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1上级交办的通信应急保障任务
1)主要特征
a)通信设施监护,确保完好畅通。b)话务量监控,优先权控制。c)启用备份路由,防止突发拥塞。d)热点区域增加移动基站,临时扩容,疏导话务量通信管制任务。
2)处置过程
a)接收上级交办任务。b)组织相关企业制定保障任务方案。c)保障任务下达给相关电信企业。d)相关电信企业实施现场通信保障任务。e)保障任务实施跟踪。f)任务解除、结束,情况汇总、评估总结。
2重大突发事件通信保障任务
1)主要特征
a)区域话务量激增,造成拥塞甚至瘫痪。b)通信设施损毁,通信中断,形成信息孤岛。c)指挥前移,现场多部门、多种通信手段并存,统一指挥困难。必须快速构建现场应急通信网络,确保现场指挥调度的通信畅通。
2)处置过程
a)启动应急预案,组织制定处置方案,调配应急资源。b)指挥前移,组建现场指挥部,相关企业组建现场保障任务专业组。服从上级现场指挥部的统一指挥,指挥相关企业具体实施各自专业的通信保障任务。c)建立现场与后方之间的通信传输。d)通信管制。e)实施话务量监控,拥塞疏导,确保重要通信畅通。f)逐步抢通、恢复公众通信设施。g)监督保障任务的实施情况,收集、汇总现场通信设施情况,上报/通报。h)保障任务结束,情况汇总、评估总结。
应急通信保障指挥平台功能需求
1平台主要任务及功能
1)应急通信管理部门———电信管理局
a)构建应急通信保障指挥平台系统。b)建设固定指挥中心,与电信运营商联网。c)建立指挥中心业务系统,规范应急业务管理,实现指令的上传下达。d)利用现有各种通信手段,构建指挥调度通信网络,实现应急指挥调度。e)建设现场应急指挥中心(车),通过卫星通信以及各种地面有/无线传输网络与固定指挥中心联网,及时了解应急现场通信保障任务的执行情况(语音、数据、图像),进行跟踪监督。f)针对重大保障任务指挥前移的需要,由电信管理局统一调配各类现场应急指挥车,构建现场指挥部,实施现场指挥。
2)应急通信业务部门———电信运营企业
a)构建与电信管理局指挥中心系统联网的应急信息点/站,及时传递有关数据信息。b)配备现场应急指挥车(平时作应急移动通信车之用),作为运营商或电信管理局在应急通信保障现场的应急指挥车(移动指挥中心),实施现场指挥,并及时反馈现场信息。c)在执行重大通信保障任务时,可由电信管理局统一协调各企业的应急指挥车,构建现场指挥部。
2指挥中心主要功能
1)固定应急指挥中心系统的主要功能
a)实现应急管理,包括应急事件、应急预案、应急队伍和应急物资等的管理,信息统计汇总,信息等。b)及时有效地开展应急通信保障工作,包括应急响应、指挥调度、视频监控、视频会议、位置定位、运营网络监控数据采集等。c)系统应具有平战结合的特性,满足电信管理局通信应急管理及日常通信行业管理工作的需要。
2)移动应急指挥中心系统的主要功能
a)以移动指挥车为载体,构建现场指挥中心系统,可实现单车单中心、多车单中心、多车多中心。b)具备车载应急通信系统,用于构建现场通信覆盖网,提供指挥通信手段。c)具备车载应急指挥调度业务系统,用于现场指挥调度、数据信息处理、视频监控等。d)具备卫星通信等传输手段,用于构建现场与远程后方之间的通信联络,实现移动中心与固定中心之间信息交互共享以及协同指挥。f)移动指挥车应具有平战结合特点,日常由各运营企业负责维护,作为机动通信车使用,应急状态下由电信管理局统一调配使用。
应急通信保障指挥平台整体解决方案
1“天空地一体、有线无线融合”的应急通信保障指挥平台
1)基本功能
a)平台实现对通信网的全时段监控。b)对应急通信资源、人员进行有效管理。c)有效指挥应急通信保障工作的展开。
2)基本通信平台构成
a)天际:卫星通信平台。b)空中:无人机、系留气球平台。c)地面:各种地面通信网络平台。
3)基本指挥平台配置
a)固定指挥中心。b)移动指挥中心。c)数字单兵系统。
2应急通信保障指挥平台构成
1)基础支撑系统基础支撑系统包括计算机网络等硬件系统及数据库、GIS(地理信息系统)等软件系统。
2)综合应用系统综合应用系统是本解决方案的核心,实现通信保障应急指挥过程中的各个业务流程,满足不同业务需要。设计为应急业务管理应用和日常管理应用两大部分。应急业务管理应用包括应急事务处理系统、应急资源管理系统、应急预案管理系统、多媒体档案管理系统、监测预警系统、决策支持系统等。日常管理应用包括日常公文流转、通知公告新闻和系统管理等。
3)指挥调度系统指挥调度系统包括音/视频调度、录音/录像、多路传真、短信收发、语音通知、信息终端等。
4)视频会议和图像接入系统包括视频会议系统、视频监控等图像接入系统。
5)数据库系统数据库系统包括应急资源库、应急事件库、GIS信息库、预案库、多媒体档案库、知识库、案例库等。
6)固定指挥中心系统固定指挥中心系统是应急通信保障指挥的核心平台。由基础支撑系统、综合应用系统、指挥调度系统、视频会议系统、数据库系统以及大屏幕显示系统、音响系统、中控系统、操作系统等构成。通过卫星、宽带无线等通信手段,实现与远程移动指挥中心的连接、信息交互和共享、分析、研判、决策、指挥。
7)移动指挥中心系统移动指挥中心系统是应急通信保障指挥平台在应急现场的关键平台。职能是构建一个统一的通信和指挥调度业务平台,实现互联互通和指挥调度业务。由应急业务应用系统、多媒体通信系统、调度台系统、视频监控系统、视频会议系统、定位系统、数据库、GIS系统、计算机网络系统、车辆系统等构成。通过卫星、宽带无线等通信手段,实现与远程固定指挥中心的连接、信息交互、共享等。通过空中平台PMP/Mesh(点对多点网络/无线网格网络),支持单车单中心、多车单中心、多车多中心等现场部署方式,支持数字单兵系统。
8)数字单兵系统数字单兵系统通常选配公网手机终端、专网集群、对讲手持终端、背负式视频终端、卫星便携终端、定位终端、环境数据采集终端等。通过卫星、空中平台、车载平台等接受指挥中心指令,采集并上传应急事件现场各类信息,开展应急保障措施的实施。
9)通信网络系统通信网络系统包括PSTN/PLMN(公用交换电话网/公共陆地移动网)、IP网络、无线城域网、集群网络、卫星通信网络、微波通信网络、短波/超短波电台等。卫星通信系统由一个主站,若干车载站、便携站,多个微型终端构成。实现应急事件现场(车载站、便携站、微型终端)到固定指挥中心(主站),固定指挥中心到应急事件现场的信息传递、共享,指挥调度指令的交互。一般采用星状网络。
由于卫星通信资费等原因,在3G/LTE(长期演进)公网覆盖区域,可选择3G/LTE公网的宽带无线数据传输作为移动指挥车到后方指挥中心的第一传输手段,通信制式可根据各运营商现有网络选择。
应急通信保障指挥平台成功案例
上海世博会应急通信保障指挥平台由一个固定指挥中心、三个移动指挥中心、四十多套单兵终端、卫星通信系统、3G和LTE移动通信系统、宽带无线通信系统组成。对上连接国家工业和信息化部应急通信指挥中心、上海世博会组委会、市应急办,对下连接三大通信运营商。可以采集上海电信、上海移动、上海联通的通信网络运行情况,实时监视上海世博园区通信状况。可以及时调度三个移动指挥车到世博园区进行现场指挥,通过卫星或微波传输链路与固定中心互联,实现视频等信息采集回传以及进行协同指挥。可以在固定指挥中心或移动指挥车上通过语音、视频、短信、传真等手段进行指挥调度。上海世博会通信保障应急指挥系统极大提高了上海市通信管理局在世博会期间的通信保障应急指挥效率,圆满完成了世博会通信应急保障任务,被工信部领导评价为:通信应急保障系统的全面超越。
对我国应急通信保障指挥平台建设策略的建议
1)遵循科学发展、平战结合的原则,加快建设天空地、有线无线融合的应急通信保障指挥平台,具有重要的战略意义。
2)加强技术标准、体制的研究和专用频率资源的规划,提升互联互通和可持续发展能力。
3)依托具有自主产权的优势技术,加快发展宽带应急通信专网,并在下一代网络(3G、LTE、NGN)规划和建设过程中同时考虑应急通信的需求,提升公众通信网的应急通信能力。
4)强化顶层设计,提高应急指挥中心跨地域、跨行业的快速部署、联动作战的能力。
结束语
1通用型应急通信指挥车
常见的应急通信指挥车一般采用先进的卫星通信技术、图像采集、处理和传输技术及计算机通信技术等,组成一个功能较为完备的移动指挥中心.该系统在处理紧急突发事件(如地震救援)中机动灵活、快速反应,把现场情况通过车载卫星系统传送到远程指挥中心,实现现场与指挥中枢之间的远程图像监控、语音调度和数据查询等,使得指挥中枢决策人员如临其境,及时获取现场信息,保证了决策的准确性.为实现事件现场与远程指挥中心联动提供了可靠的通信保障.这种应急通信指挥车通常被称为通用型应急通信指挥车.
