技术领域
[0001] 本
发明涉及
煤矿智能调度技术领域，特别是涉及一种基于一网两端技术的智能调度系统。
背景技术
[0002] 煤炭行业已经完成了工业自动化改造，正在深入推进信息化和工业化的深度融合。根据国家的相关部署，国有大型煤矿正在积极推进煤矿井下“少人化，无人化”，未来的煤矿标准化建设的落脚点必定是“安全、环保、高效”的，“智能化，智慧化”是必然的路线选择。现如今煤矿智能化发展的目标已经进入建设智慧煤矿的阶段，智慧煤矿是指煤矿主体系统实现智能化，将自动控制、工业互联网、
物联网、边缘计算、
人工智能、
云计算、
大数据等与现代矿山开发技术相融合，开发矿山
感知、互联、分析、
自学习、预测、决策、控制的完整智能系统，建设开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行的智慧矿山。
[0003] 建设智慧矿山是个渐进式的过程，建设智慧矿山需建立在矿山数字化
基础上能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、
可视化展现、自动化操作和智能化服务的数字化系统，所以建设智慧化矿山必须优先以“网络融合安全、信息互联互通、数据共享交换、功能协同调度”实现煤矿物联网的全部功能，在此基础上，将井下形成的海量数据进行数据清洗、筛选、加工及智能分析，全面建成以智慧煤矿为
支撑的煤炭工业体系，构建煤矿及矿区多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，全面突破煤矿智能化核心关键技术，实现煤炭生产主要环节的智能决策和自动化运行，矿井主要作业岗位基本实现
机器人化。
[0004] 在当前的矿方与煤矿设备、产品提供厂商的合作模式下，不同厂商提供的设备、产品所产生的数据标准、接入标准千差万别，各厂商研发的
软件系统所使用的技术栈差异巨大，通信协议和
硬件产品形态缺乏统一标准，各子系统相互之间无法方便地实现互通。为各个子系统的接入工作带来极大的阻
力。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于一网两端技术的智能调度系统，能够实现各类有线无线、窄带宽带、长距短距等数字
信号的统一接入与传输。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于一网两端技术的智能调度系统，所述系统包括：智能调度平台，部署在地面主控制通信中心内，由多台具有不同功能的主机相互连接构成，通过不同种类的数据信号提供远程统一智能调度；综合接入分站，通过井下工业环网连接至所述智能调度平台，将所述智能调度平台的数据信号进行转换和传输；单兵应急救援智能终端，通过空中无线
接口连接至所述综合接入分站，并通过空中无线接口完成与所述综合接入分站之间的信号转换和传输。
[0007] 在一些实施方式中，智能调度平台包括：调度主机，用于为煤矿井下作业提供数字程控调度服务；网管主机，用于向管理操作人员提供整个调度通信系统的网管功能接口；双录设备，用于提供对所述智能调度平台内所述电话的录音、录像和存储查询；
定位主机，用于提供人员
位置信息的采集、存储功能；数据存储主机，用于采集、存储各类监控监测数据；网络交换机，与井下工业环网交换机连接，用于提供地面主控制通信中心部署设备的网络接口。
[0008] 在一些实施方式中，所述调度主机采用SIP协议和VoIP技术下的语音数据及信息的交换，用于录音、虚拟中继、多方电话会议、预案管理及应急联动；所述网管主机用于安全管理、拓扑管理、配置管理、故障管理的基本功能，还用于与云端
服务器建立VPN、数据转发、鉴权管理；所述双录设备记录的内容包括：通话内容、通话日期、通话时间、通话时长、来去电号码、RTP地址；所述数据存储主机所采集的各类监控检测数据包括：安全
监控系统数据、电力监控系统数据、产能检测系统数据；所述网络交换机配置以太网口和光模
块。
[0009] 在一些实施方式中，所述智能调度平台还包括：云平台，为所述地面主控制通信中心部署设备及井下设备提供远程维护及监控接口；云平台网络交换机，用于提供所述地面主控制通信中心部署设备及井下设备与云平台连接的网络接口。
[0010] 在一些实施方式中，所述智能调度平台还包括：调度备机，所述调度备机为所述调度主机的备份设备，当所述调度主机出现故障时自动启动；UPS，用于作为所述智能调度平台内的备用电源。
