新一代矿用融合通信调度系统在智慧矿山中的应用与实践（煤矿、金属矿、非金属矿）

随着煤矿智能化、安全标准化建设持续推进，传统分立的井下调度电话、应急广播、无线对讲、视频监控等系统相互独立、信息孤岛突出、应急联动滞后等痛点，已经难以满足现代矿井安全生产指挥、协同作业与灾变应急救援的需求。小犇科技矿用融合通信调度系统以 IP 软交换、IMS 融合通信技术为核心，依托矿井工业以太自愈环网，构建一套井上井下一体化、有线无线一体化、多业务系统联动的统一调度指挥底座，兼容各类矿用本安、隔爆终端，打通安全监测、人员定位、视频监控、应急广播、无线通信等业务数据链路，实现可视化调度、分级指挥、告警联动、全程存证、远程运维等综合能力，为煤矿日常生产调度、设备检修协调、险情预警、应急撤离与抢险救援提供稳定可靠的通信保障，是矿井通信联络系统升级改造、智慧矿山建设的核心基础设施之一。

煤矿井下作业环境复杂，高粉尘、高潮湿、瓦斯、透水、顶板等灾害风险长期存在，通信系统是井下安全避险 “六大系统” 的核心组成部分，是调度中心与采掘工作面、运输巷道、机电硐室、避险硐室之间信息传递的生命线。长期以来，大量矿井采用传统模拟调度系统，有线调度电话、无线对讲、应急广播、视频监控各自独立部署，通信协议不互通、资源无法统一调度；发生险情时，调度人员需要在多个平台之间切换操作，呼叫、广播、调阅视频分步执行，响应时间长，极易错过最佳撤离和救援窗口；同时传统系统扩容困难、故障排查繁琐、缺少统一位置感知能力，难以支撑少人化、智能化工作面的协同管控要求。

基于《煤矿安全规程》相关规范要求，小犇科技矿用融合通信调度系统打破异构系统壁垒，采用模块化、分层化架构设计，将语音调度、多媒体会商、广播管控、视频联动、位置调度、告警联动、日志录音存证等功能集成于统一调度平台，适配低瓦斯、高瓦斯、突出矿井及非煤矿山等多种工况，设备具备完整矿用 MA 安全标志认证，终端全部满足隔爆兼本安防爆标准，可在井下恶劣环境长期稳定运行，兼顾日常生产调度常态化使用与灾变场景下高优先级应急指挥需求，实现 “平时高效调度、战时快速救援” 的平战结合目标。

一、系统总体架构设计

小犇科技矿用融合通信调度系统整体分为感知终端层、传输网络层、平台核心层、调度应用层四层架构，整体架构轻量化、可扩展，支持存量利旧改造，降低矿井升级成本。

1. 感知终端层：包含矿用本安调度电话、防爆扩音话站、本安型无线终端、4G/WiFi6 井下基站、应急广播分站、摄像仪、声光报警器、人员定位标识卡等，覆盖采掘工作面、回风巷、皮带巷、变电所、水泵房、避险硐室等所有关键点位，终端支持 SIP 标准协议接入，兼容原有模拟调度终端、磁石话机、传统对讲设备，通过网关实现协议转换，保护矿井原有通信资产。

2. 传输网络层：依托矿井工业以太环网作为基础传输通道，环网具备链路自愈能力，链路故障时自动切换，自愈时间短，保障灾变场景下通信链路不中断；同时支持光纤、矿用通信线缆混合组网，支持远距离巷道延伸，支持井下无线信号无缝漫游，移动终端跨基站切换不中断通话。

3. 平台核心层：以融合调度主机（软交换核心）为中心，配套中继网关、接入网关、联动服务器、录音服务器、网管服务器、GIS 地图服务器；核心主机支持双机热备冗余，主设备故障时备机自动无缝接管业务，无需人工干预，满足矿井 7×24 小时不间断运行要求；平台内置丰富协议接口，支持 SIP、PRI、七号信令、环路中继、E/M 等多种信令，可对接不同品牌、不同年代的井下子系统。

