应急救援训练指挥信息系统的研究与设计

金 涛

(鄂尔多斯应用技术学院，内蒙古自治区鄂尔多斯市，017000)



应急救援训练指挥信息系统的研究与设计

金 涛

(鄂尔多斯应用技术学院，内蒙古自治区鄂尔多斯市，017000)

分析了国内外矿山应急救援发展现状和我国矿山应急救援训练指挥存在的问题，介绍了应急救援训练指挥信息系统需求分析和应急救援训练指挥信息系统整体结构设计，详细阐述了应急救援训练指挥信息系统功能模块设计。通过实际应用表明，该系统能够提高救护队的训练水平，保证救护队训练和考核的客观公正性、准确性和严肃性。

煤矿应急救援 训练指挥 信息系统 煤矿安全

矿山应急救援是安全生产应急救援工作的重要组成部分，建立矿山应急救援体系，加强矿山应急救援工作，始终是党和政府极为关切的重大问题。我国正处于经济社会转型期，现阶段正是生产安全事故的易发期。因此，在矿山生产安全事故发生后，积极有效地实施应急救援是最大程度地减少人员伤亡和财产损失、尽快恢复生产、迅速稳定矿区秩序的主要措施。

党中央、国务院高度重视安全生产工作，其中很重要的一项就是建立矿山应急救援体系，加强矿山应急救援工作。一支优秀的救护队伍必须建立在学习和训练的基础上，只有建立强大的训练系统，才能源源不断地培养出合格救援队伍。本文从我国矿山应急救援训练指挥存在的问题入手，设计了与矿山应急救援训练指挥相适应的信息系统，为模拟训练和救援实战提供科学依据。

1 国内外矿山应急救援发展现状

目前，发达国家及少数发展中国家的煤矿救援队都具备完善的救援硬件设施和软件救援管理系统，包括平时的训练、事故预案的编制和矿难发生时的救援都进行了信息化的处理，通过对这些数据进行统计、处理和分析，发现了许多训练和救援中存在的问题，并得到了及时的解决，使之成为矿难救援的宝贵经验，也在以后的救援工作中使得财产损失和人员伤亡降到最低点。纵观国际社会，政府统一指挥的应急救援协调机构、专业化的紧急救援队伍、精良的应急救援装备、完善的应急预案以及急救援管理的信息化已经成为国际社会公共安全救援体系的基本运作模式，其中重要一点就是救护管理的信息化。实践证明，这种救护管理的信息化机制在减少和控制事故人员伤亡和财产损失方面发挥了重要作用，成为维持国家管理能够正常运行的重要支撑体系之一，这为我们更好地结合我国实际情况，顺应智能应急救援行动信息化发展的方向和趋势，加快智能应急救援信息化发展的建设步伐提供重要借鉴。

我国对矿山应急救援队建设非常重视，不断强化队伍建设，加大装备的投入，目前矿山应急救援大队遍布全国27个省、自治区和直辖市。随着全球信息技术的飞速发展，我国加快应急救援信息系统的建设步伐，初步构建了应急救援训练指挥智能化信息平台，实现了应急救援训练指挥的信息互连互通，为模拟训练和救援实战提供了科学依据。

2 我国矿山应急救援训练指挥存在的问题

我国矿山应急救援队多数依托传统手段实施应急救援训练和管理工作，这在一定程度上难以保证对应急资源日常进行有效管理，更难以保障应急救援训练和管理工作的时效性、科学性和有效性，无法实现较高水平的训练指挥效果。目前我国应急救援训练指挥存在以下主要问题：

(1)管理粗放、手段单一。应急救援日常训练管理手段单一，训练场地相对分散，监控训练管理难度加大。训练教学内容单一，无法及时跟上国际训练变革的速度。

(2)缺乏依据、指导盲目。新装备的更新换代和新技术发展迅速，但多数应急救援训练指挥模式依旧沿袭以前固有的模式和依据，不能与现实情况很好的结合。

(3)模式陈旧、科技含量低。随着信息技术的蓬勃发展，网络教学为训练指挥活动提供了新的发展机遇，但受到设备数量、训练场地、科研成果等因素的制约，应急救援训练指挥网络化训练尚未真正普及开展。

因此，采用先进的信息化手段，积极探索矿山应急救援训练指挥信息系统平台建设，构建完善的智能信息化训练和指挥管理平台，提高训练指挥效率，切实提高应急救援队伍的实战能力，是目前矿山应急救援队面临的重要课题。

