摘要：酒鋼集團公司原有模擬對講機品牌眾多、無法互聯(lián)互通，有些廠礦沒有基站，對講機只能點對點通話，通話距離有限，尤其在相對封閉的鋼結(jié)構(gòu)廠房內(nèi)無法與廠房外通信，不能作為應(yīng)急指揮使用。文章以酒泉鋼鐵集團公司應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)建設(shè)為案例，論述了系統(tǒng)建設(shè)的背景，系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)，系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容，建設(shè)方案，系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，以及系統(tǒng)運行的效果評價。文章對大型工礦企業(yè)應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)的建設(shè)和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級推動工廠智能化建設(shè)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急指揮；對講系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TN923文獻標(biāo)志碼：A

0引言

隨著企業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)現(xiàn)場不斷擴大、人員不斷增多，危險因素不斷增加，各種風(fēng)險無處不在，一旦發(fā)生險情需要及時匯報和應(yīng)急處置。應(yīng)急處置需要相關(guān)方在很短的時間內(nèi)做到應(yīng)急響應(yīng)、協(xié)同配合，這就要求應(yīng)急通信系統(tǒng)必須能夠有效地支持搶救工作。

酒鋼廠區(qū)分布面廣，現(xiàn)有通訊設(shè)施相對不太完善，尤其是廠區(qū)和礦山的一些邊緣地帶既無固定電話又無無線對講系統(tǒng)，事故應(yīng)急救援時僅靠公網(wǎng)3G、4G 手機通話匯報。三大手機運營商在偏遠地帶和鋼筋水泥及彩板房中的通信信號不好、通話沒有優(yōu)先等級權(quán)限，遇到重大災(zāi)難時存在通話占線、手機通話續(xù)航時間較短等弊病。

根據(jù)工信部發(fā)布的《工業(yè)和信息化部關(guān)于150 MHz 400 MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關(guān)事宜的通知》規(guī)定，2011—2016年模擬對講機的型號核準(zhǔn)不再延期辦理。同時，目前無線頻率日益緊張，現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的諸多弊端逐漸顯現(xiàn)，有必要將現(xiàn)有的模擬系統(tǒng)改造為數(shù)字系統(tǒng)，以提高頻率利用率和擴展新業(yè)務(wù)應(yīng)用。為彌補應(yīng)急通信設(shè)施的不足，應(yīng)建立一套數(shù)字無線應(yīng)急對講系統(tǒng)，實現(xiàn)酒鋼集團應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度和管理。

1應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)研發(fā)目的

該應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)研發(fā)的目的是為酒泉鋼鐵集團公司建立一套自有的專屬的專網(wǎng)通信系統(tǒng)[1]，系統(tǒng)建成后從功能上可以滿足安全應(yīng)急指揮、生產(chǎn)調(diào)度指揮的語音、短信通信、現(xiàn)場視頻上傳等需求，從數(shù)量上可以滿足800多部通信終端。本次投資主要為安全應(yīng)急指揮使用，此項目配置各類終端數(shù)量200余部，隨著后續(xù)應(yīng)用的擴大，二級單位可以采購與之匹配的終端，納入系統(tǒng)統(tǒng)一管理，達到投資的綜合利用。

該系統(tǒng)能覆蓋集團公司本部各廠及鏡鐵山礦、西溝礦。當(dāng)本部任何一處發(fā)生突發(fā)事件時，能通過該應(yīng)急對講系統(tǒng)快速匯報和迅速下達救援指揮命令，一些重點危險場所巡檢人員或救援人員可以通過手持對講隨時隨地與本區(qū)域或跨區(qū)域應(yīng)急部門取得聯(lián)系，中心控制臺可以同時給指定應(yīng)急救援組或各級應(yīng)急救援組下達命令。平時各區(qū)域的對講系統(tǒng)可以作為各級廠礦的重點危險場所生產(chǎn)指揮調(diào)度平臺，補充完善酒鋼固定電話的通訊功能，從而提高公司管理效率和通訊設(shè)備的利用率。同時，該系統(tǒng)能夠與集團公司調(diào)度系統(tǒng)無縫對接，并且在調(diào)度大廳LED大屏可視化展示，提高公司調(diào)度系統(tǒng)信息化水平。

