CN103558827A - 矿山应急指挥通信和管理信息*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿山应急指挥通信和管理信息***，属于煤矿救援应急通信和安全监控管理技术领域。该***包括井下救援应急通信***、地面应急指挥***、卫星通信***和远程指挥平台，有效地集成了矿井密闭和半封闭空间（如避难硐室等）应急通信***、矿井无线网络***、矿山物联网及卫星通信***，构建了空地闭一体化的网络通信平台，可实时获取应急救援指挥通信和应急管理信息***数据，实现相关信息数据的本地存储、传输和远程共享访问。同时，本发明实现了灾害事故、调度指挥、救援信息统计分析、救援地图管理、灾害现场管理等功能，具有信息化、网络化程度高，可维护、可移植、可扩展和安全实用等优点。

Description

矿山应急指挥通信和管理信息***
技术领域
本发明属于煤矿救援应急通信和安全监控管理技术领域，涉及一种矿山应急指挥通信和管理信息***。
背景技术
近年来，时而发生的矿难事故造成人员群死群伤的现象仍然比较普遍。然而，国内现有的矿山救援应急指挥和管理***支撑技术和功能单一，信息化程度较低，一旦出现紧急情况，救援设备及物资更新不及时，现场抗毁能力弱，救援咨询专家不容易及时到位。此外，一些传统的应急管理***大多采用C/S软件构架，导致其***扩展性弱，远程在线维护和升级也比较困难，而进口的救援指挥设备互操作性和易用性也比较差，其软件安全性很难得到保障，且费用较高。
矿山井下自然地理环境的错综复杂是矿山事故多发的原因之一。矿井发生灾害时，巷道交通、通风状况恶化，瓦斯、CO等有害气体严重超限，高温、浓烟、光线不足等恶劣情况都有可能发生，矿井原有通信基础设施也可能会瘫痪，造成井上井下的通信中断，此时救援指挥中心与救援现场之间能否进行信息全面的双向通讯与指挥调度，对救援效果会产生重大影响。再者，目前的救援***大多缺少应急管理信息化平台，灾害数据和救援信息统计及应急预案都是依靠人工计算来分析和生产，导致应急指挥和管理效率长期徘徊在较低水平，这就迫切需要基于全国范围内应用的矿山救援指挥调度装备及应急管理平台，并实现其网络化和信息化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种矿山应急指挥通信和管理信息***，该***基于空地闭一体化网络通信构架，结合多种通讯手段实现对矿山灾害的应急指挥和管理，满足矿山应急救援队伍和装备管理的信息化和网络化需求。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿山应急指挥通信和管理信息***：包括井下救援应急通信***、地面应急指挥***、卫星通信***和远程指挥平台；井下救援应急通信***包括前端数据采集装置和井下无线网络***，地面应急指挥***包括网络交换设备和卫星通信终端；前端数据采集装置对井下数据进行采集，并通过井下无线网络***进行数据传输，地面应急指挥***接收到井下的实时数据信息并通过其卫星通信终端将数据信息通过卫星通信***传送至远程指挥平台，远程指挥平台根据接收到的数据信息来进行应急指挥调度。
进一步，该***还包括远程咨询平台，远程咨询平台通过互联网与远程指挥平台相连，远程咨询平台与远程指挥平台共享数据并为远程指挥平台提供技术顾问信息。
进一步，所述前端数据采集装置包括人员定位标识卡及读卡器、多参数检测报警仪、矿用本安型手机及摄像头、低频无线应急通信终端、3G本安终端和救援探测机器人。
进一步，所述井下无线网络***由矿用本安无线路由器、矿用本安无线网关、3G本安基站及矿用本安光纤以太网转换器组成。
进一步，所述卫星通信***包括北斗卫星通信***或GPS卫星通信***。
进一步，地面应急指挥***中的北斗卫星通信终端包括北斗集群数据传输终端、北斗手持终端和北斗卫星调制解调器。
进一步，该***采用6层的层次化***结构，包括人机交互层、***功能层、***管理层、***支撑层、软件驱动层和硬件驱动层。
进一步，所述***功能层包括灾害事故管理模块、调度指挥模块、应急预案管理模块、救援法律法规模块、救援地图管理模块、救援信息统计分析模块、灾害现场可视化管理模块、应急救援队伍及装备管理模块。
进一步，***软件平台采用支持跨平台的B/S软件架构。
本发明的有益效果在于：本发明提出了一种空地闭一体化的矿山应急指挥和管理信息***，实现了灾害事故、调度指挥、救援信息统计分析、救援地图管理、灾害现场管理等功能，具有信息化、网络化程度高，可维护、可移植、可扩展和安全实用等优点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本***的架构示意图；
图2为***层次模块化示意图；
图3为***物联网支撑模型示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
