信息技术在企业应急工程中的应用

2011-01-29中国核电工程有限公司郑州分公司杜宇炜

智能建筑与智慧城市 2011年2期

关键词：音频应急功能

文｜中国核电工程有限公司郑州分公司杜宇炜

信息技术在企业应急工程中的应用

文｜中国核电工程有限公司郑州分公司杜宇炜

本文结合已实施应急工程的经验，对应急工程中弱电系统的设计思路做了一些探索和总结。

应急通信系统应急视频监控系统应急广播和声警报系统应急视频会议系统应急大屏幕显示系统应急信息网络系统

1 引言

应急指挥系统是企业处理突发性事件过程中用来决策和指挥的控制系统，该系统以信息平台的建设为技术手段，利用现代化的计算机技术、网络技术、自动控制技术、通信技术，来实现生产过程数据、图像数据、语音数据的集成，为企业应急状态下的有效指挥和科学决策提供依据。本文结合已实施应急工程的经验，阐述了信息技术在企业应急工程中的应用。

2 设计方案

为实现应急指挥功能，需建立应急中心与事发地点的通信联系，需采集事发地点的图像信息、需知道和分析发生事故的原因、需建立应急状态下的警报和疏散功能、需建立事故应急状态下的信息网络传输系统，为此拟设下述系统：应急指挥通信系统、应急视频监控系统、应急广播及声警报系统、应急信息平台系统，下面分项介绍各系统的设计方案。

（1）应急通信系统

采用有线和无线的通信方式来实现应急状态下的通信功能，有线通信可利用企业已建成的程控交换网，平时作为行政电话使用，应急状态下实现应急通信功能；无线通信是应急状态下直接和方便的通信方式，采用无线集群和卫星电话实现无线通信功能，无线集群系统由无线基站和手持式对讲机组成，无线基站占用频宽5MHz，建立呼叫时间小于500ms，不仅可以实现点对点的无线对讲功能，而且可以实现群呼群发功能；卫星通信可以弥补上述通信终端无法覆盖的地区，采用租用国家已建成的卫星通信网方式，实现应急状态下，应急指挥中心与国家级省级应急指挥中心的通信。

（2）应急视频监控系统

应急状态下采集事发地点的图像信息，为应急指挥工作提供可视化的现场信息。该系统由摄像、传输、控制、显示和记录四大部分组成。摄像部分采用带云台的摄像机，它分布在厂区内各个重点监视的角落，电动云台可带动摄像机进行水平和垂直方向的转动，使摄像机覆盖的角度和面积更大。传输部分包括图像信号和控制信号的传输，考虑到传输距离的远近，可采用电缆或光纤传输方式。控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，实现视频信号的放大与分配、图像信号的切换、图像信号的记录、云台的控制等；系统由光电转换单元、视频矩阵切换器、大屏幕显示器组成。

（3）应急广播和声警报系统

广播系统是应急状态下实施有效指挥的信息系统，其所覆盖的区域为整个厂区，根据厂区各车间的位置分布，划分广播分区，采用网络音频的传输方式，在每一分区内设置功放和网络音频适配器；广播主机系统设在应急指挥中心，系统由呼叫话筒、数字式播放器、优先级控制器、前置放大器、回路选择器、网络音频适配器组成，整个系统如图1所示。

图1 广播系统图

在发生事故或广播系统故障时，作为有线广播系统的备用，设声警报系统，该系统由几组专用警笛组成，每组专用警笛的有效覆盖面积可达3km2，警笛可以发出不同声音的频率，用于区分不同的事故，引导人员疏散。系统配置如图2所示。

