利要求3所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：所述物联网基站通过光纤串联后与距离其最近的无线AP基站连接。

5.根据权利要求4所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：每个所述板状天线与功分器之间并联连接，且所述板状天线为可前后延伸覆盖200-300米范围的定向板状天线。

6.根据权利要求5所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：所述分布式通信系统主体与外部调度室之间光纤采用环装布线或者星形方式。

7.根据权利要求6所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：所述分布式通信系统主体与外部调度室之间光纤采用可快速插拔的可替代光纤。

8.根据权利要求7所述的用于单层掘进机车载网的分布式通信系统，其特征在于：掘进机车载网及其天馈分布系统支持WIFI、4G、5G、NBIOT、LoRa、Zigbee、RFID宽窄带网络部署。

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