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森林防火智能监测预警指挥平台以国科海博综合应急指挥平台为基础,能够实现灾情自动巡航监控、烟火智能识别、火点精确定位、火情推演、数字预案、辅助决策到灾后评估等功能,建立起森林防火自动化预警指挥的业务链。
森林防火智能监测预警指挥平台以国科海博综合应急指挥平台为基础,前端基站通过集成高清摄像机、数字云台、烟火智能识别网关,利用微波通信网络传输,把灾情信息汇聚到后端指挥中心,实现灾情自动巡航监控、烟火智能识别、火点精确定位、火情推演、数字预案、辅助决策到灾后评估等功能,建立起森林防火自动化预警指挥的业务链。森林防火智能监测预警指挥平台通过“平战结合”的理念,在预防、预警、应急、恢复等环节部署防火预案,提高林火防控协同联动效率,有效控制灾情扩大。
森林防火智能监测预警指挥平台的优势:
1.林火防控火全周期覆盖:进行“事前、事中、事后”的全周期事件管控,历史信息可追溯。
2.安全可靠的业务指挥平台:应用3S技术,结合移动单兵系统,既跟踪扑救队伍的位置,还能传送现场实时图像,保障应急高效安全。
3.平战结合的全业务链:业务功能基于平时进行日常业务管理,战时能有效指挥调度,缩短救援反应时间。
4.火情蔓延推演:根据火险等级预报和分析模型,结合风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演火灾蔓延方向、面积、速度等蔓延态势,为应急指挥提供科学的决策依据。
5.防火应急数字预案:借助GIS数据、规则引擎、结构化文档等先进成熟的技术,构筑一套功能完整、实用可靠的应急预案数字化管理系统。
6.设备工况自动监控:前端设备无人值守,主要设备工况自动监测,有效降低故障诊断难度和维护成本。
7.灾后评估:通过过火面积、蓄积量损失、物资损耗及有关信息,计算火灾损失并进行分析,自动生成损失报告,编制灾后重建计划。
精彩案例分享:
1.安县林火监测系统:项目在林区建设7个野外监控点、1个中继点、5个林业站监控点以及监控中心设施及监测指挥系统网络平台。系统软件包括林火监测指挥软件、烟火智能识别及报警模块、GIS信息系统接口软件以及林业综合管理平台软件等。目前工程已经验收,运行良好。
关键词: 无线通信网; 数字超短波通信网; 卫星通信; 应急通信保障车
中图分类号: TN92?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2014)13?0017?05
Application of digital wireless communication in prevention of forest fires
CAO Xuan
(Forestry Department of Guizhou Province, Guiyang 550001, China)
Abstract: Forest fire prevention communication includes ultrashort wave communication system, shortwave communication system, satellite communication system and emergency communication vehicle. In daily work, ultrashort wave communication system plays the most important role, in which a dedicated link is built for users, and a means of remote data transmission is provided. The construction of ultrashort wave base?station depends on forest resources and geographical conditions, therefore it gives us more challenges in infrastructure construction of the base?station. The constrcution of digital ultrashort communication system, and the data and video transmission solutions of portablecommunication device, satellite equipment, emergency communication vehicle are introduced emphatically.
