A矿应急融合调度通信系统建设方案

一、项目背景

A矿目前有井下应急广播、生产有线电话调度系统和5G无线通信系统等几个相对独立的系统，各系统独立运行，无法实现煤矿井下生产调度电话（350部）、应急广播电话（100多台）、5G无线手机终端（700多部）等系统和设备的通信融合和统一调度管理，不符合智慧煤矿的发展方向。

A矿现有系统基本情况如下：

1. 生产调度电话是基于程控的调度系统，调度台在工作台上占用位置较多，值班人员操作不方便；
2. 生产调度电话和视频监控系统信息融合绑定不够，信息展示不直观；
3. 煤矿现有工业视频监控、生产调度电话系统、5G无线通信、应急广播、行政电话等系统相互独立工作，自成系统。指挥调度中心各调度席位相互之间独立运行，在通信方式上还没有有效地融合在一起，无法在调度台上统一操作井下生产调度电话、5G无线通信和扩音广播等业务。

为了支撑煤矿智能化建设，A矿利用应急融合调度通信系统，实现煤矿各通信系统之间的互联互通，实现对煤矿各通信系统的统一调度，实现异常监测下的快速联动处置，实现应急场景下井上井下的高效协同，加快应急处置响应速度，逐步实现智能煤矿建设目标。

二、建设目标

为了支撑煤矿智能化改造，本项目拟建立全融合、反应灵敏、协同联动、高效调度的应急融合调度通信系统，打造日常高效沟通、异常快速处置、应急救援协同作战的应急融合调度通信系统。

具体建设目标：一网融合，日常高效沟通——通过应急融合调度通信系统将煤矿生产调度电话系统、应急广播电话、5G无线手机终端和煤矿报警系统等设备全部融合，实现井下与地面的多方语音、视频和短信息通信，实现对井下作业人员的生产计划调整、远程会诊检修、日常调度指令下发等，实现随时随地无缝沟通。

三、建设内容

1. 通过搭建一套应急融合调度通信系统，实现生产有线电话调度系统、应急广播系统、5G无线通信系统和煤矿报警系统等多系统融合和联动，完成各通信系统接入终端间的语音、视频、短信、会商等业务，保障应急事件处置过程中的全程可视化指挥、可跟踪，达到"听得见、看得到、能指挥、可回溯"的统一指挥调度作战效果。
2. 指挥调度中心系统整合，整合原有生产有线电话调度系统、应急广播系统、5G无线通信系统相对独立的桌面调度为一体，通过融合通信控制台实现统一调度。

四、建设参考标准

1. 《煤矿安全规程》2022版
2. 《煤炭工业矿井设计规范》GB50215-2015
3. 《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》GB/T3836.1-2021
4. 《矿用一般型电气设备》GB/T12173-2008
5. 国家煤矿安监局关于印发《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》的通知煤安监函〔2016〕5号
6. 《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ6201-2019
7. 《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029-2019
8. 《煤矿安全装备基本要求》
9. 《煤矿安全生产智能监控系统设计规范》GB51024-2014
10. 《煤矿安全生产监控系统软件通用技术条件》MT/T1008-2006
11. 《煤矿通信检测控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-1990
12. 《设备可靠性试验》GB/T5080.1~2
13. 《矿井通风安全监测系统装备标准和使用管理规定》
14. 《煤矿安全生产信息化技术规范第1部分：煤矿企业》DB14/T1727.1-2018
15. 《煤矿安全生产信息化技术规范第2部分：煤矿安全生产监管部门》DB14/T1727.2-2018
16. 《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011
17. 《矿山电力设计标准》GB50070-2020
18. 《煤矿生产调度通信系统通用技术条件》MT/T401
19. 《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》（发改能源〔2020〕283号）
20. 国家煤矿安全检查局"国家煤矿安监局关于印发信息化建设指导意见的通知"（煤安监办〔2019〕24号）

