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煤炭行业综合自动化信息化网络系统解决方案——计算机网络通讯专业化的系统集成概述1.1煤矿行业综合自动化、信息化网络系统建设特点煤矿企业的信息化网络建设子系统包括光缆和综合布线、广域网和局域网建设、网络安全部署、服务器群的管理、数据存储与备份及其他网络平台上的综合应用等。企业的信息化建设，消除了原来煤炭行业中各业务系统的信息孤岛，实现了煤矿的Internet接入、办公自动化（OA）、客户关系管理（CRM）、管理信息资源（MIS）、企业资源计划系统（ERP）等管理信息系统的应用，同时也为煤矿的综合自动化的联网，工业摄像监测、瓦斯遥测、生产调度系统、IP语音电话、视频会议等应用提供了强大统一的网络平台。最终实现煤炭企业的安全生产、信息化管理，达到T、Q、C、S、S（时间、质量、成本、服务、安全生产）的全面优化。1.2中诚佳合公司在综合自动化、信息化网络系统集成的优势北京中诚佳合科技发展有限公司在长期专注于煤炭行业自动化、信息化和数字化方面的技术和产品的研发、生产及系统集成，是目前国内煤炭行业最具有综合实力的系统集成商。北京中诚佳合科技发展有限公司拥有煤炭企业自动化信息化全面解决方案，可以为客户提供咨询、方案设计、培训、实施、技术支持全方位系统集成服务。公司成立以来，在煤矿监测监控自动化控制方面，一直从事煤矿矿井安全监测监控，工业电视视频监控，矿井人员井下安全定位监控，矿井调度通讯，矿井综采工作面监控，洗煤厂集中控制，矿井综合自动化集成。公司下设综合自动化工程技术部、网络系统集成部、软件事业部、硬件研发部、生产部、工程及产品质量监督部、项目规划管理部等，具有方案设计、工程实施、项目管理等完整系统化的项目实施组织管理体系。公司位于北京市朝阳区北苑路媒体村天畅园。与国内外知名网络设备和技术厂商拥有良好的合作伙伴关系，也是多家授权的煤炭行业系统集成商。煤炭行业综合自动化、信息化网络解决方案2.1省级煤炭集团公司信息化网络解决方案目前很多省都在进行全省的监测监控联网，在全省范围对所辖的煤矿能够实现集中的安全监察和对危害进行及时有效的预防和处理指挥，联网数据主要包括瓦斯监测监控系统和工业电视监控系统。省级煤炭信息网络主要由矿务局及所属各矿、煤业集团公司组成。矿务局、煤业集团公司大部分通过电信运营商专线的方式与省级煤炭集团公司进行互联，通常采用DDN专线或SDH方式，这两种线路的性价比较高，线路质量也比较好，一般租用2M*2，可满足基本业务的传输。省级煤炭信息网络的设计重点是考虑全网的稳定、安全运行，为安全监测数据、语音、视频的三网合一搭建可靠平台，通过省、局、矿各级安全管理部门，利用先进的信息技术，通过计算机网络对煤矿生产情况的远程监测和多级安全监管，避免煤矿安全事故的发生。2.2煤业集团公司(矿务局)信息化网络解决方案大型煤炭企业的数据业务信息向高度集中发展，在煤业集团公司（矿务局）都建立了规模较大的数据中心，业务模块超过十个，对网络的整体性能要求非常高，并且需要承载语音、视频、大型数据库等业务，核心数据的安全存储及备份也至关重要。采用层次化的结构，提供开放的业务应用接口，通过一张网络，建设融合多业务的网络系统，可实现语音、视频、数据网络的融合，并把安全渗透到网络中。根据矿区实际的地理环境组网，主要包括自行铺设光纤和租用运营商的线路来实现全网互联。煤业集团（矿务局）公司与其下属各生产矿井的网络互联主要有以下几种解决方案：弹性分组环(RPR)矿区网方案远距离SDH光传输方案少局点裸光纤方案分散节点EPON方案运营商专线方案弹性分组环(RPR)园区网方案对于光纤资源丰富，覆盖到每个矿区的煤炭企业，可采用10GRPR（ResilientPacketRing）弹性分组环技术，RPR技术结合了SDH光传输技术的50ms高可靠环网倒换技术，又具有以太网包交换的高带宽使用率和低成本，已经成为当前城域网、园区网建设中最主要的技术方案之一。