无线通信监控技术研究

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无线通信监控技术研究:人防工程中无线通信监控技术浅析

摘 要：伴随人防工程的建设开发，监控系统在其安全管控中体现了综合优势价值。无线通信手段的快速发展应用则逐步变为各类监督管控体系的主体链路模式。本文就人防工程中无线通信监控技术展开探讨，对提升工程建设水平，创设显著效益，有重要的实践意义。

关键词：人防工程；无线通信；监控技术

引言

人民防空通信系统是国防战备的重要组成部分。人民防空通信系统是随着城市防空袭斗争的出现而产生和发展的。人民防空通信系统也是人民防空的重要组成部分。人民防空通信系统保障人民防空指挥机构对人民防空袭斗争实施稳定 可靠畅通和不间断的指挥，是一项群众性的国防战略工作。军队有关部部门应向人民防空部通报空中情报，军队通信部门对人民防空通信负有保障和业务指导任务，战时防空，城市防卫，要地防空，野战防空都要运用各种通信手段建立协调通信、与其它通信相比较，人民防空通信具有军事价值，也是进一步突出了人民防空的特色。

一、人防通信工程基本特征分析

1、波段特征：无线通信为人防通信应急应用体系的核心构成内容，借助空间点播传输特征以及既定规律完成通信。包括长波、短波以及中波通信、高频还有特高频通信等。各类通信均可完成数据通信。其中短波通信也可叫做高频通信，其显著特征在于，通信传输距离较远，基于中继系统为电离层，因而其距离可由数公里至数万公里。

2、施工特征：施工架设相对简单便利，移动处理快速，可应用移动天线实现动中通信。倘若想发挥更佳的性能水平，则可应用固定天线。该线路架设施工通常位于野外环境中也仅需要数分钟便可完成。

3、对讲联络系统灵活：人防工程与他类专用通信系统之中，进行超短波的传输通信通常为常规对讲通信联络以及集群通信体系等。当前常规对讲联络系统为全球用户广泛应用的服务形式之一。基于应用便利灵活、维护管理简单，该类常规应用体系将始终为超短波通信应用最为常见流行的技术。系统中实现基础通话以及接听功能的基础上，还具备更丰富的他类功能。集群通信便为系统体现的可用信道功能，可为整体用户的集成应用，发挥了自动优选信道的良好功能。可实现资源的全面共享以及费用承担，并可令信道设施整体共用，实现多功能的应用服务，高效快速的无线调度与优质的通信传输。

4、该系统特征在于实现了频率共用，可令原有配合单位专用频率实现全面集成，并供各方一同应用。其中共用设施基于频率实现的共用，因此有可能令各个分建管控中心以及基站工作设施进行汇集建设。同时，共享覆盖范畴可实现各个附近覆盖范畴网络的全面互联，进而获取更为广泛的覆盖地区。再者，共享应用的通信系统业务，可基于网络系统，进行有序的组织传输各类专业丰富的信息资讯，为各方服务应用。短波通信体系以及超短波间利用专用设施完成互联，构建了灵活丰富、高效、多功能的无线通信应用网络系统。

二、人防通信工程无线通信技术

当前，人防工程项目中普遍应用的无线手段包括数传电台、通用分组无线服务技术、CDMA、卫星通信、短波技术以及无线网桥手段等。CDMA以及通用分组无线服务技术为移动与联通公司承载的主体数据传输服务项目，数据传输过程中具有明显优势，也就是信号的覆盖范畴广泛。另外，通过测试该两类技术可

符合传输较小数据量的标准，却不能承载大容量数据的信号。例如大容量的视频信号等，无法实现远程无线的高效传输。数字电台通常为点对点以及点至多点的服务运行环境，可同计算机系统、PLC系统数据终端完成直接高效的互联，进而实现快速的透明无线传输。数传电台其应用传输距离通常为二十至五十公里，体现了优质的抗干扰性能以及灵敏的接收能效。该技术相对成熟，且规范统一，普遍应用在数据采集、遥测以及监控工程中。当然，伴随移动、联通公司无线通信技术的逐步成熟化发展，令各类设备成本费用下降，并令较多数传电台实现了更新发展，其将向着更加智能、高速率、敏捷、高带宽的方向不断迈进。加之自身误码率较小、通信信道安全可靠特征，令数传电台势必发展为人防工程以及他类行业通信服务的优质手段。