2适用于城市轨道交通的应急通信指挥车
适用于城市轨道交通的应急通信指挥车与通用型应急通信指挥车有所不同,因为城市轨道交通典型的事故场景与通用型应急通信指挥车的应用场景不尽相同.通用型应急通信指挥车主要用于地震救援、科学考察等没有基础通信网络可以利用的情况.因此它的远程通信主要依靠卫星链路来实现.城市轨道交通则不同,这里我们把毁灭性地震造成的灾害排除在外,而将典型的救援场景设定为在轨道交通地下隧道中发生列车脱轨、相撞、火灾和爆炸等突发事件时的紧急救援.这也是轨道交通最困难的救援场景.假设当事故发生时,应急通信指挥车迅速开赴现场,停靠在事故发生隧道的相邻地下车站的出入口,通过单兵背负的音视频信号采集设备将现场情况发回应急通信指挥车,并由指挥车上传至轨道交通应急指挥中心.与通用型应急通信指挥车不同的是:此时不必使用成本高昂的卫星通信.
因为轨道交通车站出入口必定存在各个移动通信运营商网络信号的良好覆盖.因此借助3G公网实现现场音、视频信息的上传及指挥中心调度指令的下达是一个经济合理的技术方案.
要求车载通信系统的制式及设备与轨道交通原有的通信系统相互兼容,实现互联互通,这也是轨道交通应急通信指挥车不同于通用型应急通信指挥车的另一个重要原因.之所以这样要求,是因为当地铁隧道发生事故时,其相邻车站的通信设备有可能并未毁坏,这种情况下应急通信指挥车就可以通过光缆迅速便捷地接入轨道交通专用传输系统从而实现与应急指挥中心的信息传输.
此外,轨道交通专用无线通信采用800MHz频段TETRA数字集群通信系统,各车站设两载频基站,能够提供一个控制信道和7个通话信道.当隧道中发生事故时,相邻车站基站即使还能正常工作,也没有能力承载因事故救援而突发的巨大话务量.因此,要求轨道交通应急通信指挥车配备车载TE-TRA基站,至少以单站集群的方式来补充原系统信道的不足(视车载TETRA基站与原系统设备的兼容程度,有可能通过专用传输系统提供的传输通道接入原轨道交通TETRA交换控制中心,从而提供更多的系统功能),这样就可以充分利用轨道交通原有无线通信终端设备,使其在应急救援中尽可能发挥作用.尤其是重庆轨道交通警用无线通信也纳入800MHzTETRA数字集群通信系统(为警用通信设置专门的虚拟用户群组)的情况下,让既有的TE-TRA终端设备可以在应急救援中加入通信,就显得尤为重要.
通信系统构成与功能及技术指标
能够满足轨道交通应急救援功能需求的应急通信指挥车通信系统如图1所示.轨道交通应急通信指挥车系统由轨道交通应急指挥中心设备和车载设备两部分组成.其中车载设备又分为5个子系统:视频通信、公网/专网通信接入、TETRA数字集群通信、广播及供电子系统.
1系统功能
1轨道交通应急指挥中心设备
应急指挥中心设备应能通过有线和无线链路与应急通信指挥车之间实现语音、图像、数据通信.可动态监控现场情况,指挥和部署各种救援力量.中心的设备由可视化调度设备、解码单元、综合控制管理平台(含软件)及用户终端组成,应能实现与轨道交通控制中心既有专用电话系统及视频平台间的互联互通.应急指挥中心设备采用平台化理念进行设计,内部结构实现层次化、模块化和标准化.系统软件采用NGN体系架构,具有高度可靠性、良好兼容性和灵活的扩展能力.
2应急通信指挥车车载设备
1)视频通信子系统.系统由单兵摄像机、发射机和接收机,车载3G视频服务器、硬盘录像机、头枕显示器及野战光缆等组成.系统通过单兵摄像机实时采集现场图像并经单兵发射机采用无线(COFDM)方式传到接收机.为保证单兵发射机与接收机之间可靠的无线通信,本方案采用野战光缆将接收机引至现场附近区域,野战光缆另一端连接车载3G视频服务器.接收机将视频图像信息上传至应急通信指挥车存储和显示,并经编码压缩后通过3G公网发送到应急指挥中心.接收机与应急通信指挥车间除具备视频传输功能外,还可以进行话音通信.
2)公网/专网通信接入子系统.应急通信指挥车与应急指挥中心之间的传输通道主要依靠3G无线公网.通过车载3G视频服务器,除能将现场实时图像上传至应急指挥中心外,还能与应急指挥中心建立语音通话,确保应急指挥中心对现场的指挥调度.车载3G无线视频服务器选用双网多卡无线视频服务器.采用多信道捆绑技术、网络编码自适应技术等,支持双向语音传输,支持高清图片的实时抓拍,支持本地音、视频实时存储,支持GPS轨迹定位,可解决超远距离图像传输.在邻近地铁车站通信设施正常时,可通过野战光缆,直接将车载通信网络接入到轨道交通专用通信网络中,实现与应急指挥中心、各车站之间的语音、数据和视频通信.
3)TETRA数字集群通信子系统.应急通信指挥车配备具有单节点工作能力的便携式800MHz频段TETRA数字集群基站,可为指挥车及周边的TETRA终端提供无线调度通信服务.该基站兼容地铁既有的TETRA数字集群终端,无论事故隧道相邻车站的TETRA基站是否损坏,均可使用野战光缆将车载基站提供施主信号的便携式光纤直放站部署在事故隧道口或隧道中.在相邻车站基站损坏的情况下,为事故现场的TETRA终端提供TETRA入网通信的条件;在相邻车站基站未损坏的情况下,可以扩充信道数量,提高呼叫的接通率,改善服务质量.当应急通信指挥车车载TETRA基站与原轨道交通TETRA系统达到最理想的兼容状态(同一厂商生产的设备并采用相同的软件版本)且事故隧道相邻车站的专用通信传输系统正常工作的情况下,可以通过传输通道将车载TETRA基站接入原轨道交通TETRA中心交换控制设备,以提供更加完备的系统功能.
4)广播子系统.系统主要由功放、喇叭和有线话筒等组成.可将车上所有音源根据需要在车内和车外播放,还可实现车内监听、车外广播.
5)供电子系统.为保证应急通信指挥车在复杂条件下的可靠供电,采用市电、取力发电机、UPS逆变等3种供电方式.各种供电方式都要求进行电源净化和稳压处理.供电系统应具有防雷击功能、漏电保护功能.同时还具有过、欠压保护和过流保护功能.确保电源系统和用电设备的安全.市电供电拥有最高优先级.供电系统除为应急通信指挥车供电外,还应配备便携式发电机,为无线视频接收机、光纤直放站远端机等前端设备供电.
3系统主要技术指标
3.1通信指挥车与指挥中心间的视频传输本方案利用移动通信公网作为应急通信指挥车与应急中心之间视频图像的主要传输途径.因此其传输质量指标主要依赖公网的服务质量指标.此外,本方案选用的3G视频服务器采用双通道集群捆绑技术、网络带宽自适应技术和H.264+视频压缩编码优化技术,可以提升传输通道的带宽并根据网络参数的变化自动调整视频帧率(最高可达25帧/s),使数据流控技术更适合低带宽网络传输专业的图像,色彩还原度高.其具体指标如下.
1)视频输入:1路~4路(可选同传);传输分辨率:D1,PAL制704@576;NTSC制704@480;Hafe-D1,PAL制704@288;NTSC制704@240;CIF,PAL制352@288;NTSC制320@240.
2)帧率:CIF帧率1~25帧/s可调(实际帧率视3G网络状况而定).
3)码率:码率可调,视3G网络带宽而定(支持EVDO、WCDMA通信模式);典型码率420kbps左右(2路CDMA2000带宽情况下);典型码率700kbps左右(2路WCDMA带宽情况下);自动调整图像组(GOP)长度,自适应网络带宽.
