PL215166B1

PL215166B1 - Radio-communication system for the rescue services and method for the radio-communication for the rescue services, particularly for the underground mine rescue work

Info

Publication number: PL215166B1
Application number: PL372786A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Tenerowicz; Leon Budziłowicz; Jan Moszumański; Waldemar Jakubowski; Tomasz Opala; Artur Butryn; Janusz Wawiórko; Remigiusz Pomykała
Original assignee: Inova Ct Innowacji Technicznych Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2013-10-31
Also published as: PL372786A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób bezprzewodowej łączności radiowej dla służb ratowniczych zwłaszcza w kopalniach podziemnych i układ bezprzewodowej transmisji radiowej do stosowania tego sposobu dla służb ratowniczych, zwłaszcza w kopalniach podziemnych.The present invention relates to a method of wireless radio communication for rescue services, especially in underground mines, and a wireless radio transmission system for using this method for rescue services, especially in underground mines.

Znany jest sposób bezprzewodowej łączności radiowej dla służb ratowniczych polegający na tym, że sygnały są wysyłane z konsoli kierownika akcji na dole kopalni bezpośrednio do radiotelefonów ratowników poprzez system antenowy, realizowany za pomocą układu bezprzewodowej łączności radiowej dla służb ratowniczych składający się z radiotelefonu bazowego pełniącego funkcję konsoli kierownika akcji na dole kopalni, połączonego z systemem antenowym, który tworzy promieniujący przewód i kierunkowa antena. Układ wyposażony jest w radiotelefony ratownika, posiada liniowe wzmacniacze sygnału i iskrobezpieczny zasilacz. Sygnał o częstotliwości 136 - 174 MHz, wysyłany jest bezpośrednio z radiotelefonu bazowego do radiotelefonów ratowników.There is a known method of wireless radio communication for emergency services, consisting in the fact that signals are sent from the action manager's console at the bottom of the mine directly to the rescuers' radiotelephones through an antenna system, implemented by means of a wireless radio communication system for emergency services consisting of a base radiotelephone acting as a console the action manager at the bottom of the mine, connected to the antenna system that forms the radiating wire and the directional antenna. The system is equipped with rescuer radiotelephones, linear signal amplifiers and an intrinsically safe power supply. The signal with a frequency of 136 - 174 MHz is sent directly from the base radio to the rescuers' radiotelephones.

Opisany układ wymaga stosowania liniowych wzmacniaczy sygnału, zasilanych z iskrobezpiecznego zasilacza. Zasięg działania układu, prostopadle do osi promieniującego kabla, odgraniczony jest do 15-50 m, w zależności od warunków panujących w wyrobisku, zaś w osi anteny - do 100 m.The described system requires the use of linear signal amplifiers, powered from an intrinsically safe power supply. The operating range of the system, perpendicular to the axis of the radiating cable, is limited to 15-50 m, depending on the conditions in the excavation, and up to 100 m in the antenna axis.

Celem wynalazku jest powiększenie zasięgu sygnału wysyłanego z konsoli kierownika akcji na dole kopalni oraz umożliwienie dowolnej konfiguracji grup radiotelefonów współpracujących ze sobą, przy jednoczesnym zagwarantowaniu niezawodnej łączności i mobilności układu.The object of the invention is to increase the range of the signal sent from the action manager console downstream of the mine and to allow any configuration of groups of radiotelephones cooperating with each other, while ensuring reliable communication and mobility of the system.

Sposób bezprzewodowej łączności radiowej dla służb ratowniczych zwłaszcza w kopalniach podziemnych według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnał małej częstotliwości wysyłany z konsoli kierownika akcji na dole kopalni wprowadza się, poprzez sterujący moduł, do modułu nadajnika. W module nadajnika sygnał małej częstotliwości moduluje się na sygnał wysokiej częstotliwości, który wysyła się, poprzez dupleksowy filtr i promieniujący przewód, do kierunkowej anteny. Sygnał wysokiej częstotliwości pochodzący z kierunkowej anteny wprowadza się, poprzez dupleksowy filtr, do modułu odbiornika. W module odbiornika sygnał wysokiej częstotliwości demoduluje się na sygnał małej częstotliwości, który wprowadza się do sterującego modułu. Ze sterującego modułu sygnał małej częstotliwości wysyła się do konsoli kierownika akcji na dole kopalni i do modułu nadajnika.The method of wireless radio communication for rescue services, especially in underground mines, according to the invention is characterized in that a low-frequency signal sent from the action manager console at the bottom of the mine is fed, via a control module, to the transmitter module. In the transmitter module, the low frequency signal modulates into a high frequency signal which is sent, through a duplex filter and a radiating wire, to a directional antenna. The high frequency signal from the directional antenna enters the receiver module through a duplex filter. In the receiver module, the high-frequency signal is demodulated into a low-frequency signal that is fed into the control module. From the control module, a low-frequency signal is sent to the action manager console at the bottom of the mine and to the transmitter module.