Keywords: wireless communication net; digital ultrashort communication net; satellite communication; emergency communication vehicle
0 引 言
林业森林火灾是林业的重大灾害,会给森林资源造成巨大的危害,给人民生命财产带来不可估量的损失,对陆地生态系统造成破坏。而森林防火的工作就是保护森林资源、维护生态安全、保障林业可持续发展、促进社会和谐稳定的一项重要性公益事业和基础事业,因此,森林防火在林业可持续发展中尤为重要。由于林区内地广人稀,有线通信、移动电话等通信方式有局限性,为了保障林区防火工作的需要,需要建设森林防火的专业通信系统。无线通信系统是保障森林防火指挥部门组织指挥和管理的基本手段,也是确保森林防火指挥部门完成防火扑火任务的重要条件[1]。
无线通信系统传输距离远、抗毁性强以及可快速部署等特点,在突发事件发生时可提供强有力的通信保障。例如2008年5月12日,四川汶川发生8级地震,汶川等多个县级重灾区公网通信系统全面阻断,抢险救援人员通过无线通信设备实现人员调度指挥[2]。随着技术的不断发展,国家也确定了无线通信的数字化进程。
森林防火数字无线通信系统建设的整体思路如下:
构建超短波、短波、卫星通信等多种系统相互补充的无线音视频通信平台;构建统一调度指挥平台――统一规划、统一建设、统一调度指挥,保障日常防火需要;构建应急通信指挥平台――在扑火现场以应急通信车和便携式通信设备快速搭建前方指挥中心,即可建立与后方指挥中心的信息通道,又可同前方通信盲区以便携通信设备组成的临时通信网进行互联互通[3]。
1 系统组成
林业数字无线通信网主要包括超短波通信网、短波通信网、卫星通信系统和应急通信保障车几个方面,为森林防火提供了多种通信手段。超短波通信网为日常预防工作提供可靠的通信保障;在扑火应急方面超短波通信网结合便携通信设备、卫星设备和应急通信保障车可迅速在火场组建起以火场前指为中心的应急通信网络。系统应用框图如图1所示。
图1 超短波无线通信网
2 超短波通信网建设
2.1 数字同播系统
2.1.1 数字同播系统介绍
随着无线通信专网技术的不断发展,为解决日益增长的着专业无线通信用户的需求和日益枯竭的频谱资源之间的矛盾,新一代数字标准应运而生。基于数字技术标准的同播系统实现了模拟向数字的平滑过渡,从根本上解决互联互通及数字加密的困扰问题;尽可能保持了模拟系统原有的特色及使用习惯,发挥数字产品的优势,更能满足用户的需求[4]。
(1) 数字同播系统采用12.5 kHz TDMA双时隙,相对模拟大大提高了频谱利用率,缓解了频率资源紧张的局面;
(2) 数字同播系统采用大区制,建网成本低;
(3) 数字话音,抗干扰能力强,语音质量更好;
(4) GPS功能,终端有GPS定位功能,数字同播系统可实现GPS调度管理功能,对林业用户特别是扑火队员在紧急情况下更能保障其重大生命财产安全。
数字同播系统是为满足森林防火对专网通信的需要,解决用户从模拟向数字过渡的一种很好的专网通信解决方案。为了更好的切合林区应用,数字同播系统将充分利用并沿着集中式系统和分布式系统的混合组网,有线链路和无线链路的混合组网以及模拟模式和数字模式的混合组网方向发展。
2.1.2 林业数字同播系统解决方案
林区日常预防工作是林区为单位开展工作,需独立运行的通信网络;火场应急无线通信强调统一指挥、步调一致,要求具有调度指挥功能的多级通信网络。所以适合森林防火的应急无线通信网应该是在日常预防工作以县(林场)级为单位能独立通信,在有扑火任务时能立刻根据实际需要组建从火场到火场分前指、火场总前指的多级通信网络。
本方案设计了以县(林场)为单位组建数字同播系统网络,并在县林业局设置调度指挥中心,这是森林防火应急无线通信系统的骨干网络;在省、地市到县分别组建省?地市级、地市?县级的数字同播网络。省?地市级数字同播网通过调度管理平台分别同各地市?县级数字同播网络互联;各地市?县级数字同播网同样通过调度管理平台同各县(林场级)数字同播网络互联,实现了省、地市到县(林场)的行政级调度指挥网络。根据省、地市、县(林场)等地的自然条件不同,在省?地市、地市?县级的数字同播网络采用有线链路(比如E1、光纤等);在县(林场)级的数字同播网络采用无线链路(比如网络电台、网桥、微波等)。