五、建设原则

1. 先进性原则

应急融合调度通信系统解决方案在技术上具备前瞻性，根据未来技术的发展趋势，考虑整个软硬件系统的体系架构，选择先进的软硬件系统平台、基于最佳实践的应用系统设计，保证在一定时期内整个系统技术的先进性。

2. 可靠性原则

应急融合调度通信系统解决方案具备长期高稳定性、高可靠性运行的能力，具有强大处理能力和无差错传输的能力。能满足业务高峰处理的需要，能适应各种特殊情况给系统带来的压力，确保系统7×24小时不间断运行。

3. 安全性原则

在保证信息为其它应用共享的同时，系统应保证信息的安全。

4. 可维护性原则

系统建设时，必须考虑大量设备的日常维护、信息安全、统一管理需求。确保平台投入运营后，只需投入少量人力，即可完成对系统全面维护与统一管理。系统应易于维护，提供统一的维护界面并能够通过该界面对远程设备进行管理和维护：包括实时监控、远程重启等。易于分析和测试、易于发现和定位故障，并通过良好的系统设计保证故障的隔离。

5. 可视化原则

指挥调度涉及到方方面面，指挥的可视化是应急重要发展方向，应急融合调度通信系统设计需要充分考虑对可视化指挥支持，实现音视频调度、可视化调度。

六、建设方案

6.1 指挥调度中心大厅融合调度升级改造

指挥调度中心大厅原有20个坐席席位进行改造升级整合为5个融合调度席位，每个融合调度席位部署1台计算机、2部SIP调度话机、1个调度员摄像头、1个音频调度话筒，单席位就可对生产有线电话终端、应急广播终端和5G无线通信手机终端的统一音视频调度通信指挥功能。

同时指挥调度中心大厅部署1台智能人形跟踪摄像机和2台智能全向麦克风，用户指挥大厅内指挥人员讲话时，能够实施跟踪到指挥人员和全方位声音采集。

指挥调度中心大厅系统连接图如下图所示。

互联说明：

1. 5个调度席位调度计算机主机、10部SIP调度话机、1台人形跟踪摄像机和1台SIP音视频接入主机都通过IP方式接入A矿地面办公网；
2. 每个调度席位配置1个调度员摄像头、1台音频调度话筒，都通过USB连接到调度计算机主机上；
3. 智能全向麦克风通过USB接入1台SIP音视频接入主机，SIP音视频接入主机通过IP方式接入A矿地面办公网。

6.2 应急融合调度通信系统建设

6.2.1 现有系统架构分析

6.2.1.1 生产电话调度系统

现有生产电话调度系统共有井下350部防爆电话机通过机房防爆隔离栅与地面机房的1套大华KTJ104数字程控调度机和1套大华KTJ220软交换调度机连接，指挥调度中心调度系统大华指挥调度台通过IP连接KTJ104数字程控调度机，继而实现指挥中心对井下防爆电话机的电话调度指挥，也支持井下防爆电话在工作时间的电话呼叫功能，应急时刻的急呼等功能。

现有生产电话调度系统组网图如下所示。

6.2.1.2 应急广播系统

现有应急广播系统共有井下100多部应急广播终端通过A矿井下专用局域网与地面机房应急广播服务器连接，并通过指挥调度中心应急广播席位调度台进行广播语音调度指挥、整点报时等广播指挥。

现有应急广播系统组网图如下所示。

6.2.1.3 5G无线通信系统

煤矿5G无线通信系统有700多部防爆5G手机终端、5G井下基站和5G服务器等组成，核心通信服务器为中兴5G服务器系统。

现有5G无线通信系统组网图如下所示。

6.2.2 应急融合调度通信系统方案

6.2.2.1 组网架构

应急融合调度通信系统组网架构如下图所示。

6.2.2.2 组网方案说明

应急融合调度通信系统新增部署井上融合调度IPPBX服务平台、井下融合调度IPPBX服务平台、融合调度服务端软件平台、数字中继网关、程控电话切换设备、融合调度综合网关、指挥调度中心融合调度客户端系统以及配套设备（包括计算机主机、SIP语音电话机、人形跟踪摄像机、SIP音视频接入设备和智能全向麦克风等）。新增部署系统及设备与原系统通过数字中继、SIP中继以及IP网络互联，实现通信融合和统一调度。

