本文件规定了煤矿安全生产与监控及应急救援信息系统的应用架构、接口定义、业务流程，应用对感知延伸层、网络层的要求，以及业务支撑和安全的要求。 本文件适用于煤炭行业信息化系统。

ICS33.030
CCSL67
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z41296—2022
用于煤矿安全生产与监控及应急救援的信息系统总体技术要求
General technical requirements of information system for production safetyspot monitor and emergency rescue of colliery2022-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-01实施
1范围
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
应用定义
安全监测监控系统
生产调度指挥系统
矿井综合自动化系统
紧急救援指挥系统
通信系统
.........
用于煤矿安全生产、监控及紧急救援的信息系统的需求业务定义
业务性能要求
应用框架
架构·
各部分功能描述·
接口定义
业务流程
对感知延伸层的要求·
感知延伸层能力要求
组网能力要求
8对网络层的要求…
总体技术要求
网络层能力要求
接入能力要求
9对业务支撑的要求，
9.1能力要求
9.2接口要求
网络管理要求
10安全要求
设备安全要求
数据安全要求
GB/Z41296—2022
GB/Z41296-2022
应用安全要求
附录A（资料性）
感知延伸设备终端应遵循的部分技术规范基础标准摘录
A.2矿用传感器技术标准摘录
控制器技术标准摘录
通信设备技术标准摘录
防爆照(摄)相机(仪)技术标准摘录参考文献
GB/Z41296—2022
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任本文件由全国通信标准化技术委员会（SAC/TC485)归口。本文件起草单位：大唐电信科技产业集团、中国信息通信研究院、西安邮电大学、北京邮电大学。本文件主要起草人：徐晖、杜加懂、王安义、胡博。1范围
用于煤矿安全生产与监控及应急救援的信息系统总体技术要求
GB/Z41296—2022
本文件规定了煤矿安全生产与监控及应急救援信息系统的应用架构、接口定义、业务流程，应用对感知延伸层、网络层的要求，以及业务支撑和安全的要求。本文件适用于煤炭行业信息化系统。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
YD/T1806—2008
3术语和定义
基于IP的远程视频监控设备技术要求本文件没有需要界定的术语和定义。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
5应用定义
5.1概述
非对称数字用户线路（AsymmetricDigitalSubscriberLine）企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning）光纤到x(FiberToThex)
地理信息系统（GeographicInformationSystem）网际协议（InternetProtocol)
平均意见分（MeanOpinionScore）操作维护中心（OperationandMaintenanceCenter）短消息服务（ShortMessageService）射频识别（RadioFrequencyIdentification）全球广域网（WorldWideWeb）
无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork）各种数字用户线技术的统称[（x)DigitalSubscriberline]第2代移动通信系统（2Generation）第3代移动通信系统（3Generation）第4代移动通信系统（4Generation）煤矿开采属地下作业，生产过程是一个复杂的多工序、多环节的综合体。它包括了地质勘探、测量、1
