龔恒翔　朱新才

摘 要：戶外遇險救助行為中，多種因素導(dǎo)致救援出現(xiàn)時間延遲，導(dǎo)致?lián)p失擴大。文章設(shè)計里一種新的一鍵報警救助裝置，它由監(jiān)控后臺和多個報警柱構(gòu)成。報警柱采用光伏新能源供電，地埋蓄電池儲能，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)或自組網(wǎng)絡(luò)方式實現(xiàn)報警柱與監(jiān)控后臺的雙向交互通信。不僅可以進(jìn)行報警呼救，而且監(jiān)控后臺操作人員可以主動查看報警柱周圍情況。在重慶北碚縉云山國家級自然保護(hù)區(qū)建立了一套測試系統(tǒng)，包括一個監(jiān)控后臺和四個報警柱，最遠(yuǎn)距離超過5km，試運行效果良好。

關(guān)鍵詞：光伏新能源；報警；救助

中圖分類號：X43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）04-0034-02

Abstract： In outdoor distress rescue， many factors lead to the delay of rescue time， resulting in the expansion of losses. In this paper， a new one-click alarm rescue device is designed， which is composed of monitoring backstage and multiple alarm columns. The alarm column uses photovoltaic new energy to supply power， buried battery to store energy， and the existing network or self-assembly network to achieve two-way interactive communication between alarm column and monitoring background， so that it can make the alarm call for help， and the monitoring background operators can actively check the situation around the alarm column. A test system has been established in Beibei Jinyun Mountain National Natural Reserve of Chongqing， including a monitoring background and four alarm columns， with a maximum distance of more than 5km.

Keywords： photovoltaic new energy； alarm； rescue

引言

突發(fā)事件在我們生活中時常出現(xiàn)，如自然災(zāi)害、交通事故、迷路走失、突發(fā)疾病等情況[1]。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展、技術(shù)與裝備水平的提高，特別是交通與通訊手段的提高，與十幾年前相比，無論國內(nèi)還是國外，處理突發(fā)事件的效率顯著提高[2]。政府的和民間自發(fā)形成的救援組織在處理突發(fā)事件中起到了非常重要的作用。但我們也應(yīng)該看到傳統(tǒng)的應(yīng)急救援模式存在的必然缺陷。首先是空間不重合導(dǎo)致的時間延遲，突發(fā)事件發(fā)生地與救援力量所在地往往是有一定的空間距離，即便是第一時間出發(fā)趕往事發(fā)點，也會存在時間的延遲，尤其是道路交通狀況不好，時間的延遲更加顯著。其次是通訊可靠性不高，目前手機使用較為普遍，但前提是網(wǎng)絡(luò)覆蓋和充足的供電。很多突發(fā)事件發(fā)生地可能沒有移動通信網(wǎng)絡(luò)，也沒有方便的充電設(shè)施[3]。國內(nèi)近年來報道的旅游戶外探險走失事件就反映了普通手機通信的不可靠性[4，5]。再有就是被動等待救援，不能積極自救。應(yīng)急救援雖然是專業(yè)性很強的工作，但如果有專業(yè)人員輔助和必要的器材用品，具有正常行為能力和理解能力的人，也可以開展救援工作。比如戶外心臟病突發(fā)，如果有應(yīng)急藥品供應(yīng)，完全可以避免不可逆轉(zhuǎn)情況發(fā)生，等待專業(yè)人員到達(dá)并處理。

本文設(shè)計研發(fā)了一種基于光伏新能源的一鍵報警救助系統(tǒng)，可以充分彌補目前救援模式導(dǎo)致的時間滯后、通信不可靠和被動等待缺陷，有效提高應(yīng)急救援的時效性，最大程度地降低突發(fā)事件導(dǎo)致的損失。

1 系統(tǒng)設(shè)計

一鍵報警救助系統(tǒng)由一個監(jiān)控后臺和若干個一鍵報警柱構(gòu)成。如圖1所示，一鍵報警柱與監(jiān)控后臺通過無線網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)自組網(wǎng)）建立通信聯(lián)系，可以實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)、語音數(shù)據(jù)雙向傳遞，可以實現(xiàn)報警柱視頻數(shù)據(jù)傳向監(jiān)控后臺。報警柱與監(jiān)控后臺的距離理論上沒有限制，實際情況下需要考慮地形、天氣等因素，在自組網(wǎng)不加信號中繼裝置情況下，直視3km可以穩(wěn)定工作。