3.2视频图像采集终端与指挥车端接收机之间的视频传输传输方式:采用双向IP型TDMA-OFDM全双工体制;数据速率:1~315Mbit/s(视调制方式而定);接收门限电平:灵敏度-97dBm(10-6BER@8MHz信道宽度);工作频率:325MHz;信道带宽:8MHz;OFDM子载波数:4096;调制方式:QPSK/16QAM;视频接口:1路复合视频(PAL制);音频接口:1路音频输入/输出.
3.3TETRA数字集群通信子系统本方案车载TETRA数字集群通信子系统从系统功能到技术指标,与轨道交通专用无线通信系统通常采用的TETRA数字集群通信系统并无本质区别.且轨道交通专用无线通信系统的技术指标在业界早已成为常识,因此这里不再赘述.唯一需要注意的一点就是设备选型时一定要考虑与原轨道交通专用无线通信系统设备达到最深层次的兼容.
2无线移动视频传输采用的关键技术
本方案在无线移动视频传输中采用了编码正交频分复用(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,COFDM)技术.COFDM是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术,其基本原理就是将高速数据流通过串并转换,分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输.COFDM技术属于多载波调制技术,它的特点是各子载波相互正交,使扩频调制后的频谱可以相互重叠,从而减小了子载波间的相互干扰.COFDM技术使用了自适应调制,根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式.COFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调的工作方式.信道好的时候,发射功率不变,可以增强调制方式,或者在低调制方式时降低发射功率.由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力,因此常被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中.它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用,是一种对无线电频率资源充分利用的技术,可以对噪声和干扰有很好的免疫力,绕射和穿透遮挡物是COFDM技术的核心,其在无线图像传输方面的应用有以下独特的优势:
1)卓越的/绕射0与/穿透0能力,使得其适合在非可视和有阻挡的环境中实现无线图像的实时稳定传输,受环境影响小。
2)适合于高速移动中进行实时图像的无线传输.可在车辆、船舶和直升机等平台上使用,传输可靠性高.
3)传输带宽高,适合高码流、高画质的音、视频传输,图像码流一般可大于4Mbps.接收后的图像质量接近DVD画质,完全可以满足接收端后期音、视频分析、存储和编辑等具体要求.
4)在复杂电磁环境中,COFDM具备优异的抗干扰性能.其抗多径干扰、窄带干扰及信号波形间干扰性能优越.通过各个子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力.
本方案的特点
综上所述,轨道交通应急通信指挥车通信系统有如下特点:
1)采用公众移动通信地面网络作为应急通信指挥车与轨道交通应急指挥中心之间的视频信号的传输链路,使得应急救援中通信系统的使用成本大为降低(通用型应急通信指挥车均采用昂贵的卫星通信链路).
2)应急通信指挥车通信系统与原轨道交通通信系统的高度有机兼容与结合.
3)将视频图像采集上传至指挥车环节进行了简化和改进(通用型应急通信指挥车系统的视频图像采集终端与车载接收机之间通过中继接力的方式进行视频信号的传输,其缺点是系统组网复杂,可靠性稍逊).本方案采用野战光缆将车载接收机向事发现场尽可能前移,减少中间环节,增加通信可靠性.
4)车载TETRA数字集群通信系统增加便携式光纤直放站,通过野战光缆将光纤直放站快速布设于事故现场附近,实现车载基站射频覆盖范围的扩展,为轨道交通公安干警以及与应急救援密切相关的人员提供通信支持.
关键词:地震应急;决策反应系统
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)30-7364-04
1 概述
合肥市地震应急决策反应系统是以合肥市基础数据库为依托,以ARCGIS 9.2软件为开发平台,以Oracle10g为数据管理后台,开发的一套地震应急快速评估和辅助决策系统。该系统与国务院抗震救灾指挥技术系统、安徽省地震应急指挥技术系统、地震现场流动指挥技术系统一起形成一套多层次的、服务于地震应急、抗震救灾的地震应急指挥技术系统体系(如图1所示)。该系统可以大大提高政府对破坏性地震的应急反应能力,高效地调度和运用一切可能的救灾力量,并使之密切配合、协调行动,是目前应对地震发生、开展综合防御地震灾害的行之有效的手段。
2 系统功能介绍
该软件系统本着“灾情上报、应急指挥为目的、基础数据为依托、现场信息为基础”,实现震后第一时间获得地震灾区的灾情信息,可以及时把灾情信息上传至国家和安徽省地震应急指挥中心,同时在各级指挥中心尚未下达救灾命令之前,在基础数据库和现场信息的支持下,可以迅速判断地震的规模、影响范围、损失程度等情况,地震应急反应决策系统并据此提出一系列科学可行的救灾方案和调度方案,协助合肥市地震指挥人员先期开展必要的救灾行动,提高应急救灾指挥与决策的技术水平,最大限度地减少地震发生时的混乱、人员伤亡和经济损失。
2.1 灾情上报
2.1.1 灾情数据上报
系统可通过ftp的接口方式及时将地震破坏情况等数据资料按约定的格式传递到安徽省地震应急指挥中心或当地政府,在上传灾情数据时应按规定的文件名格式上传数据,即指定到填写过描述文件的灾情数据文件,系统自动把两个文件打包上传(如图2所示)。
2.1.2 灾情数据交换
在应急服务器中提供一个共享存储区,供相关单位(国家指挥中心、安徽省地震应急指挥中心、地方政府)上传数据;同时实现相关单位下载合肥市地震应急决策反应系统提供的数据。这样,系统可及时、方便地与安徽省地震应急指挥中心及当地政府交换数据,并能快速获取安徽省抗震救灾指挥部的响应信息以及救灾命令(如图3所示)。
2.1.3 灾情数据管理
用于把各种便携采集设备(数码相机、数码摄像机、数码录音设备等)采集到的地震灾害现场的建筑物、生命线工程等破坏情况的图片、视频和文字材料,导入到合肥市地震应急决策反应系统,按视频文件、图片文件、Word文档、文本文件、其他文件等分类保存到指定目录;并实现查询与归档功能。
2.2 震害评估
2.2.1 快速评估
通过输入地震三要素的方式(如图4所示),自动实现地震影响场的勾画、建筑物破坏情况的统计、经济损失的计算、人员伤亡、需救助人数的计算功能,快速计算完成后给出“灾情文档”(如图5所示)。
2.2.2 动态评估
动态评估实现功能:
1)地震影响场,对在快速评估中给出的地震影响场结果进行修改(根据专家的意见或现场灾情信息)。
2)建筑物破坏,对在快速评估中给出的建筑物破坏面积,如某个区县房屋的基本完成是多少面积、轻微破坏是多少面积、中等破坏是多少面积、严重破坏是多少面积、毁坏是多少面积进行修改(根据专家的意见或现场灾情信息)。
3)经济损失,对在快速评估中给出的建筑物经济损失、室内财产经济损失,进行修改。如果能估算出其它损失(生命线损失等)也可以做为一条记录添加进去(根据专家的意见或现场灾情信息)。
4)人员伤亡,对在快速评估中给出的人员伤亡进行修改(根据专家的意见或现场灾情信息)。
5)需救助人数,对在快速评估中给出的人员伤亡进行修改(根据专家的意见或现场灾情信息)。
6)根据动态评估过程中修改过后的内容,重新生成灾情文档。
2.2.3 评估查询
用于对地震影响场、建筑物破坏、经济损失、人员伤亡人数、无家可归人数评估结果及灾情文档的查询。
2.3 辅助决策
在生成灾情文档的同时,通过调用基础数据库资料,给出一系列科学可行的救灾方案和调度方案(如图6所示)。
2.3.1 地震应急预案
根据调用当地的地震应急预案,以文本的形式自动给出特定地震的预案或当地的全部预案。
2.3.2 指挥联络信息
用于以文本形式给出行业抢险救灾队伍联络数据、地震系统联系数据、地方抗震救灾指挥部联系数据。
2.3.3 重要目标提醒
以图文的形式给出需要关注的重要目标、重大火灾、爆炸、有毒、放射危险源、滑坡崩塌、滑坡、泥石流的分布。
2.3.4 道路通行能力分析
根据地震现场道路、桥梁、隧道、铁路等破坏情况,以图文形式给出城市某个位置可能阻断,需要注意或绕行。
2.3.5 救灾力量分析
以文字形式给出灾区救灾力量的分布及其装备的信息,其中包括消防队的分布、救灾队伍的分布、军队与武警联系数据。
2.3.6 医疗救护分析
以文字形式给出医院的分布及其床位等信息。
2.3.7 救援与应急人员需求
根据评估出来此次地震的人员伤亡和经济损失情况,以表格形式给出救援与应急人员需求,其中包括军队、医疗人员、防疫人员、房屋安全鉴定人员、应急指挥管理人员等。
2.3.8 物资储备与需求
给出物资储备的分布等信息,并根据输入天数显示相应信息,以表格形式给出物资储备信息,其中包括生活用品、生活物资、医疗物资信息(如图7所示)。
2.3.9 人员疏散分析
在图上选择一点,或输入坐标,假设这一点有XX人要进行疏散,然后根据疏散场地的位置进行分析。
2.3.10 重灾区提醒
以表格和图文的形式给出重灾区信息。
图7 生活医疗物资需求分析
3 系统主要特色
通过以上的功能介绍,我们可以了解到该系统的主要特点如下所述:
适用于城市地震应急工作的基本需要;
遵从中国地震应急指挥技术系统制定的各类数据及接口规范,可与国家和安徽省地震应急指挥技术系统进行数据交换;
为软件系统的功能扩展留有简单、易行的扩展接口;地震应急基础数据按《区域级抗震救灾指挥部地震应急基础数据库格式规范(修订稿)》收集,数据易于更新;
系统配置要求不高,很容易在大、中、小城市推广应用;
软件系统界面友好、操作简单、可靠性高。
4 结束语
合肥市地震应急决策反应系统,实现了与安徽省地震应急指挥技术系统之间的灾情信息交换,使之与国务院抗震救灾指挥技术系统、安徽省地震应急指挥技术系统一起形成多层次的、服务于地震应急的指挥技术体系。该系统弥补了安徽省地震应急指挥技术系统不能应用于小地震的缺点,在很大程度上更适合地市级地震应急工作的需要。合肥市地震应急决策反应系统对配置要求不高,反应速度快,适合城市地震应急要求,完全可以推广到安徽省其他城市,发挥其更大的作用。最后,地震应急决策反应系统的实用性在很大程度上取决于地震应急基础数据库的完整性与即时性,因此地市级基础数据收集与更新工作将是决定该系统起作用的关键之处。
参考文献:
[1] 郑晓军,王奕首,滕弘飞.应急系统开发与应用[J].计算机应用与研究,2006(1).
