无线通信网络应用于宁夏煤炭安全监控系统

2009-04-09 15:12:00 来源:中国计算机报 有...人评论

    一般煤矿地理位置偏僻,地形复杂,采用有线网建设投资大,网络布线困难,采用微波等方式覆盖率低、传输距离有限。无线具有布网灵活、较快传输速度特性,正好可以作为有线网络的最好补充。

    煤矿瓦斯事故是煤矿安全生产中发生频率高、危害程度大的主要事故源。做好煤矿安全生产管理工作,解决煤矿瓦斯隐患是实现煤矿安全生产状况根本好转的关键一环,是国家煤矿安全监察局当前部署的重点工作之一。实施统一的“煤炭安全监控系统”对煤矿安全生产的长治久安具有极其重要的意义。

    宁夏煤炭安全监察局是宁夏煤矿行业省级主管部门,位于宁夏银川市,下设石嘴山市和中卫市两个办事处,行使地市级煤炭安全监察职责。宁夏有1个国有大型煤矿企业集团(宁煤集团)和100家地方煤矿,其中高瓦斯矿井77个。为有效进行实时监控和管理煤矿安全生产,必须建立统一的全省煤炭安全监察网络和煤炭安全监察系统。

满足安全生产要求
    宁夏很多煤矿地理位置偏僻,地形复杂,采用有线通讯网络建设投资大,网络布线困难,网络维护成本高;采用微波、数传电台等载波方式进行数据传输,网络的覆盖率低,传输距离有限,用户须自己建立网络,投资较大,还需要投入人力物力进行维护。最后由于快速的通信速度、安全可靠的通信质量和布网灵活的特性,宁夏煤炭安全监察局选择了联通CDMA1X无线数据通信网络作为“煤炭安全监控系统”的数据传输网络。

    CDMA1X无线数据网络可满足宁夏煤炭安全监控系统对于无线网络的传输要求。CDMA1X无线数据网络符合无线网IEEE802.11标准,符合在全球范围内免许可证的有关规定,对于所有传输到的数据、协议能毫不保留地转发到上一级网络;支持TCP/IP传输协议,支持WVPN通讯方式,具体可支持L2TP、IPSec、VR等路由方式的VPDN(虚拟专用拨号网络);传输丢包率小于1%,时延率平均为600毫秒,不大于井下安全生产监测监控系统的一个扫描周期的秒时(煤炭安全监控系统扫描周期为5秒),网络的覆盖率大于95%。

    煤矿将从井下采集各种安全数据汇总到煤矿传输终端,通过CDMA1X无线网络传输至宁夏联通网络中心PDSN设备,再通过2M专线传输到宁夏煤炭安全监察局监控中心。为确保网络安全,在现有物理网络的基础上建立基于L2TP协议的VPDN逻辑虚拟专网,实现煤矿与宁夏煤炭安全监察局的安全通信。煤矿传输终端通过分配的专用VPDN账号以拨号方式拨入CDMA1X网络,认证服务器(AAA)和煤炭安全监察局认证服务器(Radius)共同完成无线拨入煤矿用户的认证和鉴权。煤矿用户通过认证和鉴权后在煤矿和煤炭安全监察局之间建立VPDN专用通讯通道。通过VPDN网络建立的虚拟专用通信通道,宁夏煤炭安全监察局监控中心可实时监控煤矿安全生产数据。[nextpage]

三级安全监控与生产
    宁夏煤炭安全监察局其他办公计算机可通过局域办公网络,各办事处可通过煤炭安全监察局自己的广域办公网络访问煤炭安全监察局信息监控中心的信息发布系统,进行煤矿安全生产的信息查询、统计和分析。

省监控管理中心
    宁夏煤炭安全监察局监控中心是整个煤矿安全生产监控系统核心。信息发布系统位于监控中心局域网络中,用于接收来自各个煤矿的安全监测实时数据,同时也为行业内部管理提供煤矿安全生产信息查询的功能。

市级办事处
    办事处担负直接监督管理所辖煤矿的职责。宁夏煤矿安全监察局与办事处之间通过已建的广域办公网络进行通讯,用于监控和查询煤矿安全数据信息。

煤矿
    煤矿井下数据通过专用设备(采集终端)进行采集,采集的数据包括矿井瓦斯浓度、温度、通风情况、风扇工作情况等。采集到的数据通过矿井监控网络传输到井上系统计算机,安装在计算机上的协议转换软件进行数据格式和协议转换,转换后的数据通过接口(如RS232、以太口等)接到CDMA制式无线数据通讯终端(RTU),并完成数据在CDMA1X网上数据传输。系统计算机和无线数据通讯终端(RTU)共同组成了采集数据通讯的传输终端。

    采用CDMA1X无线通讯方式组网简单、迅速、灵活,无线数据通信系统可随时随地构建覆盖全省的虚拟无线数据通信专用网络,节省接入投资。

    在安全性上,CDMA网络特有的随机伪码技术4.4万亿种可能的伪码排列,在空中被有效截获的可能性为零;源于军用抗干扰系统,其中“处理增益”的参数远远高于其他系统,网络抗干扰能力强;网络支持无线终端到企业内部网络的VPDN组网,支持IPSec加密,可使企业有效保障网络信息安全,同时大大降低网络安全设备的投资;无线终端动态分配私网IP地址(IP地址由煤炭安全监察局网络分配),并针对无线终端进行VPDN规划,进行联通和煤炭安全监察局两层认证。各无线终端预先设置通讯账号和口令,非本地煤炭行业用户或不能通过身份鉴别或口令认证的无线端不能通讯。

    目前宁夏煤炭安全监控一期系统已经安装29个煤矿。剩余48个煤矿计划将在2005年底前全部安装完毕。同时开通瓦斯险情预警短信提醒功能。应用方面还将开通手机移动办公应用,待开通3G时,还将开通远程视频监控等功能。

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[责任编辑:ally]

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