其中井上融合调度IPPBX服务平台、井下融合调度IPPBX服务平台、融合调度服务端软件平台等三个服务平台软件部署于A矿自有超融合服务器上。

其中井上融合调度IPPBX服务平台、融合调度服务端软件平台、指挥调度中心融合调度客户端系统等部署于地面办公网；

井下融合调度IPPBX服务平台部署于井下专用通信网，与应急广播系统网络同属一个网络；

地面办公网与井下专用通信网之间的IP通信通过煤矿网闸设备实现安全互联。

以下内容具体说明各系统对接方案。

6.2.2.2.1 与生产电话调度系统对接

与生产电话调度系统的对接采用程控电话切换设备实现350路井下电话的并线连接，通过该程控电话切换设备将井下电话并线分为2个方向，一个方向继续连接原有生产电话调度系统，另一个方向接入应急融合调度通信系统，保证双系统运行，未来可考虑生产电话全面切换到应急融合调度通信系统中。

融合调度服务端软件平台通过隔离网闸与井下融合调度IPPBX服务平台、融合调度综合网关和程控电话切换设备互联，实现调度应用服务平台软件对井下设备的指令控制和调度。

井下融合调度IPPBX服务平台通过数字中继网关与大华KTJ220软交换服务器实现语音中继互联。

井上融合调度IPPBX服务平台通过数字中继网关与大华KTJ220软交换服务器实现语音中继互联。

系统拓扑图如下所示。

6.2.2.2.2 与应急广播系统对接

应急融合调度通信系统支持与应急广播系统对接，煤矿原有井下应急广播终端通过井下专用通信网直接注册到井下融合调度IPPBX服务平台上，实现语音互通。通过融合调度通信客户端实现对原井下应急广播终端的广播调度功能。

6.2.2.2.3 与5G无线通信系统对接

应急融合调度通信系统支持与5G无线通信系统对接，通过SIP中继与5G通信服务器互联，实现互通，实现跟5G手机终端之间的音视频通话。

6.2.2.2.4 与公网外线电话对接

应急融合调度通信系统通过电话网关实现公网环路中继到井上融合调度IPPBX服务平台的语音互通，实现外线电话接入。

6.2.2.2.5 与煤矿报警系统对接

应急融合调度通信系统支持与煤矿报警系统对接，通过服务端软件平台进行对接，以实现报警联动功能。

七、系统功能

7.1 生产电话语音调度功能

融合应急融合调度客户端语音调度功能主要包括软交换通信的所有基本通信和补充业务功能、常用调度功能、调度会议功能、录音、系统管理、调度员管理、其他相关功能等，操作台支持对各类通信终端进行急呼、拨号、监听、代接、保持、强插、强拆、转接、会议、拨号盘、编辑、广播等指挥调度功能。

7.2 5G手机终端音视频通话

融合应急融合调度客户端支持对5G手机终端的音视频通话功能。可以由调度台发起音视频通话，也可以由5G手机终端发起音视频通话。

7.3 应急广播功能

融合应急融合调度客户端支持对井下应急广播终端的应急广播调度功能，包括对讲、语音插播、文件插播、强插、监听、保持、转接、强拆、整点报时、任务创建等功能。

应急广播调度功能界面如下图所示。

7.4 指挥调度中心智能化功能

指挥调度中心大厅原有20个坐席席位进行改造升级整合为5个融合调度席位，每个融合调度席位部署1台计算机、2部SIP调度话机、1个调度员摄像头、1个音频调度话筒，单席位就可对生产有线电话终端、应急广播终端和5G无线通信手机终端的统一音视频调度通信指挥功能。

