信息技術在企業應急工程中的應用

文｜中國核電工程有限公司鄭州分公司 杜宇煒

信息技術在企業應急工程中的應用

文｜中國核電工程有限公司鄭州分公司 杜宇煒

本文結合已實施應急工程的經驗，對應急工程中弱電系統的設計思路做了一些探索和總結。

應急通信系統 應急視頻監控系統 應急廣播和聲警報系統 應急視頻會議系統 應急大屏幕顯示系統 應急信息網絡系統

1 引言

應急指揮系統是企業處理突發性事件過程中用來決策和指揮的控制系統，該系統以信息平臺的建設為技術手段，利用現代化的計算機技術、網絡技術、自動控制技術、通信技術，來實現生產過程數據、圖像數據、語音數據的集成，為企業應急狀態下的有效指揮和科學決策提供依據。本文結合已實施應急工程的經驗，闡述了信息技術在企業應急工程中的應用。

2 設計方案

為實現應急指揮功能，需建立應急中心與事發地點的通信聯系，需采集事發地點的圖像信息、需知道和分析發生事故的原因、需建立應急狀態下的警報和疏散功能、需建立事故應急狀態下的信息網絡傳輸系統，為此擬設下述系統：應急指揮通信系統、應急視頻監控系統、應急廣播及聲警報系統、應急信息平臺系統，下面分項介紹各系統的設計方案。

（1）應急通信系統

采用有線和無線的通信方式來實現應急狀態下的通信功能，有線通信可利用企業已建成的程控交換網，平時作為行政電話使用，應急狀態下實現應急通信功能；無線通信是應急狀態下直接和方便的通信方式，采用無線集群和衛星電話實現無線通信功能，無線集群系統由無線基站和手持式對講機組成，無線基站占用頻寬5MHz，建立呼叫時間小于500ms，不僅可以實現點對點的無線對講功能，而且可以實現群呼群發功能；衛星通信可以彌補上述通信終端無法覆蓋的地區，采用租用國家已建成的衛星通信網方式，實現應急狀態下，應急指揮中心與國家級省級應急指揮中心的通信。

（2）應急視頻監控系統

應急狀態下采集事發地點的圖像信息，為應急指揮工作提供可視化的現場信息。該系統由攝像、傳輸、控制、顯示和記錄四大部分組成。攝像部分采用帶云臺的攝像機，它分布在廠區內各個重點監視的角落，電動云臺可帶動攝像機進行水平和垂直方向的轉動，使攝像機覆蓋的角度和面積更大。傳輸部分包括圖像信號和控制信號的傳輸，考慮到傳輸距離的遠近，可采用電纜或光纖傳輸方式。控制部分是整個系統的“心臟”和“大腦”，實現視頻信號的放大與分配、圖像信號的切換、圖像信號的記錄、云臺的控制等；系統由光電轉換單元、視頻矩陣切換器、大屏幕顯示器組成。

（3）應急廣播和聲警報系統

廣播系統是應急狀態下實施有效指揮的信息系統，其所覆蓋的區域為整個廠區，根據廠區各車間的位置分布，劃分廣播分區，采用網絡音頻的傳輸方式，在每一分區內設置功放和網絡音頻適配器；廣播主機系統設在應急指揮中心，系統由呼叫話筒、數字式播放器、優先級控制器、前置放大器、回路選擇器、網絡音頻適配器組成，整個系統如圖1所示。

圖1 廣播系統圖

在發生事故或廣播系統故障時，作為有線廣播系統的備用，設聲警報系統，該系統由幾組專用警笛組成，每組專用警笛的有效覆蓋面積可達3km2，警笛可以發出不同聲音的頻率，用于區分不同的事故，引導人員疏散。系統配置如圖2所示。

（4）應急視頻會議系統

圖2 聲警報系統

該系統作為廠級應急指揮中心和國家級、省級應急指揮中心，召開異地會議時的一種遠距離通信方式。系統由終端設備、傳輸網絡、多點控制設備組成。終端設備包括視頻音頻輸入/輸出設備、視頻音頻編解碼器、多路復用/分接設備，在應急指揮中心會議室設幾臺攝像機，1臺主攝像機用來拍攝會場發言人圖像，幾臺輔助攝像機用來拍攝會場全景或其他需傳送的場面；幾臺會議話筒，視頻輸出采用大屏幕，音頻輸出采用幾個揚聲器，視頻音頻編解碼器采用高清晰會議終端，上述視頻音頻輸入/輸出設備分別與該會議終端相聯，實現了視音頻信號輸入、輸出及編解碼；為實現多點會議功能，采用高清晰多點控制單元MCU，該單元在網絡節點上起了交換機的作用，可通過應急信息平臺或Internet實現多點會議。系統組成如圖3所示。