[2] 郑汉,陈韦.中小城市地震应急系统的调研[J].四川建筑,2010(1).
关键词:应急联动;指挥调度;触控指挥;移动GIS
中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:16727800(2013)007010802
0 引言
随着全国数字化城市建设如火如荼地展开,应急指挥平台作为一个综合性的应用系统在整个体系中起到了互联互通、上下衔接的重要作用,尤其是城市管理、市政养护等对综合保障能力要求较高的部门迫切希望通过选择综合性、一体化的解决方案,建立分布性广、互动性好、应急性强的应急联动指挥调度系统来应对突发公共事件。
目前,指挥调度系统普遍存在的问题就是简单地被动了解事件故障,手工输入工单来安排管护部门去处理,在实际使用过程中暴露出响应速度慢、交互性差、资源浪费等弊端,无法体现出应急联动和全局调度的优势。因此我们迫切希望能引入新的技术,打造新一代应急联动指挥调度系统,以实时动态数据、可调度力量、各种应急预案和综合预测分析结果等信息为基础,支持指挥者制定出正确的资源应急指挥方案,并且调度指令能明确、快速地传递给相关人员,实现全局统一协调指挥,有效提高应急处置效率。
1 新技术提供新理念
1.1 新一代平板电脑
近年来以苹果公司的iPad产品为代表的新一代平板电脑迅速崛起,其新颖的使用方式极大地冲击了我们日常思维模式和行为习惯,完全打破固有的鼠标加键盘的输入模式,引入了更符合我们日常习惯的手写和触摸操作方式,体现出其移动办公的优势。同时它具有轻薄的机身,良好的人机交互、出色的无线互联能力等特点,在各领域中都有着广泛应用前景。
应急联动指挥管理是一个需要大量联动协调的工作,对分布式移动应用要求非常高,传统电脑与智能手机存在的种种弊端很难满足无线应用需要。而平板电脑就是一种能够替代以往产品的移动应用终端,该终端拥有更大的显示界面、更强的稳定性、更优越的性能、更好的使用体验等特性,将为应急联动提供一种便捷、强大的移动应用利器。
1.2 多点触控技术
对于触控技术我们都不陌生,很多应用已涉及银行、医院、学校、手机等方面,但这些都只是单点触摸控制范畴。而如今多点触控技术也已经进入主流应用,它是一种通过各种硬件设备实现人机交互的技术,能同时接受来自屏幕上多个点进行的人机交互操作,在没有传统输入设备下进行对计算机的操作,体现了人性化操控接口的未来趋势。
长久以来我们一直在寻找一种能够让使用者真正投入到应急调度工作中的最佳操控方式,超大的多点触控屏幕和全新升级用户控制方式为轻松控制提供了可能,所有资源分布位置得到统一的展现,有效地协助指挥者进行决策分析;领导通过动态标绘等简单操作轻松制定行动方案,调度人员和资源快速到达现场,这有利于操作者进一步融入指挥角色,有效地提升整体管理水平。
1.3 地理信息分析和移动GIS技术
目前,地理信息系统在很多场合下只是一个地图展示的摆设,在实际应用中无法为领导者提供辅助决策功能,没有体现出GIS应发挥的作用;同时,在应急联动管理中,由于受到分布式终端性能制约,主台与分布终端信息不同步,致使很多情况下业务处理人员无所适从。
随着GIS产品的日趋完善,我们发现越来越多的空间分析和移动地理信息功能都能被引入到实际指挥调度应用中来,包括以事件为中心进行周边影响范围分析、人员和资源分布分析、最佳路径分析等都能为调度员提供了十分有效的帮助。同时,移动GIS也支持多种设备的无缝接入,为各种事件处理提供可靠、及时、有用的地理信息,保证事件处理过程中的上传下达。
2 应急联动指挥调度系统应用
2.1 应用场景
新一代指挥调度系统是全方位、立体式应急联动调度系统,它将融合分布式技术、多点触控技术、移动GIS技术、全球定位等技术,通过与无线网络紧密集成,构建成为应急联动指挥调度平台。
应急联动指挥调度系统应用范围极其广泛,涉及到城市管理的方方面面:手持iPad的监督员负责对城市设施运行健康状况进行巡查,当设施发生盗损状况后巡检人员迅速通过平板电脑将突发事件现场文字及多媒体实时状况提交给应急指挥中心。
指挥中心运行有数字拼墙和多功能触摸屏,通过灵活、直观、可视化方式实现将巡查人员、车辆、设施和物资等实时分布位置展现在电子地图上。当中心系统接收到事件信息时,自动以突发事件位置为中心进行指定半径周边分析,统计影响范围、影响人口等信息,并显示出距离该事故点最近的人员、车辆和物资,以及他们到达事件处理中心的最佳路径。多个指挥者可以根据实时分析结果,通过触摸式标绘调配各种资源,选择要调度的人员、车辆并绘制指定的路线,同时将现场情况和处理要求立即下发给承办人iPad上。此外,应急平台能够随时间变化动态展示事件的发展状态,跟踪处理全过程,支持指挥者随时调整调度方案。
指定的承办人根据平板电脑上接收到调度指令和指引路线迅速赶往事发现场,同时通过查阅设施CAD图,根据资产信息和制定的预案进行处理。处理完毕后承办人将完成情况回传给指挥中心,系统根据应急事件评估模型对应急过程前、过程中和过程后的人员、物资部署指挥等进行综合评估,为下一次指挥行动决策提供预案支持。
2.2 体系结构
根据系统应用场景设计,新一代应急联动指挥调度系统的系统架构由指挥调度中心、无线通信网络和移动分布处理系统组成。
(1)指挥调度中心。该中心主要负责事件信息收集、决策分析和资源指挥调度工作。通过多媒体触控屏幕集中动态显示事件发展状态,并将应急事件发生具体情况和应急处置信息传递给相关人员,实现协调指挥、动态调度、有效监督,极大地提高了应急效率。
(2)移动分布处理系统。支持多种平板电脑无缝接入,终端上部署有分布式移动处理系统,主要负责将突发事件现场的实时状况提交给指挥调度中心,同时也接收指挥调度中心的应急派遣任务,使应急联动调度变得更加简单。
(3)无线通信网络。该系统作为应急联动通讯系统中重要环节,承载指挥调度中心和移动分布处理系统之间的数据无线交互,所以我们选择覆盖地域广、接入速度快、数据信道宽、通讯可靠性高的3G网络作为通信的载体,从而保证各种信息的有效传输。
2.3 系统功能
基于系统应用场景模式设计和系统整体体系结构规划,应急联动指挥调度平台主要由两部分系统组成:指挥调度中心系统和移动分布处理系统。
2.3.1 指挥中心系统功能
指挥中心系统是整个应急联动调度的枢纽,主要负责数据收集、实时分析、应急规划、资源指挥和善后评价,功能包括有信息展示、动态标绘、空间分析、综合查询、调度规划、指挥调度、处理评估等。
(1)信息展示。系统在地理信息平台基础上,借助多媒体展示媒介,以更加直观的方式展示各类专题数据,包括地图信息、资源分布、影响范围、处理状况等。通过时间感知数据,实时变化动态展示事件的状态,揭示内在发展规律,方便用户对数据信息的深度挖掘,为应急联动指挥调度提供支持。
(2)动态标绘。支持将事件、人员、车辆、物资等通过多点触控在地图上进行标绘,通过强有力的系统表现力,使操作者更好地融入指挥角色,实现多级应急指挥的协同调度,更加有效地协助指挥者进行决策分析,从而准确快速的指定行动方案。
(3)空间分析。指挥调度系统的空间分析能力为领导提供了辅助决策的功能,在整个系统中占据举重轻重的位置。系统支持非固化的分析处理步骤,以应急事件或标注点为中心,实现周边缓冲区分析,包括影响区域范围分析、影响人口分析、影响单位分析、可调配资源分布情况,为调度指挥提供强有力的支撑。
(4)调度规划。根据事件发生地点具置,帮助指挥者快速选择、按照最优路径调配各种资源,并且还能依照危险发生的类型,基于GIS建立影响范围和趋势模型,快速指定调度措施。
(5)指挥调度。将人员、车辆和物资等信息的实时分布位置展现在大屏幕电子地图上,结合调度规划制订方案和事件发展情况,通过触控屏幕选择资源,将事件发生情况和应急处理命令传递给指定负责人,快速调度其至指定位置处理问题。
