1．前言

地質(zhì)調(diào)查工作肩負(fù)著為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供安全可靠的礦產(chǎn)資源保障和堅(jiān)實(shí)地質(zhì)基礎(chǔ)支撐的重任。隨著地質(zhì)調(diào)查工作的加強(qiáng)，基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)、水資源調(diào)查評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)等工作，任務(wù)量增加很快，從事地質(zhì)調(diào)查工作的單位、人員和車輛越來(lái)越多，每年有幾千個(gè)項(xiàng)目組、數(shù)萬(wàn)人和數(shù)千臺(tái)車輛分布在全國(guó)各地從事地質(zhì)調(diào)查工作。地質(zhì)調(diào)查作業(yè)地點(diǎn)大多在人煙稀少、交通不便、氣候條件復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境惡劣的高原、深山、沙漠、海洋等艱險(xiǎn)邊遠(yuǎn)地區(qū)。存在高山缺氧、高溫缺水、道路交通和通訊條件差等威脅地質(zhì)調(diào)查工作者生命財(cái)產(chǎn)安全和影響野外地質(zhì)調(diào)查工作順利開展的不利因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2003年至2012年，僅在拉薩、西寧、玉樹、格爾木、烏魯木齊和喀什野外工作站就接待了野外地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目組1816個(gè)、人員22742人、車輛3902臺(tái)、實(shí)施緊急救援71起，協(xié)調(diào)外部工作環(huán)境574次，解決野外項(xiàng)目組后勤保障問(wèn)題700余起。幾乎每年都發(fā)生因極端天氣、洪水毀路等造成病號(hào)無(wú)法運(yùn)送、生活和生產(chǎn)物資短缺、運(yùn)輸車輛陷入泥潭無(wú)法自救、人員迷路走失等安全事故。
隨著形勢(shì)的發(fā)展，地質(zhì)調(diào)查單位傳統(tǒng)的安全管理手段、安全保障措施等已不能適應(yīng)現(xiàn)代野外地質(zhì)調(diào)查工作的要求?；诒倍?、GPRS、GPS技術(shù)，搭建地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)野外作業(yè)人員及車輛的全程、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控，保持野外作業(yè)人員與所（中心、院）以及野外人員與野外人員間的雙向信息通信、緊急呼救與應(yīng)急保障，可以極大的提高地質(zhì)調(diào)查野外作業(yè)安全保障水平和野外地質(zhì)調(diào)查作業(yè)突發(fā)事件應(yīng)急救援能力。

2．地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 總體思路

地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心、系統(tǒng)軟件和北斗終端設(shè)備等組成，利用國(guó)家地質(zhì)調(diào)查網(wǎng)絡(luò)體系、互聯(lián)網(wǎng)、北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，為地質(zhì)調(diào)查工作主體提供精確定位、路徑導(dǎo)航、發(fā)送緊急求救信號(hào)和自主救援服務(wù)，地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目承擔(dān)單位安全保障部門可全程、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、可視化的獲知地質(zhì)調(diào)查工作主體的位置、工作和安全狀況，并保持雙向通信渠道暢通。

2.2 技術(shù)原理

地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)中，地質(zhì)調(diào)查工作主體配備專用定位通信終端設(shè)備，通過(guò)雙模衛(wèi)星定位技術(shù)（北斗定位為主，GPS定位為輔），獲取主體精確位置信息。利用空間衛(wèi)星通信鏈路（北斗短報(bào)文）和地面移動(dòng)基站網(wǎng)絡(luò)（GPRS）兩種通信手段，保障網(wǎng)絡(luò)中心與地質(zhì)調(diào)查工作主體間的定位數(shù)據(jù)、指令數(shù)據(jù)交互傳輸（圖1）。