GB/Z41296—2022
开拓、掘进、运输提升、排水、通风、供电、爆破、支护、采煤、选矿等诸多方面和环节。在生产作业过程中，既有其他工业企业普遍存在的事故因素，文有煤矿企业特有的自然灾害，例如水、火、瓦斯、煤尘、项板的威胁。煤矿自然灾害多，存在冒顶、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、自然发火、煤尘爆炸、水灾等自然灾害；另外还存在机电运输事故等生产事故，所有这些都严重影响着煤矿并下的安全、高效生产。因此，从根本上改善煤矿安全生产状况是煤炭工业持续、稳定、健康发展的重要前提，也是现代化煤炭生产企业高产高效的重要保证。煤炭行业信息化系统是加强安全生产工作的重要技术保证，是防止各类事故发生，实现煤矿安全生产管理现代化的必要手段。用于煤炭安全生产、监控及紧急救援的信息系统包括安全监测监控系统、生产调度指挥系统、矿井综合自动化系统、紧急救援指挥系统和通信系统。5.2安全监测监控系统
为了保证矿并安全需要对矿并的变化情况进行监测，并将所监测到的情况实现就地显示、报警，同时通过网络传输到地面，进行存储、分析，配合相应的专家系统，预报矿并的灾害或预防灾害的发生，当矿并灾害发生时，能够提供正确的抢救措施，避免灾害进一步扩大。安全监测监控系统主要用于实时采集生产矿井的进尺、产量、微震、水文、瓦斯、粉尘、矿压、火区、视频、人员位置和设备状态等信息，并可通过可视化图表和声光报警等方式在计算机屏幕上显示正常生产和灾变时期的各种信息，为决策人员和决策系统提供信息依据。例如：通过瓦斯监测系统，人们可在地面监测室、甚至与互联网连接的任何一台计算机上看到各矿任一个瓦斯探头所在位置的瓦斯浓度及其变化情况，也通过历史数据和分析图表了解瓦斯涌出量的变化规律，出现异常时系统还可进行声光报警，也可通过手机短信及时告诉每一位相关人员。要实现煤矿安全监测信息化，需要实现各种安全传感器的网络化、智能化，并使安全监测系统建立在一个开放的网络平台上，通过网络将各种安全信息传送到有关的管理部门。5.3生产调度指挥系统
生产调度指挥系统实现了安全生产调度指挥的网络化，构造一个集安全、生产信息实时处理、综合调度决策支持，生产指挥，办公自动化等综合调度系统。借助生产调度指挥系统，调度员和矿领导可随时掌握和了解整个矿山各个生产环节的运行状况。为灵活、方便的指挥生产，对出现的情况及时做出处理，提高事故的快速反应能力提供可靠保障，因此需要建立综合信息查询系统，提供各种安全信息，提供必要的视频会议、网络可视电话等多媒体应用，实现多方语音通话业务，实现实时的工业监视视频交互；提供多层次的网络安全和网络管理系统。5.4矿并综合自动化系统
矿井综合自动化系统将矿井的地面与井下构建为一个统一的综合自动化网络平台。主要用于采煤掘进、运输提升、通风防尘、压风和注浆、输配电和防排水以及瓦斯抽放等环节的自动化和无人化，不论哪个环节，只要实现了自动，不仅可大幅度降低人的劳动强度，提高生产效率，更重要的是可通过无人化达到真正的本质安全。例如：通过运输提升自动化系统，不仅可实现运输提升各环节的自动配合，避免各转载点和煤仓的衔接失调和堵塞，同时在发生灾变时可自动采取灾变控制措施，例如当皮带撕裂时可及时刹车，当皮带着火时可择时择地启动灭火装置进行灭火。系统可在地面控制指挥中心对地面和井下机电设备实现集中控制，可实时监控人员情况，分为地面和井下两部分。地面部分监控系统包括：通风机、压风机、主井提升机、副井提升机、厂区变电所、水处理与锅炉热网、地面联合泵房与水处理、生活污水雨水处理、束管系统、洗煤厂、35kV或110kV变电所等，这些监控系统通过网络将信息传送到地面生产调度指挥中心；井下部分监控系统主要包括带式输送机监控系统，中央变电所、中央泵房、采区变电所和泵房监控系统，采掘工作面监控系统，井下安全监测监控系统、人员定位系统、井下降温系统等，这些系统通过网络将信息传送到地面生产调度指挥中心。2