(6)综合查询。通过多种查询手段包括图形查询属性和属性查询图形以及多种条件组合查询,获取道路、 人口、市政、建筑等设施资产信息,为指挥调度提供基础数据。
(7)处理评估。应急处理能力评估是针对指挥调度全过程的综合评估,通过建立各种评价模型,结合GIS空间分析功能,对整体规划、资源部署调度、处理效果等进行量化评估,最终形成应急联动指挥评估报告,实现对指挥能力的评定和考核。
2.3.2 指挥中心系统功能
移动分布处理系统部署在分布式平板电脑终端上,保证应急事件处置过程中指令的上传下达,为现场事件处置提供及时、可靠的信息。主要功能包括联动标注、数据查询、同步更新等。
(1)联动标注。分布系统与指挥中心建立联动关系,当指挥中心选择相应责任人并绘制最佳路线后,该责任人平板电脑上将自动显示该事件说明、任务目标、规划路径,指导业务人员去处理事件,有效保证决策的快速下达和应急响应的及时性。
(2)数据查询。支持对当前位置和友邻单位分布位置的识别,以及支持对故障设施资产信息的查询,包括对维修手册、技术文档、CAD设施图的现场翻阅,为顺利完成任务提供必要保障。
(3)同步更新。当应急事件涉及维护、更换设备时,系统支持将新地理数据、资产信息等要素快速录入绘制,通过实时更新全局GIS数据库,保证数据的一致性、及时性。
3 结语
作为新一代应急联动指挥调度系统,在GIS 的紧密结合下,将调度规划、触控指挥、移动处理等功能融为一体,更好地体现了指挥调度系统的应用价值。
本文在系统地分析了应急联动指挥调度的应用场景的基础上提出了系统的总体框架和功能规划。虽然本系统还有许多不完善之处,但始终与应用相结合的设计思想是很可取的,这势必成为未来应急联动指挥调度系统的发展方向。
参考文献:
[1] 郑国.国内外数字化城市管理案例[M].北京:中国人民大学出版社,2009.
一、 总 则
第一条 为了加强重特大安全事故应急处理,确保突发重特大安全事故应急工作高效有序进行,最大限度地减少事故造成的损失,根据《中华人民共和国安全生产法》、《国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定》等法律法规以及《广东农垦安全生产管理办法》的规定,结合农场实际,制定《广东省***农场安全事故应急预案》(下称《预案》)。
第二条 本《预案》是广东省***农场处理重特大安全事故的基本程序和依据。
第三条 场内发生以下重特大安全事故适用本《预案》:
一、重大火灾事故;
二、重大交通安全事故;
三、民用爆炸物品和危险化学品特大安全事故;
四、电力运行安全及触电事故;
五、锅炉、压力容器、起重机械、电梯、厂内运输机械等特种设备、防爆电器、压力机械、手持电动工具等重大安全事故;
六、重大建筑质量安全事故;
七、重大急性中毒事故;
八、其他重特大安全事故。
第四条 场属各单位应根据本《预案》,制定相应的《应急预案》,在农场统一指挥下,分级管理,分级实施,各司其职。
二、重特大安全事故应急处理机构和职责
第五条 农场成立重特大安全事故应急处理指挥中心,由场安委会、综治办及事故单位领导组成应急指挥中心。
第六条 指挥中心由下列人员组成:
一、总指挥:安委会主任***场长担任。
二、副总指挥:由***副场长、事故单位安全生产第一责任人担任。
三、成员:由场安委会、综治办有关人员,事故单位安全生产直接责任人、事故单位安全员及其他有关人员担任。
第七条 成立事故应急处理指挥中心办公室。办公室主任由***担任,副主任由事故单位安全生产直接责任人担任。其他人员为具有相关专业技术知识水平的专业技术人员。办公室工作地方点设在场安委会或事故现场附近。
第八条 指挥中心的主要职责:
一、组织指挥各方面力量处置重特大事故,统一指挥对事故现场的应急救援工作,控制事故损失的扩大;
二、检查督促有关单位做好抢险、救灾、事故调查、后勤保障、信息上报、善后处理以及恢复生产秩序的工作;
三、组织、领导重点防范单位进行应急预案的演练。
第九条 应急处理指挥中心办公室的主要职责:
一、组织召开处置突发事故工作会议;
二、与应急处理指挥中心和事故现场指挥部保持联系,随时掌握应急处理进展情况;
三、及时将所了解的情况向应急处理指挥中心领导报告,并将应急处理指挥中心领导的指示及时传达给有关部门;
四、协调各应急救援单位、队伍之间关系;
五、研究向上级主管部门报告及应急处理的信息;
六、参与现场处理;
七、组织召开事故现场会议。
第十条 重特大安全事故应急指挥中心根据事故情况,由事故单位成立现场指挥部,现场指挥部的现场指挥由事故单位的安全生产直接责任人担任。现场指挥部应设在现场附近,并设置显著标志。
第十一条 现场指挥部职责
一、指挥、协调现场抢险救灾和救护工作;
二、核实现场人员伤亡和损失情况,及时向指挥中心领导汇报事故处理进展情况;
三、及时落实应急指挥中心和现场指挥部领导的指示;
四、向外来求援组织领导汇报现场情况,协同求援安排。
五、协同指挥中心安排上级领导视察现场的有关事宜。
第十二条 现场指挥的职责
一、下令启动本单位应急预案;
二、根据事故发生实际情况,组织实施应急预案;
三、负责召集各参与抢险救援部门和单位的现场负责人研究现场抢救方案,制订具体抢救措施,决定抢救人员的出动、支援和轮换,明确各部门和单位的职责分工;
四、根据事故现场需要,设立现场抢险救援工作小组,并按照各自的职责和工作程序贯彻执行预案;
五、组织划定事故现场的范围,实行必要的或交通封锁;
六、负责与应急指挥中心总指挥或副总指挥联络。
七、向外来救援组织领导汇报现场情况,协同组调救援力量。
三、应急抢险和救援
第十三条 为了有效地处置特大安全事故,设立七个应急处理小组。各小组分工如下:
一、警戒保卫小组,由综治部门负责;
二、抢险救灾小组,由事故单位负责;
三、医疗救护小组,由卫生部门负责;
四、善后处理小组,根据实际情况由场安委会、工会、事故单位负责;
五、后勤保障小组,由事故单位负责;
六、事故调查取证小组,由场综治办和安委会负责;
七、信息上报和宣传报道小组,由场办公室、安委会负责。
第十四条 在抢险救灾过程中需要紧急调用的物资、设备、人员和占用场地,任何单位和个人都不得阻拦和拒绝。
第十五条 非抢险救灾单位应服从指挥中心的指挥、调度,参加或者配合抢险救灾工作。
四、事故报告和现场保护
第十六条 特大安全事故发生单位在事故发生后,必须做到:
一、 迅速采取有效措施、组织抢救、防止事故扩大。
二、 严格保护事故现场。
三、迅速将发生特大事故的情况报告场安委会有关人员:陈**(电话:xxxxxxx 138xxxxxxxx);并拨打110报警(火警打119)。
四、按照国家有关法律法规及《广东农垦安全生产管理办法》的规定写出事故快报,上报有关部门。
五、事故快报包括以下内容:
1、发生事故的单位及事故发生的时间、地点;
2、事故的简要经过、伤亡人数、直接经济损失的初步估计;
3、事故原因、性质的初步判断;
4、事故抢救处理的情况和采取的措施;
5、需要有关部门和单位协助事故抢救和处理的有关事宜;
6、事故的报告单位、签发人和报告时间。
第十七条 场安委会接到事故报告后,按照下列程序通知有关领导及有关部门进行处理。
一、立即报告场领导;
二、立即通知综治办迅速派人赶赴事故现场,负责事故现场的保护和证据收集工作;
三、立即派人赶赴事故现场,了解掌握事故情况,协调组织事故应急抢险救灾和调查处理等事宜,并将情况及时向上级有关部门报告;
四、立即通知工会、医院、办公室等部门参加事故处理工作。
第十八条 因抢救人员、防止事故扩大或疏通等原因,需要移动现场物件时,应作好标记、拍照、详细记录和绘制事故现场简图,妥善保存现场重要痕迹、物证。
五、特大事故处理与信息反馈