[0011] 在一些实施方式中，所述综合接入分站为多个且间隔设置；无线信号采用4G作为数据和语音的承载网络，采用Wi-Fi作为数据传输的辅助网络及辅助定位，采用LoRa作为各类监测终端的
数据采集传输通道，采用UWB作为精确定位数据采集网络。
[0012] 在一些实施方式中，所述综合接入分站连接有矿用隔爆兼本安型直流稳压电源。
[0013] 在一些实施方式中，所述单兵应急救援智能终端配置手持式蓝牙激光甲烷检测报警仪、用于监测人体信息的蓝牙手环、用于定位的蓝牙标签和/或专用充电存储柜。
[0014] 在一些实施方式中，还包括：一机三屏调度台，置于矿井调度室，与智能调度平台连接，用于对井下人员的通话记录查询、组呼、群呼、调度强插、强拆、呼叫转移、等级限制、设置不同的呼叫权限、电话会议、录音、实时监听、视频监控联动显示、周边数据联动显示。
[0015] 在一些实施方式中，所述一机三屏调度台配置调度专用IP话机和视频专用调度IP话机。
[0016] 采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
[0017] (1)、采用综合接入分站组建煤矿井下通用型接入管道，实现各类有线无线、窄带宽带、长距短距等
数字信号的统一接入与传输；
[0018] (2)、采用泛终端技术，对井下所有“
传感器”进行软件定义的“可描述”，实现从系统到分站，再到终端的分层调度管理功能；
[0019] (3)、采用单兵应急救援智能终端，实现自主定位、对讲、语音、视频、拍照、接入、照明等多种功能；
[0020] (4)、采用手持式蓝牙激光甲烷检测报警仪，在准确实时监测甲烷同时，通过单兵应急救援智能终端接入实现数据实时上传；
[0021] (5)、采用云平台，实现对系统内所有设备的实时监控以及远程维护等功能；
[0022] (6)、采用软件定义的调度核心，实现语音、短信、指令、视频、数据、动作、联动等多种功能；
[0023] (7)、采用以人为本的全新调度模式，实现基于GIS的有线、无线、广播、视频、安全监测、人员定位、矿灯房等多系统统一融合。
附图说明
[0024] 上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0025] 图1是本发明提供的基于一网两端技术的智能调度系统的结构图。
具体实施方式
[0026] 以下结合附图对本发明的优选
实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027] 通过对工业互联网、工业物联网、智能调度与传感接入技术的研究，提出了“综合接入、统一传输管道、智能调度及服务”的基于一网两端技术的智能调度系统，为用户提供智能调度、融合通信、实时监控、专家评估、远程维护等服务。
[0028] 系统基于一网两端技术，由智能调度平台、融合接入网络、泛终端组成，其利用综合接入分站的强大能力实现各类通讯、控制、监控、监测等终端的接入、传输以及调度，通过各类智能终端实现系统中人与人、人与设备及人与环境的连接。可有效的将安全监控、应急广播、人员定位、有线、无线、视频、
机车调度等系统进行融合，实现统一接入、统一调度、统一管理、智能联动，并采用云维护实现系统的远程实时维护，为智慧矿山建设打下坚实基础。
[0029] 一网：采用通用型接入管道技术，实现各类有线无线、窄带宽带、长距短距等数字信号的统一接入与传输；
[0030] 两端：一端为智能调度平台，另一端为所有可描述的“传感器”。
[0031] 第四代调度机(软件定义的调度)作为智能调度的
内核，采用“以人为本”的全新调度技术，可实现多系统融合联动。
[0032] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0033] 基于一网两端技术的智能调度系统，包括智能调度平台、一机三屏调度台、综合接入分站、泛终端，各部分之间通过网络交换机或无线网络相连接，构成TCP/IP局域网。
[0034] 1、智能调度平台
[0035] 智能调度平台包含相互之间通过TCP/IP局域网连接的调度主机、网管主机、定位主机、数据存储主机、双录设备、网络交换机。各设备设置于矿井的地面主控制通信中心，并分别都接入到网络交换机实现连接。网络交换机与井下工业环网交换机相连。
[0036] 调度主机采用SIP协议和VoIP技术下的语音数据及信息的交换，除具备传统数字程控调度机的所有功能外，还具有录音、虚拟中继、多方电话会议、预案管理及应急联动等功能，是整个系统的核心部分。优选配置两台调度主机，实现双机热备，保障系统运行稳定可靠。
