森林火災時有發(fā)生,一旦發(fā)生森林火災都會對環(huán)境、人員造成巨大的危害。對森林防火工作人員及車輛的指揮監(jiān)控變得日益重要。早期大多采用GPS+ GSM/GPRS的模式。但由于除高速公路等主干道外的許多地區(qū)還未實現(xiàn)傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡的全面覆蓋,因而很多地域尚處于監(jiān)控盲區(qū)。當執(zhí)行任務的人員和車輛發(fā)生故障后很難進行有效監(jiān)控和救援,尤其是人員通過無人區(qū)時更是處于無人知曉狀態(tài),對人員和車輛的安全管理形成嚴峻考驗。隨著我國自主知識產(chǎn)權的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的成功建立和穩(wěn)定運營,依托北斗衛(wèi)星,構建人員及車輛指揮監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)實。由于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)具備位置信息服務和短信息報文服務雙重功能,因此使得基于北斗衛(wèi)星指揮監(jiān)控系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡的制約,成為全時域和全地域的指揮監(jiān)控系統(tǒng),真正實現(xiàn)車輛指揮監(jiān)控的無縫隙覆蓋。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)具有定位功能、授時功能和短報文通信功能??扇旌?、全天時提供衛(wèi)星導航信息和短信息傳輸服務,可在我國及周邊廣大地區(qū),為公路交通、鐵路運輸、海上作業(yè)、水文、氣象等領域提供定位及數(shù)據(jù)通信服務,對國民經(jīng)濟建設具有積極推動作用。
目前,經(jīng)過國家衛(wèi)星導航民用產(chǎn)業(yè)化進程的推進,基于“北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)”的民用運營中心網(wǎng)絡系統(tǒng)與通信終端產(chǎn)品已具備了成熟的技術基礎,并已開始在水利、地質、煤礦、漁業(yè)、交通、石油、氣象等行業(yè)得到了較多的成功應用。本案例充分體現(xiàn)了北斗系統(tǒng)的特有功能及其典型應用,具有重要的示范意義。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星、地面控制中心站和用戶設備三部分組成。
如下圖所示:
北斗系統(tǒng)業(yè)務功能
位置信息獲取功能;
北斗短信息通信功能;
北斗授時功能;
北斗系統(tǒng)優(yōu)勢
它同時具備位置信息獲取與短信息通信功能,不需要其他通訊系統(tǒng)支持;
覆蓋范圍大,沒有通訊盲區(qū)。北斗系統(tǒng)覆蓋了亞太地區(qū),不僅可為中國、也可為周邊國家服務;
特別適合于集團用戶大范圍監(jiān)控管理和數(shù)據(jù)采集用戶數(shù)據(jù)傳輸應用;
自主系統(tǒng),安全、可靠、穩(wěn)定、保密性強,適合關鍵部門應用
總體設計方案
此方案目標是建設一個以可靠性、安全性、可擴展性、可管理性、先進性、實用性、經(jīng)濟性、實時性為原則的、能滿足監(jiān)控指揮所要求的定位監(jiān)控、短報文傳輸、存儲、分析、處理系統(tǒng);并可通過3G網(wǎng)絡將火災現(xiàn)場的視頻偵查信息傳輸給指揮中心。在系統(tǒng)設計過程中,遵循下述原則:
以安全性、可靠性為原則,進行系統(tǒng)設計中的設備選型,充分考慮野外實用性、可擴展性、設備的成熟性,為以后系統(tǒng)的進一步升級打下基礎;
系統(tǒng)是一個長期運行的系統(tǒng),保障系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行是首先要考慮的;
此方案設計北斗指揮監(jiān)控系統(tǒng)和3G傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)主要用于監(jiān)控各下屬車輛和人員的位置信息;實現(xiàn)與下屬車輛和人員的北斗通信指揮;3G網(wǎng)絡主要用于火場前沿的查視頻圖像等大信息量數(shù)據(jù)傳輸。兩個網(wǎng)絡可以實現(xiàn)互補,從而增強系統(tǒng)功能。
系統(tǒng)組成架構圖。
如圖2所示:
市級指揮中心
市級指揮中心配備3G系統(tǒng)和北斗中心式指揮型用戶機,兼顧3G網(wǎng)絡和北斗網(wǎng)絡,實現(xiàn)信號全覆蓋。3G系統(tǒng)接收下屬車輛3G通信回傳的視頻圖像等大數(shù)據(jù)量信息。北斗中心式指揮型用戶機所轄下屬用戶數(shù)量達到1000個,同時可實現(xiàn)C/S架構的服務器/客戶端顯示,中心式指揮型用戶機可將接收到的北斗信號、監(jiān)測站所采集數(shù)據(jù)接入局域網(wǎng)內,客戶端接收局域網(wǎng)數(shù)據(jù)后進行顯示、分析,并可通過局域網(wǎng)操作北斗中心指揮型用戶機。通過這種模式可有效的擴展中心指揮型用戶機的使用,便于多席位的數(shù)據(jù)采集分析。
如圖3所示:
北斗中心式指揮型用戶機與帶有12英寸屏幕的數(shù)據(jù)服務器進行一體化設計,無需再另配數(shù)據(jù)服務器支撐龐大的數(shù)據(jù)流;數(shù)據(jù)服務器采用雙XEON處理器,單處理器4核心,整機達到8核數(shù)據(jù)處理速度,搭配4GB DDRII雙通道內存和雙千兆以態(tài)網(wǎng)口,實現(xiàn)大容量北斗數(shù)據(jù)的處理接收;同時整機采用雙硬盤、雙冗余電源,硬盤采用RAID 1鏡像備份,充分保護因硬盤損壞或電源損壞而帶來的數(shù)據(jù)丟失。
如圖4所示:
在市級指揮中心的軟件采用“北斗指揮型用戶機監(jiān)控軟件”,可通過配置實現(xiàn)不同的指揮監(jiān)控功能。
區(qū)縣級指揮中心
區(qū)縣級指揮中心采用北斗指揮型用戶機和3G網(wǎng)絡模塊,指揮機所轄下屬用戶數(shù)量達到100個;整機采用1U高度設計,安裝支架后可架設到標準19寸機柜中。
圖5:指揮機安裝示意圖
區(qū)縣級指揮中心的指揮機軟件與市級指揮中心軟件一致。
現(xiàn)場移動指揮車
現(xiàn)場移動指揮車配備便攜式偵查指揮終端。此終端采用便攜式、一體化和防淋雨設計。裝配給移動指揮車,指揮人員即可以在車輛上使用,也可以在車輛無法到達的現(xiàn)場,由作業(yè)人員攜行到一線工作??蛇M行視頻、圖像的采集、存儲,通過3G網(wǎng)絡將現(xiàn)場火情快速回傳給區(qū)級指揮中心或市級指揮中心進行分析決策;同時還兼有北斗指揮型用戶機的定位監(jiān)控、通信的功能;內置電源系統(tǒng),可保證在野外工作4小時以上;獨立的顯控處理計算機單元。
一線車輛和人員
一線車輛配備北斗/GPS雙模式車載型用戶機,用于本級的北斗定位導航;上級指揮中心監(jiān)收本機位置;接收上級指揮中心的北斗命令;回復上級指揮中心的北斗信息;與同級用戶之間的北斗短語聯(lián)絡。
一線人員攜帶北斗手持型用戶機,在火場前沿地帶用于本級的北斗定位導航;上級指揮中心監(jiān)收本機位置;接收上級指揮中心的北斗命令;回復上級指揮中心的北斗信息;與同級用戶之間的北斗短語聯(lián)絡。