文/龍靜怡

日益嚴(yán)峻的反恐防暴形勢為爆破器材安全管理工作提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求，而爆破器材在工程建設(shè)等民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用給爆破器材的安全監(jiān)管提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。近年來，從公安機(jī)關(guān)查獲的涉爆案件來看，80%以上的涉案爆破器材是不法分子通過非法渠道獲取的正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品；只有不到20%是不法分子通過原料自制的。這表明合法爆破器材流失社會，被不法分子利用仍然是涉案爆破器材的主要來源。因此，強(qiáng)化合法爆破器材安全監(jiān)管，減少其流失被利用的可能性，仍是防止、打擊涉爆案件的重要手段。

傳統(tǒng)化學(xué)藥延期雷管起爆延時存在一定的誤差，安全性能低。而且，傳統(tǒng)雷管在遺失之后無法追蹤，且不需要專用設(shè)備即可進(jìn)行起爆，給公共安全帶來了極大的隱患。

數(shù)碼雷管能夠克服上述弱點。數(shù)碼雷管又稱電子雷管或數(shù)碼電子雷管，具有高精確性、高可靠性、高安全性的優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本文提出了基于北斗的數(shù)碼雷管監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計方案，采用密碼控制、監(jiān)控系統(tǒng)授權(quán)驗證的機(jī)制，大幅提高了數(shù)碼雷管的使用安全性。即使雷管和起爆器落入不法分子手中，密碼被不法分子竊取，沒有通過監(jiān)控系統(tǒng)的授權(quán)驗證，雷管同樣無法引爆，這從根本上杜絕了雷管的非法使用，給爆破器材的安全監(jiān)管工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

1 方案設(shè)計

基于北斗的數(shù)碼雷管監(jiān)管系統(tǒng)主要包括數(shù)碼雷管監(jiān)管平臺、數(shù)碼雷管、專用起爆器、編碼器等四部分。

1.1 監(jiān)管平臺

1.1.1 通信服務(wù)平臺

通信服務(wù)平臺具備網(wǎng)絡(luò)存儲、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)保護(hù)、接收起爆器通信連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋４鎯坠芫幪?、雷管密碼及其使用數(shù)據(jù)。此外，每次起爆申請時，起爆器將接入雷管網(wǎng)絡(luò)的每發(fā)雷管的編號發(fā)送到監(jiān)管平臺，實時驗證這些雷管是否已經(jīng)使用過。

圖1：專用起爆器結(jié)構(gòu)圖

1.1.2 業(yè)務(wù)處理平臺

實現(xiàn)對專用起爆器上傳數(shù)據(jù)格式的處理，包括地址解析、坐標(biāo)糾偏等，將數(shù)據(jù)處理成前端可以展示的格式；實現(xiàn)對通信服務(wù)平臺存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行高效檢索和比對，并將處理結(jié)果發(fā)送到起爆器，從而控制起爆器是否能夠引爆雷管。

1.1.3 監(jiān)控中心

包括拼接大屏、監(jiān)控中心坐席、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等，通過電子地圖直觀展示雷管在各地的使用情況，并能夠顯示最新爆破點，了解雷管的使用數(shù)量、雷管編號、爆破員及企業(yè)信息等；實現(xiàn)對雷管使用情況的統(tǒng)計，包括歷史爆破統(tǒng)計、地域爆破統(tǒng)計、企業(yè)爆破統(tǒng)計、人員爆破統(tǒng)計等。

1.2 數(shù)碼雷管

數(shù)碼雷管能夠精確設(shè)置延時、安全起爆、自帶密碼控制，實現(xiàn)雷管0～16000ms的延時設(shè)置，滿足高精度爆破的需求；不受雜散電流、過載電壓、靜電和射頻等電磁輻射干擾，確保雷管的安全性；每發(fā)雷管具有唯一編號，便于對雷管的管理。

