专利名称：矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法
技术领域：
本发明涉及人员定位和通信融合技术领域，具体涉及一种基于SIP协议的矿井应急情况下的位置信息传递与应急调度通信的融合方法。
背景技术：
矿山井下通信系统，经历了早期的有线电话、小区蜂窝无线通信、小灵通到WLAN、3G移动通信以及VoIP软交换智能通信终端等各个不同的发展阶段。通信技术发展的不同阶段的成果一般都会较快地应用到矿山通信系统。但是，目前矿山井下的有线/无线通信系统，其提供应急通信业务的能力还比较薄弱，在应对矿井突发情况下，通常仍然只能提供普通调度通话功能，不支持井下应急调度呼叫业务功能。而且，目前矿井下人员位置监测系统与井下无线通信系统在逻辑上仍属于两套独立的系统，没有现成的将矿井下定位信息传递与应急调度通信在业务上进行融合的有效方法。若能利用目前矿井下的应急调度无线通信系统，遇到突发情况的人员能够用所持的移动终端发起明显区别于一般呼叫的紧急呼叫，在紧急呼叫的同时传递其当前所在的井下位置和环境参数信息，非常有利于调度中心及时、全方位地掌握井下相关信息和提高突发情况处置的即时性和处置效率。SIP (session initiation protocal)称为会话发起协议，是由 IETF (internetengineering task force)组织提出的一个基于IP网络实现实时通讯应用的一种信令协议。SIP协议作为下一代网络核心信令协议，其开发和应用日益得到重视。国内外许多组织也在致力于SIP协议在煤矿行业井下专网领域的研究、应用及扩展。
发明内容
本发明的目的是:克服现有技术的不足，提供一种基于SIP协议的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，解决现有矿井下调度通信系统只能满足普通调度通话功能、不能在紧急呼叫的同时传递遭遇突发情况人员的位置信息的问题，将矿井下人员位置监测数据与应急调度通信有机融合，为矿井监管人员迅速有效应对井下紧急突发情况提供技术支撑和保障手段。本发明的技术方案是:本发明的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，基于矿井通信系统实现，该矿井通信系统主要由SIP移动终端、矿井有线/无线通信传输网络、SIP中心节点组成；SIP中心节点设有调度平台；该通信系统基于统一的SIP协议进行通信；SIP移动终端可进行相应的参数和信息设置；SIP移动终端由矿井下需要配备的人员携带，每人携带一个；SIP移动终端通过矿井有线/无线通信传输网络与SIP中心节点实现通信。本发明的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，包括以下步骤:①时间同步:SIP中心节点实现网络时间协议(NTP)客户端与服务端，SIP中心节点通过NTP客户端接口与标准时间基准服务器通信，将SIP中心节点自身时间与世界协调时UTC周期性同步；SIP移动终端实现网络时间协议(NTP)客户端，以SIP中心节点为NTP服务端，将SIP移动终端时间与SIP中心节点时间周期性同步；②信息加载:SIP移动终端在SIP协议的INVITE信令与REGISTER信令中加入W-Position-1nfo自定义消息头域；该W-Position-1nfo自定义消息头域包含:本移动终端当前时刻、当前所在井下位置数据和该位置下当前环境参数数据；③发送信令:SIP移动终端周期性向SIP中心节点发送包含前述的自定义消息头域的REGISTER注册请求信令；④处理信令:SIP中心节点接收到各SIP移动终端的REGISTER注册请求信令，先按SIP协议REGISTER注册请求信令标准处理过程处理成功后，再处理W-Position-1nfo自定义消息头域，得到该移动终端Z在时刻T所在井下位置信息P和该位置下环境参数信息C，然后将<Z，T, P，C〉数据予以记录、保存与处理；⑤记录位置:SIP中心节点按照前述方法周期性处理SIP移动终端的REGISTER注册请求信令，从而周期性地记录该SIP移动终端的井下位置轨迹；⑥紧急呼叫:SIP移动终端持有人遇到突发情况时，触发SIP移动终端紧急呼叫，向SIP中心节点发送包含自定义消息头域的紧急SOS INVITE呼叫请求信令；SIP中心节点接收到紧急SOS