三、人防通信工程中短波通信的分析

短波通信是唯一不受网络枢纽和有源中继体制制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星可能受到攻击。无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比。在山区、戈壁、海 洋等地区主要依靠短波，与卫星通信相比，短波不用付费，运行成本低。近年来短波通信技术在世界范围内获得飞跃发展。短波通信被广泛地用于政府、军事、人民防空、气象、导航、水利等部门，用于传递语言、文字、网像、数据等信息。短波通信始终是人民防空远距离指挥通信和应急通信的重要手段之一。

短波通信是战略通信网的重要组成部分。也是人民防空通信的重要组成部分。短波通信设备相对简单、体积小，机动灵活，成本低，可用较小的发射功率进行远距离通信。所以一直是重要的通信手段，特别是实现远距通信的主要手段。

短波通信战时比卫星通信更可靠。设备相对简单，造价低，体积小、容易部署、机动灵活。传播损耗小，以较小的功率进行远距离通信。可迅速组织近、中、远程距离通信。短波通信的性能在很大程度上取决短波信道的特性，短波信道是一种典型的随机参量信道，它靠天波和地波两种传播数据方式进行传播。地波传波较隐定。但传播距离在几十公里.天波靠电离层的反射传播而电离层的特性是随时间、空间及无线电波的频率随机变化的，因此短波信道的参数及其对信号传输的影响也是随机变化的。在我国短波通信网是战略通信网之一。是战时作战指挥通信的“杀手锏”.也是人民防空防空袭斗争的“杀 手铜”，它必然在未来防突袭斗争中发挥着无与伦比的作用。

四、人防工程无线网桥技术应用

人防工程建设阶段中，可通过无线网桥设施实施科学测试与服务应用。可利用四路视频监督管控系统，借助无线网桥搭建链路，完成通信。可位于平台一方应用视频服务器令视频模拟形成可位于网络系统中应用传输数据流，而后令信号从无线网桥逐步传输至监控一端。接下来，可利用无线网桥完成接收，并通过监控服务器的高效汇集处理，令视频信号完成录像以及快速的储存，基于网络实现。监督管控工作人员则可就具体的权限标准位于局部网络系统中实现视频信息的浏览查阅、录像等处理。建成通讯链路，可位于远端进行设备参数布设，提升维护管理便利性。监控应用视频信息持续、清楚，可符合监督管理核心标准。由系统链路总体冗余性不难得出，其测试应用传输距离可达到无限网桥手段应用服务的最大化标准。由系统整体可靠稳定性标准审视，倘若应用距离继续扩充，进行类似监管服务，则应秉承审慎细致的态度应用该技术手段。总之，人防工程地下建设、环境相对复杂、具有一定干扰影响特征决定，布设无线通信系统、优质的运营服务具有一定难度。为此，我们只有配置优质良好的通信服务设施，应用现代化无线通信技术手段，开创优质高效的人防工程无线通信系统，方能提升总体应用服务效能，发挥无线通信技术综合优势，推进人防工程建设实现可持续的全面发展。

结束语

现如今，无线通信技术取得突破性发展，这些为基于新一代通讯技术的远程监控系统的研制提供了技术支持和实现可能。人防通信作为多种通信技术的融合涉及有线通信、无线通信、卫星通信、人防警报通信、计算机网络等多种技术要求维护人员具有较高的专业技术水平，因此也需要国家加大对其的投入支持力度。

无线通信监控技术研究:无线通信技术在地铁列车监控系统中的应用研究

摘要：近些年来城市轨道交通发展较快，在一定程度上也推进我国城市化进程，为了保证地铁的安全运行，需要在地铁列车监控系统之中应用无线通信技术，基于此，本文论述了无线通信技术在我国地铁列车监控系统之中的应用。

关键词：无线通信；地铁列车；监控系统

引言

地铁已经成为人们生活的重要组成部分。随着地铁事业的不断发展，客运量不断增加，地铁安全问题受到了社会各界越来越广泛的关注，保障地铁安全运行，需要一套稳定、可靠、高效的监控系统支持。地下空间相对较窄，列车运行线路却很长，沿途站点又多，需要地铁列车与地面指挥中心进行很好的配合。因此，相互通信显得尤为重要。无线通信技术的快速发展，为地铁列车高质量、高速率的安全运行提供了良好的契机。

1、无线通信技术定义

无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。

2、无线通信技术原理

任何导体中电流强弱的变化都会产生电磁波。利用这一物理现象，通过调制可将信息加载于电磁波之上。当电磁波通过空间传播到达收信端，电磁波引起的电磁场变化又会在导体中产生变化的电流，通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

