基于北鬥和無線系統的森林防火系統解決方案

   

      森林火災時有發生,一旦發生森林火災都會對環境、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幹道外的許多地區還未實現傳統電信網絡的全面覆蓋,因而很多地域尚處于監控盲區。當執行任務的人員和車輛發生故障後很難進行有效監控和救援,尤其是人員通過無人區時更是處于無人知曉狀态,對人員和車輛的安全管理形成嚴峻考驗。随着我國自主知識産權的北鬥衛星定位系統的成功建立和穩定運營,依托北鬥衛星,構建人員及車輛指揮監控系統已經成為現實。由于北鬥衛星定位系統具備位置信息服務和短信息報文服務雙重功能,因此使得基于北鬥衛星指揮監控系統擺脫了傳統電信網絡的制約,成為全時域和全地域的指揮監控系統,真正實現車輛指揮監控的無縫隙覆蓋。
     北鬥衛星導航系統具有定位功能、授時功能和短報文通信功能。可全天候、全天時提供衛星導航信息和短信息傳輸服務,可在我國及周邊廣大地區,為公路交通、鐵路運輸、海上作業、水文、氣象等領域提供定位及數據通信服務,對國民經濟建設具有積極推動作用。
目前,經過國家衛星導航民用産業化進程的推進,基于“北鬥衛星定位導航系統”的民用運營中心網絡系統與通信終端産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、交通、石油、氣象等行業得到了較多的成功應用。本案例充分體現了北鬥系統的特有功能及其典型應用,具有重要的示範意義。
北鬥衛星導航系統由北鬥衛星、地面控制中心站和用戶設備三
部分組成。

如下圖所示:


 北鬥系統業務功能
  ●位置信息獲取功能;
北鬥短信息通信功能;
北鬥授時功能; 


 北鬥系統優勢
●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支持;
● 覆蓋範圍大,沒有通訊盲區。北鬥系統覆蓋了亞太地區,不僅可為中國、也可為周邊國家服務;
● 特别适合于集團用戶大範圍監控管理和數據采集用戶數據傳輸應用;
● 自主系統,安全、可靠、穩定、保密性強,适合關鍵部門應用

 

 總體設計方案
      此方案目标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、經濟性、實時性為原則的、能滿足監控指揮所要求的定位監控、短報文傳輸、存儲、分析、處理系統;并可通過3G網絡将火災現場的視頻偵查信息傳輸給指揮中心。在系統設計過程中,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,為以後系統的進一步升級打下基礎;
 系統是一個長期運行的系統,保障系統穩定可靠的運行是首先要考慮的;
此方案設計北鬥指揮監控系統和3G傳輸網絡系統。北鬥系統主要用于監控各下屬車輛和人員的位置信息;實現與下屬車輛和人員的北鬥通信指揮;3G網絡主要用于火場前沿的查視頻圖像等大信息量數據傳輸。兩個網絡可以實現互補,從而增強系統功能。
系統組成架構圖。

如圖2所示:
 
市級指揮中心
    市級指揮中心配備3G系統和北鬥中心式指揮型用戶機,兼顧3G網絡和北鬥網絡,實現信号全覆蓋。3G系統接收下屬車輛3G通信回傳的視頻圖像等大數據量信息。北鬥中心式指揮型用戶機所轄下屬用戶數量達到1000個,同時可實現C/S架構的服務器/客戶端顯示,中心式指揮型用戶機可将接收到的北鬥信号、監測站所采集數據接入局域網内,客戶端接收局域網數據後進行顯示、分析,并可通過局域網操作北鬥中心指揮型用戶機。通過這種模式可有效的擴展中心指揮型用戶機的使用,便于多席位的數據采集分析。

如圖3所示:


                                    
    北鬥中心式指揮型用戶機與帶有12英寸屏幕的數據服務器進行一體化設計,無需再另配數據服務器支撐龐大的數據流;數據服務器采用雙XEON處理器,單處理器4核心,整機達到8核數據處理速度,搭配4GB DDRII雙通道内存和雙千兆以态網口,實現大容量北鬥數據的處理接收;同時整機采用雙硬盤、雙冗餘電源,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據丢失。

如圖4所示:
 
在市級指揮中心的軟件采用“北鬥指揮型用戶機監控軟件”,可通過配置實現不同的指揮監控功能。

區縣級指揮中心
   區縣級指揮中心采用北鬥指揮型用戶機和3G網絡模塊,指揮機所轄下屬用戶數量達到100個;整機采用1U高度設計,安裝支架後可架設到标準19寸機櫃中。
圖5:指揮機安裝示意圖


區縣級指揮中心的指揮機軟件與市級指揮中心軟件一緻。

現場移動指揮車
    現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場,由作業人員攜行到一線工作。可進行視頻、圖像的采集、存儲,通過3G網絡将現場火情快速回傳給區級指揮中心或市級指揮中心進行分析決策;同時還兼有北鬥指揮型用戶機的定位監控、通信的功能;内置電源系統,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

    一線車輛配備北鬥/GPS雙模式車載型用戶機,用于本級的北鬥定位導航;上級指揮中心監收本機位置;接收上級指揮中心的北鬥命令;回複上級指揮中心的北鬥信息;與同級用戶之間的北鬥短語聯絡。
      一線人員攜帶北鬥手持型用戶機,在火場前沿地帶用于本級的北鬥定位導航;上級指揮中心監收本機位置;接收上級指揮中心的北鬥命令;回複上級指揮中心的北鬥信息;與同級用戶之間的北鬥短語聯絡。

 

 

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