能针对不同业务对带宽和时延的不同要求，提供不同的服务级别，保证煤矿瓦斯监测数据、语音、视频等实时业务的高质量传输。2、远距离SDH光传输方案当矿井距离局机关或煤业集团公司较远时，为了避免同时采购RPR单板和光传输设备，此时比较经济的做法是利用SDH的MSTP技术互联，通过光传输设备直接提供千兆以太网接口，可实现各矿区核心设备之间以及与集团总部核心千兆互联。MSTP技术源于SDH，经过近几年的不断发展，基于SDH的多业务传送节点技术(MSTP)应用越来越广泛，可提供10GPOS、2.5GPOS、622MPOS、千兆以太网（GigabitEthernet）、快速以太网（FastEthernet）等各种接口，实现对SDH、ATM、IP业务的综合接入和处理，对宽带以太网业务可支持透传、二层汇聚等功能。3、少局点裸光纤方案对于矿井距离局机关或煤业集团公司较近，并且局点较少时，还可采用裸光纤直接互联，裸光纤最远传输距离可达到80Km，为了避免单核心设备故障或者链路故障导致整个网络瘫痪，需要采用高可靠的双星型拓扑结构，这种组网模式与RPR组网相比，需要更多的光纤资源，同时企业核心交换机需要配备大量的万兆接口，当矿区节点非常多时，光缆布线成本会迅速增加，同时对核心设备的端口容量提出很高要求。4、分散节点EPON方案对于某些光纤资源紧缺，并且数据信息点分布比较广的组网情况，还可采用EPON技术实现高带宽接入。针对用户信息点分布情况，EPON主要应用在狭长地带用户解决方案和偏远地区密集接入两套方案。EPON解决方案具有以下特点：节省主干光纤资源无源网络结构保障电信级高可靠性10～20Km超长距离传输带宽按需分配并动态可调高度集中的运营管理与维护5、运营商专线方案对于矿井分布范围非常大的煤炭企业，例如某些省的煤炭集团公司能覆盖全省2/3的面积，如果继续由煤炭企业自己部署光纤通讯网，其布线成本将非常高昂，针对这样的煤矿企业，可充分利用运营商的专线链路资源，组网拓扑结构与裸光纤组网方案相同，但需要在集团总部和各个矿区均放置路由器等广域网设备，就可以方便、高速地与局机关或煤业集团公司网络互联。大型煤矿自动化、信息化网络解决方案大型煤矿包括综合自动化控制网络和信息管理网络。综合自动化控制网络的建设将矿井各系统（采掘、供电、运输、通风、排水等）的设备工作状态信息、生产信息、安全信息实时传递到矿井生产安全调度集中控制室，为矿领导的指挥和管理提供充分的、实时的信息依据，为煤矿建设先进的管控一体化平台提供基础网络平台。煤矿综合自动化控制网络的可靠性、安全性都提出了极高的要求，选择工业以太网承载安全生产调度控制的数据，工业交换机能够在高温、高湿、电压不稳、干扰大等恶劣环境下正常工作，同时，工业交换机之间以光纤环方式组网，利用光纤避免强电磁环境对数据可靠性传输的干扰，并且当出现光纤中断或者某台交换机出现问题时，利于工业交换机提供的专有切换协议，可实现光纤中断后300ms内的数据传输途径快速切换，而光纤环与井上的数据采集服务器之间以双机双链路方式上行，可避免单台设备或者链路故障导致的整网瘫痪。综合自动化控制网络的可靠性、实时性、稳定性及故障切换时间短均需达到工业级别要求是设计的重点。煤矿企业信息管理网络主要为矿区安全生产管理、企业经营管理、专业应用管理等信息应用提供传输平台，企业信息管理网要求设计层次清晰，便于日常管理和故障的诊断，通常按照核心层、汇聚层、接入层的园区网设计思路，以性能稳定的企业级网络设备组网。设计要立足先进技术，以可靠性和稳定性为原则，适应大量数据传输及多媒体信息传输的需求，使整个网络系统在一定时间内保持领先的水平，并具有很大的扩展性和灵活性，以适应未来网络技术发展的需求。煤矿瓦斯监控联网解决方案瓦斯防治是当前我国煤矿安全生产最薄弱环节。