数字同播网组网示意图如图2所示。
图2 省、市、县三级数字同播组网图
在火场应急通信保障上以县(林场)级数字同播网络为骨干构建火场分级调度指挥无线通信网络。一般分为三级通信网络,一级通信网为以背负式中转台、背负式电台和对讲机等组成的扑火队专用通信网络;二级通信网为以火场分前指便携基站与临时中继站、应急通信保障车和背负式中转台组成的火场前指同扑火队进行联络组成的火场通信网;三级通信网是火场总前指通过县(林场)级数字同播网络与各火场分前指便携基站组成的调度指挥网。一、二级通信网络通过背负式中转台与前指便携基站与临时中继站、应急通信保障车等实现组网联通;二、三级网络通过便携基站同数字同播基站实现组网联通;三级网络通过数字同播网可实现与后方指挥中心的组网互联。
2.2 无线链路系统
2.2.1 无线链路种类
数字同播系统基站互联可通过有线IP(专线、E1、光纤等)和无线IP链路解决,满足数字超短波数字同播系统需要的无线IP链路包括网络电台、网桥、微波和卫星。
2.2.2 无线链路比较
无线链路比较见表1。
上述表格仅列举一般情况下的技术参数,不完全概括所有设备和情况。
2.3 数字超短波便携通信设备
2.3.1 便携式设备介绍
背负式中转台主要应用于应急火场组建火场一级通信网络,可快速方便的在火场以扑火队为单位组建临时通信网。
(1) 支持数字和模拟两种模式,能兼容现有常规模拟系统,保证模拟产品向数字产品平滑过渡;
(2) 支持多种呼叫方式,包括个呼、组呼、全呼、紧急呼叫;
(3) 具备北斗/GPS定位功能;
(4) 灵活组网,支持数字与模拟系统互联互通,能与固定基站组网中继,也能单独组网中继;
(5) 适应野外作业,防尘、防潮、防震、防雨淋等特性;
(6) 具备良好的便携性。
便携基站主要应用于应急火场组建火场二级通信网络,在火场分前指非常适用此设备,可围绕各火场分前指组建应急通信网,即可方便的实现一、二级网的联通,也可实现与火场三级通信网(火场总前指)的接入。
支持数字和模拟两种模式,能兼容现有常规模拟系统,保证模拟产品向数字产品平滑过渡;支持多种呼叫方式,包括个呼、组呼、全呼、紧急呼叫;具备GPS定位功能;灵活组网,支持数字与模拟常规互联互通,能与固定基站组网中继,也能单独组网中继;适应野外作业,防尘、防潮、防震、防雨淋等特性;具备良好的便携性。
2.3.2 便携式设备组网应用
便携式设备应用示意图如图3所示。
图3 便携式设备组网图
背负式设备应用示意图如图4所示。
图4 背负式设备组网图
3 无线视频传输系统
3.1 系统介绍
视频技术应用到森林防火工作中是提升森林防火工作水平的重要手段,对扩大监控范围、及时发现、及时扑救和提高指挥保障能力具有重大意义。
林业视频应用主要在几个方面:
森林防火指挥中心视频会议指挥调度;火场实时无线视频传输;遥控摄像监测林火。
下面重点介绍依靠超短波通信网络实现的火场实时无线视频传输系统。
无线视频图传系统采用的是COFDM调制技术,是目前世界上最先进的和最具发展潜力的调制技术,可在非视距条件下进行有效传输,COFDM技术对噪声和干扰有着很好的免疫力,绕射和穿透遮挡物是其核心技术;在无线视频传输领域有着广泛的应用[5]。
采用COFDM技术的无线视频传输系统,具有良好的非视距传输和高速移动传输性能,能提供高质量的实时图像和声音。通过车载或便携式设备可灵活、迅速地将现场实况声像直接传输或通过转发台,经有线(光纤、网络)或无线(卫星、微波、网桥等)链路回传至指挥中心。
3.2 无线视频传输解决方案
本文介绍的无线视频传输系统采用先进的COFDM调制技术,非常适合在森林防火中应用。传输系统包括三部分设备,分别是视频采集设备、车载接收/发射设备或便携综合监控指挥平台设备、基站接收/发射设备。
视频采集设备一般是背负式的便携设备,由单兵背负进行火场视频实时采集,是前方的音视频采集发射设备,将采集的图像发送到车载接收设备活便携综合监控指挥平台;
车载接收/发射设备是配备在应急通信保障车上设备,火场视频可经过车载接收设备接收,并通过发射设备或卫星、无线链路等设备发送到后方;便携综合监控指挥平台是适合于部署在前指或火场前方的便携式设备,可在火场前方实现视频监控指挥,也可以配置在应急通信保障车上;