圖3 視頻會議系統圖

（5）應急大屏幕顯示系統

該顯示器作為整個應急指揮控制系統的顯示終端，為有效實施決策和指揮提供形象直觀的人機界面。目前顯示技術主要有LED發光二極管、LCD液晶顯示器、DLP光學半導體，下面介紹由DLP拼接技術所構成的大屏顯示技術方案。顯示屏由幾塊50″的顯示屏（長×高=1016×762）組成，該顯示屏采用DLP技術，顯示屏之間結成視頻環路，顯示畫面的分割由拼接控制器完成，該控制器可以接收2類信號，即視頻信號和數據信號；視頻信號來自視頻監控系統的輸出，數據信號來自應急信息網絡系統，通過設在應急指揮中心的與信息網絡系統相聯的工作站將數據送至大屏幕，以供決策和指揮，系統如圖4所示。

圖4 應急中心大屏顯示系統圖

（6）應急信息平臺系統

該信息平臺以計算機網絡為技術手段，實現應急門戶管理、應急預案、應急報警、應急響應、決策指揮、善后處理、應急演習、資源中心等功能。

其中應急報警功能是該平臺的重要功能之一，其關鍵技術為應急數據的采集和組態。應急數據包括下列內容：安全生產監測數據、氣象數據、有毒及可燃氣體報警數據、火災報警數據等，其功能如圖5所示。

上述所采集數據的輸出信號接口有兩種形式，一種是4～20mA，另一種是具有標準通信接口RS485。第一類信號采用帶有以太網通信接口的模擬量采集模塊實現信號的采集；第二類信號采用開發相關的接口協議實現數據的采集。iFIX組態軟件是實現上述數據采集、數據管理和人機界面形式的軟件。具體功能如下：

◆ 數據采集：通過I/O驅動器采集現場數據；

圖5

◆ 數據管理：通過內在的通信能力與其他節點相連，將整個區域的控制集中在一起；

◆ 數據整合：將分布在現場各點的信息整合在人機界面上；

◆ 監視：將現場數據顯示給操作者。具有強大的數字、文本和圖形等格式的顯示方式；

◆ 監控：雙向的數據讀寫功能使操作者可以通過計算機設置和改變相應點的值；

◆ 報警：對越限事件能立即報警；

◆ 控制：應用算法自動調整過程數據并將其值保持在設定的范圍內；

◆ 報表：將保存的數據以報表形式輸出，可進行分析；

◆ 數據歸檔：以操作者設定的速率取樣和保存數據，可以隨時用這些數據進行趨勢和歷史曲線顯示。

為了較清楚地了解iFIX的基本功能，先對其數據流做簡單說明。具體過程如下：

◆ I/O驅動軟件從I/O設備讀取數據并將此數據傳到驅動映射表（DIT）中；

◆ 掃描、報警、控制程序從DIT中讀取數據并將此數據傳送到過程數據庫中；

◆ 內部數據庫訪問軟件讀取本地或遠程數據庫中的數據并將它傳給需要它的應用軟件。

整個信息平臺采用以太網傳輸方式，拓撲結構為星型，骨干網絡采用千兆以太網。以應急指揮中心為網絡核心，分別在各采集點設二級接入點，組成應急骨干網，以實現數據的傳輸。核心交換機采用千兆端口，節點交換機上聯端口采用千兆，下聯端口采用百兆，這樣主干光纜傳輸速率可達1000Mbps，支線光纜速率可達100Mbps；擬在應急指揮中心設數據庫服務器、網管服務器、應用服務器，考慮到與國家級應急指揮中心相聯，配置路由器和防火墻。其網絡如圖6所示。

圖6

3 結束語

信息技術在應急指揮系統中的應用，帶來了現場的可視化，實現了信息的資源化，構建了指揮的平臺化，帶動了決策的科學化。