2應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)內(nèi)容

在集團本部廠區(qū)建設(shè)一套10信道數(shù)字無線基站及光纖直放站，信號覆蓋廠區(qū)地面以上無線數(shù)字通信。在鏡鐵山礦礦區(qū)建設(shè)一套2信道數(shù)字無線基站及光纖直放站，信號覆蓋黑溝礦區(qū)、樺樹溝礦區(qū)及礦區(qū)地面以上無線數(shù)字通信。在西溝礦礦區(qū)建設(shè)一套2信道數(shù)字無線基站及光纖直放站，信號覆蓋西溝礦區(qū)地面以上作業(yè)面無線數(shù)字通信。配置數(shù)字無線終端200余部。其中數(shù)字防爆對講手臺40余部（帶 GPS）；非防爆數(shù)字對講機手臺120余部（帶GPS）；數(shù)字集群基地臺15部。

在宏興股份公司辦公樓調(diào)度大廳建立應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)調(diào)度平臺，各基站通過光纜實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，配置應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)調(diào)度臺及應(yīng)用軟件，將其融合于在建的宏興股份公司調(diào)度信息化平臺中。應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)入網(wǎng)數(shù)字對講終端、集團公司IP 電話、固定模擬電話、酒嘉地區(qū)移動手機用戶之間的接駁。可實現(xiàn)重要通知在調(diào)度中心的廣播。利用廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鐵塔或高大建筑物，架設(shè)通信天線。

3多基站PDT數(shù)字集群系統(tǒng)組成與主要功能

3.1多基站 PDT數(shù)字集群系統(tǒng)組成

本項目采用單區(qū)多基站系統(tǒng)，單區(qū)多基站系統(tǒng)主要應(yīng)用于覆蓋范圍要求較大的地區(qū)或各個物理空間分離但需要統(tǒng)一管理的幾個地區(qū)。通過承載網(wǎng)將系統(tǒng)的控制中心與各基站連接起來，覆蓋范圍為幾個單基站的總和，同時實現(xiàn)統(tǒng)一管理調(diào)度。

多基站PDT數(shù)字集群系統(tǒng)主要包含以下3個組成部分：移動交換局（Mobile Service Switching Office， MSO）核心網(wǎng)、多套集群基站、移動通信終端若干部。其中MSO核心網(wǎng)，用于完成整個系統(tǒng)的互聯(lián)管理，控制邏輯組成包括中心控制單元、軟交換單元、數(shù)據(jù)庫單元、網(wǎng)管服務(wù)單元、調(diào)度服務(wù)單元、媒體交換單元（Medium Transform Unit，MTU）和互聯(lián)網(wǎng)關(guān)等；2套及以上集群基站，分別完成不同區(qū)域的無線信號覆蓋；多部手持終端、車載終端等接入基站，完成具體的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

3.2多基站 PDT數(shù)字集群系統(tǒng)主要功能

3.2.1移動交換局（MSO）

MSO功能包括跨基站維護操作，提供軟交換功能；管理核心網(wǎng)絡(luò)資源，分配系統(tǒng)資源；提供鏈接到第三方的接口網(wǎng)關(guān)，如調(diào)度臺、錄音服務(wù)器、公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（Public Switched Telephone Network，PSTN）等。

3.2.2 網(wǎng)管服務(wù)器（Network Management Server， NMS）

網(wǎng)管子系統(tǒng)由網(wǎng)管服務(wù)器 NMS 和網(wǎng)管客戶端 NMC 組成。實現(xiàn)應(yīng)急指揮系統(tǒng)軟硬件資源的管理和實時監(jiān)控及系統(tǒng)的遠程運維，便于運行人員對系統(tǒng)的監(jiān)控和維護人員開展故障排查[2]。網(wǎng)管子系統(tǒng)還提供用戶管理、性能統(tǒng)計和安全管理等功能。網(wǎng)管提供對系統(tǒng)各設(shè)備配置、管理和監(jiān)控的人機接口，通過網(wǎng)管服務(wù)器和移動交換局實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的配置、管理和操作維護。網(wǎng)管服務(wù)器一般安裝在 MSO 服務(wù)器上，通過 SNMP 收集PDT 集群系統(tǒng)網(wǎng)元狀態(tài)信息，管理PDT 集群系統(tǒng)。通過IP 網(wǎng)絡(luò)可以對基站進行遠程升級，通過 IP 網(wǎng)絡(luò)可以對基站、信道機及系統(tǒng)中所有的設(shè)備、群組、部門等信息進行管理，通過 IP 網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)控和管理系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、故障狀態(tài)以及告警信息顯示等。