基站接收/发射设备用于建设转发台,组建专用的视频传输网络。
便携综合监控指挥平台设备是一款可与视频采集设备一起配备的便携设备,可单独携带也可配备到应急通信车上,使用方便。
本文提出的视频解决方案是依靠超短波基站建设视频传输网络,即利用超短波基站覆盖,在基站加设基站接收机,通过超短波网络无线链路将视频图像回传至后方指挥中心。
4 应急通信保障车
4.1 应急通信保障车建设目标
应急通信车即应急通信系统示意图如图5所示,其必须满足以下几个基本要求:
小型化,这里的小型化并不是针对常规状态下的应急通信系统。常规情况下,系统是大区制的、广泛覆盖的,基站设备复杂,功能完善,可以满足工作要求。在特殊情况下,诸如地震、洪水、雪灾等破坏性的自然灾害面前,基础设施部分或全部受损,这时的应急通信设备需要具有小型化的特点,以便迅速运输、快速布设、节约能源;
快速布设,作为专用专网应急通信系统,应该具有能够快速布设的特点。
图5 应急通信系统示意图
节能型,由于某些应急场合电力供应不健全,完全依靠电池供电会带来诸多问题。因此,应急系统应该尽可能地节省电源,满足系统长时间、稳定的工作;
移动性,指挥调度中心可以随时接入到应急系统中。指挥调度中心可以达到指挥调度车辆、飞机,小到笔记本电脑、PDA等移动设备,利用无线链路远程监控整个系统;
简单易操作,应急通信系统要求设备简单、易操作、易维护,能够快速的建立、部署、组网。操作界面友好、直观,硬件系统连接端口越少越好。所有接口标准化、模块化,并能兼容现有的各种通信系统[6]。
同时,据GA/T528?2005《公安车载应急通信系统技术规范 》要求,省市级应急通信车除包含语音、视频、供电等子系统外,还应包含卫星通信、公网通信等系统,实现现场的音视频指挥调度以及与后方指挥中心的信息共享。
4.2 林业应急通信保障车
综合通信指挥车如图6所示。
5 无线通信技术在贵州林业的应用
根据贵州省地理环境和林区分布,结合现有的网络资源,贵州省的数字无线通信系统采取三级网络结构。在贵州省9个市(州、地)、89个县(市、区、特区)、10个省厅直属单位及省森林防火办公室共109个单位建设数字基站123个,以满足贵州省林业森林防火无线通信的需求。
图6 综合通信指挥车
数字无线通信网络的建设以省市县三级调度管理中心为系统架构:建成了从贵州省林业厅到各市州林业局的数字超短波通信网;建成了从市州林业局到其所属县林业局的数字超短波通信网;建成了从县林业局到下属林场、林区的数字超短波通信网。
平时各个县林业局独立管理自己的人员,实现人员的到岗查询、巡护联络以及信息的及时汇报,在发生火情的时候,可联动各个县或是各个市州单位进行统一的调度指挥。由于贵州省林业范围广,环境复杂,通过补充的移动中继台、背负式中继台、应急通信包、车载台等设备解决了基础通信网络存在的信号盲区问题。项目建成后,贵州省森林火灾预防、监测和扑救指挥综合能力将得到了显著提高。
6 结 论
随着无线通信技术的发展,专网通信解决了森林防火“听得清、看得见”问题,在森林防火上应用集音视频为一体的综合调度指挥应急无线通信网是必然趋势,合理的应用解决方案可为森林防火工作的预防、监控和扑火提供可靠的通信保障。
参考文献
[1] 周俊亮,张连生,肖非.我国森林防火无线通信的现状及今后的工作思考[J].森林防火,2004(3):35?36.
[2] 孙玉.应急通信技术总体框架讨论[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[3] 张伟,赵建伟,崔晓菲.如何搞好森林防火应急通信保障[J].森林防火,2011(1):53?56.
[4] 国家森林防火指挥部办公室.国家森林防火指挥部办公室关于做好超短波对讲机专用频率落实工作的通知[M].北京:国家森林防火指挥部办公室,2012.
[5] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局GB20815?2006视频安防监控数字录像设备[S].北京:中国标准出版社,2006.
[6] 中华人民共和国公安部.GA/T528?2005公安车载应急通信系统技术规范[S].北京:中国标准出版社,2005.