[0037] 网管主机提供整个基于一网两端技术的智能调度系统的网管功能接口，包括了安全管理、拓扑管理、配置管理、故障管理四大基本功能以外，还具备与云端服务器建立VPN、数据转发、鉴权管理功能，管理操作人员可在本地通过网管终端对平台内的所有设备进行管理维护，也可以通过云平台进行管理维护。优选配置两块网卡，实现外网内网的隔离，提高系统安全性。
[0038] 定位主机提供人员位置信息的采集、存储功能，为实现以人为本的调度提供关键的位置信息。
[0039] 数据存储主机用于采集、存储各类监控监测数据，如安全监控系统数据、电力监控系统数据、产能监测系统数据等。
[0040] 双录设备可具备实时录音录像功能，记录的内容除通话内容外，还可以记录通话日期、通话时间、通话时长及来去电、号码、RTP地址等；记录通话长度可达几百至几千小时，当话音容量达到极限时，可以自动清除最先的资料，确保资料的时效性。优选配置两台双录设备，实现实时备份，提高录音的准确性与存储安全性。
[0041] 网络交换机可提供多样化网络接入方式，可配置以太网口、光模块，为系统各设备提供网络接口，可接入井下工业以太环网。
[0042] 智能调度平台可优选配置不间断供电电源UPS，保证意外断电后系统能够正常工作。
[0043] 2、一机三屏调度台
[0044] 调度台包含触摸式一机三屏调度台，置于矿井调度室，设备自身具备喇叭、麦克通过音频线接入PC主机，调度台通过网络接入到智能调度平台，调度台采用全图形化的操作界面，实现对井下人员的包括但不限于通话记录查询功能、组呼、群呼、调度强插、强拆、呼叫转移、等级限制、设置不同的呼叫权限、电话会议、录音、实时监听、视频监控联动显示、周边数据联动显示等调度功能。
[0045] 优选的实施方案：调度台部分可再配置调度专用IP话机，实现与触摸式一机三屏调度台的联动。
[0046] 3、综合接入分站
[0047] 综合接入分站，实现井下无线信号、无线定位信号
覆盖；实现各类有线无线、窄带宽带、长距短距等数字信号的统一接入与传输；提供2个千兆光口、2个百兆光口、5个百兆电口，可接入井下工业环网，可自组环网；提供RS485、串口等。
[0048] 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源将660/127V转
化成12V输出，给本安型基站提供电源。并提供断电后不小于2小时的备用电源。
[0049] 优选的实施方案：无线信号采用4G作为数据和语音的承载网络，采用Wi-Fi作为数据传输的辅助网络及辅助定位，采用LoRa作为各类监测终端的数据采集传输通道，采用UWB作为精确定位数据采集网络。
[0050] 优选的实施方案：数据上传采用千兆光纤以太环网，保证传输通道带宽及
稳定性。
[0051] 4、单兵应急救援智能终端
[0052] 单兵应急救援智能终端采用多连接技术，具备定位、对讲、语音、视频、拍照、照明功能，支持蓝牙多连接技术，
电池使用时间不低于8小时。
[0053] 单兵应急救援智能终端可通过Wi-Fi无线网络接入到井下工业环网交换机，进而连接到井上智能调度平台。
[0054] 优选的，配置手持式蓝牙激光甲烷检测报警仪，实现移动甲烷检测功能。
[0055] 优选的，配置蓝牙手环，实现人体信息监测，如心率、血压等。
[0056] 优选的，配置蓝牙标签，实现单兵应急救援智能终端的精确定位功能。
[0057] 优选的，配置专用充电柜，实现单兵应急救援智能终端的充电与保存。
[0058] 基于一网两端技术的智能调度系统包含：智能调度平台、一机三屏调度台、综合接入分站、单兵应急救援智能终端组成。
[0059] 智能调度平台包含：调度主机1、调度备机1’、网管主机2、双录设备3、定位主机4、数据存储主机5、网络交换机6、云平台网络交换机7、云平台8。调度主机1、调度备机1’、网管主机2、录音设备3、定位主机4、数据存储主机5分别通过网线接入到网络交换机6。网管主机2通过网线接入到网络交换机7，进而连接到云平台8。
[0060] 网络交换机6与井下工业环网交换机连接。
[0061] 云平台网络交换机7通过公网连接到云平台8。
[0062] 调度主机1、调度备机1’实现网络实时双机热备，调度主机1的数据实时备份到备用服务器处，当主用服务器故障时备用服务器自动启动。所述调度主机1和调度备机1’用于矿区内各类终端提供接入、交换等标准核心网功能。实现电话业务交换功能、电话调度功能、短信服务等功能。
