АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ И СВЯЗИ ДЛЯ ШАХТ «КОНДОР»

Разработка и создание современной цифровой системы позиционирования и связи требует поиска согласо ванных архитектурных и технологических решений.

В данной статье рассматривается отечественная системыа «Кондор» как пример удачного решения поставленной задачи.

Система обеспечивает точность позиционирования персонала и техники до 5 м.

Система поддерживает как обще шахтные каналы мобильной связи, когда ауди общение абонентов возможно на всей территории, охваченной системой «Кондор», так и локальные и групповые каналы мобильной связи, когда ауди общение абонентов ведется в пределах одного или группы участков.

В системе реализована передача аварийных и индивидуальных команд и текстовых сообщений, непрерывный приём данных с персональных газо- анализаторов, кнопки SOS и кнопки квитирования сообщений.

Структура система «Кондор» имеет 4 уровня. На каждом уровне действуют свои правила арбитража, в совокупности обеспечивающие надёжное и эффективное функционирование системы.

1 УРОВЕНЬ

Первый уровень системы «Кондор» образуют компактные носимые устройства.

Радиометка ExTAG-L имеет встраиваемое и корпусное исполнение, может интегрироваться с технологическим оборудованием, участвует в измерении расстояний до Базовых Станций, обеспечивает обмен технологической информацией и приём оповещений.

Метка встроена в головной светильник.

Кроме определения дистанций, она обеспечивает:

• передачу диспетчеру показаний газоанализаторов c периодом 5 сек;
• передачу диспетчеру сигнала SOS и квитирования сообщений;
• приём и отображение на встроенном дисплее текстовых сообщений;
• приём и индикацию аварийных сообщений и индивидуальных вызовов.

Радиостанция ExART предназначена для многоканального полудуплексного голосового обмена, имеет дисплей и органы управления.

В Радиостанцию встроен модуль определения местоположения, аналогичный ExTAG.

Радиостанция может работать в 3 режимах.

• Сотовый режим. Обеспечивается полноценная связь в пределах шахты.
• Режим mesh-сети. Обеспечивается надёжная радиосвязь в сложных технологических условиях, когда прокладка цифровой магистрали невозможна либо нежелательна (лава).
• Режим цифрового радио. В данном режиме устройство работает в качестве обычной цифровой полудуплексной радиостанции. Режим предназначен для работы в аварийных условиях.

Радиостанция обеспечивает первоначальный арбитраж доступа к аудиоканалам в Сотовом режиме и Режиме mesh-сети.

Если на данном канале уже ведётся разговор, то выход Радиостанции в режим передачи блокируется.

Если на данном канале начинается передача Диспетчерского сообщения, то Радиостанция из режима передачи принудительно переходит в режим приёма.

2 УРОВЕНЬ

Второй уровень системы образуют Базовые Станции ExTRACK системы локального позиционирования (определения местоположения по технологии TOF с точностью до 5 м) и одновременно точки доступа беспроводной системы голосовой связи.

В качестве точки доступа устройство обеспечивает цифровую полудуплексную голосовую связь с носимыми устройствами ExART по радиоканалу в субгигагерцовом диапазоне и обмен цифровыми голосовыми потоками с сервером верхнего уровня.

При движении абонента Базовые станции обеспечивают безударную передачу абонента, ведущего передачу, от одной базовой станции к другой.

Базовая Станция обеспечивает вторичный арбитраж доступа Радиостанций к аудиоканалам.

3 УРОВЕНЬ

На третьем уровне системы используется Шлюз Концентратор, построенный на базе микроконтроллера в специальном взрывобезопасном исполнении.

Шлюз обеспечивает работу нескольких цифровых магистралей (RS485), по которым ведёт опрос Базовых Станций.

Шлюз осуществляет арбитраж следующего уровня.

Обмен аудиоданными с Сервером ведётся по сетевому протоколу UDP.

В случае отсутствия связи с Сервером, Шлюз обеспечивает связь в аварийном режиме.

4 УРОВЕНЬ

На верхнем, четвёртом уровне системы, расположен Сервер и АРМ-ы.

АРМ-ы могут располагаться как в пределах LAN так и быть удалены на значительное расстояние.

Система «Кондор» поддерживает работу мобильных АРМ.

Сервер системы «Кондор» обеспечивает сбор и архивирование о местоположении низовых устройств и их технологические параметры.

Сервер системы «Кондор» обеспечивает сбор, ретрансляцию и архивирование аудиопотоков.

Сервер осуществляет арбитраж аудиоданных.

АРМ Диспетчера предназначен для контроля перемещений и аудио обмена персонала.

Диспетчер может подключаться к любому аудиоканалу шахты.

Обращение Диспетчера имеет абсолютный приоритет.

Диспетчер может послать короткое сообщение или команду аварии всему персоналу шахты одновременно или индивидуально.

Диспетчер может контролировать в реальном времени показания газоанализаторов каждого шахтёра, нажатие кнопки SOS на персональных головных светильниках шахтёров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках проекта проводились многочисленные полевые испытания системы, что позволило выявить и устранить ряд ограничений современных систем измерения расстояний и цифровых каналов связи. В настоящее время систему поставляют на шахты России.