专业可视指挥调度
科达公司在今年初推出了一套完全基于指挥调度层面设计的专业可视指挥调度系统――VCS可视指挥调度系统。该系统以可视调度、应急指挥为核心,同时集成多方视频会议、远程监控、图像传输等多项业务,可为电力系统提供一体化的可视应急管理解决方案。
整个系统由调度平台、调度席、电视墙、录像、网管及各种形式的调度终端组成。调度终端位于所有可接受远程调度或远程指挥的远端点,类型包括视频会议终端、视频监控终端、电话、手机等。视频会议终端主要位于接受指挥调度的下级电力单位内或移动指挥车上,可与调度中心进行双向可视交流。视频监控终端主要位于各变电站、输电线路以及移动指挥车这些部位,用于提供现场监控图像的调度接入。
指挥中心、分指挥中心或领导桌面都可以对上述远端资源进行统一调度和统一指挥,无论点对点或点对多点,远端图像瞬息之间即可传到调度中心的大屏或PC显示设备上。在调度过程中,系统可实现强插、强拆、热键呼叫、呼叫转移、转接、录像回放、短消息单发群发等专业的指挥调度功能。上述所有操作都基于触摸调度屏,可基于简洁直观的界面实现一键直呼,也可通过语音识别直接呼叫对方名称进行更便捷的调度指挥。
除了指挥调度,该系统也可进行视频会议和视频监控业务。基于视频会议业务,各个调度指挥中心之间、各个双向可视调度点之间都可随时进行点对点或多点会议,实现远程可视交流和沟通。而基于视频监控业务,可随时浏览调用远程实时监控图像以及点播监控录像,并可在多个调度指挥中心之间传输监控图像。
可视化的管理
在科达可视指挥调度系统中,可融合科达网络视频监控系统实现可视化的电力安全在线预警管理。这里提到的电力安全在线管理,主要指的是电力基础设施的安全在线管理,包括无人值守变电站、输电线路等。
变电站是电网的枢纽,也是电力安全管理的重要对象。通过视频监控建设无人值守变电站,能够帮助电力部门有效节约人力资源,提高安全管理效率。科达网络视频监控系统可以提供全网络化的无人值守变电站解决方案,接入科达可视指挥调度系统,则可实现可视化的变电站安全在线预警与管理。
此外,监控管理平台也可以与现有的变电站动力环境监测系统融合,环境监测系统采集到现场变压器、线路、刀闸、断路器、仪表等设备运行故障以及现场电压、电流、温度等运行环境异常,均可触发视频监控系统联动,在调度中心进行声光电报警、图像切换以及录像控制。
输电线路的在线安全管理与上述变电站情况类似,通过部署网络视频监控系统实现输电线路的全程监控,包括高压电塔周围的建筑树木环境、山火雷电自然灾害、导线覆冰、导线异物悬挂、线路危险点等图像信息都可以实时上传到调度中心,实现集中安全监测和管理。
【关键词】SCDMA;应急通信;通信车
应急指挥通信系统是油田公司通讯系统重要的组成部分。应急指挥通信系统主要以通信车为工作单元,通过车载视音频监控终端、语音调度终端与指挥中心进行通信。新疆油田公司一直希望能够有自己的应急指挥通信系统,为此通讯公司做了一些准备工作,已经有卫星链路、油网接入、NGN接入,并专门改装了一辆通信车,由于缺少通信车上的无线数字通讯系统,通信车一直未能投入使用。由于数据公司已经建有完整的SCDMA系统,故本文以信威公司的MICWILL SCDMA无线数字通讯系统为例,讨论SCDMA系统在油田公司应急指挥通讯系统应用的可行性。
1.SCDMA应急指挥通信车概述
SCDMA应急指挥通信车在传统卫星/微波指挥通信车的基础上增加了SCDMA宽带基站,一方面保留传统指挥通信车的卫星/微波/3G回程功能,同时通过SCDMA宽带无线通信技术以通信车为中心,为周围的工作人员提供无线本地接入功能。SCDMA无线本地接入网负责在视音频监控、笔记本/PDA、手机等单兵通信终端与通信车之间提供宽带无线数据通道;通信车内的业务服务器负责收集并处理单兵通信终端回传的数据,与指挥中心业务服务器协同工作为单兵通信终端提供服务;通信车通过有线/无线回程网络访问指挥中心的业务服务器,并可将本地处理完毕的数据回传到中心数据库。
图1 示意图
图2 网络结构图
2.SCDMA应急指挥通信车设计目标
通过卫星/3G回程网络、SCDMA宽带无线本地接入网构建一个随时在线的宽带无线承载网,并通过标准的接口/协议灵活的连接各种车载通信设备和业务服务器。SCDMA宽带基站使用标准的以太网接口和TCP/IP协议,能够灵活的连接现有指挥业务服务器和卫星回程网络设备,并能随着技术的发展,通过增加相应通信设备和业务服务器,灵活的完成现有指挥通信车的升级。网络结构如图2所示。