第十九条 应急救援工作结束后,有关领导应组织相关部门和单位,按照有关法律法规和《广东农垦安全生产管理办法》的规定,根据“四不放过”的原则,对事故进行调查处理。
第二十条 事故结案后,应当召开事故现场会,对事故情况进行通报,对关关责任人进行处罚,对在突发事故的抢救、指挥、信息报送等方面有突出贡献人员给予表彰和奖励;
第二十一条 对在发生事故时迟报造成重大损失的人员,在事故中玩忽职守,不听从指挥,不认真负责,或临阵脱逃救灾工作的人员,按照有关规定给予处分,构成犯罪的,移交司法机关依法追究刑事责任。
六、 附 则
第二十二条 本《预案》所称的重特大事故是指从事生产经营活动过程中,由人为过失或自然因素影响造成3人死亡,或4人重伤以上(含4人),或直接经济损失在10万元(含10万元)的事故。
正是基于卫星通信系统的帮助,灾区的紧急救援队才能够利用独立的陆地无线通信设施来展开救援工作。一般来说,卫星通信系统是在灾后面临的所有复杂情况下,唯一能够保证通信畅通的解决方案。德国诺达公司的“SKYWAN”卫星通信系统可以不受时间,地域的影响,为灾后应急预警和救灾管理提供一个独立的陆地通信支持。
诺达的“SKYWAN”卫星应急通信解决方案结合了高品质VSAT系统地面网络连接,同时支持即时数据传输,比如视频和语音通话等功能。另外,“SKYWAN”平台固有的灵活性,使得应急通信网络的拓扑结构能够自主选择合适的网络。在偏远地区,区域指挥中心和应急管理总部之间,应急通信网络拓扑结构不断发生变化,需要通信设备能够随时通过启用任意点对点的单跳之间进行无线通信连接。
中国地震局面临的挑战:
中国地震局目前正在利用诺达的“SKYWAN”卫星通信系统来帮助灾后应急通信和管理工作的展开。在运行“SKYWAN”系统之前,地震局基于VSAT网络运行着一个低比特率(最高为76.8千位节/秒)监测控制和数据采集系统(SCADA),用来满足近100个站点。为此,中国地震管理部门对应急救灾预警管理系统提出以下要求:
一个完全独立于现有基础设施的卫星网络,并且卫星中心站、区域或总部的应急通信管理中心之间没有地面回程设施。
在高度灵活的远程宽带站点之间,可以任意点到点连接。在区域中心和应急管理总部的覆盖范围内,实现视频会议和高品质的视频传输。
保质保量的数据、语音和视频流量的支持服务。
同时支持手机和便携式电台设备以便于在信号覆盖范围内提供远程交流的功能。
预先配置的卫星终端和快速部署的天线系统
在评估过多家解决方案后,结果显示:诺达卫星通信公司的“SKYWAN”系统被认为是最能够满足这些需求的卫星通信网络方案。
解决方案:
“SKYWAN”应急卫星通信网络在实际应用中,指挥协调救灾工作顺利进行,确保了灾区救灾指挥中心和远在北京的中国地震管理局通信畅通。
这个全国网络由一个中央服务器主站和冗余备份系统组成,19个省会都设置有固定站(其中的每一个都可以被配置为省级指挥中心或区域业务枢纽),这个网络包括五个“静中通”车辆站(COTP)、2个“动中通”车辆站(COTM)和14个人便携站。全国网络分为两个子网:一个用于日常的常规数据交换,另外一个专用于紧急通信,它们的枢纽站在北京。固定终端以及各种车载台站和移动式便携系统,可以迅速部署到受灾区域的通信区域指挥中心。
诺达的“SKYWAN”卫星通信系统解决方案:支持单向高质量视频传输,双向视频会议、网络电话、数据通信、文件传输、可以访问任意互联网主页。在不使用任何地面设施的前提下,只要通过“SKYWAN”高带宽设备,受灾地区的图像和视频可以在几秒钟内被传送到地震管理局总部。在受灾情况下,视频会议可以帮助中央指挥各单位更好地了解灾情。
在2008年汶川大地震之后,“SKYWAN”平台固有的灵活性,使得网络可以迅速重新配置,以适应更分散的和复杂的通信需求。在使用“SKYWAN”通信网络系统以前,这些都必须放在灾后重新部署。
【关键词】 隧道应急电话 隧道中心设备 隧道主机 紧急电话终端
一、需求分析
近年来随着国家高速铁路的大规模建设,长大隧道的数量在急剧增多。铁路隧道多处于山区,地质环境复杂,地震、地面塌陷、山洪、山体滑坡、泥石流等地质灾害时有发生,容易引发隧道结构破坏、掩埋线路等问题,并容易引发次生灾害。并且隧道位于比较偏远的地区,设备长期处于无人值守状态,日常检修难。当隧道内部发生灾害性紧急情况时,如何确保铁路各级指挥中心对灾害现场的综合指挥,特别是确保最低限度的语音通信保障,就成了一个需要重视的问题。
话音通信是最基本的需求,也是必不可少的通信方式,在正常行车运输通信如调度通信、无线通信之外需补充隧道内应急电话,做为行车通信的备份及应急的通信资源,在发生突发事件时,应急现场人员可找到隧道内电话终端,在最短的时间将事故发生的时间、地点、出事车辆、灾害种类等概况报与相关部门,避免二次事故发生和争取及时救援;同时应急指挥中心及抢险救援过程中相关部门也利用此设备定位到事故现场,远程与应急现场的双向通信。
二、系统方案
隧道应急电话通信系统解决隧道在紧急情况下控制中心与隧道内相关人员通讯,采用全数字化、IP通讯技术而设计,具有丰富的通信接口,能够与绝大多数的通讯网络融合。
基于IP技术的设计使得隧道内主机与应急控制中心之间时刻保持联系,两者之间不受距离限制,这就使得一个路局实时控制多条隧道成为可能。
隧道事故报警电话系统由隧道中心设备、隧道主机、隧道内电话终端及传输等设备构成。
隧道中心设备:做为隧道事故报警电话系统的核心,通常设置于路局应急指挥中心,由隧道交换机、隧道应急中心总控制台、分控制台、网管系统等组成。其功能主要包括:控制功能、交换功能、调度功能、告警定位等。
目前各路局应急指挥中心正在建设中,如达不到应急值班室7*24小时值守,则可根据实际应用情况在隧道所属调度区段的调度员及值班台处设置分控制台,进行接警处置。
隧道中心设备可通过标准信令接口与调度系统互联互通,利用该区段调度台来实现与隧道内事故报警电话终端双向语音通信。
隧道主机:隧道主机放置在隧道出入口附近的基站机房,采用IP组网与隧道中心设备互连。采用隧道主机远程供电共线方式接入隧道报警电话,根据报警电话功耗及电缆线径,通常3*4*0.9电缆可支持12KM长大隧道报警电话接入,共线可接入26部报警电话终端。
隧道长度如在20公里以上,可将隧道主机放置在隧道内设备综合洞室,由于隧道内设备综合洞室环境恶劣,所以要求隧道主机具备防尘防水等级达到IP65以上。
隧道内紧急电话终端:具有免提、一键直通、声光报警提示的特殊电话终端。通常每500米间隔放置在隧道内避车洞、逃生通道、避难所。在20公里以上隧道,中间避难所采用加密横通道,通常50米需设置一个。紧急电话本身只考虑通话的呼即通,以及维护的安全便利性,不需另设本地供电,完全由隧道主机远端供电。
三、系统应用
3.1满足隧道使用环境要求
隧道内设备运行环境恶劣,需要放置在隧道内的通话终端需具有高水平的技术设计、优良的制造工艺、严格的设备选材使得通话终端具有很强的环境适应性以及电气化区段的抗电磁干扰性。
同时隧道内终端设备数量多,应具有较高MTBF,减少维护人员故障维修次数,保证正常列车运行不受影响。
3.2满足应急指挥流程要求
隧道事故报警电话具备一键直通:终端报警,优先级高,呼即通,事故现场人员无需接听,即应急电话终端的一键呼叫指向调度员(或值班员)处的控制台,一旦隧道内发生突况,隧道内人员使用应急电话终端一键呼叫,则调度员(或值班员)处的控制台响铃,可接听报警。控制台也可以随时按键呼叫隧道应急电话终端,并且可以实现隧道应急电话系统内的所有功能,比如单呼、顺序呼叫、分组呼叫,广播、强插(强行插入一组通话)、强拆等功能等。
应急指挥中心总控制台,及调度员分控制具备位置定位:控制台上显示报警事故位置地理坐标及隧道名称。