3 应急救援训练指挥信息系统需求分析

根据我国多数矿山应急救援队伍实际情况，本文基于应急训练、指挥管理机制、主要应急预案内容和业务流程，设计基于B/S模式开发架构、集应急资源管理、应急训练动态管理和应急救援指挥处置一体化的信息系统，主要内容包括以下3个部分：

(1)应急资源管理的信息化。实现对应急救援训练和指挥机构、队伍、物资和装备等环节的日常管理，包括对机构应急值守状况、物资和装备的完好情况以及各种救援资料实时查阅和管理。

(2)应急训练动态管理的信息化。根据训练指挥内容自动采集数据并进行相关分析，实现对救护队员体能训练的监控与评价。对相关人员进行日常考勤管理、业务水平考核的等级评价以及相关设备操作和技术操作的在线培训演示，为矿山救护队提供一种反复进行应急训练、演练和学习的平台。

(3)应急指挥处置的信息化。实现应急预案演练信息化过程的实战化，整个系统依托事故救援预案和各种资源数据库和多媒体手段，科学和高效地调动资源和分析灾情，辅助领导决策指挥，保障应急救援响应及时性和抢救工作有效性。

4 应急救援训练指挥信息系统的设计原则

面向对象设计最困难的部分是将系统分解成为对象集合，所以考虑到追加模块系统是原软件系统的追加升级，在设计子模块系统时要充分考虑与原软件系统的架构的统一，其中包括系统模块的分层以及各个模块之间接口风格都要与原系统保持一致。基于以上要求，在设计系统过程中主要遵循如下原则:

(1)分层原则。将系统分成构件组，并使构件组形成层叠结构;使上层只使用下层提供的服务；尽量不使用非紧邻下层提供的服务。

(2)模块化原则。目前流行的软件开发模式都支持把系统分解成模块的设计原理，它是把数据结构和操作这些数据的方法紧密地结合在一起所构成的模块。这些模块相互独立，但又相互关联，各自分担主系统的一部分功能。有了模块的划分，从而使得整个系统的操作流程更加清晰、直观。

(3)松散耦合原则。耦合指一个软件结构内不同模块之间互连的紧密程度。弱耦合是优秀设计的一个重要标准，因为这有助于系统中某一部分的变化对其他部分的影响降到最低程度。在理想情况下，对某一部分的理解、测试或修改，无须涉及系统的其它部分。

(4)封装原则。在面向对象方法中，信息隐藏通过对象的封装性实现，类结构分离了接口与实现，从而支持了信息隐藏。

(5)可重用原则。软件重用是提高软件开发效率和目标系统质量的重要途径。重用基本上从设计阶段开始，它有两方面的含义：一是尽量使用己有的类;二是如果确实需要创建新类，则在设计这些新类的协议时，应该考虑将来的可重用性。

(6)开放性原则。具有可扩充性和可更改性，一个系统是否开发成功、是否具有生命力很大程度上要看系统是否具有开放性原则，是否易于维护和完善。

(7)一致性原则。新追加的模块一定要添加到相应的分层中去，模块分解与实现要尽量与原系统一致。

5 应急救援训练指挥信息系统整体结构设计

应急救援训练指挥信息系统整体结构可分为数据采集层、数据接入层、数据平台层、GIS服务和信息发布层5层。

(1)数据采集层。数据采集层以开放性、模块化、可配置的架构原则配置传感器和收发装置，通过在训练人员个体上配置基于多传感器和定位信息融合的系统，实现个人生理数据、定位数据、运动姿态数据及周边环境数据的采集与获取。

(2)数据接入层。数据接入层的作用是将所采集到的数据通过Zigbee/WiFi等无线传输的方式接入到后台信息系统中。此外，也可以在事后以人工录入等方式将数据信息录入到后台信息系统。

(3)数据平台层。数据平台层的作用是将上传的数据进行处理后进行存储，最终进入到数据库。通过基于云计算的大数据存储技术对人员和环境的信息进行分类存储，这些数据作为系统训练评估的有力支撑，通过数据平台层对业务数据进行数据清洗和挖掘，建立数据仓库。该数据仓库面向不同的业务主题，可以实现即时数据查询和统计报表需求。

(4)GIS服务。GIS服务能够为系统提供人员室内和室外的定位服务，因此在数据完备性、空间分析能力、数据表现形式、对各种平台的支持等方面都有着较为严格的要求。GIS服务与时间信息相结合，从时间、空间上对人员行为和训练效果进行监控。