4. 调度应用层：部署可视化调度台、WEB 管理后台、移动端调度客户端，调度人员在统一界面完成全部调度操作，支持集团多级组网，实现矿调度室、矿分管领导、集团总调度分级权限管控，分级调度、权限隔离，满足大型矿业集团集中管控需求。

二、系统核心业务功能

2.1 基础语音调度功能

系统保留成熟调度通信基础能力，满足煤矿调度通信最核心的语音指挥需求，全部调度业务具备最高优先级，保障紧急指令优先送达：

• 单呼、选呼、组呼、分区呼、全呼：调度员可单独呼叫某一台井下话站，也可按工作面、巷道、班组、区域进行分组呼叫，一键发起全矿井广播呼叫；支持自定义分组，根据采掘作业排班动态调整呼叫组。

• 强插、强拆、监听、代答：调度台拥有最高调度权限，遇到紧急情况，可直接强插正在通话的终端，打断无关通话，下发撤离指令；可对占用线路执行强拆，释放信道；支持无感知监听井下任意终端通话，用于现场情况研判；支持来电代答、呼叫转移、呼叫排队、通话保持，避免重要来电漏接。

• 多方调度会议：支持临时组建多方语音会议，调度中心、井下多个工作面、地面机电、通风、救护队同步入会，开展协同会商；会议支持临时加人、踢出成员、会议录音，适合隐患处置、事故演练、抢险指挥场景。

• 来电提示与状态监测：调度台实时显示所有在线终端状态，区分空闲、通话、故障、离线，终端断线、线路短路、设备掉电时，平台即时声光告警，快速定位故障点位。

2.2 有线无线融合一体化调度

系统实现有线调度终端与井下无线终端统一编号、统一调度，消除有线、无线两套通信体系的割裂问题。井下 4G、WiFi6 无线终端、防爆手机、对讲终端与固定防爆话站在同一个调度台进行管理，支持有线呼叫无线、无线呼叫有线、无线终端之间互通。井下作业人员携带本安无线终端，在巷道移动作业过程中可以随时呼叫调度室，调度员也可以直接呼叫井下移动人员，支持跨基站无缝漫游，移动过程通话不卡顿、不掉线。对于已经部署无线通信系统的矿井，平台可通过 SIP 中继对接原有无线系统，无需替换现有基站和终端，实现存量系统融合。

2.3 应急广播联动调度

应急广播是矿井人员撤离的重要手段，系统将广播资源纳入统一调度池，调度员可以点对点呼叫扩音话站，也可以分区广播、定向广播、全域广播。可预先录制瓦斯超限、透水、火灾、检修停工等应急语音模板，险情发生时一键播放，也支持调度员实时喊话。 系统支持分区精准广播，例如仅在瓦斯超限的采掘工作面及回风巷启动广播，不干扰其他正常生产区域，避免全域广播造成不必要恐慌；广播分站同步联动声光报警装置，语音 + 声光双重提醒井下人员。

2.4 可视化视频调度与 GIS 地图调度

系统搭载 GIS 矿井矢量地图引擎，兼容矿井 CAD 巷道图纸，在电子巷道地图上直观标注所有调度电话、广播分站、摄像仪、人员定位点位。调度员在地图上点击点位即可呼叫对应终端、调取现场视频，实现 “一点一图、图上调度”。 支持视频联动：调度呼叫终端时，自动弹窗调出该点位关联摄像仪画面；也支持先看视频、再发起对讲，实现音视频同步指挥。支持多路视频同屏显示、视频回放、视频抓拍，井下现场画面实时回传调度中心，指挥人员不再只依靠语音判断现场情况，做到看得见、叫得通。

2.5 多系统智能告警联动

平台开放标准化 API 接口，可与矿井安全监控系统、人员定位系统、瓦斯监测、水文监测、顶板监测、火灾监测等系统对接，构建自动预警联动闭环： 当监测系统采集到瓦斯浓度超限、水位异常、温度超标等告警信号推送至调度平台后，系统自动触发预设联动策略：弹窗告警、声光提示调度人员、自动拨打该区域调度电话、启动分区应急广播、调出区域摄像头、在地图上标记告警位置，同时自动推送告警信息给值班管理人员。 结合人员定位数据，调度台可查看告警区域内所有井下作业人员数量、位置，圈选区域内人员一键呼叫，精准通知人员撤离，避免盲目疏散；救援阶段可实时掌握被困人员位置，辅助救援方案制定。联动策略可自定义配置，区分普通预警、一级告警、重大险情，分级触发不同联动动作，适配不同风险等级。

