陳振華 李俊 馮斌 梁春勤 路捷

摘要：礦山一旦出事故，將給國(guó)家經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)重大損失，因此礦山應(yīng)急救援是各級(jí)政府部門和相關(guān)企業(yè)面臨的巨大難題，為促使礦山應(yīng)急救援有效進(jìn)行，信息互聯(lián)互通勢(shì)在必行。而應(yīng)急指揮通信是事故現(xiàn)場(chǎng)開展緊急指揮的基本保障，可以降低事故引發(fā)的人員傷亡和損失。

關(guān)鍵詞：礦山應(yīng)急救援；可視調(diào)度；移動(dòng)視頻；應(yīng)急指揮；應(yīng)急通信

一、引言

當(dāng)前，可視調(diào)度和移動(dòng)通信在應(yīng)急指揮通信與事故演練中發(fā)揮著重要作用，通過視頻、音頻等通信方式了解現(xiàn)場(chǎng)情況，以便指揮救援人員及時(shí)下達(dá)正確的指揮命令。隨著現(xiàn)代科技的蓬勃發(fā)展，新技術(shù)通信調(diào)度系統(tǒng)為應(yīng)急指揮技術(shù)中的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，特別是可視化調(diào)度和移動(dòng)視頻調(diào)度系統(tǒng)，在應(yīng)急指揮通信實(shí)踐中有著積極影響^[1]。

二、應(yīng)急指揮通信概述

應(yīng)急指揮是指在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，各級(jí)政府和主管部門根據(jù)預(yù)先制定的應(yīng)急管理法律法規(guī)和應(yīng)急預(yù)案的要求，建立應(yīng)急指揮部或現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮中心，以便在事故現(xiàn)場(chǎng)提供及時(shí)地救援和指揮^[2]。而應(yīng)急通信則是發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，在原有通信網(wǎng)絡(luò)被破壞的情況下，利用現(xiàn)有的各種通信資源快速建立臨時(shí)的通信機(jī)制，確保救援行動(dòng)和通信聯(lián)系。這種通信系統(tǒng)包括視頻通信、通信語(yǔ)音、數(shù)據(jù)采集和傳輸、信息發(fā)布等內(nèi)容，并將無(wú)線覆蓋和廣域網(wǎng)接入集于一體^[3]。在突發(fā)事件初期，現(xiàn)場(chǎng)原有的通信基礎(chǔ)設(shè)施往往遭到破壞，當(dāng)?shù)谝慌仍?duì)到達(dá)后，他們必須迅速向指揮部報(bào)告災(zāi)情。而在進(jìn)入大范圍應(yīng)急救援處置階段后，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)建立，可以通過專業(yè)集群、短波電臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)等溝通方式進(jìn)行協(xié)調(diào)合作。

三、可視調(diào)度與移動(dòng)視頻技術(shù)特點(diǎn)

從應(yīng)急指揮通信實(shí)際出發(fā)，綜合運(yùn)用可視調(diào)度與移動(dòng)視頻技術(shù)，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信體系，能夠完成語(yǔ)音傳送、錄像傳輸，為在各種使用情景下的統(tǒng)一調(diào)度提供保證。圖1為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，所有通信網(wǎng)絡(luò)端口均為遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)配置，所有的系統(tǒng)管理方法以及其他策略都通過調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行集中管理，從而提升數(shù)據(jù)分配與控制的有效性，實(shí)現(xiàn)調(diào)度平臺(tái)化系統(tǒng)。而對(duì)于圖形化采用的界面，則是通過鼠標(biāo)操作，方便應(yīng)急指揮人員使用。該系統(tǒng)具有較高可靠性，整個(gè)系統(tǒng)的主要設(shè)備均采用雙機(jī)備份方式實(shí)現(xiàn)，如綜合通信服務(wù)器、軟交換系統(tǒng)等，能夠有效避免因單機(jī)故障而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的問題，從而保證通信的可靠性^[4]。此外，設(shè)計(jì)的綜合通信系統(tǒng)還能夠集成視頻錄制、錄像服務(wù)器、視頻會(huì)議服務(wù)器、發(fā)送站、移動(dòng)發(fā)送站等開發(fā)，為應(yīng)急指揮通信提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

