2016年01月13日 星期三

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北京芦山“零”距离

——揭秘远程地质灾害应急系统

来源:国土资源报 作者:范宏喜 发布时间:2013-05-03


  编者按很多人都注意到,在应对芦山7.0级强烈地震次生地质灾害的过程中,远程会商系统、应急车载系统、四旋翼无人飞行器等一系列高新技术手段正初步展现出它们的特色与优势——了解灾情快速精确、研究部署迅疾高效。相信它们将逐渐在中国的防灾救灾体系中发挥出更大的作用,成为我国地质灾害防治工作的重要支撑。

  本期将揭示这些在芦山地震次生地质灾害防治中发挥重要作用的关键技术,了解它们是如何将北京与雅安间的距离缩短为“零”的。

  现场:4月20日上午,国土资源部地质灾害应急技术指导中心培训演练室主任张斌接到急赴雅安开展地震救灾的命令,21日下午5时两辆地质灾害应急会商车一行6人便到达雅安,开始了这场与芦山地震次生地灾的赛跑。也将远程地质灾害应急系统带入人们的视线。

  揭秘一:地质灾害远程会商及应急指挥系统

  远程地质灾害应急指挥系统构建起了连接国家、省(区、市)、县(市)和应急现场的网络化协同会商平台及应急数据传输通道,为高效有序地做好突发地质灾害应急防治工作提供信息化支持平台。

  应急指挥系统启动后,分为后方工作组和前方工作组。后方工作组进一步分为后方技术保障组及后方会商组。其中,后方技术保障组负责应急指挥系统整体运行环境的运行维护,而后方会商保障组则负责各级会场快速稳定的接入应急会商系统。

  前方工作组负责野外现场工作,包括现场勘察,卫星设备架设,单兵设备架设,组织专业人员与后方技术专家远程会商解决地质灾害相关问题。

  地质灾害野外传输系统的主要功能包括,地质灾害应急远程指挥及会商。其通过地质灾害应急远程会商网络,实现地质灾害现场专业人员与后方专家组共同会商协调指挥灾害现场以及地质灾害应急工作;实现应急指挥、灾害处置、次生灾害预测评估、现场应急技术指导、多地多点专家人员协调指挥调度资源共享以及数据实时传输等。系统由近程无线通信系统、远程通信系统、视频会商系统、承载平台等组成。

  野外传输系统主要采用的通信手段为卫星通信和单兵无线传输,实现现场图像回传,召开视频会议和数据传输。该系统可实现部、局、省、地级市等现场的多级会商视频会议系统;同时,野外传输系统还是一个通讯中心、计算机网络中心、监控中心、信息发布中心,是各类信息的综合应用点。

  野外现场工作组在接到应急任务后,迅速赶往灾害现场,到达现场后,确定架设移动卫星通信站地点,现场维护组按要求划定工作范围,设置警戒线,根据天气情况搭建防雨防尘设施,维持工作区域周边秩序。

  依据现场指挥及设备调试组选定的设备架设点为中心,根据现场情况划定方圆5~10米范围为工作区域;卫星天线在卫星视线水平方向90度范围内疏散围观人员。

  由设备调试组进行卫星通信设备的连接及通信测试,工作重点是天线的寻星操作,野外工作开始后,设备调试组选派2人迅速组装天线及寻星,天线尽量选择安装在平坦开阔地面,避开风口处,且卫星视线方向无遮挡,天线组装及寻星操作要在15分钟内完成。设备调试组其他人员负责卫星设备线路连接。

  以上各项操作完成以后,开启设备,系统开启后,与后方主会场技术人员沟通,确定采用何种方式召开会议。

  单兵工作组负责单兵无线传输系统工作,单兵系统组装,电池电源连接,单兵与摄像机音视频线连接,卫星系统开启后,测试单兵与卫星通信站之间音视频传输情况,测试时单兵系统与车载系统保持15~20米距离,避免产生声音混响及其他干扰,测试无问题后,进入原地待命状态。