5.5紧急救援指挥系统
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由于煤炭开采的复杂性，在煤矿生产过程中会有井下瓦斯爆炸、顶板冒落、透水等事故发生，紧急救援指挥系统为组织开展及时、有效的抢救工作提供了重要的帮助，一般有灾区现场环境监测系统、救援决策专家系统、视频监控系统等系统组成。视频监控系统可动态监视灾害现场情况，实时显示和保存救灾现场的有关图像信息。灾区现场环境监测系统可自动采样、连续监测，同时对监测点的有毒有害气体进行分析，为救灾指挥决策者提供科学依据。救灾决策专家系统通过分析矿井情况，界定其危害性区间，同时也可对灾害的发生发展态势做出初步的预测。紧急敦援指挥系统应具有双向语音通信、图像传输、井下环境参数采集、记录等功能。5.6通信系统
包括矿区地面通信系统和煤矿井下通信系统两大部分组成。矿区地面通信系统由电话网、传输网、接入网、调度通信网、支撑系统等组成，是煤矿管理层对生产、经营活动进行信息收集和实施指挥的手段；煤矿井下通信系统是指煤矿生产的各个环节之间的通信以及实现调度室对矿井生产各个环节进行指挥调度、监测与控制等信息的传递任务，保证煤矿的安全生产。煤矿井下通信系统由矿井调度通信系统、矿井有线通信系统、矿并无线移动通信系统、并下救灾通信系统等组成。5.7用于煤矿安全生产、监控及紧急救援的信息系统的需求5.7.1多业务、远程综合监测
煤炭行业要能够实现多业务，包括数据、视频、语音、调度等业务，在煤矿生产经营管理过程中，满足煤矿安全生产要求及多个生产管理功能要求。远程综合监测应满足煤矿集团跨地域管理，各个煤矿能够进行数据集成，广域传输。
5.7.2三层四级网络化管理
现有煤炭行业的网络不足以支撑煤矿多业务、远程综合监测要求，迫切需要公网与专网的结合，构建国家一省一企业集团一矿区四级网络安全应用体系，实现远程分级监测监控、管理和专家诊断的系统。并能在四级网络体系中形成网络数据层、专家支持层、决策层三个层次的业务管理层。各级监测和诊断中心需依托本级中心，为各级业务提供服务。各矿区级中心依托矿区的地面应用系统和井下应用系统要将所有数据通过网络传送到煤炭集团企业级安全中心；煤炭集团企业级安全中心需通过数据同步机制将各矿区的统计数据纳入煤炭集团企业级安全中心，并以集团企业内的各应用系统的数据为辅助信息，对系统运行和数据异常情况进行汇总分析并形成煤炭集团安全中心数据为专家和省级中心服务；省级安全中心能够调用各个集团企业的数据，每月对系统运行和各集团数据异常情况进行汇总分析，并对集团公司管理情况进行年底考核，并根据省级的应用需求，形成省级的数据中心，为专家系统和决策提供服务；国家级的安全中心能够看到各省每个煤矿数据链条，并对系统运行和数据异常情况进行汇总分析，同时要求将所有专家支持的数据集中在国家安全中心，为决策做出判断的信息依据。
在煤矿安全应用体系中，从管理业务的角度划分为三个层次：网络数据层、专家支持层、决策层。这三个层次贯穿于整个四级网络体系中，并形成三个系统。各业务管理层要相互协调、相互促进。在业务管理层面中，其中网络数据层是监测和诊断中心的数据源，为企业级中心和省级中心的相关专家人员，工程人员提供信息服务，专家支持层要求对已有报警进行分析并提供解决方案，可实现远程支持，而决策层是在这些数据的共享平台中高度共享和利用这些信息。煤矿安全应用体系中业务管理流程如图1所示。3
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矿区安全中心
煤炭集团企业安全中心
1.各个矿区将数据通过网络传送到集团安全中心网络层
专家支持层
决策层
省级安全中心
2.各煤矿集团的系统运行和数据异常情况汇总和统计国家级安全中心
3.各省系统运行数据异常情况的汇总和统计4.分析数据和提供解决方案
5.分析数据和提供解决方案
6.分析数据和提供解决方案
7.整合全部数据和解决方案
8.返回最佳方案
9.返回最终方案
10.返回最终方案
图1三层四级网络化管理业务流程业务流程说明如下：