(5)信息发布层。信息发布层通过多种信息化手段，将监测信息快速和准确地发布到管理层面。基于GIS和LBS系统支撑，该系统的信息发布系统不仅可以实时地监控人员的状态，还可以监控人员所处的环境参数。

6 应急救援训练指挥信息系统功能模块设计

应急救援训练指挥信息系统综合应用计算机、传感器、通信技术等的技术模块，以实现救护队训练全过程的自动监控、考试信息自动记录和管理、考核成绩自动评定等功能，达到提高救护队实战训练、考核的客观性、准确性和效率的目的。本系统包括基础信息管理模块、应急训练管理模块、应急指挥管理模块和运行维护管理模块，其功能模块图如图1所示。

6.1 基础信息管理功能模块

(1)应急队伍数据库。该数据库收录应急人员的详细信息，系统支持对各管理部门的归属情况、编制和各类救援力量个人信息、相关岗位职责的录入、修改、删除和查询功能管理。

(2)应急装备数据库。该数据库收录各类设施装备的详细信息，系统支持对各类基础设施及装备管理归属情况、维修状况、技术操作和注意事项等相关图文、视频资料的录入、修改、删除和查询功能管理。

(3)专家信息数据库。该数据库收录应急救援专家人员的详细信息，系统支持对各专家的个人信息、受教育情况，及在相关研究领域内的研究内容的录入、修改、删除和查询功能管理。

(4)矿区图件数据库。该数据库收录关于煤矿所有相关图件，包括矿区地形地质图、矿区范围图、水文地质图、底板等高线图、地层水平切面图、勘探线剖面图、地质储量估算水平投影图等数据资料。

(5)事故案例数据库。该数据库收录事故案例，并与事故接警、应急处理过程密切关联，通过本系统处理的事故应急处理自动生成事故案例，同时也可以人工进行添加外部历史事故案例。

(6)法律法规数据库。该数据库收录的关于煤矿安全生产的法律法规(国家、地方、本单位)，支持对数据库的管理和智能模糊查询功能，系统支持对各级(国家层面、集团层面、煤矿层面、救援队层面)应急行动的基本要求、事故救援的基本原则、各项管理制度、内务规范(队容风纪、礼节礼仪)等智能模糊查询功能。

6.2 应急训练管理功能模块

(1)专项训练管理。该模块将采集训练队员多项生理数据的详细信息，针对专项训练过程的长期性和影响因素的复杂性，实时地对训练队员的训练状态进行动态监测，可监测训练队员心率、体温、速度、呼吸频率以及姿态等多项生命体征参数，可设置各种报警参数，可实现人员定位，数据可通过无线传输方式直接传输到电脑或手机上显示，或存储在卡中进行后处理。管理平台对采集的训练人员体征数据进行处理、分析、归档，并可设置预警。同时，可以对多人体征进行实时排序、评价和分析；结合实际情况，对训练方案进行有效调整，提高训练的科学化水平。

(2)考勤系统管理。该模块实现员工考勤数据采集、数据统计以及信息查询过程的自动化，完善人事管理现代化，方便员工上班报到，方便管理人员统计和考核员工出勤情况，方便管理部门查询和考核各部门出勤率。该模块能够准确地掌握员工出勤情况，有效地管理和掌握人员流动情况。

(3)业务考核管理。该模块实现相关人员培训考核功能，支持在线学习、培训、考试、练习、竞赛等多功能；支持随机组卷、人工组卷、自定义抽题百分比；支持试卷内容一致、乱序、不一致等多种模式；支持自动批卷、人工批卷以及试卷打印；支持题库、成绩报表、考生掌握知识点等分析；支持视频和音频不同题型的考试；支持成绩归档管理,方便历史查阅；支持用户、题库、电子书籍批量导入功能。

(4)技术操作管理。该模块实现对一般技术操作、仪器设备操作、对抗赛和预防性安全检查等各类技术操作查阅功能，支持各类文本、音频和视频资料的录入、调用、查阅功能，实现训练队员的在线学习功能和纠错功能，强化对操作人员的培训指导。

(5)综合汇总管理。该模块主要功能是提供给用户进行下级和本级通过审核的汇总数据的查询，并将分阶段汇总训练队员多项考核指标的详细信息，对系统记录的各类考核事件的数据以报表和生成图形的方式直观地展示统计信息，并可按事件类别、发生地点、发生时间段(月、季度、年及自定义时间)进行统计分析。