3.回程网络解决方案
应急指挥通信车通过回程网络连接到指挥中心,保证单兵通信终端能够通过通信车访问位于指挥中心信息网内的业务服务器和相关数据库。常见的回程网络技术包括:光纤回程、卫星回程,根据业务需求以及现有资源的不同,可选配不同的回程网络设备。
3.1 光纤链路回程
光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高等优点,广泛应用于广域、城域、局域等各类通信网络的建设中。
光纤回程网带宽高、抗干扰能力强,但存在接入点位置相对固定的缺点。对于位置相对固定、并且需要经常监控的地点(如需要重点保护的历史、行政、军事机构附近),可预留光纤接口。在发生突发事件时,将指挥通信车部署在光纤接口附近,通过光纤跳线将指挥通信车接入光纤回程网,在指挥通信车与指挥中心之间建立视频、语音、数据传输通道。
语音、数据码流由车载复用/交换设备汇聚,视音频监控码流则通过视音频矩阵进行选择、编码。编码后的视音频监控码流与语音、数据码流通过车载光端复用设备复用后发回指挥中心,供指挥人员参考。指挥中心也可以采用同样方式将视频、语音、数据信息下传至指挥通信车。通讯公司现在拥有完善的市区、外探区城市光缆网及克——乌尔禾、克——乌鲁木齐光纤环网。
3.2 卫星链路回程
突发事件现场位置随机性很大,在无法使用光纤回程的情况中,可利用卫星链路作为光纤回程的补充。卫星通信具有不受地域限制,覆盖面广,通信距离远,站点设置方便,传输质量好等诸多优点,能够满足指挥通信车与指挥中心之间点对点、点对多点的视频、语音、数据传输需求。执行任务时指挥通信车在第一时间到达现场,车载卫星通信系统加电后利用天线自动伺服与控制系统,能够快速完成卫星对准,开通卫星信道,及时的在指挥车、指挥中心之间建立视频、语音、数据传输通道。通讯公司现在使用的是亚洲四号卫星。
3.3 SCDMA超级终端回传
如果在SCDMA的宽带网络覆盖区域,也可以用SCDMA超级终端回传,传输带宽可以达到4-8Mbps。
4.SCDMA系统功能
在提供语音调度功能的同时,SCDMA多媒体调度系统具备宽带无线接入能力,为覆盖区域内的所有终端提供宽带数据接入业务。用户可访问调度控制中心数据库,并接收调度控制中心下发的调度指令。通过BRAS,用户可访问Internet。
4.1 SCDMA多媒体调度系统支持以下语音调度功能
单呼、组呼、广播、会议、PTT话权抢占、追呼、紧急呼叫、强插、强拆、监听、终端状态呈现、动态重组、代接、禁话。
4.2 车载视音频监控
通过装配在通信车上的视音频监控设备、视音频编解码器等设备,可以将车载监控视音频、单兵回传视音频信息实时传送至通信车以及指挥中心;指挥人员可在获得相关授权后,可以访问现场实时视频以及存储的硬盘录像。
4.3 单兵视音频监控
通过SCDMA单兵无线视音频监控设备可以对事件现场进行移动、固定监控,将现场视音频信息回传至通信车,并最终通过通信车回传至指挥中心,协助单兵完成对现场环境的勘察。
4.4 多媒体调度
通过SCDMA应急指挥通信车,可以实现车载通信系统覆盖区域内单兵的话音调度、文本指令、行动方案,也可以实现通信车间的联动调度。
4.5 语音通信
通过车载语音通信系统,现场工作人员使用手持机在通信车的无线覆盖范围内进行通话,并可通过语音中继网关实现与通讯公司现有NGN之间的互通。
4.6 视频会议
通过装配在通信车上的视频会议终端,可以接入指挥中心的视频会议系统,参加指挥中心组织的视频会议,并将车载监控视频以及单兵回传视频实时传送给指挥中心视频会议系统。
4.7 录像存储
通过装配在通信车上的硬盘录像机可以实现对车载监控视音频、单兵回传视音频进行高清晰录像存储。
4.8 远程办公
现场工作人员可将笔记本/PDA通过SCDMA终端连接到通信车,并通过通信车的回程网络连接到指挥中心办公网,访问中心机房的服务器和数据库,实现现场工作人员的远程办公。
4.9 远程数据采集及控制
在对于远程数据采集以及远程设备监控,可在通信车无线覆盖范围内安排信息采集监控终端以及SCDMA无线终端,SCDMA无线终端负责将采集到的数据提交给通信车,并在通信车的指令下对远程设备进行控制。
5.结论
使用信威公司的MICWILL SCDMA系统能够较好的满足油田公司应急指挥通信系统的需求。
【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。