3.2.3網(wǎng)管客戶端（NetworkManagementClient， NMC）

網(wǎng)管客戶端提供以下功能：用戶管理，包括用戶、組管理，單呼、組呼屬性管理；空口寫頻，包括空口開戶、空口寫頻；配置管理，包括基站配置、系統(tǒng)配置；告警管理，包括模塊告警、系統(tǒng)故障；拓撲管理，包括監(jiān)控PDT系統(tǒng)拓撲、編輯PDT系統(tǒng)拓撲；統(tǒng)計管理，包括PDT 系統(tǒng)狀態(tài)實時顯示、呼叫詳細記錄。3.2.4 調(diào)度臺系統(tǒng)（Dispatch Work Station，DWS）

通過調(diào)度臺，緊急通知和指令可以迅速有效地發(fā)送到目標(biāo)，實現(xiàn)可視化調(diào)度。實現(xiàn)在 PC 和 LCD拼接大屏、平板電腦等數(shù)字設(shè)備上結(jié)合 GIS 地理信息系統(tǒng)，對終端設(shè)備進行可視化調(diào)度。通過界面操作可以發(fā)起對移動臺的跟蹤。調(diào)度臺跟蹤移動臺時，可以獲得移動臺所在位置、開關(guān)機狀態(tài)等信息并在調(diào)度臺的顯示屏上顯示。系統(tǒng)對于不同業(yè)務(wù)用戶群，能支持多調(diào)度臺協(xié)調(diào)調(diào)度和主從調(diào)度臺管理指揮調(diào)度。系統(tǒng)可實現(xiàn)調(diào)度中心對各移動用戶的調(diào)度指揮通信功能，包括：調(diào)度指揮人員可為若干人建立臨時組，并發(fā)起臨時呼叫功能；可以通過 IP 網(wǎng)絡(luò)遠程打開被監(jiān)控對講機的PTT 鍵及麥克風(fēng)，監(jiān)聽該時間段內(nèi)的所有音頻信息。

3.2.5 數(shù)字錄音系統(tǒng)（Digital Voice Recording Sys? tem，DVRS）

DVRS 是一個基于 IP 的專業(yè)數(shù)字錄音系統(tǒng)，提供可靠的和具有成本效益的語音記錄、存儲和回放服務(wù)。DVRS 采用瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)，允許客戶使用 Web 瀏覽器進行快速檢索、下載和回放錄音文件。錄音保存時間不小于30 d，配置相應(yīng)的存儲設(shè)備。

3.2.6 媒體交換單元（MTU）

無線端采用SELP 或AMBE 語音編碼格式；有線端（包括PSTN 網(wǎng)關(guān)、調(diào)度臺、數(shù)字錄音系統(tǒng)等）采用 G.711a 語音編碼格式。

3.2.7 北斗/GPS 定位功能

每個基站能支持的定位終端數(shù)量，將依據(jù)每個終端定位信息的刷新間隔確定。4載頻PDT 基站開通一個專用的數(shù)字時隙傳輸北斗定位信息，可以做到每個基站上傳1000條/min 北斗定位信息，從而保證終端位置信息實時傳送到指揮中心，以便指揮中心可以快速獲知終端所處的位置，用于實時監(jiān)控與管理。結(jié)合北斗定位對有限資源進行科學(xué)管理和有效利用，從而實現(xiàn)更可靠、更直觀的應(yīng)急指揮調(diào)度。功能包括：訂閱 GPS、半雙工單呼、跟蹤終端、 GPS 定位、圈選呼叫、越區(qū)告警和地圖操作等。

3.2.8 安全功能

在PDT 數(shù)字集群協(xié)議規(guī)范中，對于安全功能分成鑒權(quán)和端到端加密。其中鑒權(quán)功能實現(xiàn)移動臺和集群基站間的雙向身份認證，而端到端加密功能又分成軟加密和硬加密兩種模式，語音提供端到端的機密性保護，為用戶數(shù)據(jù)提供端到端的機密性和完整性保護[3]。系統(tǒng)主控設(shè)備能實時地向調(diào)度臺傳送站點內(nèi)各個信道的工作狀態(tài)，以仿真畫面向調(diào)度人員顯示。系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)傳輸和位置數(shù)據(jù)的傳輸能力，系統(tǒng)能實現(xiàn)終端設(shè)備的呼叫優(yōu)先級，系統(tǒng)能實現(xiàn)對終端設(shè)備的ESN 認證。