各矿区级安全中心依托矿区的各种管理系统将所有数据通过网络发送到煤炭集团企业安全1）
中心；
煤炭集团企业安全中心通过数据同步机制将各矿区的统计数据纳人集团安全中心，并将系统2）
运行和数据异常情况的汇总和统计向省级安全中心上传；省级安全中心通过调用各个集团企业的数据，每月对系统运行和各集团数据异常情况的汇总3）
和统计上传到国家安全中心；
集团安全中心对数据进行分析并将解决方案发送给矿区安全中心；省级安全中心对数据进行分析并将解决方案发送给集团安全中心和矿区安全中心；国家安全中心对数据进行分析并将解决方案发送给省级安全中心、集团安全中心和矿区安全6）
中心；
矿区安全中心将收集到的所有分析和解决方案逐级传送；集团安全中心向矿区安全中心返回最终解决方案；省级安全中心向集团安全中心和矿区安全中心返回最终解决方案；国家安全中心向省级安全中心、集团安全中心和矿区安全中心返回最终解决方案。5.7.3
煤矿本地化生产调度，预警广域调度煤矿本地化生产调度
能够实现发布上级生产命令，布置工作任务，落实生产任务，上下级之间传递各种生产信息，它要求上级的各种调度命令能快速及时地传递到基层生产单位，基层生产单位按照上级命令，有条不紊地按计划生产工作，生产任务的进度以及生产中发生的一些情况及紧急事件都可通过系统迅速反馈到上级，以使领导做出决策，及时处理。
5.7.3.2预警广域调度
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当矿井发生事故或有灾变发生时，预警广域调度不仅仅可调度本矿资源，还可借助政府，煤矿安全管理局进行远程调度和专家管理。5.8业务定义
5.8.1语音类业务
5.8.1.1概述
在煤炭企业中，从语音业务的应用环境可将其划分为地面语音业务和井下语音业务。地面语音业务包含基于固定电话的语音业务、基于移动网络的语音业务、基于因特网服务的各种语音业务、基于电信卡的语音业务、短消息、对讲机通信等。这里的语音业务建立在地面的各种通信网络中，业务特性主要是满足实时性以及可懂度和清晰度的要求。井下的语音业务是与煤矿安全生产相关的一个重要业务。通过井下语音终端可使地面调度及监控系统的工作人员及时与井下的工作人员沟通，完成相应调度工作，以及并下的生产工作人员将现场的情况实时以话音的方式传送给地面的工作人员。井下语音业务主要是由调度电话通信系统来实现，调度电话通信系统通过电话通信指挥、协调生产。自前我国的煤炭开采主要以井下作业为主，巷道可长达数万米，与其他工矿企业相比，煤矿生产具有工序多、作业地点分散及人员流动性大的特点，相应的对调度通信系统提出了较高的要求。煤矿生产调度通信是一个生产指挥系统，它的中心为地面的调度室，工作的重点是在井下。在该系统中应保证调度员的权威.要求调度员与被调度台之间能实现无阻塞通话，确保他们之间的通话优先权和可靠性。矿井生产对调度通信的要求如下：一建立井下局部调度子系统，该系统既可实现内部单位间的无阻塞呼叫，又可通过调度台建立于系统间的话路：
能建立系统内部用户与外部通话单位（通过中继线进入)间的话路；设置必要的呼叫优先权，确保紧急呼叫被优先处理；系统具有通播功能，调度员可根据需要向井下所有用户进行广播式的呼叫或召开有若干用户参加的多方会议；
—一调度台应具有最高的通话优先权，以实现调度台与被调台间的无阻塞通话；调度台应具有通话管理权，必要时可强插、强拆中继或用户话路。5.8.1.2传统语音业务
传统语音业务功能要求主要包括：支持固定电话或移动电话的语音非调度业务；一支持由调度机或控制台发起的调度呼叫；支持多方语音通话业务。
5.8.1.3语音调度业务
5.8.1.3.1无阻塞通话
调度员呼叫调度终端时，不论该终端忙闲，调度员均能与其通话。调度终端呼叫调度员时，调度员能优先操作，在调度台上应有相应显示。5
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5.8.1.3.2强插
调度员在任何时候都可强行插人被调度用户的某一通话中；调度员通过功能选择，可进行三方通话，或屏蔽某方实现两方通话，被屏蔽的一方呼叫保留，在调度员退出后再恢复通话。5.8.1.3.3强拆