3、无线通信技术的优点与缺点

无线通信技术有着有线通信技术无法比拟的优点，但基于现阶段的技术，无线通信技术也有无法超越有线通信技术的缺点。下面我们通过比较。

优点一：使用无线通信方式组网，通讯系统建设周期短，安装调试简单、快捷，同时减少投资。有线通信方式的建立必须通过架设通信电缆或光缆，而信号缆的架设一般通过挖掘电缆沟或建设通信杆的方式。这种方式需要花费大量的人力和物力、建设时间长，一旦遇到特殊的应用环境，如山地、湖泊、林区等特殊地理环境或是移动物体等，布线相当困难。有线网络的架构有很强的制约性。而无线通信方式只需在每个终端连接无线传输装置和建设适当高度的天线即可。

优点二：无线通信方式扩展性好。如无线网络已组网完毕，一旦需要增加新的用户而扩大网络，只需增加相应新的无线通信设备。而有线网络首先需要重新布线，其次增加通信设备和接口，不但施工周期长，而且大大增加投资。并且无线通信方式可方便增加动态使用者，这是有线组网无法企及的。来说明两者的优缺点。

缺点一：无线通信方式安全性较差，容易受到黑客攻击。这一点是无线通信方式最大的不足。任何事物都有两面性，无线通信方式就是因为有上述优点，就不可避免的容易被不法分子利用。例如，我们家庭利用无线网络交换机组建的局域网，经常被邻居“赠网”，即使通过设置密码，现也有相应途径破解。

缺点二：无线通信方式带宽较低，通信速率短期无法超越有线通信。以3G无线通信网络为例，3G无线通讯理论速率为：下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s，上行速度峰值也可达384kbit/s。而光纤理论通讯速率为16Gbit/s以上，两者相差甚远。

3、无线通信技术在地铁列车监控系统中的应用

3.1、地铁列车监控系统中的无线网络技术要求

在地铁监控系统中，最明显的客观条件就是系统本身常常会受到很大的限制，因此，无线通信技术的应用非常重要。要想使列车监控系统的核心保持正常运行，就要运用高速稳定的无线通信技术。地铁列车监控系统的要求有以下几个方面：高数据传输速率、支持运动状态、无线网络覆盖领域广泛、需要利用漫游来进行切换、安全稳定性高等。

3.2、无线通信技术在地铁列车监控系统应用中的结构

地铁列车监控系统的无线通信模型如图1所示

图1地铁列车监控系统结构

移动节点STA安装在车上，列车速度可以达到120公里/小时，并且能够沿着多个铺设的AP向STA提供视频和音频数据服务，用于监控列车的运行状态、控制速度等。在列车提速的过程中，需要多个AP进行快速的切换，由于切换过程中很容易产生丢包、延迟现象，都会对无线网络的质量产生很严重的影响，甚至导致整个网络沟通障碍，引起交通事故。因此，AP和STA之间信息的成功交换是无线通信技术在地铁中应用的重要目标。

3.3、摄像头模块本系统

用于现场图像采集的PTC08摄像头是一款集视频捕捉、图像采集、拍摄控制、JPEG图像压缩、串口传输于一体的图像采集处理模块，其内置的高性能数字信号处理芯片实现了对原始图像的高比例压缩。摄像头拍摄的图片采用标准JPEG格式输出，数据通过标准RS232串口与单片机相连，此外自带的简单图像传输协议使得摄像头可以方便地实现与电脑以及各种嵌入式系统的连接，并可以直接匹配标准PC机的串口电平。该串口摄像头具有上电休眠功能，即上电时只有通信接口和图片存储器部分工作，耗电较多的图像处理部分处于休眠状态。向摄像头发出拍照命令前应唤醒然后再发送拍照命令，图像处理部分开始正常工作。正常工作后，除非接收到休眠命令，否则摄像头不会自动进入休眠状态。在异步串行接口中，一个字节数据由1个起始位，8个数据位和1个停止位组成。起始位始终为0，数据位低位先发，停止位始终为1，最后发送。单字节0X4B数据发送时序图如图2所示。

图2RS232字节数据传输时序图

3.4、GPRS通信模块

GPRS是通用分组无线业务的简称，具有通信速度快、永远在线、收费合理等优点，使得GPRS通信模块在远程无线通信控制中得到广泛应用。本系统通过单片机控制GPRS通信模块进行数据传输，一方面要求所用的GPRS通信模块能够连接到GPRS网络，另一方面要求在GPRS通信模块支持实现TCP/IP传输协议，以实现在Internet网络的数据传输。本系统的GPRS通信模块选用SIMCOM公司的SIM300S，尺寸小、功耗低、性能突出。该模块内置TCP/IP传输协议，省去了外部繁琐的编程，同时它集成了标准的RS232接口以及SIM卡，采用AT指令集通过串口对它进行初始化设置。