4 應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)設(shè)計方案

4.1 需求分析

酒鋼廠區(qū)占地面積較大，廠區(qū)構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，樓群布置密集，各二級廠礦之間的位置及布形復(fù)雜，要實現(xiàn)整個酒鋼集團辦公區(qū)、各生產(chǎn)區(qū)廠內(nèi)外、各個礦區(qū)的互聯(lián)互通、自動漫游通信、全方位信號覆蓋且能實現(xiàn)集中統(tǒng)一的應(yīng)急通信指揮調(diào)度，需建設(shè)一套企業(yè)專屬的數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)集團公司內(nèi)各部門、各二級單位之間的調(diào)度通信。它具備公網(wǎng)通信不可替代的功能和作用。其優(yōu)勢在于建設(shè)成本相比程控電話和手機移動通信低得多；系統(tǒng)故障弱化能力強，系統(tǒng)維護和管理方便；信道動態(tài)分配，可解決通話阻塞問題；接口規(guī)范，應(yīng)用接口多；通話私密性強，緊急情況下可以一呼百應(yīng)；調(diào)度功能全面，對講機可分為不同優(yōu)先級，高級別可對低級別終端實現(xiàn)強拆強插等功能。

4.2建設(shè)方案

采用國內(nèi)外先進的數(shù)字無線集群通信技術(shù)，在酒鋼廠區(qū)和2個礦山分別各建立1個通信基站，通過IP 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使得數(shù)字移動對講終端可以無界限通話和發(fā)送接收信息，實現(xiàn)類似手機功能。其中本部建一個10信道數(shù)字集群基站；鏡鐵山礦區(qū)建設(shè)1個2信道數(shù)字集群基站；西溝礦區(qū)建設(shè)1個2信道數(shù)字集群基站，3個基站通過集團內(nèi)部光纜IP互聯(lián)，接入數(shù)字集群系統(tǒng)服務(wù)器。另外配備1套2信道數(shù)字便攜移動基站，用于克服對講機處于信號盲區(qū)或遠離主基站時的通信。

在股份公司調(diào)度大廳建立數(shù)字對講綜合管理平臺。實現(xiàn)可視化調(diào)度和集群系統(tǒng)管理，依托于北斗或 GPS 衛(wèi)星定位對各個基站所轄區(qū)域的現(xiàn)場生產(chǎn)管理人員進行定位、軌跡查詢、區(qū)域管控[4]；調(diào)度指揮平臺可以根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況進行現(xiàn)場臨時分組應(yīng)對相關(guān)事件，并可以對處于特殊環(huán)境中的數(shù)字集群對講機用戶通過短信方式推送重要指令。實現(xiàn)調(diào)度員對系統(tǒng)中的所有終端進行調(diào)度管理，包括調(diào)度員發(fā)起的單呼、組呼、全呼、廣播呼叫、監(jiān)聽、強插、強拆、遙暈遙斃、動態(tài)重組等。

系統(tǒng)組網(wǎng)原理圖如圖2所示。

廠區(qū)無線對講基站的天線架設(shè)在能源中心通訊部原有鐵塔上，基站設(shè)備安裝在通訊部二樓網(wǎng)絡(luò)機房。

鏡鐵山礦基站架設(shè)于3470水平提升機房平臺上，與兩信道基站一起，安裝2臺光纖射頻轉(zhuǎn)換近端機；立高4 m鐵桿或水泥桿，上面架設(shè)可變向四環(huán)陣高增益天線，分別朝向：3694水平和3820水平平臺方向、3127水平提升機房方向、礦區(qū)火車站方向和運選作業(yè)區(qū)破碎車間2640水平調(diào)度室方向。

西溝礦基站放置1個兩信道基站，設(shè)備安裝在西溝礦卷揚提升機房，該山頂架設(shè)四環(huán)陣可變向天線，露天作業(yè)面水平以下礦區(qū)辦公區(qū)域、生活區(qū)采用光纜連接近遠端機。