同时指挥调度中心大厅部署1台智能人形跟踪摄像机和2台智能全向麦克风，用户指挥大厅内指挥人员讲话时，能够实施跟踪到指挥人员和全方位声音采集。

指挥调度中心智能化系统结构如下图所示。

7.5 与煤矿报警系统联动

应急融合调度通信系统支持与煤矿报警系统对接，通过服务端软件平台进行对接，以实现报警联动功能。

八、系统建设清单

一、通信机房设备

序号	名称	技术参数	数量	单位
1	井上融合调度IPPBX服务平台	(1) ★默认支持1000分机，500并发；(2) ★可扩展至2000分机，700并发；(3) ★支持400条VOIP中继，可扩容至1000条VOIP中继；(4) ★支持自动录音；(5) ★支持虚拟化，支持VMware；(6) ★支持双机热备；(7) ★默认支持60方电话会议，最大支持会议室面板200方会议群邀；(8) ★默认支持128路IVR自动话务员，可扩容至512路；(9) ★默认支持64路广播/对讲，支持扩容至256路；(10) ★默认支持256条呼出路由，最大支持扩容至1000条；(11) ★默认支持512条呼入路由，最大支持扩容至1000条；(12) ★支持安卓APP及PC端软电话；(13) ★支持一号多机，最高支持5台不同IP终端注册同一个分机号；(14) ★支持导入导出分机列表，并对列表进行配置。本平台部署在用户自有超融合服务器上，服务器性能指标不低于：a) CPU：2颗CPU，主频3.10GHz，核心数量16，线程数量32；b) 内存：32GB；c) 硬盘：1TB。	1	套
2	井下融合调度IPPBX服务平台	(1) ★默认支持500分机，300并发；(2) ★可扩展至1000分机，500并发；(3) ★支持400条VOIP中继，可扩容至1000条VOIP中继；(4) ★支持自动录音；(5) ★支持虚拟化，支持VMware；(6) ★支持双机热备；(7) ★默认支持60方电话会议，最大支持会议室面板200方会议群邀；(8) ★默认支持128路IVR自动话务员，可扩容至512路；(9) ★默认支持64路广播/对讲，支持扩容至200路；(10) ★默认支持256条呼出路由，最大支持扩容至1000条；(11) ★默认支持512条呼入路由，最大支持扩容至1000条；(12) ★支持安卓APP及PC端软电话；(13) ★支持一号多机，最高支持5台不同IP终端注册同一个分机号；(14) ★支持导入导出分机列表，并对列表进行配置。本平台部署在用户自有超融合服务器上，服务器性能指标不低于：a) CPU：1颗CPU，主频3.50GHz，核心数量6，线程数量12；b) 内存：16GB；c) 硬盘：1TB。	1	套
3	融合调度服务端软件平台	(1) 采用B/S架构，用于给井下语音终端提供服务；(2) 指挥调度应用服务端，提供调度交互、管理等功能，包含提供单兵APP服务；(3) 语音调度：包括软交换通信的所有基本通信和补充业务功能、常用调度功能、调度会议功能、录音、系统管理、调度员管理、其他相关功能等；(4) 支持用户图形化操作界面；(5) 支持实时显示用户状态和调度线路使用情况；(6) 支持同时多路通话；(7) 支持语音调度与视频调度采用一体化界面设计，操作便利；(8) 最大支持调度台数量扩容不低于10台；(9) 支持监视统计在线终端信息、并发呼叫、通话时长等信息；(10) 支持包括急呼、拨号、监听、代接、保持、强插、强拆、转接、会议、拨号盘、广播、队列等功能，支持全自动录音；(11) 支持web配置、软件升级、状态监控；(12) 