CN102547574A - 一种井下紧急定位呼叫的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下紧急定位呼叫的方法和装置，其利用移动网络的CELL-ID定位技术，通过访问HLR(位置寄存器)，实时获取井下移动终端用户的相关动态消息，通过建立移动网络小区和矿井井下巷道、采区图的拓扑关系，将移动终端用户状态和位置信息显示在拓扑图上，在紧急情况发送时，本装置可实现自动、人工方式对处于井下危险区的移动终端用户发起紧急呼叫，指导工作人员避险。本发明将紧急呼叫功能和井下人员定位功能相融合，具有呼叫效率高，3G移动设备不做改动的特点，很好的解决了紧急情况下及时通知适当危险群体的问题。
Description
技术领域
本发明属于井下安全设备技术领域，尤其是一种井下紧急定位呼叫的方法和装置，用于紧急情况下对井下人员进行定位、呼叫和广播。
背景技术
矿区的井下安全问题，一直是个矿区单位十分重视的问题，但是由于矿区井下环境的复杂，通信手段的单一，在危险发生时，如何迅速、准确的定位处于危险区的工作人员，并进行及时、高效的指导工作人员避险是一个老大难问题。
目前矿区针对井下紧急情况下的措施主要采用调度员呼叫结合广播系统的方案，在危险发生时，调度员依据预案向危险区的工作人员拨打电话进行通知，但由于调度员无法实时在线的获知危险区的实际工作人员情况，一般采取向危险区的固定电话或可能在此区域工作的人员的移动终端拨打电话，通知人员避险，同时打开危险区域广播系统，广播危险信息，指挥人员避险。这种方式无法正确定位危险区工作人员，在危险发生时，工作效率低下，同时广播系统工作方式的单向性，在广播前无法了解危险区域工作人员的具体情况，广播后也无法获知事件处理结果，操作上盲目性很大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种井下紧急定位呼叫的方法和装置，本发明将紧急呼叫功能和井下人员定位功能相融合，具有呼叫效率高，3G移动设备不做改动的特点，很好的解决了紧急情况下及时通知适当危险群体的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
本发明的井下紧急定位呼叫的方法为：
1)在井下使基站天线沿巷道的方向进行布置，使整个巷道被蜂窝式小区网络架构的移动网络全覆盖，组成的多移动小区的覆盖范围成为与巷道相应的线状结构；并且建立移动小区在井下巷道地图上的位置和覆盖半径的拓扑关系图，同时对各小区进行编号管理。
2)井下人员持有移动终端，移动终端在工作时，需要和自身活动所处的移动小区的基站天线进行信息交互，当其活动到另一个基站天线的移动小区时，其相应的信息交互就转移到另一个基站天线，移动终端的小区识别号CELL-ID随移动终端活动所处的移动小区不同而变化，通过采集移动终端所处的小区识别号就能确定移动终端用户的井下位置；并通过移动小区网络和移动终端对单个井下人员进行呼叫或对全体井下人员进行广播。
进一步，在井下布置基站天线时，采用微蜂窝小区，使基站天线置于相对低的地方，传播主要沿着巷道的视线进行，覆盖半径为百米级。
以上在建立移动小区和井下巷道、采区图的拓扑关系时，不做宽度、高度方面的考虑，只做长度方面的设计。
本发明还提出一种实现上述井下紧急定位呼叫方法的装置，其由连接在TCP/IP上的信令模块、业务模块、交换模块和数据库组成；所述交换模块连接有3G交换机；利用移动网络的CELL-ID定位技术，所述信令模块通过TCP/IP访问3G交换机的位置寄存器HLR，实时获取井下移动终端用户的相关动态消息，业务模块建立移动网络小区和矿井井下巷道、采区图的拓扑关系，建立拓扑关系图，将移动终端用户状态和位置信息显示在拓扑关系图上，在紧急情况发送时，以自动、人工方式通过交换模块对处于井下危险区的移动终端用户发起紧急呼叫，指导工作人员避险。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用移动网络的CELL-ID定位技术，通过访问HLR(位置寄存器)，实时获取井下移动终端用户的相关动态消息，通过建立移动网络小区和矿井井下巷道、采区图的拓扑关系，将移动终端用户状态和位置信息显示在拓扑图上，在紧急情况发送时，本能够实现自动、人工方式对处于井下危险区的移动终端用户发起紧急呼叫，指导工作人员避险。本发明将紧急呼叫功能和井下人员定位功能相融合，具有呼叫效率高，3G移动设备不做改动的特点，很好的解决了紧急情况下及时通知适当危险群体的问题。
附图说明
图1为本发明井下巷道内基站天线布置示意图；
图2为本发明井下巷道的蜂窝式小区网络结构示意图；
图3为本发明的井下巷道拓扑关系示意图；
图4为本发明的装置结构连接示意图；
图5为本发明的装置工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明提出的井下紧急定位呼叫的方法如下：
1)在井下使基站天线沿巷道的方向进行布置，如图1所示，使整个巷道被蜂窝式小区网络架构的移动网络全覆盖，组成的多移动小区的覆盖范围成为与巷道相应的线状结构，如图2所示；并且建立移动小区在井下巷道地图上的位置和覆盖半径的拓扑关系图，同时对各小区进行编号管理，如图3所示。由于井下移动小区覆盖范围的线性特征，在实际建立移动小区和井下巷道、采区图的拓扑关系时，不做宽度、高度方面的考虑，只做长度方面的设计，同时通过对各小区进行编号管理，极大提高用户的定位方位。