INVITE呼叫请求信令后，将呼叫应答消息发送给主叫SIP移动终端；SIP中心节点在呼叫排队中优先处理紧急呼叫，并在SIP中心节点的调度平台上用声光方式醒目提示该紧急呼叫及其所在井下位置信息、该位置的环境数据信息；⑦创建紧急呼叫多方通话会议室:SIP中心节点先将紧急呼叫主叫加入该会议室，再向紧急呼叫对象组内所有被叫SIP移动终端同时发起接入请求；该接入请求的处理包括以下步骤:第一步:判别被叫SIP移动终端当前的通话状态处于摘机通话状态或挂机空闲状态；第二步:当判定被叫SIP移动终端处于摘机通话状态时，SIP中心节点向该SIP移动终端播报紧急呼叫语音提示，然后将该SIP移动终端转接到紧急呼叫多方通话会议室；第三步:当判定被叫SIP移动终端处于挂机空闲状态时，SIP中心节点向该被叫SIP移动终端发起携带Alert-1nfO头域的INVITE呼叫请求信令，指示被叫SIP移动终端发出显著区别于普通呼叫的紧急呼叫振铃音，提示紧急呼叫被叫人员快速应答；被紧急呼叫的SIP移动终端摘机应答后，SIP中心节点将该被叫SIP移动终端转接到紧急呼叫多方通话会议室；⑧紧急呼叫多方通话会议室内语音通信:紧急呼叫主叫的SIP移动终端与被SIP中心节点紧急呼叫的各SIP移动终端依托创建的紧急呼叫多方通话会议室进行全双工语音通信；SIP中心节点的调度平台实时醒目显示该紧急呼叫多方通话会议室内紧呼主叫与各紧急呼叫被叫方的通话状态；⑨关闭紧急呼叫多方通话会议室:当紧急呼叫主叫的SIP移动终端挂机结束通话时，SIP中心节点关闭紧急呼叫多方通话会议室，并向该次紧急呼叫各被叫SIP移动终端发送BYE呼叫结束信令。本发明具有积极的效果:(I)本发明的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，基于统一的SIP协议，实现井下人员位置信息数据传输与井下应急调度通信的相互融合，并利用紧急调度呼叫的优选通信处理过程以及全方位的信息传递，为矿井监管人员迅速有效应对井下紧急突发情况提供了强有力的技术支撑手段，从而能较大幅度地降低矿井事故发生率、提高救援工作的及时性和有效性。(2 )本发明矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，实现手段简洁，提升了现有矿用通信系统与装备的实用性与综合利用效率，综合效益显著。
图1为实现本发明的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法的通信系统的网络拓扑图；图2为本发明的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。(实施例1)见图1，本实施例的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，基于矿井通信系统实现，该矿井通信系统主要由SIP移动终端、矿井有线/无线通信传输网络、SIP中心节点组成。SIP中心节点设有调度平台，具有调度管理和会议管理功能。与SIP中心节点相连有数据库服务器DB，固定SIP终端A和固定SIP终端B与SIP中心节点电连接。SIP移动终端1、SIP移动终端2……和SIP移动终端N通过矿井有线/无线通信传输网络与SIP中心节点实现通信。该通信系统基于统一的SIP协议进行通信。SIP移动终端由矿井下需要配备的人员携带，每人携带一个，其具体数量可根据实际需要确定。SIP移动终端可进行相应的参数和信息设置。本实施例的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，具体包括以下步骤:①时间同步:SIP中心节点实现网络时间协议(NTP)客户端与服务端，SIP中心节点通过NTP客户端接口与标准时间基准服务器通信，将SIP中心节点自身时间与世界协调时UTC周期性同步；SIP移动终端实现网络时间协议(NTP)客户端，以SIP中心节点为NTP服务端，将SIP移动终端时间与SIP中心节点时间周期性同步。②信息加载:SIP移动终端在SIP协议的INVITE信令与REGISTER信令中加入W-Position-1nfo自定义消息头域；该W-Position-1nfo自定义消息头域包含:本移动终端当前时刻、当前所在井下位置数据和该位置下当前环境参数数据。