5效果評價

5.1 經(jīng)濟效益評價

系統(tǒng)建成后，信號覆蓋酒鋼集團公司所有辦公區(qū)域、西溝礦、鏡鐵山礦區(qū)及相關(guān)生產(chǎn)區(qū)域。應(yīng)急通信指揮車能夠作為移動網(wǎng)絡(luò)核心，在任意區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無線通訊網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。手臺具備自中轉(zhuǎn)功能，提高了通信可靠性。同時部分對講手臺為防爆型手臺，以供特殊環(huán)境使用。

能夠?qū)πl(wèi)星電話、移動電話、固定式電話、對講機等各平臺間進行接駁，實現(xiàn)相互間通信無障礙。各生產(chǎn)區(qū)之間可以實現(xiàn)互聯(lián)互通，實現(xiàn)對講機與車載臺之間單呼、組呼、群呼、短信、報警數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。便于分組管理，實現(xiàn)不同情況下，不同層級間的通信管控，如個呼、組呼和全呼等。

集群系統(tǒng)的調(diào)度能實現(xiàn) GPS定位，能夠?qū)νㄔ拑?nèi)容進行錄音存儲，可根據(jù)呼叫類型、呼叫ID、日期等信息查詢通話記錄，并進行錄音回放。能夠?qū)ぷ髋蓡稳蝿?wù)下發(fā)，系統(tǒng)內(nèi)各基站信道之間實現(xiàn)遇忙跳轉(zhuǎn)。依托于 GPS 定位（衛(wèi)星定位）可對現(xiàn)場人員進行跟蹤、查詢，實現(xiàn)活動區(qū)域管控、人員行動軌跡回放等功能[5]。

多基站數(shù)字集群系統(tǒng)的研發(fā)，實現(xiàn)了酒鋼集團公司對各廠區(qū)的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一管理，提高工作效率，節(jié)省頻率資源，為集團公司的生產(chǎn)運行保駕護航。

5.2社會效益評價

該系統(tǒng)建成后，也可以通過組網(wǎng)方式經(jīng)授權(quán)將需要的區(qū)域并入嘉峪關(guān)市、酒泉市等周邊公安或其他系統(tǒng)的對講通信系統(tǒng)中，作為城市輔助救援通信指揮系統(tǒng)的一部分。

6結(jié)語

應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)投運以來，運行穩(wěn)定。信號能覆蓋集團公司本部各廠及鏡鐵山礦、西溝礦。當(dāng)上述三地任何一處發(fā)生突發(fā)事件時，通過各單位配備的該應(yīng)急指揮對講系統(tǒng)，公司各級應(yīng)急救援指揮部門能第一時間得到現(xiàn)場情況匯報，能迅速下達救援指揮命令，保證各部門通信暢通，提高救援效率，縮短救援時間，減少事故損失。該系統(tǒng)提高了救援組織、生產(chǎn)調(diào)度、現(xiàn)場管理的效率和水平。

應(yīng)急指揮控制人員能夠通過該應(yīng)急對講系統(tǒng)快速匯報和迅速下達救援指揮命令，一些重點危險場所的巡檢人員或救援人員可以通過手持對講隨時隨地與本區(qū)域或跨區(qū)域應(yīng)急部門取得聯(lián)系，位于生產(chǎn)指揮控制中心的中心控制臺可以同時給指定應(yīng)急救援組或各級應(yīng)急救援組下達命令，實現(xiàn)了應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)集中統(tǒng)一管理、調(diào)度，為基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能工廠建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

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Application of Emergency Command Intercom System in EnterpriseSafety Production

WANG Guiming1，LIU Xiaojing2

（1.JiayuguanDayouEnterpriseGroupCo.，Ltd.，JiayuguanGansu，735100，China；2.GansuIronandSteelVocationalandTechnicalCollege，JiayuguanGansu，735100，China）

Abstract： Jiuquan Iron and Steel Group Company had numerous brands of analog walkie talkies that were un? able to be interconnected， some factories and mines do not have base stations， and the walkie-talkies can only com ? municate point-to-point with limited communication distance， especially in relatively enclosed steel structure facto ? ries， they cannot communicate with the outside of the factory and cannot be used as emergency command. This arti ? cle takes the construction of the emergency command intercom system of Jiuquan Iron and Steel Group Company as an example， discussing the background， goals， contents， construction plans， and functions of the system construc ? tion， and the evaluation of the effect of the system operation. This paper has certain reference significance for the construction of emergency command intercom systems in large industrial and mining enterprises， and for promoting the intelligent factory construction by digital transformation and upgrading of enterprises.

Keywords： emergency command; intercom system; application