CN220023073U - 瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道施工安全保障技术领域，具体公开了一种瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，包括多个基站，通讯终端，和电源模块；基站依次安装在隧道内，相邻基站间的距离相等，相邻基站间的距离小于或等于通讯终端的最大通讯距离，基站包括综合通讯模块和通讯天线，综合通讯模块的第一收发端与通讯终端连接，综合通讯模块的第二收发端与通讯天线的第一收发端连接，通讯天线的第二收发端远程连接有隧道外控制调度中心，相邻基站的综合通讯模块的第三收发端对应连接；电源模块安装在基站上，电源模块的输出端与综合通讯模块的供电端连接。采用本技术方案，利用基站和通讯终端，实现隧道内长距离通讯。

Description

瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统

技术领域

本实用新型属于隧道施工安全保障技术领域，涉及一种瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统。

背景技术

在山地等区域进行铁路、公路施工，经常需要开挖隧道，隧道中的暗河、瓦斯含量及开采区域的地质情况(隧道位于背斜核部、断层附近且多次穿越煤系地层，煤质为焦煤，煤层间距均较小，地质为结构复杂且瓦斯突出隧道)都关系到施工人员的人身安全和施工的进度。

特别是对于较长距离的隧道，隧道修建过程中，需同时面对瓦斯突出和爆炸、暗河涌水及隧道塌方等一系列问题。在隧道内施工的工作人员可能面临各种施工问题，需要通过对讲机与施工管理人员进行通讯联络。对讲机通讯在隧道内的通讯距离远比在地面上通讯的距离短，作业范围有限，在超长距离隧道建设开挖时这种仅能短距离通讯的通讯方式并不适用。在隧道开挖建设过程中，由于没有合适的通讯联络方式，施工人员之间无法充分及时地进行信息交流互动，可能导致隧道事故信息或人员受伤信息等无法及时传输，容易造成安全事故和经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，实现隧道内长距离通讯。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：一种瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，包括多个基站，通讯终端，和电源模块；

所述基站依次安装在隧道内，相邻基站间的距离相等，相邻基站间的距离小于或等于通讯终端的最大通讯距离，基站包括综合通讯模块和通讯天线，所述综合通讯模块的第一收发端与通讯终端连接，综合通讯模块的第二收发端与通讯天线的第一收发端连接，所述通讯天线的第二收发端远程连接有隧道外控制调度中心，相邻基站的综合通讯模块的第三收发端对应连接；

所述电源模块安装在基站上，电源模块的输出端与综合通讯模块的供电端连接。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：在隧道内不同位置设置通讯基站，使隧道内各人员均可通过通讯终端进行通讯联络。并利用基站上设置的通讯天线，实现隧道内信息的向外传输，利于隧道外控制调度中心及时获取隧道内信息。通过在隧道内设置多个基站，可有效提高隧道内人员的通讯效率，减少隧道施工安全事故的发生和经济损失。

进一步，位于隧道口所在侧的基站的综合通讯模块与隧道外控制调度中心通过信号光纤连接。

连接结构简单，实现邻近基站与隧道外控制调度中心的连接，便于使用。

进一步，相邻基站的综合通讯模块间采用信号光纤连接，所述信号光纤采用光纤环网。

由于在各基站之间的连接采用的是光纤环网，可实现隧道内长距离通讯，即使隧道内部分光纤损坏仍不影响整体使用。

进一步，所述通讯终端采用数字模拟双模对讲机，通讯终端的频率设置为2.4G。

性能优越，利于使用。

进一步，所述通讯天线包括至少两条2.4G定向天线。

结构简单，适宜信号传输。

进一步，所述电源模块包括蓄电池和外接电源，所述蓄电池和外接电源的输出端均与综合通讯模块的供电端连接，蓄电池的充电端与外接电源的输出端连接。

利用蓄电池和外接电源满足供电需求，防止断电。

进一步，所述综合通讯模块包括收发信机、信号调制解调器、滤波器和控制电路。

结构简单，利于使用。

进一步，所述收发信机与通讯天线连接，收发信机接收隧道内部发送的语音信号，并将产生的信号转换成无线电信号通过光纤环网发送出去。

收发信机进行收发信号，便于使用。

进一步，所述信号调制解调器安装在收发信机的发送端和接收端，信号调制解调器对收发信机发出的语音或数据信号进行调制，将其与载波相结合，形成调制信号；信号调制解调器对收发信机收到的调制信号进行解调，分离出原始信号。

信号调制解调器对信号进行调制解调，利于信号发送、获取。

进一步，所述滤波器设置在收发信机和通讯天线之间，滤波器过滤高频噪音、杂波，只保留人员通讯信号成分；

滤波器选择特定的频率范围内的信号，以区分不同的通讯信号和干扰信号以保证特定人员的相互通讯交流。

通过滤波器对信号进行优化，利于信号传输。

进一步，所述控制电路对综合通讯模块进行自动启动、关闭、重启控制。

对综合通讯模块进行控制，利于使用。

附图说明

图1是本实用新型瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统的结构框图；

图2是本实用新型瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统的结构示意图。

图3是本实用新型瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统的综合通讯模块的连接电路图。

说明书附图中的附图标记包括：通讯终端1、基站2、电源模块3、外接电源4、综合通讯模块5、通讯天线6、信号光纤7、隧道外控制调度中心8。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型公开了一种瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，如图1和图2所示，包括多个基站2(至少两个)，通讯终端1，和电源模块3。