6.3 应急指挥管理功能模块

(1)闻警出动。该模块的功能是事故类型上报，调度室是接警和应急指挥的中心，当发生地面或井下事故时，报警人将警情上报到调度室，调度室当班调度人员接到报警后填写接警记录，确定事故发生地点、受灾情况、报警时间以及报警人姓名。

(2)应急预案启动。调度员接警后进入该模块，系统自动生成事故报警短信，调度人员确定短信发送人员名单后提交，系统自动将信息发送出去。进入救援决策后，系统自动提取预案中针对该安全事故所规定的事故查询内容、事故判断内容、救援决策意见。指挥人员可以根据实际情况增加或删减各项内容，完成针对事故的查询、判断和决策后，系统进入救援措施实施，自动提取预案中针对该安全事故救援的应急救援措施。当措施确认后自动提交系统，并指定执行部门和应急响应单位查看本部门执行措施，指派人员参与措施执行，并反馈给调度室指挥机构。

(3)救援方案。该模块的功能是具有启动事故应急救援的指挥人员输入应急启动密码，授权调度室根据救援预案启动救援。应急救援平台正式发布救援信息，各终端用户通过该系统平台了解救援进展，接收救援指令。

(4)总结报告。该模块在事故处置的过程中记录每一步响应细节，形成信息记录以便日后查阅并形成救援指挥报告。

(5)救援评估。该模块的功能是针对演练中存在的问题进行评估，主要包括组织和管理(应急机构设置的合理性、责权分配的合理性、决策指挥、物资调运、回复总结)、制度基础(规章制度、应急预案、救援技术资料)、保障系统(监测监控系统、应急装备和物资、应急通讯系统、应急信息系统)以及人力资源(救援专家、救援队伍、员工素质、教育培训、演练与改进)。

6.4 运行维护管理功能模块

该模块的主要功能是实现对系统使用者的名称、密码、使用权限等信息的管理，确保系统的安全保密性。该模块将管理对象和对应不同职能的管理员进行分别管理，不同的管理员通过登录系统不同的界面完成对系统支撑软件、应用服务和业务的管理。为了便于管理员对系统进行维护和升级，其登录流程如图2所示。

7 实施效果

应急救援训练指挥信息系统基于传统救援训练向信息化和智能化转变要求，以科学发展观为指导，结合救护队实际情况找准着力点，以此带动救护训练的全面创新。当前，许多国家正在应用数字化、信息化和智能化装备来提高救护队的训练水平，从而提高各种作业的效率，最终提高救护队实战能力的效果。2016年5月，应急救援训练指挥信息系统在鄂尔多斯市大源煤炭有限责任公司柳林沟煤矿进行了为期6个月的试运行，该系统的优点主要体现在以下几个方面：

(1)该系统按照国家应急救援训练的相关法律法规要求进行研究开发，适用于各种救护的训练以及考核。

(2)该系统解决了救护队模拟实战训练、考试标准的执行一致性问题，保证了训练和考核的客观公正性、准确性和严肃性。

(3)该系统提高了训练时的作业效率，节省了大量的人力和物力，降低了教官、考官和保障人员的作业强度。

(4)该系统可以方便和长期保存、查询以及调用训练实况的记录、评分、参训人员、训练场地、设备、资源等信息。

(5)该系统能够实现全天候实战训练作业，使训练和考核更贴合实战要求。

[1] 吴兵，华明国，倪英杰等. 基于WebGIS的煤矿应急救援管理指挥系统研究[J].中国煤炭，2012(9)

[2] 高蕊.基于熵理论的煤矿应急救援组织结构优化研究[J]. 中国煤炭，2016(1)

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(责任编辑 路 强)

Research and design of emergency rescue training command information system

Jin Tao

(Ordos College of Applied Technology, Ordos, Inner Mongolia 017000, China)

The author analyzed mine emergency rescue developing status at home and abroad and open questions of mine emergency rescue training command in our country, introduced requirement analysis and overall structure design of mine emergency rescue training command information system, elaborated function module design of the system. Practical application showed that the system could improve training level of rescue brigade and ensure objective fairness, veracity and seriousness of rescue brigade training and check.

mine emergency rescue, training command, information system, mine safety

金涛. 应急救援训练指挥信息系统的研究与设计[J].中国煤炭，2017，43(5)：79-83. Jin Tao. Research and design of emergency rescue training command information system[J].China Coal，2017，43(5)：79-83.

TD-9

A

金涛(1978-)，女，内蒙古自治区鄂尔多斯人，硕士研究生，副教授，主要研究方向为计算机软件、网络、教育技术。