1．前言

地質(zhì)調(diào)查工作肩負著為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供安全可靠的礦產(chǎn)資源保障和堅實地質(zhì)基礎支撐的重任。隨著地質(zhì)調(diào)查工作的加強，基礎地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源調(diào)查評價、水資源調(diào)查評價、地質(zhì)災害調(diào)查評價等工作，任務量增加很快，從事地質(zhì)調(diào)查工作的單位、人員和車輛越來越多，每年有幾千個項目組、數(shù)萬人和數(shù)千臺車輛分布在全國各地從事地質(zhì)調(diào)查工作。地質(zhì)調(diào)查作業(yè)地點大多在人煙稀少、交通不便、氣候條件復雜、生態(tài)環(huán)境惡劣的高原、深山、沙漠、海洋等艱險邊遠地區(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，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)查項目組1816個、人員22742人、車輛3902臺、實施緊急救援71起，協(xié)調(diào)外部工作環(huán)境574次，解決野外項目組后勤保障問題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無法運送、生活和生產(chǎn)物資短缺、運輸車輛陷入泥潭無法自救、人員迷路走失等安全事故。
隨著形勢的發(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現(xiàn)代野外地質(zhì)調(diào)查工作的要求?；诒倍?、GPRS、GPS技術，搭建地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對野外作業(yè)人員及車輛的全程、實時、動態(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)事件應急救援能力。

2．地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介

2.1 總體思路

地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)由網(wǎng)絡監(jiān)控中心、系統(tǒng)軟件和北斗終端設備等組成，利用國家地質(zhì)調(diào)查網(wǎng)絡體系、互聯(lián)網(wǎng)、北斗衛(wèi)星網(wǎng)絡和地面移動通信網(wǎng)絡，為地質(zhì)調(diào)查工作主體提供精確定位、路徑導航、發(fā)送緊急求救信號和自主救援服務，地質(zhì)調(diào)查項目承擔單位安全保障部門可全程、實時、動態(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 技術原理

地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體架構中，地質(zhì)調(diào)查工作主體配備專用定位通信終端設備，通過雙模衛(wèi)星定位技術（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（北斗短報文）和地面移動基站網(wǎng)絡（GPRS）兩種通信手段，保障網(wǎng)絡中心與地質(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)遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究技術原理圖

2.3 系統(tǒng)實現(xiàn)

地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)建設包括監(jiān)控中心建設、軟件平臺研發(fā)、北斗終端設備配備、應用推廣等工作。
2.3.1 監(jiān)控中心建設
監(jiān)控中心位于系統(tǒng)使用單位，配置服務器、應急指揮機、中央顯控屏。能夠瀏覽、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)遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件包括監(jiān)控保障平臺和北斗終端軟件兩部分。監(jiān)控保障平臺部署于網(wǎng)絡中心，實現(xiàn)項目承擔單位、野外工作站對野外作業(yè)人員、車輛安全監(jiān)控，野外作業(yè)突發(fā)事件應急處置調(diào)度指揮。用戶對象為局及項目承擔單位全體人員。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備，用于地質(zhì)調(diào)查工作主體定位、導航、交互通信、設置終端參數(shù)等。用戶對象為野外工作人員。
2.3.3 北斗終端設備配置
野外地質(zhì)調(diào)查安全保障需要對野外人員、車輛進行全程、實時、動態(tài)、可視化的跟蹤監(jiān)控，因此，北斗終端設備的研發(fā)或配備應滿足以下基本要求。
（1）定位：終端設備采用北斗衛(wèi)星和GPS雙模定位技術，具備切換功能。
（2）通信：終端設備采用北斗衛(wèi)星短報文和GPRS無線通信技術，可根據(jù)通信網(wǎng)絡環(huán)境自動切換。
（3）應用組合：工作環(huán)境處于地面移動通信網(wǎng)絡信號覆蓋區(qū)，采用北斗定位+GPRS組合或GPS+GPRS；無地面移動通信網(wǎng)絡信號覆蓋區(qū)，采用北斗定位+北斗短報文組合或GPS+北斗短報文組合。
（4）輔助功能：求救信號一鍵發(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)應用推廣
系統(tǒng)應用推廣工作主要采取印發(fā)培訓資料、集中培訓、個別單獨指導等方式展開。
（1）印制培訓資料
印制地質(zhì)調(diào)查安全保障系統(tǒng)操作說明書，包括軟件操作說明書和硬件設備使用說明書，分別針對安全生產(chǎn)管理保障平臺、終端設備軟件、終端設備硬件使用進行詳細說明。
（2）舉辦應用培訓班
組織用戶單位安全生產(chǎn)負責人、系統(tǒng)操作人員進行學習培訓。培訓內(nèi)容包括北斗衛(wèi)星技術知識，系統(tǒng)架構與功能，硬件終端設備功能，系統(tǒng)軟件和硬件終端設備操作使用方法等。
（3）數(shù)據(jù)維護與運行
各單位維護本單位基本數(shù)據(jù)，包括部門設置、車輛、人員信息等。各單位采購終端設備，配發(fā)野外工作組、車輛及人員，出隊前綁定終端設備與人員、車輛。
（4）應用指導
應用推廣期間，要有專人通過電話、電子郵件、網(wǎng)絡聊天等方式加強與用戶溝通，及時解決用戶在使用過程中的問題，保障基于北斗、GPRS、GPS的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)順利運行。