需要说明的是，自定义消息头域遵从标准的SIP协议消息头域格式，以确保能够和标准的SIP消息头域用相同的技术方法封装和解析，最终形成一个包含有自定义消息头域的SIP请求消息。③发送信令:SIP移动终端周期性向SIP中心节点发送包含前述的自定义消息头域的REGISTER注册请求信令。④处理信令:SIP中心节点接收到各SIP移动终端的REGISTER注册请求信令，先按SIP协议REGISTER注册请求信令标准处理过程处理成功后，再处理W-Position-1nfo自定义消息头域，得到该移动终端Z在时刻T所在井下位置信息P和该位置下环境参数信息C，然后将<Z，T, P，C〉数据予以记录、保存与处理。
⑤记录位置:SIP中心节点按照前述方法周期性处理SIP移动终端的REGISTER注册请求信令，从而周期性地记录该SIP移动终端的井下位置轨迹。SIP移动终端与SIP中心节点通过NTP协议在时间上进行同步的有益效果在与:该移动终端Z在时刻T所在井下位置信息P的定位信息数据都在REGISTER请求消息自定义头域中给出，消除了 REGISTER请求消息报文在网络中的传输延时与路由交换中转延时，让定位信息更精确。同时支持了 SIP移动终端与SIP中心节点暂时断连后，SIP移动终端可以临时缓存多条包括时刻与位置在内的定位信息记录，当网络通信恢复正常后，SIP移动终端将临时缓存定位信息记录发给SIP中心节点后，SIP中心节点可以重建该SIP移动终端Z在与SIP中心节点断连的时间段内的井下位置轨迹信息。⑥紧急呼叫:SIP移动终端持有人遇到突发情况时，触发SIP移动终端紧急呼叫，向SIP中心节点发送包含自定义消息头域的紧急SOS INVITE呼叫请求信令；SIP中心节点接收到紧急SOS INVITE呼叫请求信令后，将呼叫应答消息发送给主叫SIP移动终端；SIP中心节点在呼叫排队中优先处理紧急呼叫，并在SIP中心节点的调度平台上用声光方式醒目提示该紧急呼叫及其所在井下位置信息、该位置的环境数据信息；⑦创建紧急呼叫多方通话会议室:SIP中心节点先将紧急呼叫主叫加入该会议室，再向紧急呼叫对象组内所有被叫SIP移动终端同时发起接入请求；该接入请求的处理包括以下步骤:第一步:判别被叫SIP移动终端当前的通话状态处于摘机通话状态或挂机空闲状态；第二步:当判定被叫SIP移动终端处于摘机通话状态时，SIP中心节点向该SIP移动终端播报紧急呼叫语音提示，然后将该SIP移动终端转接到紧急呼叫多方通话会议室；第三步:当判定被叫SIP移动终端处于挂机空闲状态时，SIP中心节点向该被叫SIP移动终端发起携带Alert-1nfO头域的INVITE呼叫请求信令，指示被叫SIP移动终端发出显著区别于普通呼叫的紧急呼叫振铃音，提示紧急呼叫被叫人员快速应答；被紧急呼叫的SIP移动终端摘机应答后，SIP中心节点将该被叫SIP移动终端转接到紧急呼叫多方通话会议室。⑧紧急呼叫多方通话会议室内语音通信:紧急呼叫主叫的SIP移动终端与被SIP中心节点紧急呼叫的各SIP移动终端依托创建的紧急呼叫多方通话会议室进行全双工语音通信；SIP中心节点的调度平台实时醒目显示该紧急呼叫多方通话会议室内紧呼主叫与各紧急呼叫被叫方的通话状态。⑨关闭紧急呼叫多方通话会议室:当紧急呼叫主叫的SIP移动终端挂机结束通话时，SIP中心节点关闭紧急呼叫多方通话会议室，并向该次紧急呼叫各被叫SIP移动终端发送BYE呼叫结束信令。综上,本实施例的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，基于统一的SIP协议，实现了井下人员位置信息数据传输与井下应急调度通信的相互融合，并利用紧急调度呼叫的优选通信处理过程以及全方位的信息传递，为矿井监管人员迅速有效应对井下紧急突发情况提供了强有力的的技术支撑手段，从而能较大幅度地降低矿井事故发生率、提高救援工作的及时性和有效性；而且，本实施例的矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，实现手段简洁，提升了现有矿用通信系统与装备的实用性与综合利用效率，综合效益显著。
以上实施例是对本发明的具体实施方式
的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
权利要求
