專利名稱：一種地質災害監測預警和應急指揮系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種地質災害監測預警和應急指揮系統，具體地說是對地質災害監測、報警并實現遠程指揮快速搶險的自動化系統。
背景技術：
當前，我國相當重視地質災害的防治，施行了《地質災害防治條例》，《條例》從地質災害的防治原則、等級、應急預案、以及主要法律制度等作出了具體的規定和要求，這對提高地質災害的防治能力起到了相當重要的作用，而從目前對地質災害點的監測方法來說， 僅僅有埋樁法、埋釘法、上漆法、貼片法等直觀、簡單的機械的一些物理方法，而運用科學的系統技術，接收地質災害點的不同聲、光、電來分析預防地質災害，從而來提高地質災害監測預警的準確性和臨災的快速反應能力尚不理想，建立統一指揮、統一管理、統一調度的市、縣、鄉等多級地質災害監測預警和應急指揮系統尚未實現。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種地質災害監測預警和應急指揮系統，實時實地監測、 及時反饋，實現在第一時間指揮實施搶險救災，最大限度地避免或減輕地質災害造成的損失。為實現上述目的，本發明的地質災害監測預警和應急指揮系統由前端系統、中端系統和末端系統組成，前端系統由前端探測感應系統和現場攝像系統構成，前端探測感應系統由裂縫探測感應箱和前端觸發開關構成；現場攝像系統由視頻服務器、高音喇叭、擴音器、拾音器或者無線麥克風、模擬攝像機，無線網橋、交換機、避雷模塊、POE模塊、太陽能蓄電池構成，前端裂縫探測感應箱的箱體連接插座通過信號線與前端觸發開關電連接，裂縫探測感應箱通過發射無線信號與中端智能控制主機連通，視頻服務器的網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，視頻服務器的視頻輸入端口通過視頻線與攝像機的視頻輸出端口電連接，視頻服務器的音頻輸入端口通過音頻線與無線麥克風主機的音頻輸出端口電連接，無線麥克風通過無線信號與無線麥克風主機連通，視頻服務器音頻輸出端口通過音頻線與擴音器的音頻輸入端口電連接，擴音器的音頻輸出接口通過音頻線與高音喇叭電連接，高音喇叭的電源模塊通過電源線與擴音器的12V供電模塊電連接，無線網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE模塊的POE端口電連接，POE模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋通過發射無線信號和接收中繼網橋信號與中繼網橋連通，POE 的電源模塊、攝像機的電源模塊、擴音器的供電模塊和無線麥克風主機的供電模塊通過電源線與12V的太陽能蓄電池電連接或通過其它類型的12V電源電連接；中端系統由信號處理轉發系統和中繼系統構成，信號處理轉發系統由智能控制主機、智能開關、疏散通道(自動照明燈光)、高音警號構成；中繼系統由1對中繼網橋、避雷模塊、POE供電模塊、交換機構成，智能控制主機通過接收前端裂縫探測感應箱發射的無線信號與前端裂縫探測感應箱連通，智能控制主機通過發射無線信號與智能開關連通，智能開關通過接收智能控制主機發射的無線信號與智能控制主機連通，智能開關電源端子通過電源線與電燈的電源端子電連接，智能開關電源端子通過電源線與高音警號的電源端子電連接，智能控制主機電話端口通過電話線接入公共電話網絡，或智能控制主機通過UIM、SIM 模塊插入UIM卡或SIM卡接入公共電話網絡，智能控制主機的電源模塊通過電源線與12V 的電源電連接，中繼網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE供電模塊的POE端口電連接， POE供電模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的 OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，中繼網橋通過接收發射前端無線網橋和末端(終端)無線網橋的無線信號與前端網橋和末端(終端)連通；末端系統由接警中心機、監視器或電視墻、視頻解碼器、矩陣、客戶端計算機(應含接警中心配套軟件和視頻服務器客戶端軟件)、路由器、交換機、中心服務器計算機、無線麥克風主機、擴音器、 