在井下环境中，真实的巷道不完全是平直的，一般会有起伏和弯曲，采用大功率移动天线、大面积小区覆盖的实际效果很不理想，存在较多的通信盲点，因此在井下的移动网络建设，采用微蜂窝小区，基站天线发射功率较小，基站天线置于相对低的地方，如巷道侧壁，传播主要沿着巷道的视线进行，覆盖半径大约为百米级。
2)井下人员持有移动终端，移动终端在工作时，需要和自身活动所处的移动小区的基站天线进行信息交互，当其活动到另一个基站天线的移动小区时，其相应的信息交互就转移到另一个基站天线，移动终端的小区识别号CELL-ID随移动终端活动所处的移动小区不同而变化，通过采集移动终端所处的小区识别号就能确定移动终端用户的井下位置；并通过移动小区网络和移动终端对单个井下人员进行呼叫或对全体井下人员进行广播。
为了实现上述井下紧急定位呼叫方法，本发明将井下人员定位和紧急呼叫功能相融合，开发了紧急定位呼叫装置，如图4所示：其由连接在TCP/IP上的信令模块、业务模块、交换模块和数据库组成；交换模块连接有3G交换机；利用移动网络的CELL-ID定位技术，信令模块通过TCP/IP访问3G交换机的位置寄存器HLR，实时获取井下移动终端用户的相关动态消息，业务模块建立移动网络小区和矿井井下巷道、采区图的拓扑关系，建立拓扑关系图，将移动终端用户状态和位置信息显示在拓扑关系图上，在紧急情况发送时，以自动、人工方式通过交换模块对处于井下危险区的移动终端用户发起紧急呼叫，指导工作人员避险。
以下对结合图5，对本发明所述的装置的各子模块功能及流程进行详细描述：
信令模块：信令模块通过TCP/IP访问3G交换机的HLR(位置寄存器)，实时获取HLR(位置寄存器)中存储移动终端的用户标识与移动终端当前所在小区信息，同时将相关消息传送到业务模块。
业务模块：业务模块通过对消息进行分析、处理，依据建立的移动小区和井下巷道、采区图的拓扑关系图，将移动终端信息显示在相应的位置，记录移动终端的运行轨迹，同时在外接显示器进行显示。在危险发生时，调度人员通过在外接显示器上划定危险区，业务模块自动检索危险区的移动终端，产生处于危险区的移动终端列表，调度员可以选择自动呼叫和人工呼叫两种方式，向移动终端发起呼叫：
自动呼叫模式，业务模块在接收到紧急自动呼叫的指令后，依据危险区的划分范围，依据预设的同时呼叫个数，产生呼叫用户列表，循环向交换模块发送呼叫命令，在在移动终端用户接通后，发布自动语音通知。
人工呼叫方式，调度员在显示系统上点击要呼叫的移动终端，通过业务模块向此移动终端用户发去呼叫，在移动终端用户接通后，通过装置的外接话机和用户通话。
交换模块：交换模块和3G交换机的核心网部分连接，其收到业务模块的呼叫命令后，依据信息组建相应的呼叫消息，向3G交换机发起呼叫，3G交换机通过无线基站，将呼叫发送到危险区的移动台，移动台工作人员接听后，交换模块可以根据事前预案，向工作人员播放相关语音，指挥工作人员避险或将移动终端同装置外接话机连通，进行移动终端用户和调度员之间进行通话。
综上所述，本发明采用移动网络CELL-ID技术进行井下人员定位。并采用访问HLR的方式，获取用户的状态和位置信息。本发明还建立数据缓冲区，保存用户的运动轨迹。建立移动小区和井下巷道、采区图的线状拓扑关系。最后根据事前预案，向工作人员播放相关语音，指挥工作人员避险。
Claims (4)
1.一种井下紧急定位呼叫的方法，其特征在于：
1)在井下使基站天线沿巷道的方向进行布置，使整个巷道被蜂窝式小区网络架构的移动网络全覆盖，组成的多移动小区的覆盖范围成为与巷道相应的线状结构；并且建立移动小区在井下巷道地图上的位置和覆盖半径的拓扑关系图，同时对各小区进行编号管理。
2)井下人员持有移动终端，移动终端在工作时，需要和自身活动所处的移动小区的基站天线进行信息交互，当其活动到另一个基站天线的移动小区时，其相应的信息交互就转移到另一个基站天线，移动终端的小区识别号CELL-ID随移动终端活动所处的移动小区不同而变化，通过采集移动终端所处的小区识别号就能确定移动终端用户的井下位置；并通过移动小区网络和移动终端对单个井下人员进行呼叫或对全体井下人员进行广播。
2.根据权利要求1所述的井下紧急定位呼叫的方法，其特征在于，在井下布置基站天线时，采用微蜂窝小区，使基站天线置于相对低的地方，传播主要沿着巷道的视线进行，覆盖半径为百米级。
3.根据权利要求1所述的井下紧急定位呼叫的方法，其特征在于，在建立移动小区和井下巷道、采区图的拓扑关系时，不做宽度、高度方面的考虑，只做长度方面的设计。
4.一种实现权利要求1井下紧急定位呼叫方法的装置，其特征在于，由连接在TCP/IP上的信令模块、业务模块、交换模块和数据库组成；所述交换模块连接有3G交换机；利用移动网络的CELL-ID定位技术，所述信令模块通过TCP/IP访问3G交换机的位置寄存器HLR，实时获取井下移动终端用户的相关动态消息，业务模块建立移动网络小区和矿井井下巷道、采区图的拓扑关系，建立拓扑关系图，将移动终端用户状态和位置信息显示在拓扑关系图上，在紧急情况发送时，以自动、人工方式通过交换模块对处于井下危险区的移动终端用户发起紧急呼叫，指导工作人员避险。
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