3.中國地質(zhì)調(diào)查局安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)應用案例

中國地質(zhì)調(diào)查局安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)是基于我國擁有自主知識產(chǎn)權的北斗系統(tǒng)和我國自主開發(fā)的電子地圖（天地圖）研究開發(fā)，對海陸空地質(zhì)調(diào)查作業(yè)人員、車輛、飛機、船只進行安全監(jiān)控的高新技術系統(tǒng)，實現(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，對海陸空地質(zhì)調(diào)查人員、車輛、飛機、船只進行衛(wèi)星定位、軌跡跟蹤、緊急呼救、應急救援等。該系統(tǒng)基于中國地質(zhì)調(diào)查局、項目承擔單位、野外工作站和野外工作組四級部署，協(xié)同保障野外人員安全。



圖2遠程監(jiān)控軟件平臺



圖3 北斗終端軟件



圖4研制的北斗終端設備



圖5應用培訓                      



圖6 應用推廣
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，應用次數(shù)70000余次。累計完成對1876個地質(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)100萬條，北斗短信交互14000條。及時響應并成功處理兩起野外報警求救事件。
相關運行單位認為，基于北斗、GPRS、GPS的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)研究實現(xiàn)了對每一名野外地質(zhì)隊員的定位與跟蹤，切實保障了野外地質(zhì)隊員特別是艱險地區(qū)野外地質(zhì)工作者的生命安全，意義重大。

圖7 應用證明

4．結(jié)束語

地質(zhì)調(diào)查事關能源、地質(zhì)基礎大業(yè)，是經(jīng)濟社會發(fā)展基礎之基礎，具有先導性、基礎性、綜合性和探索性等特點，其服務領域幾乎涉及國民經(jīng)濟建設的各個方面。然而，地質(zhì)調(diào)查行業(yè)因其具有高度的流動性、作業(yè)環(huán)境的不確定性、作業(yè)工作的艱險艱苦性，被列為高危行業(yè)。黨的十八大報告指出：要加強公共安全體系和企業(yè)安全生產(chǎn)基礎建設，要進一步貫徹“以人為本、安全發(fā)展”的理念。黨和國家領導人十分關心野外地質(zhì)調(diào)查安全保障和地質(zhì)工作者的疾苦，原國務院總理溫家寶同志曾專門批示“要關心和愛護科技人員，努力改善他們的工作環(huán)境”。2002年5月，中央有關領導同志批示有關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)遠程監(jiān)控系統(tǒng)建設過程中，研發(fā)了系統(tǒng)軟件和北斗終端設備，并在123個地勘單位進行了部署與應用。應用結(jié)果表明，基于北斗、GPRS、GPS技術研發(fā)的地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)遠程監(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)查安全事故風險，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)生巨大的社會效益。
方案提供方簡介：中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心是中國地質(zhì)調(diào)查局直屬事業(yè)單位，主要承擔水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)調(diào)查及相關技術研究與開發(fā)工作。現(xiàn)持有國土資源部地質(zhì)勘查、工程物探、地質(zhì)災害危險性評估、地質(zhì)災害勘查等甲級資質(zhì)證書。完成幾十項國家重大工程的地基及地質(zhì)災害勘查監(jiān)測、環(huán)境地質(zhì)評價、水源地勘探與評價任務，在國內(nèi)享有較高聲譽。
作者簡介：鄭寶鋒，男，1979年生，河北保定人，中國地質(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)遠程監(jiān)控系統(tǒng)項目研究與開發(fā)
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