音箱或高音喇叭、無線網橋、避雷器、POE模塊，UPS構成，接警中心的電話接口通過電話線接入公共電話網絡接收中部智能控制主機發送的信息與中部智能控制主機連接，接警中心的R232接口通過R232數據線與客戶端計算機的R232接口電連接，客戶端計算機網絡接口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，客戶端主機的音頻輸入端口通過音頻線與無線麥克風主機的音頻輸出端口電連接，無線麥克風通過無線信號與無線麥克風主機連接， 客戶端主機音頻輸出端口通過音頻線與擴音器的音頻輸入端口電連接，擴音器的音頻輸出接口通過音頻線與高音喇叭電連接，高音喇叭的電源模塊通過電源線與擴音器的12V供電模塊電連接，視頻解碼器的網絡接口通過網絡數據線與交換機的網絡接口電連接，視頻解碼器輸出端口通過視頻線與矩陣的輸入接口電連接，矩陣的VGA接口通過信號線與電視墻電連接，或視頻解碼器輸出端口直接與監視器電連接，中心服務器的網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE供電模塊的 POE端口電連接，POE供電模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋通過發射無線信號和接收中繼網橋無線信號與中繼網橋連通，路由器的LAN端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，路由器的WAN端口通過信號線接入INTER網，路由器供電模塊、交換機供電模塊、無線網橋供電模塊、中心服務器供電模塊、客戶端計算機供電模塊、視頻解碼器供電模塊、無線麥克風主機供電模塊、擴音器供電模塊、接警中心供電模塊通過電源線與UPS電源電連接。本發明的地質災害監測預警和應急指揮系統與現有技術相比具有如下優異效果采用無線探測遙感技術，實時實地監測可能發生地質災害的山體情況，當監測到山體崩塌、下滑、開裂在Icm左右時，感應設備自動觸發地災點的前端(現場)預警設備，同時通過信號處理、中繼轉發設備快速地將地災點的實時信號，同步傳輸到縣、市等多級地災防范指揮中心，以便于災區的干部和群眾及時防范、避讓、撤離地災點，達到防災減災的目的。采用本發明具有精確度高，位移距離為Icm左右即可監測到可能發生的地質災害并發出預警信號，同時對可能發生地質災害的現場實現全天候( 小時)、全方位、多角度、 多內容的實地監控；速度快，該系統能在1分鐘內準確地同步向市、縣、鄉多級指揮中心發布數據信息、發布警報和開啟應急疏散通道，便于領導的決策和指揮，及時疏散群眾，從而最大限度地保障了群眾的生命安全；該系統為抗干擾、高帶寬無線傳輸系統，安裝、擴容簡易，不受地面惡劣環境影響和限制，無需架線挖溝，工程成本低，安裝時間短；效率高，在指揮中心可實現1人同時檢測多個地質災害點，大大節省人力、物力，在惡劣天氣來臨時，利用遠程監控畫面對每個地災危險點進行監測，降低了一線工作人員到災點觀測的工作量， 保障了一線工作人員的人身安全；應用范圍廣泛，可用于可能發生的地質災害點、水庫壩體、房屋裂痕等的監測預警和應急指揮；易維護，無需工作人員去地質災害點現場進行維護，應急指揮中心能對前端設備參數進行遠程設置、修改、恢復和重啟；存儲靈活，所有數據可根據實際情況保存于前端存儲介質、應急指揮中心服務器或數據同步同時保存于前端存儲介質和應急指揮中心服務器；安全性高，系統支持身份密碼認證，具有完善的權限管理， 根據用戶實際管理權限的不同，用戶只能使用相應級別的管理權限功能。
圖1為本發明地質災害監測預警和應急指揮系統的總連接示意圖。圖2為前端探測感應系統內部連接關系示意圖。圖3為現場攝像系統內部連接關系示意圖。圖4為信號處理轉發系統內部連接關系示意圖。圖5為中繼系統內部連接關系示意圖。圖6為末端(終端)系統內部連接關系示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的地質災害監測預警和應急指揮系統作進一步的詳細描述。