当应急指挥中心的总控制台开始使用时,在隧道应急电话系统中,设定应急电话终端的一键呼叫指向应急指挥台处的控制台,之后控制台与隧道内人员可相互呼叫通话,并且可以实现隧道应急电话系统内的所有正常功能,轮询广播寻人等。在处理完突发事件后,当应急中心处的控制台停止使用,再在隧道应急电话系统中,重新指向调度员(或值班员)处的控制台。
3.3与调度系统适度融合
目前,最密行车间隔可达到7分钟。信号系统中,闭塞区段的距离平均为1km左右(客专为1.2-1.5km)。当列车由于故障停靠在隧道距离洞口超过一个设定的闭塞区间长度时,假设调度员无法第一时间接到报警,采取调车了,那么7分钟后,有可能发生一辆跟踪列车进入隧道停车。对于双线隧道,临线列车也会进入隧道。这种情况对抢险救援和旅客疏散极为不利。所以隧道紧急报警电话第一时间应呼叫到调度员。调度操作台、车站值班台在隧道紧急电话呼入时,应具有提示音及屏幕显示标识,提醒调度员、车站值班员及时处理相关呼叫请求,其后再根据应急事故处置预案转至应急指挥中心处理,即隧道紧急电话系统与调度通信系统需有标准接口互联互通。
综上所述,铁路隧道应急电话通信系统提供在无线系统失效的情况下,通过有线隧道应急电话系统在第一时间能够准确的、及时的回传语音及事发地点信息至指挥中心,并接收指挥中心的指挥调度,成为隧道应急抢险中最后一道可靠的通信保障。
四、隧道应急综合防灾通信系统发展方向讨论
4.1紧急救援平站与隧道逃生通道设置广播
隧道应急广播系统可实现远程广播通信,可为应急救援提供远程指挥服务。尤其是现场无照明或照明系统效果差的时候,可通过广播系统为现场命令和指示疏散方向。但其解决方案仅在公路隧道中得到应用,暂没有在铁路隧道中的应用案例。在隧道广播系统中,由于多个扬声器在隧道内的回音效果很严重,而目前没有更好的处理技术,造成声音效果较差、回声严重、听不清楚。因此,现阶段应根据特定环境需要考虑新建隧道内应急广播系统,但基站传输设备应预留应急广播传输通道,为技术成熟后的系统建设预留条件。
4.2铁路隧道智能化系统设计
20公里以上的特长隧道需具有隧道智能化监控系统,主要包括:隧道内实时视频监控、变配电参数检测、火灾自动报警、照明、通风、紧急电话、环境监测、行车控制等子系统。其中隧道网络视频监控系统的建立可实时对隧道内疏散通道和隧道进出口的监视,及时发现各种异常情况并采取应急措施,以确保隧道安全运营。
中央监控中心是整个隧道智能化监控系统的核心,其功能主要包括:信息采集功能、信息处理与功能、控制功能、告警处理功能、报表统计与打印功能、查询功能、自动数据备份和系统恢复功能、自动后备功能、联网功能及网络管理等功能。
实现对隧道引道区、隧道区及出入口区的信号灯、火灾自动报警、应急广播等的控制功能,达到封闭隧道区间、引导人员疏散等作用。通过对隧道内烟、温度、视频的监控,预知灾害的发生。万一出现事故,可通过控制指挥平台,隧道应急逃生指令,并启动隧道内指示牌,广播、隧道风机等设备运作。
关键词:北斗;定位;短报文;应急通信
中图分类号: U285.24 文献标识码:A
1北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务,并兼具短报文通信能力。我国此前已成功发射了十六颗北斗导航,已具备向我国大部分地区提供初始服务的条件,2013年可为亚太地区用户提供服务,到2020年北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。
1.1 定位原理
北斗卫星导航系统是主动式双向测距二维导航,中心控制系统解算,供用户三维定位数据。其原理是采用三球交汇测星原理进行定位,以两颗卫星为球心,两球心至用户的距离为半径,可画出两个球面。另一个球面是以地心为球心,画出以用户所在位置点至地心的距离为半径的球面,三个球面的交会点即为用户的位置。
1.2 主要功能
(1)快速定位。系统能够覆盖我国全部国土,无通信盲区,为服务区域内的用户提供全天候、实时定位服务,定位精度接近GPS。
(2)短报文通信。一次可传送多达120个汉字的信息;可提供群组呼通信及广播,数据存储备份,数据实时查询下载,数据多点分发等北斗增值服务功能。
(3)精密授时。精度最高达10—20纳秒(双向)。
2 铁路应急通信系统现状
随着我国高速铁路运行规模迅速发展,高速铁路运营范围已逐渐由经济发达地区迅速在全国范围内铺开。伴随着列车时速的提高,对铁路运输安全的关注程度也不断加强,对可能的险情发生后的快速处置也提出了更高的要求。铁路应急通信系统已同数调系统一样成为高速铁路的基础通信设施。
2.1系统结构及设备配置
铁路应急通信按铁道部、铁路局两级应急指挥中心组成系统,系统由应急指挥中心设备、传输网络、接入设备三部分构成。
应急通信中心设备应包括应急中心通信主设备、卫星接入设备、应急指挥台、应急操作台、应急值班台、应急中心音/视频终端和网管终端。
应急通信现场设备应包括事故现场应急接入设备、传输通道设备、终端设备等。原则上每200km配置1套应急通信现场接入设备。
2.2 系统功能
应急通信系统应能提供事故现场至应急中心之间多路语音通信、静止图像和动态图像实时传送、显示以及数据通信等功能。话音通信包括应急中心之间、中心与现场之间、现场内部的单呼与组呼。图像功能应能同时支持H.264和MPEG-4编码的视频,能实现视频的转发、分发功能;系统应提供现场无线摄像功能;支持实现现场应急抢险会议的功能。
2.3 使用现状
铁路应急通信系统在多次应急抢险中,为迅速恢复行车秩序,减小经济损失起到了重要作用。但从目前已经上线运行的各个厂家的应急通信设备来说都存在一个盲点:在其他领域的应急通信系统中已广泛采用的GPS定位、导航设施和GIS并没有在铁路应急通信系统中得到应用,在铁路行业的应急通信技术体制中也没有相关内容的体现。
如果在应急通信人员和抢险救灾人员在奔赴应急抢险现场的过程中就能够把行进方位、路线实时发回到应急指挥中心的显示大屏上,而且能够实时把路上人员组织情况、救援物资、车辆分布情况等相关的信息在不依靠其它公共网络的情况下发送到指挥中心,同时指挥中心也能够把欲下达的指令、气象信息、正在酝酿的抢险措施等随时掌握的信息在队伍行进的过程中实时发送到应急通信和抢险人员,无疑对应急通信和抢险过程有很好的促进作用。
3 北斗系统在铁路应急通信领域的应用前景
近十年来我国经济的飞速发展、流动人数的猛增和各种物资资源不平衡的分布对我国铁路运输提出了严峻的考验,铁路的安全运行也显得至关重要。“北斗”导航系统是我国自主研发的卫星导航系统,不受其他国家的控制,是可靠性较高的导航系统。这就更增大了北斗卫星导航系统在铁路应急通信中应用的可能性。
可考虑在原有铁路应急通信系统中增加对北斗导航模块独特功能的应用,完善原有应急通信功能,实现事故现场与应急指挥中心、调度中心间基于北斗短报文的应急信息的实时传递,并据此制订基于北斗卫星导航系统的铁路应急通信技术规范。
4 北斗卫星导航定位系统应用于铁路应急通信的设想
4.1 整体解决方案
铁路应急通信指挥系统增加基于北斗卫星导航定位系统的定位、导航、短报文通信功能,由北斗系统、应急中心的指挥型用户机以及短报文指挥调度和GIS系统软件、应急现场的北斗手持式用户机、车载式用户机和内置于现场应急接入设备的双模导航模块三大部分组成。
在铁路应急通信现场,为相关应急通信人员配备成熟的单兵设备、车载设备,为参与现场抢险的救援车配备车载机,完成对现场单兵人员和应急抢险车辆的定位、导航和短信应急通信功能的增强。在现场应急接入设备中内置北斗导航模块,完成现场设备对定位功能和短信收发功能的增加。