图1为本***的架构示意图，如图所示，该***集成了井下无线宽带救灾和矿用应急通信***、矿山物联网及卫星通信***，提出了空地闭一体化的网络通信构架。该***包括井下救援应急通信***、地面应急指挥***、卫星通信***和远程指挥平台；井下救援应急通信***包括前端数据采集装置和井下无线网络***，地面应急指挥***包括网络交换设备和卫星通信终端；前端数据采集装置对井下数据进行采集，并通过井下无线网络***进行数据传输，地面应急指挥***接收到井下的实时数据信息并通过其卫星通信终端将数据信息通过卫星通信***传送至远程指挥平台，远程指挥平台根据接收到的数据信息来进行应急指挥调度。作为进一步的改进，该***还包括远程咨询平台，远程咨询平台通过互联网与远程指挥平台相连，远程咨询平台与远程指挥平台共享数据并为远程指挥平台提供技术顾问信息。
在井下救援应急通信***中，前端数据采集装置包括但不限于人员定位标识卡及读卡器、多参数检测报警仪、矿用本安型手机及摄像头、低频无线应急通信终端、3G本安终端和救援探测机器人，如图3所示，通过上述采集和检测装置获取应急指挥通信和应急管理信息***的数据来源。而井下无线网络***则由矿用本安无线路由器、矿用本安无线网关、3G本安基站及矿用本安光纤以太网转换器组成，上述设备为井下网络通信提供支持。
卫星通信***作为将灾害指挥现场与远程指挥平台进行连接的通信***，在本实施例中可以采用北斗或诸如GPS之类的商业卫星通信***。
图2为***层次模块化示意图，本***采用6层的层次化***结构，包括人机交互层、***功能层、***管理层、***支撑层、软件驱动层和硬件驱动层。
人机交互层：为实现用户界面的友好性，***采用了Html、C#或JavaScript等面向对象的编程语言，灵活设计了多媒体小型移动应急平台、多媒体应急平台终端和救援队管理信息平台，不需要专业人员即可完成救援指挥通信和应急管理信息及时处置。
***功能层：这是整个***的核心部分，主要包括9个功能模块，如灾害事故管理、调度指挥、灾害可视化管理、应急救援队伍和装备管理、应急预案管理、救援法律法规、救援地图管理和***管理等。
***管理层：包括网络管理和基础数据库管理，定期检查和维护***网络的连通性，并对***用户登录、音视频指挥调度、救援地图等基础信息进行数据库管理。
***支撑层：包括应急救援预案生成相关的数据挖掘、实现***安全的信息编解码和MD5加密，以及支撑救援指挥和应急管理的协同工作流等。
软件驱动层：包括后台数据库驱动、音视频驱动和支持网络组网和传输通信协议驱动。
硬件驱动层：用于物联网感知层的各类硬件设备驱动，如多参数检测报警仪、矿用本安型摄像头、救援探测机器人、人员定位和RFID感知标识卡等。
如上所述，本***的功能模块包括灾害事故管理、调度指挥、灾害现场可视化管理、应急救援队伍及装备管理、应急预案管理、救援信息统计分析、救援法律法规、救援地图管理和***管理九大模块。各模块的功能如下：
灾害事故管理模块：通过把火灾、瓦斯煤尘***或突出、冒顶和透水等灾害事故数据信息录入管理信息***中，便于灾害事故的分类、存储和查询，可实现对多种灾害事故处理流程严格审定和电子存档。一旦灾害事故发生，可立即启动应急事件处理流程，根据事先确定的应急救援预案协调各救援部门工作，并及时上报处理报告和电子存档，方便日后查阅，包括时间、地点、灾害范围和领导批复等内容。
调度指挥模块：灾害发生时，利用矿山下的救援便携机器人、矿用本安摄像头和多参数检测报警仪可及时了解现场灾害事故情况，并适时下达救援指令。救援指挥人员可通过矿用本安型手机实现语音调度通信和短信广播方式发布救援指令，如现场情况突变，通过矿山应急救援指挥***可迅速下达新的指令，从而保证了指令的时效性。
灾害现场可视化管理模块：通过管理信息***可方便用户同时观看灾害现场环境参数变化、实时救援指挥视频、救援矿图和救援设备部署方案查阅和缩放显示。
应急救援队伍及装备管理模块：包括对救援队成员个人信息、咨询专家信息和救援队自身信息的管理。救援装备管理主要是利用RFID标识卡及读卡器实现设备名称和型号、数量、库存地点、库管员以及设备使用人、设备借出日期、设备维修、增删更新等操作。
应急预案管理模块：根据矿山灾害严重程度进行应急预案等级划分为一般(IV级)、较重(III级)、严重(II级)和特别严重(I级)四个等级。***可根据矿山灾害事故的不同类型（如火灾、瓦斯煤尘***、冒顶、水灾和瓦斯煤尘突出等）分别给出相应应急预案措施。
救援信息统计分析模块：管理信息***利用概率和数理统计方法，对救援人员健康信息、工作表现和工作经验、救援队历史业绩及经验教训进行定期或阶段总结和统计分析，并通过图和表等形式展示出来。此外，利用数据挖掘技术，对基础数据库中存储的灾害信息、专家救援决策信息和救援装备信息等进行关联分析，并自动生成统计报表，对后期应急预案制定和更新提供决策参考。
救援法律法规模块：支持矿山安全域应急救援相关法律和法规查询，便于有关人员学习和交流，特别是事故应急救援相关法律法规和应急救援预案相关法律法规备受关注，如《国家安全生产事故灾难应急预案》和《矿山事故灾难应急预案》等。此外，《国家矿山应急救援队建设规范》、《AQ1008—2007矿山救护规程》、《AQ1009—2007矿山救护队质量标准化考核规范》等法规对于救援队。