圖1所示的地質災害監測預警和應急指揮系統由前端系統、中端系統和末端系統組成，前端系統由前端探測感應系統和現場攝像系統構成，前端探測感應系統由裂縫探測感應箱和前端觸發開關構成；現場攝像系統由視頻服務器、高音喇叭、擴音器、拾音器或者無線麥克風、模擬攝像機，無線網橋、交換機、避雷模塊、POE模塊、太陽能蓄電池構成，中端系統由信號處理轉發系統和中繼系統構成，信號處理轉發系統由智能控制主機、智能開關、 疏散通道(自動照明燈光)、高音警號構成；中繼系統由1對中繼網橋、避雷模塊、POE供電模塊、交換機構成，末端系統由接警中心機、監視器或電視墻、視頻解碼器、矩陣、客戶端計算機(應含接警中心配套軟件和視頻服務器客戶端軟件)、路由器、交換機、中心服務器計算機、無線麥克風主機、擴音器、音箱或高音喇叭、無線網橋、避雷器、POE模塊，UPS構成，前端裂縫探測感應箱的箱體連接插座通過信號線與前端觸發開關電連接，裂縫探測感應箱通過發射無線信號與中端智能控制主機連通，接警中心的電話接口通過電話線接入公共電話網絡接收中部智能控制主機發送的信息與中部智能控制主機連通。圖2所示的前端探測感應系統由裂縫探測感應箱和前端觸發開關構成，前端裂縫探測感應箱的箱體連接插座通過信號線與前端觸發開關電連接，裂縫探測感應箱通過發射無線信號與中端智能控制主機連接。圖3所示的現場攝像系統由視頻服務器、高音喇叭、擴音器、拾音器或者無線麥克風、模擬攝像機，無線網橋、交換機、避雷模塊、POE模塊、太陽能蓄電池構成，視頻服務器的網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，視頻服務器的視頻輸入端口通過視頻線與攝像機的視頻輸出端口電連接，視頻服務器的音頻輸入端口通過音頻線與無線麥克風主機的音頻輸出端口電連接，無線麥克風通過無線信號與無線麥克風主機連通，視頻服務器音頻輸出端口通過音頻線與擴音器的音頻輸入端口電連接，擴音器的音頻輸出接口通過音頻線與高音喇叭電連接，高音喇叭的電源模塊通過電源線與擴音器的12V供電模塊電連接，無線網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE模塊的POE端口電連接，POE模塊的LAN 端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，POE的電源模塊、攝像機的電源模塊、擴音器的供電模塊和無線麥克風主機的供電模塊通過電源線與12V的太陽能蓄電池電連接或通過其它類型的12V電源電連接。圖4所示的信號處理轉發系統由智能控制主機、智能開關、疏散通道(自動照明燈光)高音警號構成，智能控制主機通過接收前端裂縫探測感應箱發射的無線信號與前端裂縫探測感應箱連通，智能控制主機通過發射無線信號與智能開關連通，智能開關通過接收智能控制主機發射的無線信號與智能控制主機連通，智能開關電源端子通過電源線與電燈的電源端子電連接，智能開關電源端子通過電源線與高音警號的電源端子電連接，智能控制主機電話端口通過電話線接入公共電話網絡，或智能控制主機通過UIM、SIM模塊插入 UIM卡或SIM卡接入公共電話網絡，智能控制主機的電源模塊通過電源線與12V的電源電連接。圖5所示的中繼系統由1對中繼網橋，避雷模塊、POE供電模塊、交換機構成，中繼網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE供電模塊的POE端口電連接，POE供電模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接。圖6所示的末端系統由接警中心機、監視器或電視墻、視頻解碼器、矩陣、客戶端計算機(應含接警中心配套軟件和視頻服務器客戶端軟件)、路由器、交換機、中心服務器計算機、無線麥克風主機、擴音器、音箱或高音喇叭、無線網橋、避雷器、POE模塊，UPS構成， 接警中心的電話接口通過電話線接入公共電話網絡接收中部智能控制主機發送的信息與中部智能控制主機連通，接警中心的R232接口通過R232數據線與客戶端計算機的R232接口電連接，客戶端計算機網絡接口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，客戶端主機的音頻輸入端口通過音頻線與無線麥克風主機的音頻輸出端口電連接，無線麥克風通過無線信號與無線麥克風主機連通，客戶端主機音頻輸出端口通過音頻線與擴音器的音頻輸入端口電連接，擴音器的音頻輸出接口通過音頻線與高音喇叭電連接，高音喇叭的電源模塊通過電源線與擴音器的12V供電模塊電連接，視頻解碼器的網絡接口通過網絡數據線與交換機的網絡接口電連接，視頻解碼器輸出端口通過視頻線與矩陣的輸入接口電連接，矩陣的VGA接口通過信號線與電視墻電連接，或視頻解碼器輸出端口直接與監視器電連接， 