Do realizacji tego sposobu służy układ, który charakteryzuje się tym, że pomiędzy konsolą kierownika akcji na dole kopalni a promieniującym przewodem ma radiową stację bazową. Radiowa stacja bazowa posiada sterujący moduł, którego wejście połączone jest telefonicznym przewodem z konsolą kierownika akcji na dole kopalni. Wyjście sterującego modułu połączone jest, w układzie równoległym, z wejściem modułu nadajnika i z wejściem modułu odbiornika. Wyjście modułu nadajnika połączone jest z wejściem dupleksowego filtru. Jedno wyjście dupleksowego filtru połączone jest ze znanym promieniującym przewodem, a drugie wyjście dupleksowego filtru połączone jest z drugim wejściem modułu odbiornika. Wyjście modułu odbiornika połączone jest z drugim wejściem sterującego modułu. Radiowa stacja bazowa ma wewnętrzny zasilacz połączony z akumulatorem, posiadający dwa wejścia. Jedno wejście wewnętrznego zasilacza przeznaczone jest do połączenia z siecią elektryczną. Drugie wejście wewnętrznego zasilacza połączone jest z wyjściem, jednego z korzystnie dwóch pracujących naprzemiennie, zasilacza radiowej stacji bazowej. Wyjścia wewnętrznego zasilacza połączone są odpowiednio z wejściami: sterującego modułu, modułu nadajnika i modułu odbiornika oraz z akumulatorem. Każdy z dwóch zasilaczy radiowej stacji bazowej ma zasilacz, którego wejście przeznaczone jest do połączenia z siecią elektryczną, a drugie wyjście/wejście połączone jest z akumulatorem. Konsola kierownika akcji na dola kopalni połączona jest telefoniczną linią z telefonem kierownika akcji ratowniczej na powierzchni. Układ charakteryzuje się również tym, że radiowa stacja bazowa oraz każdy z zasilaczy radiowej stacji bazowej mają obudowy wykonane ze stopów lekkich.An arrangement is provided for the implementation of this method, characterized in that it has a radio base station between the action manager console at the bottom of the mine and the radiating conductor. The radio base station has a control module whose input is connected by a telephone cable to the action manager's console at the bottom of the mine. The output of the controlling module is connected in parallel with the input of the transmitter module and the input of the receiver module. The output of the transmitter module is connected to the input of the duplex filter. One output of the duplex filter is connected to a known radiating wire, and the other output of the duplex filter is connected to the other input of the receiver module. The receiver module output is connected to the second control input of the module. The radio base station has an internal power supply connected to a battery with two inputs. One input of the internal power supply is intended for connection to the mains. The second input of the internal power supply is connected to the output of one of the preferably two alternating power supplies of the radio base station. The outputs of the internal power supply are connected to the inputs of the control module, the transmitter module, the receiver module, and the battery, respectively. Each of the two power supplies of the radio base station has a power supply whose input is intended for connection to the mains, and the other output / input is connected to the battery. The action manager's console at the bottom of the mine is connected by a telephone line to the telephone of the rescue action manager on the surface. The arrangement is also characterized in that the radio base station and each of the power supplies of the radio base station are provided with light alloy housings.

Opisany zestaw środków technicznych nadaje się do stosowania również w tunelach oraz w pomieszczeniach o dużej kubaturze. Czas przygotowania układu do pracy nie przekracza jednej minuty. Wyposażenie każdego z zasilaczy radiowej stacji bazowej w akumulator zapewnia, niezależną od zasilania z zewnątrz, pracę radiowej stacji bazowej przez co najmniej 10 godzin. Akumulator, połączony z wewnętrznym zasilaczem radiowej stacji bazowej, zapewnia utrzymanie łączności pomiędzy konsolą kierownika akcji na dole kopalni a zastępem ratowniczym, na trasie dojścia zastępu do miejsca pracy radiowej stacji bazowej. Dzięki pracy układu w paśmie UHF zasięg bezpośredniej łączności w przecinkach wynosi 250 - 700 m od anteny, oraz do 1000 m od kierunkowej anteny w linii prostej.The described set of technical measures is also suitable for use in tunnels and rooms with large cubic capacity. The time to prepare the system for operation does not exceed one minute. Equipping each power supply of the radio base station with a battery ensures the operation of the radio base station for at least 10 hours, independent of external power supply. The battery, connected to the internal power supply of the radio base station, maintains communication between the action manager's console at the bottom of the mine and the rescue team, on the route of the team's arrival to the radio base station's workplace. Thanks to the operation of the system in the UHF band, the range of direct communication in commas is 250 - 700 m from the antenna, and up to 1000 m from the directional antenna in a straight line.

