无线无线电网络可以挽救矿工的生活吗?

由:乔纳森·斯特里克兰

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一群乌克兰矿工在结束一天的工作时。
Alexander Khudectply / AFP /盖蒂图片社

没有什么比被困在地下而没有可见的逃生途径更可怕的情况了。矿工们每天上班时都有被困在这种情况下的风险。在美国,煤矿安全与健康管理局(Mine Safety and Health Administration)制定了指导方针和安全措施,帮助将灾难发生的可能性降至最低。但有时这还不够。

根据美国劳工统计局(Bureau of Labor Statistics)的数据,2007年矿工的死亡率为每10万人中有24.8人死亡。只有农业、渔业、林业和狩猎等集体工业的死亡率较高。并不是所有的死亡都是矿井坍塌造成的。设备故障或不良的安全习惯也可能导致悲剧。矿工在井下移动时也可能遇到甲烷等危险气体。

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矿井安全的最大挑战之一是沟通。创建一个良好的网络很困难。最多广播波浪不能穿透摇滚 - 你需要在两个传输点之间有一系列视线。对于大多数采矿业务来说,这是不可行的。地下强大的通信系统可以帮助降低采矿事故,提高救援行动的有效性。

无线无线电网络将是有效通信系统的关键组件。使用无线电波,矿工可以保持与表面操作接触。连接到无线无线电网络的传感器可以将环境信息发送回运营基础,在事故发生之前提醒团队领导到潜在的危险情况。乐动体育网站5.0通过正确的跟踪系统,领导者可以保留矿工在矿井内的地方。如果发生意外,领导人可以确定谁在该地区在该地区。

无线技术无处不在—乐动-软件—你可以在机场和咖啡店找到无线热点。一些城市已经铺开了市政无线网络。你可能会认为世界上每个人都会拥有它们。但请记住:无线电波具有艰难的时间,通过实心岩石渗透。当您为矿井设计无线无线电网络时,您必须考虑到这一点。我们将研究在矿井中实现无线无线电网络的两个最常见的方法。

首先,我们将关注一个有一个有趣名字的系统:漏泄馈线。

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漏水的喂食器

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像中国这款金矿这样的旧矿山有限的通信系统 - 当他们有一个时。
中国照片/盖蒂图片社

直到最近,最先进的采矿通信解决方案是漏水的饲养者。泄漏的馈线是可以发射的电缆广播频率。它们就像同轴电缆,将信号从一个端点传送到另一个端点。通常,同轴电缆有一个铜护套围绕电缆本身,以防止信号泄漏整个电缆长度。如果网络使用长电缆,您可能无法检测到来自相反端点的信号。

泄漏的馈线是不同的。与用坚实的铜屏蔽覆盖电缆不同,漏泄馈线在屏蔽中有小的间隙让信号通过。乐动体育网站5.0这些差距造成了有限的无线无线电网络环境。线路放大器和中继器沿电缆以一定的间隔提高信号以弥补信号损失。

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无线设备可以与泄漏的馈线连接。它们可以从电缆接收无线电信号并将数据传回。这些数据包括声音、视频和计算机数据。有了合适的接收器,你甚至可以通过漏水的馈线发送信号来控制固定的设备,比如装有无线电接收器的水泵。但是你仍然需要相对接近实际的电缆——300英尺(91.4米)左右——来接收和传输信号[来源:矿山安全技术和培训委员会乐动-软件]。

漏泄馈线的一个优点是,你可以在挖矿的时候把它放下来。您可以使用分路器将电缆的长度发送到不同的路径。而且,由于电缆很灵活,网络在尖角和转弯处移动没有问题。如果需要,你甚至可以把电缆直接送入洞里。

泄漏的馈电系统有几个缺点。如果有什么东西切断了电缆,通讯就会中断。另一个问题是多个漏泄馈线有时会在系统内部造成干扰。而漏泄的馈线无线电频率往往是在高端光谱- 这些高频不会透过岩石。

煤矿安全与健康管理局(MSHA)是美国负责监督矿工安全问题的政府机构,该机构批准了4个泄漏的馈线系统:乐动体育网站5.0

  • Flexcom来自矿井无线电系统
  • SMARTCO来自Varis Mine Technolo乐动-软件gy
  • 来自DAC的RFM 2000
  • El-Equip公司生产的VHF-1型号。

网状网络是漏泄馈线的替代方案。网状网络不需要像漏泄馈线系统那样的电缆。让我们仔细看看无线网状网络如何使采矿更安全。

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地雷网格网络

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一些矿井使用有线系统进行通信,但如果你不能去紧急电话站怎么办?
托马斯Bercic /Istockphoto.

一种网网通过称为节点的发射机系统分发无线信号。节点基本上是无线的路由器。节点中的特殊软件允许它与其他节点的网络通信。节点使用动态路由来确定数据交换的最佳路由。最佳路线可以根据节点位置,数据流量和环境条件而改变。最重要的是,某些节点可以是移动的。

至少一个节点需要处于固定位置。这是作为网状网络和较大的网络之间充当桥的节点互联网。例如,连接到因特网的无线乐动体育网站5.0电塔可能用作矿井的主要固定节点。大多数地雷有多个固定节点,可以为网格网络提供强大的基础。

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无线网状网络往往在两种网络中的一种下运行广播频率:2.4兆赫(IEEE 802.11协议)或900兆赫(IEEE 802.15协议)。这两种类型都有在角落广播信号的问题,所以在每个角落都需要一个节点来保持网络的稳定。MSHA发现这些协议不会干扰其他矿井通信系统[来源:MSHA]。

节点不需要非常大——许多节点的大小相当于一个普通的无线路由器。这使得矿工很容易将节点连接到重型设备上。因为节点可以在运动中工作(尽管比特率较低),所以各种挖掘车辆可以承载节点。还可以将节点连接到矿井中的传感器上,以监测矿井状况。如果出现危险,节点可以向网络的其他部分广播信号。

也可以建立与网状网络交互的电子徽章。这使得该网络能够跟踪单个矿工的位置。当矿工在矿井中移动时,不同的节点检测矿工的徽章。如果矿井的一部分变得危险,矿业公司可以看到有多少矿工可能受到影响,并疏散该部分矿井。矿工也可以使用个人收音机或通过互联网协议(网络电话),以保持与地面上的操作人员的联系。

网格网络可以帮助防止意外,但如果隧道的一部分崩溃会发生什么?不幸的是,网格网络无线协议在穿透地球上并不是很有效。为此,您需要使用在非常低频上运行的系统。矿山安全和健康管理局(MSHA)测试了一个可以穿透270英尺(82.3米)的岩石的全球(TTE)系统。数据传输非常慢 - 每分钟20至30个字符,深度高达630英尺(192米)的深度为80百分点。潜在地,TTE系统可以乐动体育网站5.0通过固体地球进一步广播。但除了数据传输速率缓慢之外,还存在缺点 - MSHA发现TTE系统可能会干扰地雷中的其他通信系统。

无线无线电网络可以为矿工提供一条回到地面的生命线。考虑到他们的职业是多么危险,一个可靠的通讯网络可能意味着生与死的区别。乐动体育网站5.0

要了解更多使用无线网络的不同方法,请参阅下一页的链接。

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更大的链接

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  • 考利,詹姆斯·C。地下矿井馈线无线电系统泄漏的评估局的地雷。(2008年11月24日)http://www.cdc.gov/niosh/mining/pubs/pdfs/aaolf.pdf
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