基站2依次安装在隧道内，相邻基站2间的距离相等，相邻基站2间的距离小于或等于通讯终端1的最大通讯距离。本技术方案根据隧道实际建设长度合理选择基站2数量，各基站2在隧道内应间隔均匀分布。基站2包括综合通讯模块5和通讯天线6，综合通讯模块5的第一收发端与通讯终端1电性连接。

优选，通讯终端1采用数字模拟双模对讲机，通讯终端1的频率设置为2.4G，确保隧道内人员能连接到同一频段以实现实时通讯联络。数字模拟双模对讲机融合了数字化和模拟通信技术，既可以使用数字信号进行通讯，又可以兼容模拟信号，具有较好的通信质量和兼容性，其成本相对于数字对讲机来说亦较低。数字模拟双模对讲机具体型号可参考Motorola XiR P6600i数字模拟双模对讲机，并根据通讯要求和成本合理选择。综合通讯模块5的第二收发端与通讯天线6的第一收发端电性连接，通讯天线6包括至少两条2.4G定向天线。定向天线将信号沿着一个特定的方向传输，可有效避免信号在传输过程中收到干扰，可有效提高信号传输的质量和稳定性。通讯天线6的第二收发端远程电性连接有隧道外控制调度中心8，通讯天线6向外发射信号。相邻基站2的综合通讯模块5的第三收发端对应电性连接，基站2可将进行光电信号转换，可为隧道内人员提供实时通讯。

电源模块3安装在基站2上，电源模块3的输出端与综合通讯模块5的供电端电性连接。优选，电源模块3包括蓄电池和外接电源4，蓄电池和外接电源4的输出端均与综合通讯模块5的供电端电性连接，蓄电池的充电端与外接电源4的输出端电性连接。利用蓄电池和外接电源4满足供电需求，外接电源4可对蓄电池进行充电，蓄电池在断电情况下仍可继续工作。

本实用新型的一种优选方案中，位于隧道口所在侧的基站2的综合通讯模块5与隧道外控制调度中心8通过信号光纤7电性连接，实现邻近基站2与隧道外控制调度中心8的连接。隧道外控制调度中心8通过信号光纤7与隧道内通讯基站2电性连接而传输信号，隧道外控制调度中心8可外接分线盒与施工现场各部门建立通讯联络。

更优选的，相邻基站2的综合通讯模块5间采用信号光纤7电性连接，信号光纤7采用光纤环网，以防止光纤网络中一处连接发生故障而影响整体网络。综合通讯联络模块设置有接入光纤环网的信号光纤7，可接收其他基站2单元输入光纤信号和向其他基站2单元输出光纤信号。

位于隧道内的施工人员将通讯终端1是频率调制为固定频段并讲话时，可由附近通讯基站2接收到语音数据，并通过基站2中的综合通讯模块5进行解调将语音数据采样编码成光纤信号。综合通讯模块5解调完成后，通过信号光纤7将光纤信号接入光纤环网中并传输至各个基站2，隧道内其他基站2通过信号光纤7接收光纤信号。综合通讯模块5将接收到的光纤信号调制成语音数据并发送到该基站2单元所辖区域。该区域内施工人员只需将自己通讯终端1频率调为与发送者同一频段即可接收到其他施工人员通过通讯终端1发送的语音数据。将通讯终端1的语音数据通过基站2及其所连接的光纤环网实现通讯联络功能，且可达到隧道内长距离高效通讯联络。

隧道外控制调度中心8亦可通过上述通讯方式实现隧道内外的通讯联络，且隧道外控制调度中心8可外接分线盒将监控部门、应急部门等部门，建立光纤环网以实现各部门与隧道施工人员的通讯联络。

本实用新型的一种优选方案中，如图3所示，综合通讯模块包括收发信机、信号调制解调器、滤波器和控制电路。收发信机与通讯天线电性连接，收发信机接收隧道内部通讯终端发送的语音信号，并将通讯终端产生的信号转换成无线电信号通过光纤环网发送出去。

信号调制解调器安装在收发信机的发送端和接收端，信号调制解调器对收发信机发出的语音或数据信号进行调制，将其与载波相结合，形成调制信号；信号调制解调器对收发信机收到的调制信号进行解调，分离出原始信号。