为有效防止和控制煤矿瓦斯事故的发生，提升煤矿安全生产水平，近年来，瓦斯监测监控联网正在全国煤矿行业推广，包括地方煤矿企业、县级管理部门、市安全监察中心、省煤炭厅的多级管理部门进行联网。省级煤炭建团公司的信息化联网在前面的篇幅已经介绍过，这部分内容将介绍中小型煤矿企业与县、市一级的瓦斯监测监控联网。如图所示：与大型煤矿企业相比，中小型煤矿信息化网络的重点主要集中在瓦斯监测监控的联网上，而联网设计的重点将是如何利用经济、安全、稳定的传输方式保证各煤矿瓦斯监控数据被实时的监控和管理。根据我国通讯网络技术的现状，煤矿的实际环境，企业与县、市一级的瓦斯监测监控联网主要有以下两种解决方案：运营商（ISP）有线瓦斯联网方案无线通讯技术瓦斯联网方案运营商（ISP）有线瓦斯联网解决方案运营商（ISP）的有线接入主要有宽带、拨号、DDN网、SDH等广域网线路，对于小型煤矿企业，瓦斯监控数据流量小，网络带宽在64K/S以上就可以满足传输的需要，但要保证网络传输线路的稳定可靠，因此针对矿井分布范围较大、数据业务较广的中型煤炭企地方小型煤矿企业使用宽带、拨号的接入方式，利用VPN（虚拟专用网）技术向县、市安全监控管理中心传输瓦斯监测监控数据是一种非常经济实用，稳定安全的传输方式。针对矿井分布范围较大、数据业务较广的中型煤炭企业，对网络带宽和网络传输质量有更高的要求，一般要达到2M（或N*2M）的带宽，VPN方式就很难满足传输的质量要求和带宽保证，这时，企业可租用电信运营商的DDN、SDH等专线，通过在企业网络放置路由器等广域网设备，就可以高速、稳定地与县、市安全监控管理中心联网，实时上传各矿井的瓦斯监测监控数据。无线通讯瓦斯联网方案对于各矿井所处地理位置偏僻的煤矿企业，通过架设无线基站或者卫星基站，利用微波通讯、GPRS、CDMA、卫星等无线通讯技术，可以有效实现各矿区间及煤矿企业与县、市安全监控管理中心的瓦斯联网。微波通信是无线通讯中一种典型联网方式，成本比较低，经济实用。其频段宽、容量大，不受地理环境的限制，传输距离一般能达到几十公里，超距离时可以使用中继站转发，然而微波经空中传送，易受电磁干扰和高障碍物阻挡，随着带宽和瓦斯等数据流量的增大会出现一定的网络数据延时、丢包，对高质传输瓦斯监测监控数据有一定的影响，所以比较适合于地理位置偏僻、通讯不发达的小型煤矿到县、市安全监控管理中心距离较近的瓦斯联网传输。从卫星通信技术角度来看，目前卫星通讯接入价格比较昂贵，但是成本与距离无关，距离越远其优势越明显，彻底解决煤矿企业各矿井地理位置偏僻及微波通讯无法实现超远距离传输的局限性，真正实现网络覆盖无盲区，确保瓦斯数据实时稳定传输，为上级安全监管部门在第一时间掌握矿井安全情况，及时采取措施避灾、减灾提供了安全有效的手段。对于多位于偏远地区、自然环境较恶劣的矿区，采用成熟的GPRS、CDMA远程通讯技术，煤矿不需要建立专用网络和铺设专线，与其它方式相比具有投资少、见效快、成本低的特点，且数据稳定可靠并且“永远在线”，不受地理位置和气候条件的影响，不受距离限制，联网范围可以达到全市各煤矿。基于无线运营商的GPRS、CDMA1X（无线VPDN）技术实现瓦斯数据分组发送和接收，组成了全覆盖、全天候工作、多级联网的煤矿瓦斯监控安全系统，且按流量计费，迅速降低了服务成本。为客户提供高速的无线数据通信网络，可以很好地满足矿区自身的瓦斯监测监控联网、以及与上级安全监管部门联网的需求。在实现煤矿瓦斯联网的同时，引入新型的瓦斯报警功能，可在煤矿瓦斯浓度超过安全警戒线时，自动发出警报，实时传至地面煤矿管理接收器，为安全监管部门在第一时间掌握矿井安全情况，及时采取措施避灾、减灾提供了安全有效的手段。矿井综合业务数字网络通讯平台在我国，传统的自动化控制和监测监控网络系统，基本上都是独立的采用集散系统结构，一般都由监控分站和控制中心主站组成，虽然这些自动化控制、监测监控系统在我国煤炭安全监测监控领域曾经发挥巨大的作用，但随着煤矿生产的发展，缺乏统一的通讯协议标