（4）应急视频会议系统

图2 声警报系统

该系统作为厂级应急指挥中心和国家级、省级应急指挥中心，召开异地会议时的一种远距离通信方式。系统由终端设备、传输网络、多点控制设备组成。终端设备包括视频音频输入/输出设备、视频音频编解码器、多路复用/分接设备，在应急指挥中心会议室设几台摄像机，1台主摄像机用来拍摄会场发言人图像，几台辅助摄像机用来拍摄会场全景或其他需传送的场面；几台会议话筒，视频输出采用大屏幕，音频输出采用几个扬声器，视频音频编解码器采用高清晰会议终端，上述视频音频输入/输出设备分别与该会议终端相联，实现了视音频信号输入、输出及编解码；为实现多点会议功能，采用高清晰多点控制单元MCU，该单元在网络节点上起了交换机的作用，可通过应急信息平台或Internet实现多点会议。系统组成如图3所示。

图3 视频会议系统图

（5）应急大屏幕显示系统

该显示器作为整个应急指挥控制系统的显示终端，为有效实施决策和指挥提供形象直观的人机界面。目前显示技术主要有LED发光二极管、LCD液晶显示器、DLP光学半导体，下面介绍由DLP拼接技术所构成的大屏显示技术方案。显示屏由几块50″的显示屏（长×高=1016×762）组成，该显示屏采用DLP技术，显示屏之间结成视频环路，显示画面的分割由拼接控制器完成，该控制器可以接收2类信号，即视频信号和数据信号；视频信号来自视频监控系统的输出，数据信号来自应急信息网络系统，通过设在应急指挥中心的与信息网络系统相联的工作站将数据送至大屏幕，以供决策和指挥，系统如图4所示。

图4 应急中心大屏显示系统图

（6）应急信息平台系统

该信息平台以计算机网络为技术手段，实现应急门户管理、应急预案、应急报警、应急响应、决策指挥、善后处理、应急演习、资源中心等功能。

其中应急报警功能是该平台的重要功能之一，其关键技术为应急数据的采集和组态。应急数据包括下列内容：安全生产监测数据、气象数据、有毒及可燃气体报警数据、火灾报警数据等，其功能如图5所示。

上述所采集数据的输出信号接口有两种形式，一种是4～20mA，另一种是具有标准通信接口RS485。第一类信号采用带有以太网通信接口的模拟量采集模块实现信号的采集；第二类信号采用开发相关的接口协议实现数据的采集。iFIX组态软件是实现上述数据采集、数据管理和人机界面形式的软件。具体功能如下：

◆ 数据采集：通过I/O驱动器采集现场数据；

图5

◆ 数据管理：通过内在的通信能力与其他节点相连，将整个区域的控制集中在一起；

◆ 数据整合：将分布在现场各点的信息整合在人机界面上；

◆ 监视：将现场数据显示给操作者。具有强大的数字、文本和图形等格式的显示方式；

◆ 监控：双向的数据读写功能使操作者可以通过计算机设置和改变相应点的值；

◆ 报警：对越限事件能立即报警；

◆ 控制：应用算法自动调整过程数据并将其值保持在设定的范围内；

◆ 报表：将保存的数据以报表形式输出，可进行分析；

◆ 数据归档：以操作者设定的速率取样和保存数据，可以随时用这些数据进行趋势和历史曲线显示。

为了较清楚地了解iFIX的基本功能，先对其数据流做简单说明。具体过程如下：

◆ I/O驱动软件从I/O设备读取数据并将此数据传到驱动映射表（DIT）中；

◆ 扫描、报警、控制程序从DIT中读取数据并将此数据传送到过程数据库中；

◆ 内部数据库访问软件读取本地或远程数据库中的数据并将它传给需要它的应用软件。

整个信息平台采用以太网传输方式，拓扑结构为星型，骨干网络采用千兆以太网。以应急指挥中心为网络核心，分别在各采集点设二级接入点，组成应急骨干网，以实现数据的传输。核心交换机采用千兆端口，节点交换机上联端口采用千兆，下联端口采用百兆，这样主干光缆传输速率可达1000Mbps，支线光缆速率可达100Mbps；拟在应急指挥中心设数据库服务器、网管服务器、应用服务器，考虑到与国家级应急指挥中心相联，配置路由器和防火墙。其网络如图6所示。