支持G.711A/U，G.729A，iLBC编码；(13) 支持RFC3261，RFC2367，RFC3262，RFC3264，RFC3581，RFC3515等规范；(14) 支持RTP/RTCP协议；支持TCP/IP、UDP、RTP/RTCP、ARP、PPPoE、DHCP、FTP/TFTP/SFTP、HTTP、HTTPS、Telnet、ICMP、DNS、SDP等协议；(15) 支持给4G/5G矿用手机终端提供音视频调度和交互服务；(16) 实际配置10个调度员许可。本平台部署在用户自有超融合服务器上，服务器性能指标不低于：a) CPU：2颗CPU，主频3.10GHz，核心数量16，线程数量32；b) 内存：64GB；c) 硬盘：4TB。	1	台
4	融合调度综合网关	融合调度综合网关主机：(1) ★模块化设计，19英寸3U机箱，最多可以插入17块业务插盘；(2) ★主机提供千兆以太网接口完成与软交换服务平台进行业务连接，完成信令和媒体的处理，支持SIP协议，支持G.711 U-Law and A-Law, G.711 Appendix 1, G.723.1 and G.723.1 Annex A, G.729 Annex A and Annex B语音编码协议，支持IP、NAT、ICMP、ARP、HTTP、BOOTP、FTP、TFTP、DHCP、SNMP、Diff-Serv等网络协议，支持G.168协议和最大128ms延迟；最大支持120路SIP并发；(3) 本机提供百兆电口用于SNMP网络管理服务，可以检测端口状态、并控制端口输出模式；(4) 可以插入多种业务接口，如FXO、FXS、EM2/4线音频、磁石电话、以及RS232/RS485、V.35等接口，可以接入电话、中继、广播对讲等业务；(5) ★可以通过E1接口、光纤接口进一步扩展接口容量，可选配插入光传输板卡，通过光纤拉远连接电话接入模块，实现远端电话传输和接入功能，尤其可以使用光纤接口将业务接口终端放置到远端，减少铜线电缆安装难度，提高接口性能；(6) 设备支持双电源互备份；(7) 系统时钟支持本地时钟、线路恢复时钟等时钟模式；(8) ★模拟电话接入板支持提供10路模拟电话(FXO/FXS)接口，电话接口采用厚膜集成电路；(9) ★设备支持基于SNMP协议的网管系统；(10) ★支持远程断电功能，通过软件实现远程电话线断电；(11) ★支持双向急呼功能。模拟电话接入模块：(1) ★模块化设计，19英寸3U机箱，最多可以插入17块业务插盘；(2) 提供4个E1接口；(3) 单台提供120路模拟电话接入；(4) ★系统时钟支持本地时钟、线路恢复时钟等时钟模式；(5) ★设备支持基于SNMP协议的网管系统；(6) ★支持远程断电功能，通过软件实现远程电话线断电；(7) ★电话接口采用厚膜集成电路。本项目共配置350路模拟电话接口，最大支持120路SIP并发。	1	套
5	电话并线切换设备	(1) ★模块化设计，19英寸3U机箱，最多可以插入17块业务插盘；(2) 设备支持双电源互备份；(3) ★模拟电话接入板支持提供10路模拟电话(FXO/FXS)接口，电话接口采用厚膜集成电路；(4) ★支持远程断电功能，通过软件实现远程电话线断电。单台设备提供50路井下电话的并线切换接入。	7	台
6	交换机	24口千兆电+4千兆光企业级网络全管理三层交换机	1	台
7	数字中继网关	提供2路E1中继。（利旧使用用户原有的数字中继网关设备。）	2	台
8	通信机柜	42U，2200×600×600机柜。	2	个