圖1 地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究技術(shù)原理圖

2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)包括監(jiān)控中心建設(shè)、軟件平臺(tái)研發(fā)、北斗終端設(shè)備配備、應(yīng)用推廣等工作。
2.3.1 監(jiān)控中心建設(shè)
監(jiān)控中心位于系統(tǒng)使用單位，配置服務(wù)器、應(yīng)急指揮機(jī)、中央顯控屏。能夠?yàn)g覽、監(jiān)控所有野外作業(yè)人員、車輛位置信息；能夠向所有野外作業(yè)人員、車輛進(jìn)行短信通信交互。是重大突發(fā)事件的最高指揮、決策中心。
2.3.2 系統(tǒng)軟件研發(fā)
基于北斗、GPRS、GPS的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括監(jiān)控保障平臺(tái)和北斗終端軟件兩部分。監(jiān)控保障平臺(tái)部署于網(wǎng)絡(luò)中心，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目承擔(dān)單位、野外工作站對(duì)野外作業(yè)人員、車輛安全監(jiān)控，野外作業(yè)突發(fā)事件應(yīng)急處置調(diào)度指揮。用戶對(duì)象為局及項(xiàng)目承擔(dān)單位全體人員。北斗終端軟件部署于地質(zhì)調(diào)查工作主體配備的北斗終端設(shè)備，用于地質(zhì)調(diào)查工作主體定位、導(dǎo)航、交互通信、設(shè)置終端參數(shù)等。用戶對(duì)象為野外工作人員。
2.3.3 北斗終端設(shè)備配置
野外地質(zhì)調(diào)查安全保障需要對(duì)野外人員、車輛進(jìn)行全程、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、可視化的跟蹤監(jiān)控，因此，北斗終端設(shè)備的研發(fā)或配備應(yīng)滿足以下基本要求。
（1）定位：終端設(shè)備采用北斗衛(wèi)星和GPS雙模定位技術(shù)，具備切換功能。
（2）通信：終端設(shè)備采用北斗衛(wèi)星短報(bào)文和GPRS無(wú)線通信技術(shù)，可根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自動(dòng)切換。
（3）應(yīng)用組合：工作環(huán)境處于地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋區(qū)，采用北斗定位+GPRS組合或GPS+GPRS；無(wú)地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋區(qū)，采用北斗定位+北斗短報(bào)文組合或GPS+北斗短報(bào)文組合。
（4）輔助功能：求救信號(hào)一鍵發(fā)送。具備文字錄入，顯示、瀏覽地圖和數(shù)據(jù)交互能力。
2.3.4 系統(tǒng)應(yīng)用推廣
系統(tǒng)應(yīng)用推廣工作主要采取印發(fā)培訓(xùn)資料、集中培訓(xùn)、個(gè)別單獨(dú)指導(dǎo)等方式展開。
（1）印制培訓(xùn)資料
印制地質(zhì)調(diào)查安全保障系統(tǒng)操作說(shuō)明書，包括軟件操作說(shuō)明書和硬件設(shè)備使用說(shuō)明書，分別針對(duì)安全生產(chǎn)管理保障平臺(tái)、終端設(shè)備軟件、終端設(shè)備硬件使用進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
（2）舉辦應(yīng)用培訓(xùn)班
組織用戶單位安全生產(chǎn)負(fù)責(zé)人、系統(tǒng)操作人員進(jìn)行學(xué)習(xí)培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容包括北斗衛(wèi)星技術(shù)知識(shí)，系統(tǒng)架構(gòu)與功能，硬件終端設(shè)備功能，系統(tǒng)軟件和硬件終端設(shè)備操作使用方法等。
（3）數(shù)據(jù)維護(hù)與運(yùn)行
各單位維護(hù)本單位基本數(shù)據(jù)，包括部門設(shè)置、車輛、人員信息等。各單位采購(gòu)終端設(shè)備，配發(fā)野外工作組、車輛及人員，出隊(duì)前綁定終端設(shè)備與人員、車輛。
（4）應(yīng)用指導(dǎo)
應(yīng)用推廣期間，要有專人通過(guò)電話、電子郵件、網(wǎng)絡(luò)聊天等方式加強(qiáng)與用戶溝通，及時(shí)解決用戶在使用過(guò)程中的問(wèn)題，保障基于北斗、GPRS、GPS的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)順利運(yùn)行。