[0063] 网管主机2提供整个调度通信系统的网管功能接口，管理操作人员可通过网管终端对系统内的所有设备进行管理维护。优选配置两块网卡，实现外网内网的隔离，提高系统安全性。
[0064] 双录设备3提供对调度机所有电话的录音、录像和存储查询功能，可支持全部用户的在线录音录像，对有关责任进行完整准确的记录和追踪。
[0065] 定位主机4提供人员位置信息的采集、存储功能，为实现以人为本的调度提供关键的位置信息。
[0066] 数据存储主机5用于采集、存储各类监控监测数据，如安全监控系统数据、电力监控系统数据、产能监测系统数据等。
[0067] 网络交换机6提供地面主控制通信中心部署设备的网络接口。
[0068] 云平台网络交换机7提供地面主控制通信中心部署设备及井下设备与云平台连接的网络接口。
[0069] 云平台8为所述地面主控制通信中心部署设备及井下设备提供远程维护及监控接口。
[0070] 优选的实施方案：智能调度平台可配置不间断供电电源UPS000，不间断供电电源UPS000，通过电源线可同时给调度主机1，调度备机1’、网管主机2、双录设备3、定位主机4、数据存储主机5、网络交换机6、一机三屏调度台101，保证意外断电后系统仍能够正常工作。
[0071] 2、调度台
[0072] 调度台包含：一机三屏调度台101，置于矿井调度室。一机三屏调度台101通过网络接入到网络交换机6。
[0073] 调度台采用全图形化的操作界面，实现对井下人员的包括但不限于通话记录查询功能、组呼、群呼、调度强插、强拆、呼叫转移、等级限制、设置不同的呼叫权限、电话会议、录音、实时监听、视频监控联动显示、周边数据联动显示等调度功能。
[0074] 优选的实施方案：调度台部分可再配置调度专用IP话机102，实现与一机三屏调度台的联动。
[0075] 优选的实施方案：调度台部分可再配置视频专用调度IP话机103，实现视频通话等调度功能。
[0076] 3、综合接入分站
[0077] 综合接入分站包含本安型综合接入基站9、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源10。
[0078] 本安型综合接入基站9可通过光口或电口就近接入工业以太环网，本安型综合接入基站9与本安型综合接入基站9之间可采用光纤级联。一个基站双向覆盖距离可达600-800米，可在井下巷道中每隔600米-700米布置一个本安型综合接入基站9，可达到井下巷道信号全覆盖。
[0079] 本安型综合接入基站9将数据信号转换成各类有线和无线信号，通过空中无线接口和本安型单兵应急救援智能终端11完成信号转换和传输，实现煤矿井下移动通信的需要。
[0080] 每台本安型综合接入基站9需要配接一台矿用隔爆兼本安型直流稳压电源10，矿用隔爆兼本安型直流稳压电源10，将660/127V转化成双路12V输出，给本安型基站提供电源。并提供断电后不小于4小时的备用电源。
[0081] 4、单兵应急救援智能终端
[0082] 单兵应急救援智能终端11采用多连接技术，具备定位、对讲、语音、视频、拍照、照明功能，支持蓝牙多连接技术，电池使用时间不低于8小时。
[0083] 单兵应急救援智能终端11可通过Wi-Fi无线网络接入到本安型综合接入基站9，并通过本安型综合接入基站9连接到井下工业环网交换机，进而连接到井上智能调度平台。
[0084] 优选的，配置手持式蓝牙激光甲烷检测报警仪104，实现移动甲烷检测功能。
[0085] 优选的，配置蓝牙手环105，实现人体信息监测，如心率、血压等。
[0086] 优选的，配置蓝牙标签106，实现单兵应急救援智能终端的精确定位功能。
[0087] 优选的，配置专用充电柜107，实现单兵应急救援智能终端的充电与保存。
[0088] 基于一网两端技术的智能调度系统利用井下综合分站接入各类通讯、控制、监控、监测等终端的传输接入，通过各类智能终端实现系统中人与人的连接、人与设备及人与环境的连接，实现多系统融合联动。其在大幅度提高调度指挥及应急救援效率的同时，为智慧矿山建设与安全生产提供基础平台与决策依据。
[0089] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单
修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