3.5、监控中心

监控中心主要由行车调度中心、车厂调度中心、视频监控中心以及车站控制室共同组成。监控中心通过无线传输网络接收列车传输过来的实时位置信息、车厢内的视频图像等，了解列车的运行情况。列车也可以按照监控中心发送过来的信号在监控中心的远程控制下运行。

3.6、红外探测模块

为了满足在出现非法入侵时自动对监控现场进行拍照的需求，本系统采用了HR？SR501红外人体感应探测器。感模块工作电压范围可在4.5～20V，静态工作电流小于50μA，可通过跳线方式设置探测模块工作在可重复触发方式或不可重复触发方式。当有人非法进入红外模块感应范围时，红外感应模块输出高电平，用以启动图像采集模块进行拍照，并将所拍图片通过GPRS通信模块发往指定号码的手机，实现远程监控系统自动对现场的实时监控。

4、结语

随着地铁事业快速发展的要求，无线通信技术已经成为地铁监控系统建设中一个重要的、关键的技术手段。无线通信技术克服了传统有线网络受制于列车快速运行，距离跨度大等客观条件的缺陷，使地铁列车监控系统更为方便、实时和高效。但与此同时，无线通信技术相比传统有线网络仍然存在着传输有延迟、稳定性不足等缺点，在今后的工作中，如何有效提高无线通信技术应用的稳定性和可靠性，将成为研究的重点方向。

无线通信监控技术研究:无线通信监控技术在油区运用探索论文

摘要：随着油田的开发，偏远油区的数据监控、视频监控在油田的安全生产、管理中发挥着重要作用，而无线通讯技术的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。本文对目前广泛应用的几种无线通讯技术的进行简单介绍，分析偏远油区的地理环境及生产环境对无线通讯技术应用的影响。并对应用无线网桥技术进行的平台视频监控项目中的成功应用做简单介绍。

关键词：无线通信；油田；监控系统

一、引言

在油田偏远油区生产过程中，对相关生产参数及油井视频进行远程监控对偏远油井的安全生产起着至关重要的作用。但由于偏远油区装置远离油田总部，应用有线的通讯方式，施工困难且周期长、灵活性差。而无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行，成本低，可以根据现场需求及时调整项目方案，灵活性好，系统的功能扩展方便，因此特别适合偏远油区对通信链路的要求。

二、常用的无线通讯技术

目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。

其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务，在数据传输方面有着很强的优势，即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊，远离陆地的基站，因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试，GPRS的平均速率为20kbit/s～40kbit/s，CDMA的平均速率为80kbit/s～100kbit/s，可以满足传输小数据量的生产数据要求，但无法满足大数据量的信号（例如视频信号）远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例，但效果并不理想。

数字电台用于点对点或点对多点的工作环境，能够提供标准RS-232接口，可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接，实现透明传输。数传电台的传输速率从1200～19.2Kbit，传输距离20～50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟，标准统一，一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟，相应的设备价格的降低，使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时，数传电台的相关技术也在不断发展，智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点，数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。

扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力，以及保密、多址、组网、抗多径等，同时具有传输距离远、覆盖面广等特点，特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离（可达50km）、高速（可达百Mbps）无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。

例如，对于远离陆地且无法进行中继的海上平台，通讯链路只能通过卫星通信和短波通讯。其中卫星通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。不易受陆地灾害影响，建设速度快，易于实现广播和多址通信等等优点。但其运行费用相对昂贵，且系统维护要求高。短波通讯以往只在军事通信、专业通信、业余通信中发挥着极为重要的作用，因其传输速率低、噪声大，电离层反射天波为主，通常不能稳定的使用固定频率工作等缺点，因此在其他领域已慢慢淡出人们的视线。尽管短波通信存在一些缺陷，但对于海上油田而言，短波通讯作为可靠性高、覆盖区域广的通信方式，用于海上平台的紧急通信及小数据量传输应该是一个比较好的选择。

三、环境因素对技术应用的影响

偏远油区的环境因素以以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽，传输数率，传输距离，发射功率，天线要求等通信设备本身的技术参数外，在应用无线通讯技术的过程中，还必须全面地考虑海上平台独特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。

3.1对信号传输的影响

可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的，而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地，与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。