中心服務器的網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE供電模塊的POE端口電連接，POE供電模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋通過發射無線信號和接收中繼網橋的無線信號與中繼網橋連通，路由器的WAN端口通過信號線接入INTER網，路由器供電模塊、交換機供電模塊、無線網橋供電模塊、中心服務器供電模塊、客戶端計算機供電模塊、視頻解碼器供電模塊、無線麥克風主機供電模塊、擴音器供電模塊、接警中心供電模塊通過電源線與UPS電源電連接。同時中繼系統也可通過INTER網連接末端。工作過程當山體發生移動或地質災害發生時(山體移動或裂縫增大ICM左右時)，山體擠壓前端探測感應觸發開關時，開關處于連接狀態，2秒后開關自動斷開，感應箱即發射無線信號，傳輸給中部信號處理轉發系統，如未發生山體移動或地質災害，該系統處于探測休眠狀態。攝像機實時采集現場視頻數據，通過視頻線傳輸給視頻服務器；拾音器或無線麥克風采集實時語音數據，通過音頻線傳送至視頻服務器；經視頻服務器處理后，由RJ45數據線發送給交換機，然后又經RJ45數據線轉發到無線網橋，最后由無線網橋通過無線電波傳送到中繼系統。當若干個前段信號接收后，信號處理轉發系統可自動處理并轉發出不同的地災點標識碼和方位碼，并通過PSTN或⑶MA、GSM、TD-SCDMA, W⑶MA向末端接警中心傳送該標識碼和方位碼，同時發送無線信令給智能開關，智能開關自動開啟疏散通道的照明燈光和高音警號，以便災點群眾的疏散。中繼系統若干前端的視頻和語音數據信號進行放大、集中并通過無線網或者公網傳送至末端(終端)控制中心，同時將末端中心服務器發出的相關搶險指令和攝像機控制信令通過無線網發回前端無線網橋。當縣、市兩級(可實施多級接警中心)接警中心接收到中部處理轉發系統發出的方位碼和標識碼時，縣、市兩級的末端計算機自動彈出數據庫內的發生地質災害的位置點航拍圖，交通圖，所處轄區的行政、公安、醫療等相關部門責任人的詳細信息(如名稱，聯系方式等)；同時值班人員通過縣、市末端計算機向中心服務器請求開啟應急指揮平臺功能， 中心服務器予以響應并連通縣、市末端計算機和地災點前端視頻服務器視頻語音信道，且末端計算機通過無線網或公網發送應急指揮控制數據到中心服務器計算機，經中心服務器計算機判定后，發送給交換機，然后由交換機再轉發給末端無線網橋發送無線信號至中繼系統或由路由器從公網發送數據到中繼系統，再通過無線網絡轉發至前端。當搶險工作人員進入現場時，工作人員可通過前端部分無線麥克風向指揮中心報告現場的相關具體情況，實現雙向語音通信。
權利要求
1.一種地質災害監測預警和應急指揮系統，由前端系統、中端系統和末端系統組成，前端系統由前端探測感應系統和現場攝像系統構成，前端探測感應系統由裂縫探測感應箱和前端觸發開關構成；現場攝像系統由視頻服務器、高音喇叭、擴音器、拾音器或者無線麥克風、模擬攝像機，無線網橋、交換機、避雷模塊、POE模塊、太陽能蓄電池構成，中端系統由信號處理轉發系統和中繼系統構成，信號處理轉發系統由智能控制主機、智能開關、疏散通道 (自動照明燈光)、高音警號構成；中繼系統由1對中繼網橋、避雷模塊、POE供電模塊、交換機構成，末端系統由接警中心機、監視器或電視墻、視頻解碼器、矩陣、客戶端計算機(應含接警中心配套軟件和視頻服務器客戶端軟件)、路由器、交換機、中心服務器計算機、無線麥克風主機、擴音器、音箱或高音喇叭、無線網橋、避雷器、POE模塊，UPS構成，其特征在于前端裂縫探測感應箱的箱體連接插座通過信號線與前端觸發開關電連接，裂縫探測感應箱通過發射無線信號與中端智能控制主機連通，接警中心的電話接口通過電話線接入公共電話網絡接收中部智能控制主機發送的信息與中部智能控制主機連通。