3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用案例

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是基于我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗系統(tǒng)和我國(guó)自主開發(fā)的電子地圖（天地圖）研究開發(fā)，對(duì)海陸空地質(zhì)調(diào)查作業(yè)人員、車輛、飛機(jī)、船只進(jìn)行安全監(jiān)控的高新技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)規(guī)范化管理、系統(tǒng)化管理、現(xiàn)代化管理，對(duì)海陸空地質(zhì)調(diào)查人員、車輛、飛機(jī)、船只進(jìn)行衛(wèi)星定位、軌跡跟蹤、緊急呼救、應(yīng)急救援等。該系統(tǒng)基于中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、項(xiàng)目承擔(dān)單位、野外工作站和野外工作組四級(jí)部署，協(xié)同保障野外人員安全。



圖2遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件平臺(tái)



圖3 北斗終端軟件



圖4研制的北斗終端設(shè)備



圖5應(yīng)用培訓(xùn)                      



圖6 應(yīng)用推廣
截止2013年5月，系統(tǒng)使用單位數(shù)123家，使用人數(shù)9700余人、車輛1000余輛，應(yīng)用次數(shù)70000余次。累計(jì)完成對(duì)1876個(gè)地質(zhì)調(diào)查野外工作組9506人、1533 車的安全監(jiān)控，接收定位數(shù)據(jù)100萬(wàn)條，北斗短信交互14000條。及時(shí)響應(yīng)并成功處理兩起野外報(bào)警求救事件。
相關(guān)運(yùn)行單位認(rèn)為，基于北斗、GPRS、GPS的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)每一名野外地質(zhì)隊(duì)員的定位與跟蹤，切實(shí)保障了野外地質(zhì)隊(duì)員特別是艱險(xiǎn)地區(qū)野外地質(zhì)工作者的生命安全，意義重大。

圖7 應(yīng)用證明

4．結(jié)束語(yǔ)

地質(zhì)調(diào)查事關(guān)能源、地質(zhì)基礎(chǔ)大業(yè)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)之基礎(chǔ)，具有先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性、綜合性和探索性等特點(diǎn)，其服務(wù)領(lǐng)域幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面。然而，地質(zhì)調(diào)查行業(yè)因其具有高度的流動(dòng)性、作業(yè)環(huán)境的不確定性、作業(yè)工作的艱險(xiǎn)艱苦性，被列為高危行業(yè)。黨的十八大報(bào)告指出：要加強(qiáng)公共安全體系和企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)建設(shè)，要進(jìn)一步貫徹“以人為本、安全發(fā)展”的理念。黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人十分關(guān)心野外地質(zhì)調(diào)查安全保障和地質(zhì)工作者的疾苦，原國(guó)務(wù)院總理溫家寶同志曾專門批示“要關(guān)心和愛(ài)護(hù)科技人員，努力改善他們的工作環(huán)境”。2002年5月，中央有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)同志批示有關(guān)部門要積極提高野外地質(zhì)工作安全保障水平。
地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，研發(fā)了系統(tǒng)軟件和北斗終端設(shè)備，并在123個(gè)地勘單位進(jìn)行了部署與應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，基于北斗、GPRS、GPS技術(shù)研發(fā)的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效提高地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)能力，有力地保障地質(zhì)調(diào)查從業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，降低職業(yè)危害和野外地質(zhì)調(diào)查安全事故風(fēng)險(xiǎn)，有力保障地質(zhì)調(diào)查工作的順利開展，已經(jīng)并將繼續(xù)產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。
方案提供方簡(jiǎn)介：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局直屬事業(yè)單位，主要承擔(dān)水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查及相關(guān)技術(shù)研究與開發(fā)工作。現(xiàn)持有國(guó)土資源部地質(zhì)勘查、工程物探、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估、地質(zhì)災(zāi)害勘查等甲級(jí)資質(zhì)證書。完成幾十項(xiàng)國(guó)家重大工程的地基及地質(zhì)災(zāi)害勘查監(jiān)測(cè)、環(huán)境地質(zhì)評(píng)價(jià)、水源地勘探與評(píng)價(jià)任務(wù)，在國(guó)內(nèi)享有較高聲譽(yù)。
作者簡(jiǎn)介：鄭寶鋒，男，1979年生，河北保定人，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心軟件研發(fā)室副主任，開展基于北斗、GPRS、GPS的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目研究與開發(fā)
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