一鍵報警柱的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

一件報警柱包括蓄電池模塊、電源管理模塊、立柱、報警操作面板、信號發(fā)射接收器、光伏組件和避雷針等幾個主要組成部分。蓄電池和電源管理模塊采用地埋方式安裝在地表以下約50cm，用防水抗壓的專用箱體安放。蓄電池實現(xiàn)光伏電能的儲備，也釋放電能提供報警柱用電負(fù)載的工作。電源管理模塊實現(xiàn)對光伏電能的轉(zhuǎn)化、配置及對其他用電負(fù)載的電能控制。立柱是整個報警柱的支撐結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部設(shè)計有可以電控開啟的倉室，可以儲放應(yīng)急藥品、消防用品、飲用水等器材物資，儲放倉室需要后臺監(jiān)控人員遠(yuǎn)程開啟。報警操作面板是報警柱的核心部件，它是一種支持雙向語音、單向視頻的一體化模塊器件，數(shù)據(jù)可以通過無線、有線方式實現(xiàn)傳輸。信號發(fā)射接收器是報警柱用于接受傳輸數(shù)據(jù)的模塊。光伏組件是把太陽光轉(zhuǎn)化為電能的裝置，根據(jù)報警柱用電負(fù)載的功率大小、安裝當(dāng)?shù)氐墓夥Y源狀況進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠ヅ溥x擇。壁壘針是報警柱的防雷擊附屬配件，在地形特殊的山區(qū)及平原地區(qū)避雷針設(shè)計是重要和不可缺少的。此外，可以在裝置頂部安裝夜間閃爍警示燈，便于遇險人員在遠(yuǎn)處就可以看到報警柱的位置。endprint

2 試驗系統(tǒng)

研究團隊在重慶市縉云山國家級自然保護(hù)區(qū)安裝了一套包括一個監(jiān)控后臺和4個一鍵報警柱的試驗驗證系統(tǒng)?？N云山國家級自然保護(hù)區(qū)是旅游勝地，每年都有大量游客登山游覽，發(fā)生過部分青少年游客和戶外探險者違規(guī)進(jìn)入未開發(fā)區(qū)域，導(dǎo)致迷路、墜落等意外事件。此外，保護(hù)區(qū)內(nèi)植被豐富，森林火險監(jiān)控壓力很大。監(jiān)控后臺主機由1臺Dell T 7500工作站構(gòu)成，配置有臺式麥克風(fēng)。蓄電池采用12v 65AH光伏專用膠體蓄電池，兩塊冗余。光伏組件選用200Wp單晶組件2塊（24V系統(tǒng)）。電源管理模塊自主設(shè)計調(diào)試，它的功能包括把光伏組件電能儲存到蓄電池、控制蓄電池的充放電過程、為報警操作面板提供電能、為儲物倉門開啟提供電能和監(jiān)控倉門的開啟關(guān)閉狀態(tài)，為信號發(fā)射接受器提供電能。信號接收發(fā)射器包括5口集線器（TL-SF1005）和網(wǎng)橋（ubnt LocoM5 5.8G），報警器選用成品視頻報警器（VS-930F 戶外型）。如圖3所示為報警柱現(xiàn)場實物照片及調(diào)試場景。

在監(jiān)控后臺看到的多屏前端畫面如圖4所示。

報警柱靜態(tài)功耗20W，工作功耗24-30W，重慶光伏資源平均數(shù)據(jù)為年均日照時數(shù)1100小時，縉云山區(qū)由于地形和局域氣候因素，年有效日照時數(shù)小于800小時。報警柱配置400wp組件可以保證3-4天的連續(xù)陰雨天數(shù)（系統(tǒng)待機狀態(tài)）。整套一件報警監(jiān)控系統(tǒng)自建成后，連續(xù)運行16個月。期間除一個報警柱由于降雨積水導(dǎo)致滲流外，其他均正常工作，取得了與預(yù)想符合的實際效果。

3 結(jié)束語

基于光伏新能源的一鍵式報警救助系統(tǒng)利用光伏新能源技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改變了目前常規(guī)的突發(fā)事件應(yīng)急處理中必然存在的時間滯后、通訊保障能力差、被動救援的不足，可以實現(xiàn)報警與救援的零時間響應(yīng)，救援人員可以充分了解現(xiàn)場情況，遇險人員可以在專業(yè)救援人員的協(xié)助下自助進(jìn)行自我施救。通過這種方式，可以提高突發(fā)時間救援的有效性，大幅度降低損失，對于偏遠(yuǎn)的農(nóng)村、山區(qū)、旅游景點等具有較高的使用價值和推廣意義。

參考文獻(xiàn)：

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