PL 215 166 B1PL 215 166 B1

Układ zapewnia pełną kompatybilność z innego typu systemami radiowymi oraz, przy specjalnym oprogramowaniu, transmisją danych, na przykład stanu naładowania akumulatora.The system ensures full compatibility with other types of radio systems and, with special software, data transmission, for example the state of charge of the battery.

Wynalazek został objaśniony przykładowo na podstawie układu przedstawionego na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje schemat układu bezprzewodowej łączności radiowej dla służb ratowniczych w widoku z góry, a fig. 2 - schemat blokowy radiowej stacji bazowej w powiązaniu z zasilaczem radiowej stacji bazowej.The invention has been elucidated, for example, with reference to the circuit shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a diagram of a wireless radio communication system for emergency services in top view, and Fig. 2 shows a block diagram of a radio base station in association with a radio base station power supply.

Sposób bezprzewodowej łączności radiowej dla służb ratowniczych polega na tym, że sygnał o częstotliwości 300 - 3400 Hz wysyłany z konsoli 1 kierownika akcji na dole kopalni wprowadza się, poprzez sterujący moduł 3 do modułu nadajnika 5, w którym moduluje się go na sygnał o częstotliwości 430 MHz. Zmodulowany sygnał, poprzez dupleksowy filtr 7 i promieniujący przewód 11, wysyła się do kierunkowej anteny 12, z której sygnał odbierany jest przez radiotelefony 16 ratowników, natomiast sygnał o częstotliwości 420 MHz, pochodzący z radiotelefonów 16 ratowników, odbierany przez kierunkową antenę 12, wprowadza się, przez dupleksowy filtr 7 do modułu odbiornika 6, w którym sygnał demoduIuje się na sygnał o częstotliwości 300 - 3400 Hz i tak zmodulowany sygnał wprowadza się do sterującego modułu 3, skąd sygnał wysyła się do konsoli 1 kierownika akcji na dole kopalni i do modułu nadajnika 5.The method of wireless radio communication for emergency services is that the signal with a frequency of 300 - 3400 Hz sent from the console 1 of the action manager at the bottom of the mine is fed through the control module 3 to the transmitter module 5, where it is modulated to a signal with a frequency of 430 MHz. The modulated signal, through the duplex filter 7 and the radiating wire 11, is sent to the directional antenna 12, from which the signal is received by the radiotelephones of 16 rescuers, while the signal with a frequency of 420 MHz, coming from the radiotelephones of 16 rescuers, received by the directional antenna 12, is introduced , through the duplex filter 7 to the receiver module 6, in which the signal is demodulated into a signal with a frequency of 300 - 3400 Hz and the signal thus modulated is fed to the control module 3, from where the signal is sent to the console 1 of the action manager at the bottom of the mine and to the transmitter module 5.