微波在空间传播中将受到大气效应和地面效应的影响，导致接受机接受的电平随着时间的变化而不断起伏变化，我们把这种现象称为衰落。从衰落的物理因素来看，可以分成以下几类：吸收衰落、雨雾衰落、K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落等等。在各种衰落因素中，吸收衰落、雨雾衰落及K型衰落对海上油田的无线通信应用影响较大。

3.2对技术应用的影响

各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小，还要考虑海上多风，平台最高点一般较低的特点。

首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响，相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用，由于海上风力较大，抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。

此外，对于无人值守的平台，设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护，这一特点也为技术的应用带来一定的限制。

四、无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用

在实际的现场应用中，我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井，测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流，之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后，对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。

系统通讯链路建立后，可远端对设备参数进行设置，设备维护方便。监控视频图像清晰、连贯，满足监控要求。从系统的链路冗余可以看出本次测试的应用距离已接近5.8G无线网桥技术在海上应用的最远距离。从系统的稳定性出发，在更远一些的类似应用中应谨慎选择这项技术。公务员之家

结论

无线通信技术在偏远油区的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。在选取相关技术时除了要考虑包括传输距离、信号带宽、天线安装条件、发射功率、设备功耗、系统成本等各方面因素外，同时还要充分考虑环境对通信的影响。信号的衰弱会使很多通信技术达不到理论标定的距离，因此无法适应现场需要。面对大量的数据传输管理的需求，在选择无线通信技术手段方面还应统筹计划。特别是要对采用技术的先进性、可靠性及系统的可扩展性等多方面进行综合考虑。

无线通信监控技术研究:谈无线通信技术的移动视频监控系统

摘要：本系统针对当前变电站固定式视频监控系统的不足，在监控前端采用移动式巡检设备，对日常的巡视巡检、倒闸操作以及现场工作进行视频录入，并在后台搭建内外网专用通信服务器，通过无线通信技术将视频数据传输到远程后台电脑上，便于监控人员在远程实时的对变电站现场进行监护监督，减少了人力成本，提高了工作效率。

关键词：无线通信；移动；实时

1概述

随着科技的发展，可穿戴设备技术、人工智能技术、无线通信技术等突飞猛进，在人们生产生活的方方面面发挥着不可替代的作用。但在电力巡检装备方面，综合应用较少，如何将上述技术体现在电力生产及运维装备的“物联化”，研制出一套集成化、智能化的变电站移动视频监控系统成为电力企业一直关注的重点。芜湖供电公司担负着整个芜湖地区的电力发展规划、电网安全经济运行、电力设施建设维护等生产管理和电力营销工作。如图1所示，目前公司所辖变电站使用的是固定式视频监控，前端监控现场根据变电站具体情况安装相应数量的摄像机，以及相应的报警器（比如红外报警器、烟雾报警器等），把摄像机视频线缆、控制线缆等都连接到网络视频服务器上，网络视频服务器有网络接口，可以直接连接到交换机上，把图像及相关数据传送到内部网络上［1］。然而，由于固定式视频监控系统存在距离远、视角差以及清晰度低等方面的原因，导致现场工作中存在以下几方面的不足：（1）现场布线复杂、监控盲区多、不能清晰、灵活的覆盖整个区域；（2）对设备工况的巡视巡检工作不能实时的进行视频回传，无法直接上传到管理人员办公桌电脑荧屏上，更不可能上传到管理人员手机上；（3）对大型倒闸操作和大型工作现场在远程缺乏有效的视频监控手段，现场情况反馈不够及时准确，指挥人员难于快速决策；（4）设备费用高，维修不便。在目前电网庞大复杂、安全可靠性要求不断提高以及“运维一体化”不断推进的背景下，怎样能使作业流程不断优化、作业效率不断提高、安全监督不断加强，是公司研究的重点。移动视频监控系统装备携带方便，现场部署后将作业人员的双手解放出来，工器具的使用将更加便捷，巡视巡检监督监控过程会更加流畅，各种工具仪器的配合也得心应手。本系统支持集成GPS全球卫星定位功能，可支持后台快速定位移动视频监控的变电站位置。实时采集的数据图像等信息可传回后台存储分析，对于应急突发事件的处理更加及时，可大量缩短作业时间、故障修复和消缺的时间，减员增效。本系统支持远程指挥［2］，双向对讲，可以远程督导变电站作业人员操作，实现变电站作业精益化指挥、保存现场第一手影像资料，可大大降低劳动强度和作业风险，提高了装备的智能化水平，在保证效率和质量的前提下满足当前电力企业对应急处理突发事件能力和响应速度的要求［3］。