三、可視調(diào)度與移動(dòng)視頻運(yùn)用于應(yīng)急指揮通信的具體應(yīng)用

當(dāng)前我國(guó)礦山的數(shù)量和開采范圍都相當(dāng)大，而礦山會(huì)受環(huán)境因素和設(shè)備原因的干擾，極有可能發(fā)生突發(fā)事件。一旦發(fā)生突發(fā)事件，不僅會(huì)直接影響礦山的安全，還會(huì)對(duì)周圍群眾的財(cái)產(chǎn)和生命安全產(chǎn)生一定程度的影響。因此，應(yīng)急指揮與通信系統(tǒng)必須找出問題和快速解決故障的辦法，這對(duì)應(yīng)急指揮通信的開展提出更高的要求，需要進(jìn)行各種信息系統(tǒng)的快速集成，迅速評(píng)估礦山異常現(xiàn)象，并提供故障解決方案。通過使用基于可視化編程的可視調(diào)度與移動(dòng)視頻系統(tǒng)，當(dāng)?shù)V山發(fā)生事故或突發(fā)事件后，應(yīng)急指揮中心能夠在五分鐘內(nèi)快速正確地作出判斷，并及時(shí)進(jìn)行物資調(diào)動(dòng)、搶修隊(duì)伍和物品的調(diào)配，并組織實(shí)施事故管理工作，以快速解決礦山問題，確保礦山可以正常運(yùn)行。在此期間運(yùn)用人工智能技術(shù)，并在各大礦山應(yīng)急救援中心配備巡查人員，利用移動(dòng)個(gè)體系統(tǒng)等設(shè)備深化顯示功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)檢修計(jì)劃，通過對(duì)重要場(chǎng)所的外圍開關(guān)站進(jìn)行自動(dòng)改造，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)量程控制功能^[5]。

四、分析可視調(diào)度與移動(dòng)視頻運(yùn)用于應(yīng)急指揮通信中的方法

（一）總體設(shè)計(jì)思路

通過對(duì)各大礦山的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，了解礦山可能發(fā)生的危害，并基于此引入新技術(shù)、新接口等，進(jìn)行設(shè)備提升和技術(shù)更新，集成可視化編程功能和移動(dòng)視頻能力，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)操作的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。經(jīng)過前期研究，可以通過可視化程序設(shè)計(jì)和移動(dòng)圖像技術(shù)來(lái)滿足需求，并進(jìn)行設(shè)備規(guī)劃配置，建設(shè)應(yīng)急指揮通信平臺(tái)。在信息系統(tǒng)搭建前，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征和周圍環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行前期勘察工作，為以后礦山應(yīng)急救援中心系統(tǒng)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，可以傳送語(yǔ)音、圖像等數(shù)據(jù)，錄像設(shè)備和顯示系統(tǒng)可以使用RGB或者AV技術(shù)來(lái)完成影像拍攝、顯示和錄音工作，特別需要注意收音系統(tǒng)、擴(kuò)音系統(tǒng)和音響系統(tǒng)。

（二）集控站應(yīng)急調(diào)度指揮網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與建設(shè)

在系統(tǒng)建設(shè)方面，首先，需要先進(jìn)行基本性能分析，并了解當(dāng)前系統(tǒng)的業(yè)務(wù)處理功能，然后建立一個(gè)基礎(chǔ)的交換平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和視頻、有線和無(wú)線的有機(jī)結(jié)合，有效控制系統(tǒng)建設(shè)，同時(shí)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山資源中涉及的無(wú)線終端和視頻發(fā)送終端的無(wú)線全覆蓋。其次，在通信體系建立后，可以形成多層次的可視化調(diào)度網(wǎng)絡(luò)。最后，在集中站中心設(shè)置調(diào)度臺(tái)，并建立一個(gè)移動(dòng)可視終端，同時(shí)在變電站內(nèi)設(shè)置Wi-Fi基站以構(gòu)成通信網(wǎng)口。

（三）確定性能指標(biāo)的參數(shù)

基于對(duì)已建成IP可視化調(diào)度平臺(tái)的現(xiàn)狀分析，基本參數(shù)包括：插入內(nèi)置IP板；遵循標(biāo)準(zhǔn)SIP話音技術(shù)（MGCP/H，248）和標(biāo)準(zhǔn)MPEG四音頻技術(shù)；系統(tǒng)主要通過專用IP傳輸通信的端口與以太網(wǎng)連接進(jìn)行傳輸；系統(tǒng)還提供快速查詢系統(tǒng)服務(wù)，并與視頻調(diào)度會(huì)議和監(jiān)控系統(tǒng)相連接；系統(tǒng)無(wú)線頻段范圍為2.4GHz，室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范圍為50m～100m。

（四）網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合測(cè)試方式

網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合測(cè)試可以將原有配置的IP話機(jī)重新接入到新系統(tǒng)中，同時(shí)保持原有號(hào)碼不變，這使得系統(tǒng)具有了較大的靈活性和有效性，實(shí)現(xiàn)了可視調(diào)度和移動(dòng)視頻的互通。該站還設(shè)置了編解碼裝置，可以采集原有視頻監(jiān)控裝置上的所有視頻源，并進(jìn)行信息變換，生成數(shù)字信息，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)上傳至調(diào)度指揮中心的相應(yīng)客戶端進(jìn)行檢測(cè)或記錄，再按照優(yōu)先級(jí)的方式參與調(diào)度指揮工作^[6]。在礦山應(yīng)急救援中心還實(shí)施了全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的Wi-Fi覆蓋工作，各作業(yè)人員都配備了安全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸裝置，以支持現(xiàn)場(chǎng)、監(jiān)測(cè)過程的傳輸，共同實(shí)現(xiàn)全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急指揮工作。