2.6 全程录音、日志存储与事件追溯

系统对所有调度通话、多方会议、广播喊话、联动操作全程录音，录音文件附带时间戳、终端编号、呼叫方向、所属区域、操作人信息，支持按时间、终端号码、区域、事件类型检索、在线播放、下载导出。平台完整记录全部调度操作日志、告警日志、设备上下线日志，所有数据本地存储在矿区内网，满足矿山安全监察检查、事故复盘、隐患追溯的合规要求。在应急演练、事故调查中，可沿着时间轴还原整个指挥处置过程，复盘指挥流程，优化应急预案。

2.7 网管运维、远程诊断与扩容能力

内置网络运维管理模块，自动巡检所有接入终端、网关、基站、广播分站运行状态，硬件故障、端口异常、线路中断自动告警，故障定位到板卡、端口，缩短运维排查时间。支持远程配置、远程升级、参数下发，运维人员无需频繁下井调试设备；板卡支持热插拔，设备检修、扩容时不中断整体业务。 平台具备良好横向扩容能力，随着工作面推进、巷道延伸，可分批新增话站、广播、无线基站，平滑扩容；支持多级调度组网，矿端调度、集团总调度互联互通，实现集团层面统一应急指挥。

2.8 移动端调度与应急会商

配套 WEB 调度客户端、移动端调度 APP，调度管理人员、救护指挥人员不在调度室时，可通过授权移动终端接入平台，接收告警、发起呼叫、查看地图位置、调阅视频，满足外出巡检、井下救援现场移动指挥需求；支持多方视频会商，地面专家、井下救护人员、调度中心在线视频沟通，远程技术支撑抢险救援。

三、系统技术优势

1. 高可靠灾变通信能力：核心设备双机热备、环网自愈、终端本安防爆，在停电、局部线路受损场景下，优先保障避险硐室、关键巷道通信终端可用，满足灾变通信底线要求。

2. 存量利旧，改造友好：兼容传统模拟调度、磁石话机、原有 4G 无线、第三方广播和监控平台，不用全部更换原有设备，降低智能化改造投资，施工周期短，对矿井生产干扰小。

3. 开放标准化接口：基于 SIP 主流通信协议，不绑定单一品牌子系统，适配国内绝大多数矿山安全监控、人员定位、视频平台，适配性强，避免后期系统锁死。

4. 安全可控，数据内网闭环：所有语音、告警、视频、录音数据存储在矿区本地内网，不向外网传输，满足矿山数据安全、信创管控要求。

5. 平战一体化设计：日常服务生产排班、检修协调、岗位联络；险情发生时自动切换为应急指挥模式，所有调度资源优先保障应急业务，优先级隔离，生产通话不抢占应急信道。

四、典型应用场景

1. 日常生产调度场景：调度中心向采掘、运输、机电、通风岗位下达生产指令，协调设备检修、交接班、物料运输，班组之间协同沟通，替代传统单一电话呼叫，提升沟通效率。

2. 隐患排查与现场处置：巡检人员发现隐患，一键呼叫调度，调度同步调取现场视频、联动区域广播，通知周边人员避险，同步通知维保、通风人员到场处置。

3. 瓦斯、透水、火灾等灾变应急场景：监测告警触发联动，自动广播撤离指令，调度通过 GIS 地图锁定区域人员，定向呼叫引导撤离，同步接入救护队伍，开展可视化救援指挥。

4. 应急演练场景：利用平台录制演练语音、保存演练录音日志，模拟各类险情，测试联动策略，检验调度人员处置流程，持续优化矿井应急预案。

5. 集团化多矿统一管控：集团总调度平台接入多个下属矿井调度系统，跨矿调度、跨矿支援，当某一矿井发生险情，可快速调集其他矿井救援力量协同处置。