救援地图管理模块：支持多种格式的救援地图导入，如png、jpg、bmp等。此外，还可对救援地图进行更新和删改，每隔三个月自动提醒用户更新一次矿图。支持导入地图的缩放，便于用户查看。
***管理模块：支持用户管理、角色管理、权限管理、功能菜单管理等功能。
同时，***采用B/S架构设计避免了客户端不安全因素，在异构网络中通过路由器及防火墙配置来保证***运行安全。采用RBAC访问控制策略，单表授权的数据库权限控制。数据提交服务器时采用SSL安全技术保障数据交换。重要数据采取MD5加密处理，保证数据不受非法窃取。
本***工作原理为：当矿山灾害事故发生时，使用***灾害事故管理模块可查询和识别灾害类别，及时上报/下达救援指令，并对灾害事故进行汇报和实时发布。一旦应急指挥机构确认灾害事故后立即启动***应急预案管理功能，即调度指挥人员就会得到上级指令授权救援指挥密码，***通过授权密码验证之后，才会根据灾害事故类别、救援法律法规和救援地图管理等功能自动生成相应的应急救援预案。通过应急预案管理可针对不同灾害事故查询和选择相应的救援应急预案，***支持应急救援预案实时更新和智能生成。在提交应急救援预案后，救援机构才可启动***调度指挥功能指挥现场救援。同时，使用调度指挥模块可实现多方语音通话调度和短信广播指挥现场抢险救援工作。使用灾害现场可视化管理模块可全方位了解灾情，包括灾害环境参数和视频监控。利用应急救援队伍和装备管理模块，可对救援人员和咨询专家以及救援物资和装备进行有效管理与调配。每次救援队执行完应急抢险任务后，***自动保存这次救援的各项情况，通过救援信息统计分析和救援法律法规模块对相关人员及其健康状况进行统计，并对其救援业绩和经验进行及时总结与分析。此外，该***可随时为救援人员提供救援法律法规等知识网络在线培训与查询服务和救援地图的导入、定期更新、大小缩放查看等地图管理功能，支持***维护和权限管理，如登录使用权限变更和网络连通性查看等。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：包括井下救援应急通信***、地面应急指挥***、卫星通信***和远程指挥平台；井下救援应急通信***包括前端数据采集装置和井下无线网络***，地面应急指挥***包括网络交换设备和卫星通信终端；前端数据采集装置对井下数据进行采集，并通过井下无线网络***进行数据传输，地面应急指挥***接收到井下的实时数据信息并通过其卫星通信终端将数据信息通过卫星通信***传送至远程指挥平台，远程指挥平台根据接收到的数据信息来进行应急指挥调度。
2.根据权利要求1所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：该***还包括远程咨询平台，远程咨询平台通过互联网与远程指挥平台相连，远程咨询平台与远程指挥平台共享数据并为远程指挥平台提供技术顾问信息。
3.根据权利要求1所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：所述前端数据采集装置包括人员定位标识卡及读卡器、多参数检测报警仪、矿用本安型手机及摄像头、低频无线应急通信终端、3G本安终端和救援探测机器人。
4.根据权利要求1所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：所述井下无线网络***由矿用本安无线路由器、矿用本安无线网关、3G本安基站及矿用本安光纤以太网转换器组成。
5.根据权利要求1所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：所述卫星通信***包括北斗卫星通信***或GPS卫星通信***。
6.根据权利要求5所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：地面应急指挥***中的北斗卫星通信终端包括北斗集群数据传输终端、北斗手持终端和北斗卫星调制解调器。
7.根据权利要求1所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：该***采用6层的层次化***结构，包括人机交互层、***功能层、***管理层、***支撑层、软件驱动层和硬件驱动层。
8.根据权利要求7所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：所述***功能层包括灾害事故管理模块、调度指挥模块、应急预案管理模块、救援法律法规模块、救援地图管理模块、救援信息统计分析模块、灾害现场可视化管理模块、应急救援队伍及装备管理模块。
9.根据权利要求8所述的矿山应急指挥通信和管理信息***：其特征在于：***软件平台采用支持跨平台的B/S软件架构。
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