2.根據權利要求1所述的地質災害監測預警和應急指揮系統，其特征在于視頻服務器的網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，視頻服務器的視頻輸入端口通過視頻線與攝像機的視頻輸出端口電連接，視頻服務器的音頻輸入端口通過音頻線與無線麥克風主機的音頻輸出端口電連接，無線麥克風通過無線信號與無線麥克風主機連通，視頻服務器音頻輸出端口通過音頻線與擴音器的音頻輸入端口電連接，擴音器的音頻輸出接口通過音頻線與高音喇叭電連接，高音喇叭的電源模塊通過電源線與擴音器的12V供電模塊電連接，無線網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE模塊的POE端口電連接，POE模塊的 LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，POE的電源模塊、攝像機的電源模塊、擴音器的供電模塊和無線麥克風主機的供電模塊通過電源線與12V的太陽能蓄電池電連接或通過其它類型的12V電源電連接。
3.根據權利要求1所述的地質災害監測預警和應急指揮系統，其特征在于智能控制主機通過接收前端裂縫探測感應箱發射的無線信號與前端裂縫探測感應箱連通，智能控制主機通過發射無線信號與智能開關連通，智能開關通過接收智能控制主機發射的無線信號與智能控制主機連通，智能開關電源端子通過電源線與電燈的電源端子電連接，智能開關電源端子通過電源線與高音警號的電源端子電連接，智能控制主機電話端口通過電話線接入公共電話網絡，或智能控制主機通過UIM、SIM模塊插入UIM卡或SIM卡接入公共電話網絡， 智能控制主機的電源模塊通過電源線與12V的電源電連接。
4.根據權利要求1所述的地質災害監測預警和應急指揮系統，其特征在于中繼網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE供電模塊的POE端口電連接，POE供電模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接。
5.根據權利要求1所述的地質災害監測預警和應急指揮系統，其特征在于接警中心的電話接口通過電話線接入公共電話網絡接收中部智能控制主機發送的信息與中部智能控制主機連通，接警中心的R232接口通過R232數據線與客戶端計算機的R232接口電連接， 客戶端計算機網絡接口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，客戶端主機的音頻輸入端口通過音頻線與無線麥克風主機的音頻輸出端口電連接，無線麥克風通過無線信號與無線麥克風主機連通，客戶端主機音頻輸出端口通過音頻線與擴音器的音頻輸入端口電連接，擴音器的音頻輸出接口通過音頻線與高音喇叭電連接，高音喇叭的電源模塊通過電源線與擴音器的12V供電模塊電連接，視頻解碼器的網絡接口通過網絡數據線與交換機的網絡接口電連接，視頻解碼器輸出端口通過視頻線與矩陣的輸入接口電連接，矩陣的VGA接口通過信號線與電視墻電連接，或視頻解碼器輸出端口直接與監視器電連接，中心服務器的網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋的網絡端口通過網絡數據線與POE供電模塊的POE端口電連接，POE供電模塊的LAN端口通過網絡數據線與避雷模塊的IN網絡端口電連接，避雷模塊的OUT網絡端口通過網絡數據線與交換機的網絡端口電連接，無線網橋通過發射無線信號和接收中繼網橋的無線信號與中繼網橋連通，路由器的 WAN端口通過信號線接入INTER網，路由器供電模塊、交換機供電模塊、無線網橋供電模塊、 中心服務器供電模塊、客戶端計算機供電模塊、視頻解碼器供電模塊、無線麥克風主機供電模塊、擴音器供電模塊、接警中心供電模塊通過電源線與UPS電源電連接。
6.根據權利要求1所述的地質災害監測預警和應急指揮系統，其特征在于同時中繼系統也可通過INTER網連接末端。
全文摘要
本發明公開了一種地質災害監測預警和應急指揮系統，由前端系統、中端系統和末端系統組成，前端裂縫探測感應箱的箱體連接插座通過信號線與前端觸發開關電連接，裂縫探測感應箱通過發射無線信號與中端智能控制主機連通，接警中心的電話接口通過電話線接入公共電話網絡接收中部智能控制主機發送信息與中部智能控制主機連通，采用無線探測遙感技術，實時實地監測可能發生地質災害的山體情況，通過感應設備自動觸發地災點的前端(現場)預警設備，經信號處理、中繼轉發設備快速將地災信號同步傳輸地災防范指揮中心，以便于災區的干部和群眾及時防范、避讓、撤離地災點，達到防災減災的目的。
文檔編號H04L29/08GK102289913SQ20111016623
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月9日 優先權日2011年6月9日
發明者余磊 申請人:余磊