1.一种矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，其特征在于:包括以下步骤: ①时间同步=SIP中心节点实现网络时间协议(NTP)客户端与服务端，SIP中心节点通过NTP客户端接口与标准时间基准服务器通信，将SIP中心节点自身时间与世界协调时UTC周期性同步；SIP移动终端实现网络时间协议(NTP)客户端，以SIP中心节点为NTP服务端，将SIP移动终端时间与SIP中心节点时间周期性同步； ②信息加载=SIP移动终端在SIP协议的INVITE信令与REGISTER信令中加入W-Position-1nfo自定义消息头域；该W-Position-1nfo自定义消息头域包含:本移动终端当前时刻、当前所在井下位置数据和该位置下当前环境参数数据； ③发送信令:SIP移动终端周期性向SIP中心节点发送包含前述的自定义消息头域的REGISTER注册请求信令； ④处理信令:SIP中心节点接收到各SIP移动终端的REGISTER注册请求信令，先按SIP协议REGISTER注册请求信令标准处理过程处理成功后，再处理W-Position-1nfo自定义消息头域，得到该移动终端Z在时刻T所在井下位置信息P和该位置下环境参数信息C，然后将<Z，T, P，C〉数据予以记录、保存与处理； ⑤记录位置:SIP中心节点按照前述方法周期性处理SIP移动终端的REGISTER注册请求信令，从而周期性地记录该SIP移动终端的井下位置轨迹； ⑥紧急呼叫=SIP移动终端持有人遇到突发情况时，触发SIP移动终端紧急呼叫，向SIP中心节点发送包含自定义消息头域的紧急SOS INVITE呼叫请求信令；SIP中心节点接收到紧急SOS INVITE呼叫请求信令后，将呼叫应答消息发送给主叫SIP移动终端；SIP中心节点在呼叫排队中优先处理紧急呼叫，并在SIP中心节点的调度平台上用声光方式醒目提示该紧急呼叫及其所在井下位置信息、该位置的环境数据信息； ⑦创建紧急呼叫多方通话会议室=SIP中心节点先将紧急呼叫主叫加入该会议室，再向紧急呼叫对象组内所有被叫SIP移动终端同时发起接入请求；该接入请求的处理包括以下步骤: 第一步:判别被叫SIP移动终端当前的通话状态处于摘机通话状态或挂机空闲状态； 第二步:当判定被叫SIP移动终端处于摘机通话状态时，SIP中心节点向该SIP移动终端播报紧急呼叫语音提示，然后将该SIP移动终端转接到紧急呼叫多方通话会议室； 第三步:当判定被叫SIP移动终端处于挂机空闲状态时，SIP中心节点向该被叫SIP移动终端发起携带Alert-1nfo头域的INVITE呼叫请求信令，指示被叫SIP移动终端发出显著区别于普通呼叫的紧急呼叫振铃音，提示紧急呼叫被叫人员快速应答；被紧急呼叫的SIP移动终端摘机应答后，SIP中心节点将该被叫SIP移动终端转接到紧急呼叫多方通话会议室； ⑧紧急呼叫多方通话会议室内语音通信:紧急呼叫主叫的SIP移动终端与被SIP中心节点紧急呼叫的各SIP移动终端依托创建的紧急呼叫多方通话会议室进行全双工语音通信；SIP中心节点的调度平台实时醒目显示该紧急呼叫多方通话会议室内紧呼主叫与各紧急呼叫被叫方的通话状态； ⑨关闭紧急呼叫多方通话会议室:当紧急呼叫主叫的SIP移动终端挂机结束通话时，SIP中心节点关闭紧急呼叫多方通话会议室，并向该次紧急呼叫各被叫SIP移动终端发送BYE呼叫结束信令。
全文摘要
本发明提供一种矿井下位置信息传递与应急调度通信融合方法，包括步骤①时间同步；②井下位置和环境参数信息加载；③移动终端发送信令；④SIP中心节点处理信令；⑤SIP中心节点记录位置；⑥SIP移动终端触发紧急呼叫；⑦SIP中心节点创建多方通话会议室；⑧主叫SIP移动终端与被紧呼的各SIP移动终端依托创建的通话会议室进行全双工语音通信；⑨SIP中心节点关闭多方通话会议室。本发明基于统一的SIP协议，实现井下人员位置信息传输与应急调度通信融合，为矿井迅速有效应对井下紧急突发情况提供了强有力的技术支撑手段，较大幅度地降低矿井事故发生率和提高救援工作的及时性和有效性，且实现手段简洁，综合效益显著。
文档编号H04W4/16GK103167416SQ20131009939
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者包建军, 顾俊, 谭达克, 徐茜亮, 罗克 申请人:天地(常州)自动化股份有限公司, 中煤科工集团常州自动化研究院