2系统构成

移动视频监控系统由移动式巡检装备、无线通信专网和后台管理中心三个部分组成。（1）移动式巡检设备移动式巡检装备由智能巡检摄像头（支持音频输入／输出）、手持单兵主机（安卓平板型）、多功能网关、光电互补续航电源四个部分构成，如图2所示。摄像头的体积小巧、安装架设方便、图像回传清晰，能适应于各种天气条件，移动状态下画面不失真。手持单兵主机便于现场巡检操作人员使用，便于监控智能巡检摄像头布设场景。在智能巡检摄像头抵近监控时，通过对手持单兵主机的操作，巡检操作人员有较为灵活、适宜和安全的工作环境，可进行智能巡检配置，可单手掌握，不妨碍巡检操作人员的工作。光电互补续航电源的光电转换率高，能保证巡检装备的电力供给。（2）无线通信专网联通公司的3G无线传输网络采用欧洲成熟的WCDMA技术，经过10多年的发展，其具有上网速度快和信号覆盖率高等特点，WCDMA可以很好地支持语音、图像、数据以及视频通信。从上述同业对标分析可以看出，在3G无线数据传输基础运营商中联通的WCDMA是性能最好的。由于4G网络的覆盖情况及稳定性和3G网络还是有很大的差距，而变电站一般建设在比较偏僻的地方。因此，基于3G的无线通道和无线数据传输网络的实用性和性价比综合考量，选择联通3G网络对于流动性强、分支机构多、安全性要求高的电力用户为最为理想的移动组网方式。（3）后台管理中心后台管理中心是一套基于专用防火墙接入的部署在专用服务器上的远程智能统一监控平台，通过其实现远程对多个设备的高频通道状态监视，直接进行远程高频通道试验并同时观察试验结果，实现对站内一、二次设备工作的监督，及时纠正不安全的工作行为等功能。图3为该系统组网拓扑图，变电站移动视频监控设备终端通过3G／4G的无线方式接入基站后，经运营商内部设备交换机进入为专属用户（电力用户）分配的专用APN，普通用户不能进入该APN，只有专网SIM卡号白名单才能进入该APN网络，防止其他非法用户的进入（VPN或VPDN隧道技术）。后端采用物理专线接入方式，专线网络接入变电站后台的“移动巡检系统管理平台”，最后转换为以太网接口后通过专设移动视频监控接入防火墙，连接入电力内网，通过电力内网与供电公司的远程智能统一监控平台联通。在远程智能统一监控平台下部署变电站移动视频监控系统后台管理中心。

3功能应用

该系统的应用主要包括：设备巡视巡检、大型操作监护指导、大型工作现场安全监督三个方面。（1）设备巡视巡检传统的设备巡视巡检中，巡视结论、试验结果、异常缺陷以及设备状态情况往往是通过纸质记录、口头描述汇报给调度及领导，不仅效率低下，而且汇报的准确性也不能确保。在使用该系统后，可以将现场需要记录汇报的设备情况通过视频更直观、更实时地展现给远程调度和领导，大大提高工作效率。图4为巡视过程中设备状况通过视频传回远方的直观图像。（2）大型倒闸操作监护指导当变电站有大型倒闸操作（如主变操作、母线操作等）时，班组长、工区领导或公司领导通常会到达现场进行监护指导，在变电站越来越多、停送电操作越来越频繁而人力有限的今天，也存在效率低下、覆盖面不足的缺点。在使用该系统后，领导可以在远方电脑在线实时进行监护，纠正不安全行为，在操作碰到疑难问题时，也能第一时间进行解答指导，确保了操作的安全性和准确性。图5为倒闸操作中远程进行操作监护的直观图像。（3）大型工作现场安全监督当变电站有大修或技改项目（主变大修、更换压变等）时，现场安全措施是否布置到位、工作人员是否规范施工等是保证工作安全完成的重点，因此，每项大型工程都必须指派到岗到位安全，监督人员到现场监督整个工作过程。在工作现场越来越多的今天，该系统能达到减员增效的作用，设置好移动视频监控系统后，能实现全程班组、工区、公司三级安全监督，及时纠正工作人员不安全行为，确保工作安全进行。图6为远程对工作现场的安全监督图像。