  后方会场与前方野外现场进行呼叫测试卫星链路,呼通后双方测试音视频效果,如有问题,迅速检查各自设备进行调整;如无问题,立即调节卫星系统调音设备及视频会议系统,同时测试单兵无线传输系统与后方会场间通信效果,调节相关参数使图像声音质量达到最佳。

  测试结束后,等待主会场会商通知,单兵系统根据部署到指定地点就位,等待会商开始。

  以上设备组装,应急响应准备阶段可在半小时之内完成。

  远程会商开始后,现场工作人员除工作需要外应保持肃静,现场维护组维护现场秩序,注意看护天线。设备调试组密切注意会商时音视频质量,发现问题及时调整,无线单兵组根据主会场需要,将现场资料传回,同时注意自身及设备安全,直至会商结束。

  会商结束后,各组迅速撤回,关闭相应设备装回设备箱。待全部工作结束后,现场总指挥清点设备,人员全部到齐后,所有人员迅速撤离现场。

  现场:4月22日,应急指挥会商车载系统来到芦山,为灾区现场工作组和国土资源部领导与专家召开视频会议提供技术支持。下午2时,前方工作组利用应急指挥会商车载系统向国土资源部领导汇报了灾情,并就下一步次生地质灾害排查工作进行了会商。

  揭秘二:地质灾害应急指挥车

  国土资源部地质灾害应急指挥车是集成了地质灾害远程会商系统、指挥系统、现场小型会商室及科普宣传等功能为一体的现场应急会商、指挥、调度专用特种车辆,其主要功能是当地质灾害发生时可在最短时间内通过卫星网络将灾害现场多点音视频同时同步回传,可实现多位专家同时异地对前方灾害现场工作进行技术指导及评估,即时将地质灾害抢险救灾现场情况传送至国土资源部,并为领导分配资源、调度技术力量、抢险救灾、决策指挥提供详实可靠的依据和现场资料。该车必须选择复杂道路环境通过性好、承载重量大和内部空间充足的较大排量车辆改装。

  现场:4月24日,张斌一行携带的四旋翼无人飞行器出现在芦山地震灾区宝盛乡的金鸡峡谷,对高大山体上的滑坡、崩塌地段进行全面拍摄。张斌说:“现场拍摄,北京那边可以直接观看,双向视频传输,特别方便沟通与交流。”

  揭秘三:微型四旋翼无人飞行器

  四旋翼无人飞行器是一种“碟形”飞行器,只有3公斤重,一个箱子就能带走,在空中1000米以下可以实现定点旋停和固定航迹飞行。坐在应急指挥车上的专家,可以清晰看到画面并通过车载IP卫星远程会商系统与远在北京的专家对接。

  该飞行器是一种电力驱动的垂直起降微型无人飞行器系统,采用独特的方式集成了业界最先进的多种垂直起降无人机技术,采用碳纤维为机体主体材料,四旋翼+涵道保护为机体框架,提供触屏遥控、遥杆控制两种控制方式,利用自成一套体系的传输模式将空中图像传到地面站。

  飞行器由飞行机体、控制系统、动力系统、图传系统、运输系统和维修系统组成,可以在一平方米的地方、两分钟之内,完成准备、运行和起飞的工作;在采用运输箱的同时,可将飞机折叠,放入便携背包中,进行单兵背负,进入车辆无法到达的地方。

  利用触摸屏可视化智能控制系统,提供一键起降,智能巡航、悬停、环视以及制动、飞行姿态自动调整;采用了四旋翼以及外框保护,能够快速攀升以及在狭窄的空间自由飞行。

  可以在恶劣的条件下,通过机体自动调整姿态,实现稳定的飞行,同时采用自成一套体系的300-500M微波系统以及图像压缩技术,将高空的图像稳定清晰的传输到地面的特制的强光显示终端上。

  采用低速、超轻的外保护旋翼系统,使得机体在靠近人或者建筑物的时候,不会发生危险;低电压、无信号或者信号干扰下的自动返航提示,避免了飞机在高空失控带来的威胁。同时提供一键式自主返航功能。无论飞机在什么位置都可以扳动“回家”键自动返程,用于处理各类意外情况;系统在平时只需要检查电池的电量以及存电能力即可,无须专人维护。