1.3 編碼器

編碼器用于連接雷管網(wǎng)絡(luò)和起爆器，具有檢測雷管、讀取雷管編號、寫入延期時間的功能。編碼器起到串行總線中繼器的作用，能夠為200發(fā)雷管編碼，延期時間以1ms為增量單位，可以從0ms增加到16000ms。編碼器不能提供點燃雷管所需的能量，從而保證即使編碼器出錯雷管也無法起爆。

1.4 專用起爆器

專用起爆器由天線模塊、射頻模塊、北斗模塊、CDMA模塊、信號與顯控處理模塊、電源模塊、按鍵模塊、顯示模塊、數(shù)碼雷管編碼器等組成。結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

專用起爆器內(nèi)部集成了北斗通信和定位功能，同時也集成了GPRS/CDMA無線發(fā)收功能，通過無線通信鏈路把本身的位置和時間信息發(fā)給監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心確認(rèn)其身份合法后，對其進(jìn)行使用授權(quán)，并給出下一步指令。

起爆器可同時控制數(shù)十個編碼器，并通過編碼器自動讀取雷管網(wǎng)絡(luò)上每個雷管的身份識別碼，檢查雷管網(wǎng)絡(luò)中雷管的連接狀態(tài)及工作狀態(tài)。使用者也可以通過起爆器對雷管進(jìn)行時延設(shè)置。

2 應(yīng)用模式

使用數(shù)碼雷管進(jìn)行爆破作業(yè)時，專用起爆器通過其內(nèi)置的北斗二號定位模塊獲取作業(yè)現(xiàn)場的精確位置信息，通過編碼器讀取雷管編號，連同雷管數(shù)量以及作業(yè)時間等信息發(fā)送到監(jiān)管系統(tǒng)，監(jiān)管系統(tǒng)驗證當(dāng)前作業(yè)項目、作業(yè)地點、作業(yè)時間及使用人的合法性，核實通過后發(fā)放授權(quán)到專用起爆器，使用人方可通過專用起爆器實施爆破，爆破實施后專用起爆器又會將使用數(shù)據(jù)實時上傳監(jiān)管系統(tǒng)形成使用檔案，這樣就實現(xiàn)了對數(shù)碼雷管使用情況的及時掌握和精確控制。

此外，每發(fā)數(shù)碼雷管中的電子智能芯片都存儲了各自的特定密碼，只有在專用起爆器上輸入該密碼，數(shù)碼雷管才能起爆，不會被一般的交/直流電源、電池、傳統(tǒng)起爆設(shè)備引爆，這種電子安全保險機(jī)制保證了即使數(shù)碼雷管或起爆器丟失，不法分子也無法引爆數(shù)碼雷管，有效防止了雷管的非法使用。

3 小結(jié)

基于北斗的數(shù)碼雷管監(jiān)管系統(tǒng)實現(xiàn)了對雷管的事前控制、事后追溯，真正實現(xiàn)雷管從生產(chǎn)、運輸?shù)阶罱K使用過程的全生命周期管理，同時集精確延時、密碼控制、專用起爆、北斗定位、區(qū)域控制等多種功能于一身，在安全性和可靠性方面大幅優(yōu)于普通雷管，不僅能夠帶來較好的經(jīng)濟(jì)收益，而且也將對爆破器材安全管理工作起到積極的推動作用。

參考文獻(xiàn)

[1]高銘,李勇,滕威.電子雷管及其起爆系統(tǒng)評述[J].煤炭爆破,2006(03):74.

[2]張念念,鄭志琴,楊陽.數(shù)碼電子雷管及其起爆系統(tǒng)的安全性能分析[J].河南科學(xué),2012(12).

[3]吳新霞,趙根等.數(shù)碼雷管起爆系統(tǒng)及雷管性能測試[J].爆破,2006(12).

[4]龐志鋒,王曉靜等.一種電子雷管的應(yīng)用研究[J].河北工業(yè)科技,2014.

[5]趙曉龍,陳謙.自主芯片的電子雷管起爆系統(tǒng)國產(chǎn)化替代[J].中國集成電路,2016.