在应急中心通信设备上,通过配置基于北斗导航的指挥型用户机设备,并在应急指挥台上开发基于北斗导航系统的具有定位、导航功能的GIS软件和SMS短报文指挥调度等软件模块,也可以结合原有的应急通信有线、无线、3G、卫星等传输网络来完成应急现场与应急中心一体的应急定位、导航功能,以及北斗导航系统所独有的短信息实时调度功能。
4.2 系统功能
(1)短报文指挥调度功能
基于北斗通信功能的短报文指挥调度界面,显示所属各用户终端上传的短报文信息,并对单个用户或用户群下发指挥调度信息及其他通播信息。可实现点对点通信、组播通信、实时短信接收、通信查询功能、预置电文等功能。
(2)应急GIS信息平台功能
应急中心在原有通信平台之外建立基于北斗定位导航系统的应急GIS信息平台,通信平台和GIS信息平台可以起到相辅相成的作用,共同为现场抢险救援工作保驾护航。GIS平台可显示应急救援现场详细地图、救援人员、救援车辆等分布信息;根可据应急现场需要生成导航路径;可根据北斗终端的定位信息显示不同报警状态;可实现对地图进行放大、缩小、查看等功能;可具有距离量算功能等。
结语
随着铁路应急通信技术的迅速发展和系列技术规范要求的出台,以及铁路安全保障的需要,在全国范围内建立一个完整统一的铁路应急通信网络是必然的趋势。针对铁路应急通信的特点,开发基于北斗卫星导航系统的铁路应急通信网络,可极大的提高应急指挥的灵活性,提升应急现场的处理能力。
关键词:高度集成 便携 操作方便
1 概述
本论文基于目前大多数会议系统的应用标准对快速架设及便携性技术进行了研究,并提出了相关的优化方法。为了对技术细节的深入探讨作铺垫,先简要介绍一下目前会议系统技的应用。系统连接线缆比较复杂,设备安装零乱,控制不方便等。
2 便携指挥所总体设计
便携式指挥所系统可遂行应急指挥任务,到达现场后可建立起临时指挥所,实现现场指挥及办公,搭配便携式通信箱,可以实现包括:音、视频信息,数据的双向传输和通信联络,实现现场指挥调度、远程指挥调度、视频会议、专网接入和公网接入等功能,为应急指挥和信息上报提供有力保障。系统具有很强的便携性,可以形成机动迅速、开设快捷、组网灵活的保障能力。
2.1 总体技术要求 ①完备的指挥所功能:便携式指挥系统可作为独立的区域指挥中心,支持各类监控信息接入,采用本地会议模式,完成第一时间内的决策、指挥、调度。毕竟,在应急环境下“抢时间”是第一要务。系统也可作为全地域指挥系统的关键节点,支持信息的上传下达,采用视频会商+本地指挥的模式,实现应急指挥的全地域无缝覆盖。②便携性:整个系统的全部设备撤收合装后,可集成在三个便携式箱体内,分别是主控分机箱、两个音视频分机箱和终端分机构成。③操作简单、可靠性高、维修性好:系统采用板卡级设计,接头均为航空插头;操作模式多样,既有硬件控制,也有软件控制,硬件控制按钮全部集成在主控分机的上面板位置,软件控制具备有一键操作模式,便于使用。系统在3人操作情况下展开和撤收的时间均可控制在15分钟内。④经济实用:系统可作为日常人防机构的办公常设设备,应急时可作为指挥中心,设备使用率高,避免了设备长期不用带来的老化和操作问题。降低了对载车的依赖,即降低了成本,也提高了产品的适应性。⑤环境条件:温度条件:工作温度0~55℃,存储温度-20~-55℃。相对湿度:30℃ 95±3%。
2.2 主要功能 整个系统具备以下几大功能:①音视频处理:多路音视频信号接入处理、四画面切换输出、计算机信号处理、音视频记录回放。②视频会议:建立分会场、与主会场召开视频会议。③屏幕显示:字幕显示、音视频播放。④网络及通讯功能:3个物理隔离的计算机网络、小型集团电话、800M数字集群。⑤软件控制功能:集成式设备控制软件、具有一键式操作。
3 系统方案设计
固定指挥所系统是城市应急救援的固定应急指挥平台,担负着通信、指挥、协调等任务,与机动指挥所和应急救援指挥中心构成应急指挥体系。但是固定指挥所开设不够便捷,设备可能长期处于潮湿环境,以及设备不能够得到有效使用,都形成了固定指挥所在使用中的不便。便携式指挥所正是基于上述固定指挥所的特点,针对用户对小型、超机动指挥中心的需要,提出总体架构设想并进行设计。整个系统采用便携式箱体设计,实现日常会议、音视频处理,三网接入,部署常用办公软件,实现视频会议等功能。本系统方案的设计思想可以分为硬件和软件两个部分。
系统硬件设计思想:硬件应采用模块化、标准化结构,便于容量扩充和引入新的硬件模块,容纳新业务和新技术。
3.1 硬件子系统 此系统组成分为三部分,分别是主控分机、终端交换分机和音视频分机。
3.2 主控分机 主控分机集成独立的数字集群、计算机控制、数字音视频会议、集团电话、音视频的记录、存储和刻录。主控分机是整个系统的通讯以及控制的核心,其内部集成串口服务器并配合本机串口,提供9个串口控制功能,用以对调音台、音视频矩阵、LED显示屏进行中央控制。
系统采用一体化设备集成箱实现,使用分层方式设计,能够实现指挥控制的各项业务功能。平台以统一的结构化设计和技术标准将会议、通讯、音视频处理等所有资源整合在便携式指挥系统中。音视频矩阵与硬盘录像机相连,可实现音视频数据的编解码、压缩、存储等功能;视频分配器、四画面处理器可实现画面分割切换处理;系统通过各种接口、三网独立交换机、无线网关和视频会议终端可与固定指挥中心的会议指挥系统等实现对接。
3.3 音视频、终端交换分机 通过音视频分机的LED屏显示,时间、会标、气象信息等,并对会场的视频信息进行采集。集成了两个功放,以应对本系统的音频输出的需要。音视频分机在结构设计上也体现了便携式的特点,其内部从物理结构上进行了模块化设计,可以将我们的一些外设进行存放,节省了储存空间,从而更好的达到便携式设计的目的,会场声音进行播放。
终端交换分机提供电脑VGA信号、数字话筒接口、电话、网络、电源等接口进行交换处理。主要是对外部输入信号进行中心交换,以达到和主控分机通讯的目的。
终端交换分机可以进行任意级联,并都处于同一物理位置层,与主控分机可以进行并行交换,从而达到了本系统的任意扩展性。
3.4 接口扩展设计 本系统具有接口扩展设计,能够很好的将便携式卫星通信、3G无线技术、微波图像传输系统等接口进行兼容。
3.5 集中控制软件 本系统软件采用VC6.0IDE集成环境进行通讯部分的功能开发,采用flash as3.0语言进行前台界面开发。通过集中控制软件可实现系统全部功能的控制,并针对用户需要开发了两个一键式集成控制功能,分别实现本地会议模式和远程视频会商模式。系统软件设计思想:①软件采用分层的模块化结构设计,模块之间的通信按规定接口进行。任何一层的任何一个模块的维护和更新以及新模块的追加都不应影响其他模块。②系统参数、用户数据与处理程序应有相对的独立性。③系统平台具有良好的开放性,支持各种应有的接入,提供多种接入方式。
4 结构设计
整套系统采用高度精密集成化功能设计,有效降低了设备体积。贴近实战的结构设计:在满足功能需求的同时,当设备清单中的全部设备撤收合装后,成为三个便携式箱体。
5 总结
便携式指挥所的设计,较好地解决了困扰指挥所在建设推进中碰到的困惑和疑虑。街道乡镇指挥所通信与信息系统能否与区县应急指挥体系实现互联互通。街道乡镇指挥工程通常硬件都比较简陋,通风除湿条件差,又缺少专门的使用维护管理人员,指挥通信与信息系统建成后的管理矛盾十分突出。目前指挥通信与信息系统安装均采用固定模式,加上系统平时使用少,设备长年放在地下室容易因潮湿而发生故障,系统设备运行维护经费高且浪费大。该产品的设计,较好地解决了上述这些问题,平时不使用时,可存放在地面条件较好的房间内,一旦需要使用,3人即可将设备搬到指定的指挥位置,15分钟内即可开通。平时也可作为街道乡镇对区县政府的会议视频系统使用或会议室扩音、投影系统使用。
参考文献:
[1]李健.我国第四方物流的发展模式研究[J].价值工程.2011-05-08.