4创新特点

移动视频监控系统打破了常规视频监控模式，具备以下几个特点：（1）灵活分布、易安装该移动视频巡检设备无需布线，施工方便，机随人走，不受距离限制，扩充能力强，可随时随地移动监测。（2）跨平台联动该系统可以融合视频监控、智能视频侦测、安防监控、智能跟踪、自动化在线监测、消防、智能门禁、环境监测、生产运维等多个系统，实现跨平台统一联动。（3）监控方式多样在智能通信设备不断发展的今天，可在本地或远程通过电脑显示器或手机浏览监控画面。只要有网络覆盖，便有“看得远”的用武之地，无需架设专线，就可以与现场实时互动，方便指挥决策。（4）数据集中、易管理基于无线通信接入技术，改变了原有分级上传处理方式，只需一个统一平台就可以对站内一、二次设备工作进行监督，及时纠正不安全的工作行为，集中管理，极大地提高了效率，降低了传输成本。不用亲临现场，便可及时准确把握情况，工作效率大幅度提高。

5总结

移动视频监控系统的应用将大大提高工作效率，减员增效，并能解决传统视频监控系统盲区较多、清晰度低的缺陷，让工作人员能及时传输巡视巡检结果，倒闸操作能得到更有效的监护，工作现场安全监督更加全面。该系统的应用和推广将有助于提高电网的安全、稳定运行性，保障企业、居民用电，提升供电公司服务形象和服务质量，提升经济和社会效益。

作者：余嘉文 魏庆卫 张杨光 单位：国网芜湖供电公司变电运维工区

无线通信监控技术研究:煤矿井安全监控的无线通信技术

摘要：在我国目前的能源结构中，煤炭仍然占据较大的比例。安全问题是煤炭产业中最重要的部分，但就目前而言，我国的煤炭生产环境不容乐观，在救援方面也相对落后。所以，应当把煤炭产业与现代的信息技术相结合，利用这些新技术，提高井下生产的安全性以及保证救援的及时性。文章就煤矿安全这一课题展开了针对性的研究，结合井下生产的实际情况，提出把无线通信技术运用到煤炭产业的各个环节，以加强对矿井下的安全监控。

关键词：安全监控；煤炭产业；无线通信技术；矿井

1煤矿井下安全监控无线通信技术的重要性

在最近的几年里，我国的煤矿事故时有发生，这不仅意味着财产的损失，更重要的是威胁到了井下工作人员的生命安全。就目前而言，我国的煤炭产业的安全生产情况仍然和世界上的发达国家存在较大差距，2012年，我国每生产100万吨煤炭的人员死亡率为0.37，而同年美国的这一数据为0.03，澳大利亚为0.05；2016年，我国每生产100万吨煤炭的人员死亡率为0.156。从这些数据中可以看出我国在煤矿安全生产上仍然有许多不足的地方，与世界发达国家的差距也比较大；也可以看出，随着我国的发展，安全问题也在逐渐得到改善，但仍然与发达国家之间存在差距，这说明我们国家在煤炭行业中仍然可以改进。煤炭事故不仅对国家和人民的财产生命安全造成威胁，其同样也是一个社会问题，人民时刻关注这个问题。因此，我们国家也对煤矿的安全生产越来越重视。这使得我国煤矿安全事故得到一定程度的控制，但煤炭的安全生产仍然存在问题，人们对其中的一些具有代表性的煤矿事故展开分析，发现这些事故的原因大部分是因为地面的工作人员不能与井下的工作人员进行实时沟通，地面工作人员也不能实时监控井下工作人员所处位置和工作状况，这就造成一旦发生事故，不能及时发现井下工作人员所在位置导致救援效果不理想，这是其中的一个问题[1]。另一个问题是由于人为疏忽造成的安全问题，比如，负责瓦斯监测的工作人员由于不负责任或疏忽没有及时发现瓦斯超标所造成的安全事故。通过以上的分析，如果在煤矿的生产监管过程中可以实现及时有效的信息传输，那么煤矿的安全问题将会得到一定的改善。而无线通信技术可以对此提供帮助。