调度员在任何时候都可强行终止有被调度用户参与的某一通话，通话方可保留或终止；被终止的通话方资源将被释放；被保留的通话方与调度员之间实现两方通话。5.8.1.3.4调度组呼/群呼
调度员可预先将常用用户按照规则编成不同的组，在调度员发起调度呼叫的时候，可通过按组呼键的方式，将某一特定的组内被调度用户同时呼叫起来。不用再分别对被调度用户进行单独呼叫。5.8.1.3.5用户状态多态显示
调度员根据不同颜色的指示灯可确定用户处于未注册、空闲、振铃、通话等状态。5.8.1.3.6调度录音
调度员可选择对所有通过调度主机的通话进行录音。支持调度员手动控制录音、或自动录音等。5.8.1.3.7多调度台功能
调度中心支持多个调度台接入功能，多个调度台之间采用随机分配原则进行调度呼叫的话路分流。5.8.1.3.8排队功能
调度呼叫排队具有以下功能：
一自动呼叫分配功能（ACD），以保证每个座席话务的均衡；具有按用户呼入的先后顺序进行排队处理的功能；-按照座席空闲先后顺序排队，空闲时间最长的先接通，保证话务分配合理；-可对主叫用户、被叫业务码设置不同优先级，优先级高的呼叫插在队列前面；—一提供呼叫排队时，语音、音乐提示功能；—提供自动应答功能；
——提供排队溢出转移功能。
5.8.1.3.9紧急呼叫
紧急呼叫的双方是调度台和被调度用户。调度台应能与任一用户实现紧急呼叫，任一用户紧急呼叫调度台时，调度台上应有区别于正常呼叫的可见可闻信号，录音设备自动或人工投入；调度台对任一用户进行紧急呼叫，调度台上有相应的显示，录音设备按规定方式投人进行录音，被叫用户话机发出区别于正常呼叫的振铃。在用户摘机后总机自动截铃，此时可进行通话，或者被叫用户不摘机，在规定时间内打开话机扬声器，调度员可进行喊话。在无线终端上，有紧急呼叫按钮，用户按下按钮后，不需拨号即可发起到调度中心的紧急呼叫。5.8.1.3.10任意接听
分机呼叫调度台，调度员可提起任意一个调度话机通话。调度员与用户通话完毕后不需要挂机就可直接接听或呼叫其他用户。
5.8.1.3.11转接
具有用户转接用户功能。
5.8.1.3.12来电中文显示
调度台可显示来电的主叫号码和中文名称。5.8.1.3.13呼叫保留切换
GB/Z41296—2022
当被调度用户在通话时，当有新的用户呼入时，调度员与新的呼叫方用户通话，原来与调度员通话一方等待语音。调度员处理了当前的话务后，再切换到原来一方通话。5.8.1.3.14多方通话
调度台可同时支持对两组以上的人员进行群呼，每组同时呼叫20个用户实现多方通话，亦可接通外线电话加人通话。
5.8.1.3.15调度监听
被调度用户之间通话时，调度员摘机按监听键，再按通话用户中任意用户键，调度员即可监听通话调度员挂机，退出通话状态。
5.8.1.3.16
远程调度
使用远程调度功能的人员可通过智能调度终端在任何地方发起对特定调度群/组终端的调度功能，具体的调度实现可通过调度台完成，也可不通过调度台，由终端发起命令，调度中心自动完成。但该情况下，调度录音也将自动打开。5.8.2消息类业务
5.8.2.1短消息(SMS)业务
支持点对点和点对多点的短消息发送。5.8.2.2点对点/点对多点的即时消息业务点对点/点对多点的即时消息业务应具备的能力如下：消息应即时传送；
一接收方暂时不能接收消息时，可基于消息过滤准则稍后再次发送或被丢弃；发送方可接收消息传送结果（成功或失败)；一发送方可显示或隐藏自身的标识；一消息可包含多种媒体类型，如文本，图像，音频和视频；一可根据发送方地址、消息大小、消息内容类型和格式等规则设置消息过滤条件；支持多方发送（群发）。
5.8.2.3基于会话的消息业务
支持基于会话的消息呼叫业务。该业务要求消息发送者和接收者加入同一个消息群。发送方可发送该消息给群内的所有方，而不需要群内用户的个人地址。比如聊天室内用户发送的消息。7
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