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基于北斗和无线系统的森林防火系统解决方案

2017-03-09 分享

森林火灾时有发生,一旦发生森林火灾都会对环境、人员造成巨大的危害。对森林防火工作人员及车辆的指挥监控变得日益重要。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许多地区还未实现传统电信网络的全面覆盖,因而很多地域尚处于监控盲区。当执行任务的人员和车辆发生故障后很难进行有效监控和救援,尤其是人员通过无人区时更是处于无人知晓状态,对人员和车辆的安全管理形成严峻考验。随着我国自主知识产权的北斗卫星定位系统的成功建立和稳定运营,依托北斗卫星,构建人员及车辆指挥监控系统已经成为现实。由于北斗卫星定位系统具备位置信息服务和短信息报文服务双重功能,因此使得基于北斗卫星指挥监控系统摆脱了传统电信网络的制约,成为全时域和全地域的指挥监控系统,真正实现车辆指挥监控的无缝隙覆盖。

北斗卫星导航系统具有定位功能、授时功能和短报文通信功能。可全天候、全天时提供卫星导航信息和短信息传输服务,可在我国及周边广大地区,为公路交通、铁路运输、海上作业、水文、气象等领域提供定位及数据通信服务,对国民经济建设具有积极推动作用。

目前,经过国家卫星导航民用产业化进程的推进,基于“北斗卫星定位导航系统”的民用运营中心网络系统与通信终端产品已具备了成熟的技术基础,并已开始在水利、地质、煤矿、渔业、交通、石油、气象等行业得到了较多的成功应用。本案例充分体现了北斗系统的特有功能及其典型应用,具有重要的示范意义。

北斗卫星导航系统由北斗卫星、地面控制中心站和用户设备三部分组成。

如下图所示:

北斗系统业务功能

位置信息获取功能;

北斗短信息通信功能;

北斗授时功能; 

北斗系统优势

它同时具备位置信息获取与短信息通信功能,不需要其他通讯系统支持;

覆盖范围大,没有通讯盲区。北斗系统覆盖了亚太地区,不仅可为中国、也可为周边国家服务;

特别适合于集团用户大范围监控管理和数据采集用户数据传输应用;

自主系统,安全、可靠、稳定、保密性强,适合关键部门应用

总体设计方案

此方案目标是建设一个以可靠性、安全性、可扩展性、可管理性、先进性、实用性、经济性、实时性为原则的、能满足监控指挥所要求的定位监控、短报文传输、存储、分析、处理系统;并可通过3G网络将火灾现场的视频侦查信息传输给指挥中心。在系统设计过程中,遵循下述原则:

以安全性、可靠性为原则,进行系统设计中的设备选型,充分考虑野外实用性、可扩展性、设备的成熟性,为以后系统的进一步升级打下基础;

系统是一个长期运行的系统,保障系统稳定可靠的运行是首先要考虑的;
此方案设计北斗指挥监控系统和3G传输网络系统。北斗系统主要用于监控各下属车辆和人员的位置信息;实现与下属车辆和人员的北斗通信指挥;3G网络主要用于火场前沿的查视频图像等大信息量数据传输。两个网络可以实现互补,从而增强系统功能。

系统组成架构图。

如图2所示:

市级指挥中心

市级指挥中心配备3G系统和北斗中心式指挥型用户机,兼顾3G网络和北斗网络,实现信号全覆盖。3G系统接收下属车辆3G通信回传的视频图像等大数据量信息。北斗中心式指挥型用户机所辖下属用户数量达到1000个,同时可实现C/S架构的服务器/客户端显示,中心式指挥型用户机可将接收到的北斗信号、监测站所采集数据接入局域网内,客户端接收局域网数据后进行显示、分析,并可通过局域网操作北斗中心指挥型用户机。通过这种模式可有效的扩展中心指挥型用户机的使用,便于多席位的数据采集分析。

如图3所示:

北斗中心式指挥型用户机与带有12英寸屏幕的数据服务器进行一体化设计,无需再另配数据服务器支撑庞大的数据流;数据服务器采用双XEON处理器,单处理器4核心,整机达到8核数据处理速度,搭配4GB DDRII双通道内存和双千兆以态网口,实现大容量北斗数据的处理接收;同时整机采用双硬盘、双冗余电源,硬盘采用RAID 1镜像备份,充分保护因硬盘损坏或电源损坏而带来的数据丢失。

如图4所示:

在市级指挥中心的软件采用“北斗指挥型用户机监控软件”,可通过配置实现不同的指挥监控功能。

区县级指挥中心

区县级指挥中心采用北斗指挥型用户机和3G网络模块,指挥机所辖下属用户数量达到100个;整机采用1U高度设计,安装支架后可架设到标准19寸机柜中。

图5:指挥机安装示意图

区县级指挥中心的指挥机软件与市级指挥中心软件一致。

现场移动指挥车

现场移动指挥车配备便携式侦查指挥终端。此终端采用便携式、一体化和防淋雨设计。装配给移动指挥车,指挥人员即可以在车辆上使用,也可以在车辆无法到达的现场,由作业人员携行到一线工作。可进行视频、图像的采集、存储,通过3G网络将现场火情快速回传给区级指挥中心或市级指挥中心进行分析决策;同时还兼有北斗指挥型用户机的定位监控、通信的功能;内置电源系统,可保证在野外工作4小时以上;独立的显控处理计算机单元。

一线车辆和人员

一线车辆配备北斗/GPS双模式车载型用户机,用于本级的北斗定位导航;上级指挥中心监收本机位置;接收上级指挥中心的北斗命令;回复上级指挥中心的北斗信息;与同级用户之间的北斗短语联络。

一线人员携带北斗手持型用户机,在火场前沿地带用于本级的北斗定位导航;上级指挥中心监收本机位置;接收上级指挥中心的北斗命令;回复上级指挥中心的北斗信息;与同级用户之间的北斗短语联络。

 
 
 
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