二、指挥大厅设备

序号	名称	技术参数	数量	单位
1	SIP语音电话机	(1) 2.8英寸彩色显示屏，界面显示柔和清晰；(2) 千兆网口，网络接入高速稳定；(3) 自带POE供电，可统一部署，POE备份，断电不慌；(4) 使用降噪、回音消除技术；(5) 支持高级语音编码：G.722, G.711(A/u), G.729A/B, G.723, G.726。	10	个
2	SIP音视频接入主机	支持接入指挥大厅1路USB全向麦接入、支持1路人形跟踪网络监控摄像头接入。	1	套
3	智能全向麦克风	(1) 咪芯数量：8；(2) 咪芯类型：MEMS MIC；(3) 灵敏度：-36dB±1dB；(4) 信噪比：68dB(A)；(5) 拾音范围：半径≤5m；(6) 指向特性：全指向性；(7) 算法特性：自动软增益、智能AI降噪、智能AI去混响、智能回声消除；(8) 级联特性：最多支持8台级联（需增加POE供电），支持连接内置腾讯天籁inside的会议一体机大屏；(9) 接口：RJ45×2，DC接口×1，USB Type-C×1（不同机型接口有所差异）；(10) 供电：DC48V/POE/USB；(11) 尺寸：∅120mm×70mm；(12) 重量：420g；(13) 存储温度：-2050℃；(14) 工作温度：045℃；(15) 扬声器：额定功率4Ω/5W，实效频宽80Hz~20kHz，音量84±2dB（1.0W/0.5m），失真度MAX3%。	2	个
4	智能人形跟踪摄像头	(1) 全高清图像：采用1/2.8英寸207万像素高品质CMOS图像传感器，最大分辨率可达1920×1080，输出帧率高达60帧/秒；(2) 多种光学变倍镜头：具有12光学变倍镜头；(3) 自动聚焦技术：先进的自动聚焦算法使得镜头快速、准确、稳定地完成自动聚焦；(4) 低噪声高信噪比：低噪声CMOS有效地保证了摄像机视频的超高信噪比，采用先进的2D、3D降噪技术；(5) 多种视频输出接口：支持HDMI、SDI、USB3.0、LAN支持音视频同时输出；LAN接口支持POE供电、USB3.0支持双码流、SDI支持在1080P60格式下传输达100米；(6) USB3.0支持双码流：支持主码流和次码流，主码流和次码流可以同时输出；支持YUY2、MJPEG、H.264、NV12、H.265视频编码格式；(7) 内置重力感应器：内置重力感应器，支持云台自动翻转功能；(8) 多种网络协议：支持ONVIF、GB/T28181、RTSP、RTMP、VISCA OVER IP、IP VISCA、RTMPS、SRT协议；支持RTMP推送模式；支持RTP组播模式；(9) 控制接口：RS422兼容RS485、RS232-IN、RS232-OUT，RS232接口支持级联；(10) 多种控制协议：支持VISCA、PELCO-D、PELCO-P协议，支持自动识别协议；(11) 静音云台：采用高精度步进电机以及精密电机驱动控制器；(12) 多预置位：支持多达255个预置位（遥控器设置调用为10个）；(13) 多种遥控器：可选择红外遥控器或无线遥控器，2.4G无线遥控器不受角度、距离、红外干扰影响，支持遥控器信号透传功能；(14) AI人形跟踪：内置高速处理器以及采用先进的图像处理和分析算法，用户可根据使用环境选择实时跟踪与区域跟踪。	1	个

三、控制席桌面设备

序号	名称	技术参数	数量	单位
1	融合调度软件	融合调度软件，运行在指挥大厅中调度台计算机上。(1) 语音调度功能主要包括软交换通信的所有基本通信和补充业务功能、常用调度功能、调度会议功能、录音、系统管理、调度员管理、其他相关功能等，操作台支持对各类通信终端进行急呼、拨号、监听、代接、保持、强插、强拆、转接、会议、拨号盘、广播、队列等指挥调度功能；(2) 支持USB摄像头接入，用于采集调度员视频。	5	套
2	调度员摄像头	USB摄像头。	5	个
3	音频调度话筒	鹅颈台式对讲终端。具备静音、音量调节等功能。	5	套
4	控制席计算机主机	I7-12700/16G内存/1T固态/集显/win11。	5	台