矿井救援无线多媒体通信关键技术的研究

220信息技术与机电化工
结合长期以来的矿山重大事故应急救援工作经验不难发现，小
型化的无线多媒体通信系统能够较好服务于井下应急救援，且该系
统能够较好服务于救护人员进入受灾区域后的安全度提升、救援效
率提升，而为了进一步提高我国井下抢险救灾技术水平，正是本文
围绕矿井救援无线多媒体通信关键技术开展具体研究的原因所在。

1.无线Mesh 网络技术
1.1无线Mesh 骨干网络拓扑结构
静态无线节点构成的地面无线Mesh 网络在我国的应用极为广
泛，但由于全矿井布设Mesh 网络并不现实，且矿井灾害发生时通信
网络往往会遭到破坏，这使得无线Mesh 主干网络铺设必须结合矿井
救援巷道实际，图1
为典型的矿井应急救援勘察路线布局。

图1链状矿井救援无线Mesh 骨干网络结构
矿井救援无线Mesh 主体网络具备点对点网络结构、中继传输
设备功率限制、通信信息多跳传输、单路径传输、高带宽回传、流
间干扰不存在等特点，但受到井下巷道电磁波衰减特殊性，井下复
杂环境带来的影响必须得到重视，无线节点应由带宽的保持属于其
中关键。

结合相关研究不难发现，频率高低、巷道截面、井下拐弯
或分路、井下支护、巷道的凹凸不平或倾斜、粉尘和水汽均可能造
成一定程度的煤矿井下无线信号衰减，这些必须得到业内人士重视
[1]。

1.2基于MIMO-OFDM 技术的结构设计
为充分开发利用有限的频谱资源、减小信号衰减对矿井救援无
线多媒体通信造成的负面影响，基于MIMO-OFDM 技术的Mesh 网
络结构设计必须得到重视，数据传输的速率提升、质量提高均可在
该技术支持下得以顺利实现。

作为结合MIMO 技术与OFDM 技术
的一种新技术，两种技术实现了优势互补，多个子载波的平坦衰落
信道可取代存在选择性频率衰落的信道，不增加带宽前提下的通信
系统带宽容量和频谱利用率成倍提升也能够同时得以实现。

图2为
MIMO-OFDM 系统发送端框图，结合该图不难发现，空时编解码、
同步属于该系统的关键技术。

2.多媒体数据同步采集传输技术
2.1双码流网络视频服务器技术
双码流指的是同一视频源编出两路码流，图5为相同分辨率双
码流与不同分辨率双码流示意图，考虑到二者均存在一定优缺点，
本文采用了灵活双码流设置，网络前端需与NVR 配合，以此负责不
同分辨率的两路码流编制，同时还需要将实时浏览的码流、高分辨
摘要：作为矿井抢险救灾过程不可缺少的设备，矿井应急救援通信装备向来受到行业的重点关注，相关研究的大量涌现也能够证明这一认知，基于此，本文深入探讨了无线Mesh 网络技术、多媒体数据同步采集传输技术，并结合实例详细论述了这类技术的具体应用，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。

关键词：矿井救援；无线多媒体通信；无线Mesh 网络
矿井救援无线多媒体通信关键技术的研究
王奎强
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率码流分别设置为次码流和主码流[2]。

图5相同分辨率双码流（左）、不同分辨率双码流（右）示意图2.2H.264/AVC 编码H.264/AVC 标准采用了娈换编码、基于块的运动补偿预测编码、熵编码结合的混合编码框架，且同时在4×4整数变换、块大小可变的运动补偿、帧内预测、自适应二进制算术编码（基于上下文）等环节引入了新技术，配合其具备的分层结构设计思想，即可实现传输特性与编码的分离，码流的抗误码能力、网络适应能力均可由此得到较好保障。

3.实例分析为提升研究的实践价值，本文选择了某发生瓦斯爆炸事故的煤矿作为研究对象，该煤矿的生产能力核定为9万t，采用的滑移支架放顶煤采煤工作面，开展一采两掘的井下生产。

在发生瓦斯爆炸事故后，该煤矿第一时间开展了救援工作，且救援工作应用了基于上文技术理论设计的音频和环境参数同步传输软件以及MIMO-OFDM 技术，应用目的在于实时了解井下灾区情况、增加现场侦察的实效性和准确性、增强救护队员的信心和安全感、避免救护队员迷失方向。

4.结论综上所述，矿井救援无线多媒体通信关键技术具备较高应用价值，在此基础上，本文涉及的无线Mesh 骨干网络拓扑结构、MIMO-OFDM 技术、双码流网络视频服务器技术、视频音频和环境参数同步采集传输技术等内容，则提供了可行性较高的技术应用路径，而为了更好推动我国矿井救援领域的发展，无线干扰与网络时延问题的解决、本质安全型勘察机器人的研究同样需要得到重视。

参考文献：[1]郑学召，王虎，文虎，郭军.矿井钻孔救援通信技术的研究进展及趋势[J].工矿自动化，2017，43（09）:41-45.[2]郑万波，吴燕清.矿山事故一体化应急决策指挥通信体系发展趋势[J].职业卫生与应急救援，2017，35（04）:318-322+342.[3]郑万波.基于应急救援模型的矿山应急指挥通信模式探讨[J].工矿自动化，2015，41（08）:29-34.。