2煤矿井下生产现状以及煤矿产业对无线通信的需求

我国是世界上最大的煤炭生产国，煤炭产量大约占据世界总产量的1/3。但我国的煤炭生产却存在很多的安全隐患，在我国，几乎每年都可以看到有关煤矿事故的新闻，这些事故无一不在说明我国的煤矿生产现状仍然不容乐观。在煤炭产业中，最重要的问题就是安全生产。在我国一些大中规模的煤矿中，在一口井下工作的各类工作人员能够达到千余人，大量的工作人员和工作设备分布于矿井中，在实际的生产过程中，井下的工作人员需要和地面人员进行沟通，实时地将井下监控数据传递到地面安全人员，以便地面工作人员对这些数据进行查看分析。如果发生事故，监控人员也需要将事故信息传递到相关人员手中，以便对采取及时有效的救援。目前，我国煤矿的地面通信网络建设已达到实际需求，但井下通信仍然需要继续加紧建设。煤矿的通信方式主要分为两类，一类是有线通信，一类是无线通信。在过去，井下通信主要依赖有线通信，而且，由于技术受限，每个通信系统都需要专门铺设电缆来实现沟通，这就意味着各个通信系统并不能实现互联互通。这种情况使得信息不能进行及时传递，而且，维护这些通信系统也需要耗费大量的精力。在后来，光纤技术的出现虽然解决了一些问题，但总体提升空间不大[1]。而无线通信技术就可以完美地解决这些问题，如果将无线通信技术应用于煤矿的安全生产，那煤矿的安全问题就可以得到很大程度的改善。

3煤矿安全监控以及无线通信技术

3.1实现井下工作人员的位置监控

煤矿一旦发生事故，井下的工作人员位置信息将成为关键信息，如果能够实施监测到井下工作人员的位置，将会对救援工作起到巨大的作用。在地面上，要定位一个人大多采用全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS），但在井下，GPS信号无法进行全覆盖，因此GPS的效果不是特别好[2]。在目前的煤矿井下，一般使用无线射频识别（RadioFrequencyIdentificationDevices，RFID）等无线通信技术来实现井下工作人员的位置监控，但这些技术在进行精确定位时有些力不从心，因此，人们应该结合井下的实际工作环境，开发出一套适合井下的无线通信技术，实现对井下工作人员的精确定位，这样一旦发生事故，地面救援人员就可以精确定位到受困矿工并对其进行及时、有效的救援。

3.2实现井下安全隐患预警

我国的煤炭储量丰富，但我国的大部分煤矿都属于高瓦斯煤矿，这种煤矿的开采难度比较大，危险系数也比较高，要想提高煤矿安全性，就需要对这些安全隐患进行监测预警。比如在瓦斯的监测方面，如果对这类监测开发一套实施监测预警系统，能够对瓦斯的含量做到实时监测并对其进行预警，那这类事故的发生将会得到大大缓解。目前在煤矿的安全系统中都有监测预警功能，但有些还做不到对数据进行实时传输和预警，难以满足实际的安全需求[3]。这也需要将更有效的无线通信技术融入煤矿安全监测系统中，争取实现煤矿的安全生产。

3.3运用无线通信技术实现井下信息的实时监测和传递

（1）将多个功能集合在一起通过RFID或者Wi-Fi发到监控中心，比如说将定位功能和监测瓦斯的功能结合在一起，携带定位识别设备的工作人员每走到一个地方都可以实时了解这个地方的瓦斯浓度，以便判断能否进入该区域，同时，将预警功能也整合到这个设备当中，这个设备将该工作人员所在位置的信息实时传递到监控中心，监控中心实时对这些数据进行监测分析，一旦发现异常情况立即通知井下工作人员并给出解决方案；（2）在工作区域建立基站，将定位功能和地压监测功能整合到一起，使得这些数据可以实时传递到监测中心，并由这些数据分析得出是否会出现危险；（3）将煤矿的监控系统与政府监控网互连，这样不仅可以让政府及时了解到煤矿生产情况，也可以对煤矿生产情况进行实时监测，一旦发生危险，政府就可以调动最大力量去参与救援，以确保矿工的生命安全。这些功能的实现都要基于无线通信技术，有了无线通信技术的支持，信息才能及时、有效地进行传递[4]。

4结语

煤矿的生产安全是一个永恒的主题，为了实现这一目标，要坚持发展煤矿安全技术，基于煤矿井下实际需求，结合现代先进技术，开发有效的安全措施。无线通信技术对煤矿的安全生产起到了决定性的作用。在无线通信的基础上可以实现很多功能，例如，井下工作人员的位置监控、井下安全隐患的实时预警等，这些功能都将对井下的安全生产起到巨大的作用[5]。同时，在实际应用上，有些技术达不到实际需求，这就需要人们继续努力钻研，开发出合适的方法来确保井下生产的安全性，进而达到保障井下工作人员的生命安全和国家财产安全的这一目标。随着技术的发展，无线通信在煤矿中将得到更大范围的运用，同时也将取得更大的效果，人们要用自己最大的努力不断完善和发展煤矿井下的安全技术，争取将煤矿事故发生率降到最低。

作者:陶岗 单位:云南省宣威市电子政务网络管理中心