滤波器设置在收发信机和通讯天线之间，滤波器将高频噪音、杂波等其他信号成分过滤掉，只保留人员通讯信号成分。滤波器选择特定的频率范围内的信号，以区分不同的通讯信号和干扰信号以保证特定人员的相互通讯交流。收发信机与通讯天线通过射频电缆进行物理连接，当通讯天线接收到无线电波信号后，可转换成收发信机可以处理的射频信号，同时也可将收发信机输出的射频信号转换成无线电波。收发信机通过音频、数字信号或其他接口与信号调制解调器进行电性连接，收发信机可将接收到的射频信号转化成可处理的音频、数字信号或其他信号亦可将输入的音频、数字信号或其他信号转换成射频信号。其连接方式通常根据设备型号和接口类型而定，常用接口类型有USB、LAN、RS-232等。通过上述连接方式可确保收发信机与其他设备协同工作，实现数据的传输和交换。

滤波器在不同基站中与其他器件的连接方式不同，在本实用新型中滤波器可与收发信机和通讯天线电性连接，滤波器一端通过射频电缆与收发信机电性连接，另一端通过同轴电缆或其他方式与通讯电性连接。其连接方式通常根据设备型号和接口类型而定，常用接口类型有BNC和SMA等。在连接滤波器时，需根据频段、阻抗匹配和信号损耗等因素进行综合考虑，以确保信号传输的质量和可靠性。在实际使用过程中，还需注意对滤波器进行调谐和调整，以避免干扰和干扰源的产生。

控制电路对综合通讯模块进行自动启动、关闭、重启控制，控制电路指用于对通讯设备和其他器件进行控制和管理的电路系统，包括控制单元、传感器、执行机构和通信接口等部分，如常用常规MCU芯片控制、LTC2950控制芯片等。通过输入控制信号、处理控制命令、输出控制结果等一系列操作，实现对通讯设备和其他器件的远程控制和管理。控制电路可通过直流(DC)电源和电缆与收发信机、滤波器等通讯设备进行电性连接，以实现对其工作状态和参数设置的控制和检测。

在建立通讯基站时应根据隧道长度、物理环境和覆盖范围等因素确定通讯基站配置，本实用新型专利仅列举器件部分型号以供参考：收发信机采用Motorola MOTOTRBO XPR7580e，信号调制解调器采用Harris M7300，滤波器：K&L Microwave 450-470MHz BandpassFilter，控制电路：Texas Instruments TMS320F28335。特别指出上述设备型号仅供参考，通讯基站实际配置时需要根据隧道通讯需求和具体情况确定，同时需要确保各设备之间具有良好的兼容性和稳定性。

本实用新型在隧道内不同位置设置通讯基站2，使隧道内各人员均可通过通讯终端1(对讲机)进行通讯联络。由于本实用新型在各基站2之间的连接采用的是光纤环网，可实现隧道内长距离通讯，即使隧道内部分光纤损坏仍不影响整体使用。通过在隧道内设置多个基站2，可有效提高隧道内人员的通讯效率，可有效减少隧道施工安全事故的发生和经济损失。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，包括多个基站，通讯终端，和电源模块；

所述基站依次安装在隧道内，相邻基站间的距离相等，相邻基站间的距离小于或等于通讯终端的最大通讯距离，基站包括综合通讯模块和通讯天线，所述综合通讯模块的第一收发端与通讯终端连接，综合通讯模块的第二收发端与通讯天线的第一收发端连接，所述通讯天线的第二收发端远程连接有隧道外控制调度中心，相邻基站的综合通讯模块的第三收发端对应连接；

所述电源模块安装在基站上，电源模块的输出端与综合通讯模块的供电端连接。

2.如权利要求1所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，位于隧道口所在侧的基站的综合通讯模块与隧道外控制调度中心通过信号光纤连接。

3.如权利要求2所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，相邻基站的综合通讯模块间采用信号光纤连接，所述信号光纤采用光纤环网。

4.如权利要求1所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述通讯终端采用数字模拟双模对讲机，通讯终端的频率设置为2.4G。

5.如权利要求1所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述通讯天线包括至少两条2.4G定向天线。

6.如权利要求1所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池和外接电源，所述蓄电池和外接电源的输出端均与综合通讯模块的供电端连接，蓄电池的充电端与外接电源的输出端连接。

7.如权利要求3所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述综合通讯模块包括收发信机、信号调制解调器、滤波器和控制电路。

8.如权利要求7所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述收发信机与通讯天线连接，收发信机接收隧道内部发送的语音信号，并将产生的信号转换成无线电信号通过光纤环网发送出去。

9.如权利要求7所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述信号调制解调器安装在收发信机的发送端和接收端，信号调制解调器对收发信机发出的语音或数据信号进行调制，将其与载波相结合，形成调制信号；信号调制解调器对收发信机收到的调制信号进行解调，分离出原始信号。

10.如权利要求7所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述滤波器设置在收发信机和通讯天线之间，滤波器过滤高频噪音、杂波，只保留人员通讯信号成分；

滤波器选择特定的频率范围内的信号，以区分不同的通讯信号和干扰信号以保证特定人员的相互通讯交流。

11.如权利要求7所述的瓦斯突出隧道超长距离揭煤防突通讯联络系统，其特征在于，所述控制电路对综合通讯模块进行自动启动、关闭、重启控制。