（五）調(diào)度網(wǎng)絡(luò)有效實(shí)戰(zhàn)測(cè)試

為了提高下一階段的使用效益，還需要在礦山應(yīng)急救援過程中進(jìn)行更充分的試驗(yàn)與研究，以檢驗(yàn)可視化調(diào)度技術(shù)和移動(dòng)視頻技術(shù)在應(yīng)急指揮通信中的應(yīng)用效果。因此，可以將視頻網(wǎng)絡(luò)、電話會(huì)議等技術(shù)有效結(jié)合，全程展示和觀察事故演練的可視化效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)原有通信資源的高效整合，同時(shí)，還需要?jiǎng)?chuàng)新多元業(yè)務(wù)視頻連線調(diào)度與應(yīng)急指揮通信方式。從整個(gè)系統(tǒng)使用現(xiàn)狀考慮，需要獨(dú)立于既有調(diào)度環(huán)境以外的調(diào)度指揮環(huán)境和無(wú)線應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)，以確保不干擾既有的活動(dòng)環(huán)境，同時(shí)維護(hù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（六）可視化數(shù)據(jù)管控方案

在應(yīng)急指揮通信中，可視化調(diào)度和移動(dòng)視頻的運(yùn)用具有實(shí)時(shí)性、靈活性和進(jìn)步性的特點(diǎn)。其中，實(shí)時(shí)性指在應(yīng)用可視化調(diào)度和移動(dòng)視頻技術(shù)之前，通過指揮通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)多級(jí)指揮調(diào)度，從而形成先進(jìn)的IP調(diào)度通信體系，能夠快速獲取現(xiàn)場(chǎng)信息，并且具有查看多個(gè)視頻圖像等功能。靈活性則是通過連接各種控制設(shè)備，使用IP通信技術(shù)提高發(fā)送呼叫服務(wù)的可靠性，并且可以進(jìn)行即時(shí)通信。此外，調(diào)度平臺(tái)、調(diào)度分機(jī)等行動(dòng)通信終端的靈活性使得在IP局域網(wǎng)中進(jìn)行靈活移動(dòng)成為可能，無(wú)須進(jìn)行布線。進(jìn)步性是通過利用IP技術(shù)開發(fā)的新型調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，豐富了能源調(diào)度業(yè)務(wù)，并通過形成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮重要作用^[7]。

（七）探索5G通信技術(shù)的應(yīng)用

通過視頻調(diào)度與移動(dòng)視頻在緊急指揮通信領(lǐng)域的有效運(yùn)用，以及通過互聯(lián)網(wǎng)和4G普及有效促進(jìn)語(yǔ)音通信與視頻通話技術(shù)的高速發(fā)展，為構(gòu)建視頻調(diào)度和移動(dòng)視頻綜合調(diào)度體系提供有力保障。同時(shí)，通過4G智慧移動(dòng)終端與視頻系統(tǒng)的有效結(jié)合，高效實(shí)現(xiàn)調(diào)度工作，完成有效的應(yīng)急指揮通信。

目前，已在通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大進(jìn)展，5G技術(shù)也正在不斷實(shí)現(xiàn)和推進(jìn)中，在未來(lái)還將給可視化調(diào)度技術(shù)和移動(dòng)視頻技術(shù)在應(yīng)急指揮通信技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)更加有力的支持。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將可視調(diào)度與移動(dòng)視頻運(yùn)用于應(yīng)急指揮通信中，在一定程度上提高了應(yīng)急指揮通信工作的效率，并為系統(tǒng)運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過建立相應(yīng)系統(tǒng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度員和操作員的面對(duì)面交流，還可以觀察到現(xiàn)場(chǎng)的可視化信息，及時(shí)解決出現(xiàn)的問題，從而為應(yīng)急指揮通信的發(fā)展增添有力的支撐。

作者單位：陳振華 李俊 馮斌 梁春勤 路捷

華亭煤業(yè)集團(tuán)礦山救護(hù)大隊(duì)

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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陳振華，男，漢族，甘肅莊浪，本科，采礦高級(jí)工程師，研究方向：應(yīng)急救援；

李俊，男，漢族，甘肅慶陽(yáng)，本科，采礦高級(jí)工程師，研究方向：應(yīng)急救援；

馮斌，男，漢族，甘肅靖遠(yuǎn)，本科，采礦高級(jí)工程師，研究方向：應(yīng)急救援；

梁春勤，男，漢族，甘肅華亭，碩士研究生，經(jīng)濟(jì)師，研究方向：應(yīng)急救援；

路捷，男，漢族，甘肅鎮(zhèn)原，大學(xué)本科，采礦工程師，研究方向：應(yīng)急救援。