Układ bezprzewodowej transmisji radiowej dla służb ratowniczych do stosowania sposobu według wynalazku w przykładowym wykonaniu ma konsolę 1 kierownika akcji na dole kopalni, połączoną telefonicznym przewodem 2 o długości 2000 m z wejściem sterującego modułu 3 radiowej stacji 4 bazowej. Radiowa stacja 4 bazowa posiada moduł nadajnika 5 i moduł odbiornika 6, dupleksowy filtr 7 i wewnętrzny zasilacz 8 o parametrach 240V AC / 13,6V DC oraz połączony z nim akumulator 9 o parametrach 12V 7,2 Ah. Układ wyposażony jest ponadto w dwa, pracujące naprzemiennie, zasilacze 10 radiowej stacji 4 bazowej. Wyjście sterującego modułu 3 połączone jest w^: układzie równoległym, z wejściem modułu nadajnika 5 i z wejściem modułu odbiornika 6. Wyjście modułu nadajnika 5 połączone jest z wejściem dupleksowego filtru 7. Jedno wyjście dupleksowego filtru 7 połączone jest z promieniującym przewodem 11 o długości 1000 m, którego przeciwległy koniec połączony jest z kierunkową anteną 12. Drugie wyjście dupleksowego filtru 7 połączone jest z drugim wejściem modułu odbiornika 6, a wyjście modułu odbiornika 6 połączone jest z drugim wejściem sterującego modułu 3. Jedno wejście wewnętrznego zasilacza 8 przystosowane jest do połączenia z siecią elektryczną o napięciu 230V AC, zaś drugie wejście wewnętrznego zasilacza 8 połączone jest z wyjściem zasilacza 10 radowej stacji 4 bazowej o napięciu 12V DC. Wyjścia wewnętrznego zasilacza 8 połączone są odpowiednio z wejściami: sterującego modułu 3, modułu nadajnika 5, modułu odbiornika 6 a także z akumulatorem 9. Zasilacz 10 radiowej stacji 4 bazowej posiada: zasilacz 13 o parametrach 127 230V AC / 13,6V DC - którego wejście przystosowane jest do połączenia z siecią elektryczną o napięciu 127 - 230V AC oraz połączony z nim akumulator 14 o parametrach 12V 42 Ah. Konsola 1 kierownika akcji na dole kopalni połączona jest telefoniczną linią 15 z telefonem kierownika akcji ratowniczej na powierzchni. Każdy zastęp ratowników wyposażony jest w radiotelefony 16.A wireless radio transmission system for emergency services for implementing the method of the invention in an exemplary embodiment has an action manager's console 1 downstream of a mine connected by a 2000 m long telephone line 2 to the control input of the radio base station 4 module 3. The radio base station 4 has a transmitter module 5 and a receiver module 6, a duplex filter 7 and an internal power supply 8 with the parameters 240V AC / 13.6V DC and a connected battery 9 with the parameters 12V 7.2 Ah. The system is further provided with two alternating power supplies 10 of the radio base station. The output of the control module 3 is connected in ^: a parallel system, with the input of the transmitter module 5 and with the input of the receiver module 6. The output of the transmitter module 5 is connected with the input of the duplex filter 7. One output of the duplex filter 7 is connected to a radiating wire 11 with a length of 1000 m, the opposite end of which is connected to the directional antenna 12. The second output of the duplex filter 7 is connected to the second input of the receiver module 6, and the output of the receiver module 6 is connected to the second input of the control module 3. One input of the internal power supply 8 is adapted for connection to the electrical network 230V AC, and the second input of the internal power supply 8 is connected to the output of the 10-rad power supply of the base station 4 at 12V DC. The outputs of the internal power supply 8 are connected to the inputs of: the control module 3, the transmitter module 5, the receiver module 6 and the battery 9. The power supply 10 of the radio 4 base station has: power supply 13 with the parameters 127 230V AC / 13.6V DC - the input of which is is adapted to be connected to the mains with a voltage of 127 - 230V AC and a connected battery 14 with the parameters of 12V 42 Ah. Console 1 of the action manager at the bottom of the mine is connected by telephone line 15 to the telephone of the manager of the surface rescue operation. Each team of rescuers is equipped with 16 radios.

Claims

1. A method of wireless radio communication for rescue services, especially in underground mines, in which signals are sent from the action manager's console at the bottom of the mine to the rescuers' radiotelephones through an antenna system, characterized in that a low-frequency signal sent from the action manager's console (1) at the bottom is fed through the control module (3) to the transmitter module (5), in which the low-frequency signal modulates into a high-frequency signal and the so-modulated high-frequency signal, through the duplex filter (7) and radiating conductor 11, is sent to a directional antenna (12), while the high-frequency signal from the directional antenna (12) is fed through the duplex filter (7) to the receiver module (6), in which the high-frequency signal is demodulated into a low-frequency signal that is fed to the control module ( 3), and from the control module (3) a low-frequency signal is sent to the steering console (1) action at the bottom of the mine and to the transmitter module (5).

2. A system of wireless radio transmission for rescue services, especially in underground mines, with the action manager's console at the bottom of the mine, an antenna system formed by a radiating wire and a directional antenna, equipped with rescuers' radiotelephones, characterized by the fact that between the console (1) of the action manager on the bottom of the mine and the radiating conduit (11) has

A radio base station (4) equipped with a control module (3), the input of which is connected by a telephone wire (2) to the console (1) of the action manager at the bottom of the mine, and the output of the control module (3) is connected in the circuit parallel to the inputs of the transmitter module (5) and the receiver module (6), the output of the transmitter module (5) is connected to the input of the duplex filter (7), one output of the duplex filter (7) is connected to a known radiating wire (11), the other the output of the duplex filter (7) is connected to the second input of the receiver module (6) and the output of the receiver module (6) is connected to the second input of the control module (3), in addition, the radio base station (4) has an internal power supply (8) with a battery ( 9), having two inputs, one input of the external power supply (8) is adapted to be connected with an electric network, the second input of the internal power supply (8) is connected to the output of one, preferably two working alternately, link (10) of the base radio station (4), and the outputs of the internal power supply (8) are connected to the inputs of the control module (3), the transmitter module (5) and the receiver module (6), respectively, while each of the two power supplies (10) radio base station (4) has a power supply (13), one input of which is adapted to connect to the electric network, and the other output / input is connected to the battery (14), and the console (1) of the action manager at the bottom of the mine is connected by telephone line (15) with the telephone of the manager of a surface rescue operation.

3. The system according to p. The method of claim 2, characterized in that the radio base station (4) and the power supply (10) of the radio base station (4) have light alloy housings.