應(yīng)急通信車多制式通信系統(tǒng)集成關(guān)鍵 技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

李振武

摘 要：本文對應(yīng)急通信車多制式通信系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)的主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點進行詳細分析，并簡要介紹該項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為其在公安、武警、消防、人防、抗洪搶險、地質(zhì)勘探等方面的廣泛應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：多制式；通信系統(tǒng)集成；應(yīng)急通信車

中圖分類號：TN914 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）07-0021-03

Research and Development of Key Technology and Application of Industrialization of Integration of Emergency Communication Vehicles Multi - system Communication System

LI Zhenwu

（Hebi Tianhai Electronic Information System Co.， Ltd.，Hebi Henan 458030）

Abstract： This paper made a detailed analysis of the key technical content and innovation points of integration of emergency communication vehicles multi - system communication system， and briefly introduced the industrial application of this technology， providing a reference for its extensive application in the fields of public security， armed police， fire fighting， civil defense， flood fighting and geological exploration.

Keywords： the multi-system；communication system integration；emergency communication vehicle

多制式通信系統(tǒng)集成研究是適應(yīng)國內(nèi)外應(yīng)急通信車信息系統(tǒng)發(fā)展的新型課題。項目重點通過應(yīng)用微電子、電子計算機、通信信息技術(shù)實現(xiàn)頂層設(shè)計、系統(tǒng)和軟件開發(fā)，高度集成短波、超短波、微波、衛(wèi)星、光纖、接力通信、移動通信、集中控制數(shù)據(jù)通信及音視頻、多媒體信息處理手段，構(gòu)建機動多制式應(yīng)急通信車信息系統(tǒng)。項目廣泛應(yīng)用于公安、武警、消防、人防、安全生產(chǎn)救護、抗洪搶險、地質(zhì)勘探、森林防火和無委會頻譜監(jiān)測等應(yīng)急通信指揮多形式互聯(lián)互通。

1 主要科技創(chuàng)新

1.1 主要技術(shù)內(nèi)容

該項目集成計算機集中控制、350MHz無線語音、數(shù)據(jù)通信、音（視）頻傳輸與處理、無線視頻傳輸、公網(wǎng)4G通信、衛(wèi)星通信和車輛改裝等技術(shù)，構(gòu)建多業(yè)務(wù)信息采集和綜合調(diào)度指揮平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享，形成現(xiàn)場業(yè)務(wù)的綜合應(yīng)用與服務(wù)，形成移動應(yīng)急通信指揮中心。

1.2 發(fā)明及創(chuàng)新點

1.2.1 高性能音視頻、數(shù)字集群融合通信系統(tǒng)集成創(chuàng)新。該項創(chuàng)新解決了應(yīng)急通信多制式、多業(yè)務(wù)信息綜合應(yīng)用從終端、設(shè)備到系統(tǒng)的快速適時互聯(lián)互通及定位難題。

①集群模式下定位數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā⑾到y(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。發(fā)明了一種終端定位數(shù)據(jù)傳輸方法，終端開機后發(fā)送注冊信息，及時根據(jù)分配定位資源和指令上報定位數(shù)據(jù)，周期性進行定位數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)集群模式下的終端定位功能。

②基于對講機常規(guī)通信系統(tǒng)的呼叫轉(zhuǎn)移方法及裝置。通過發(fā)送呼叫轉(zhuǎn)移請求建立呼叫轉(zhuǎn)移，向第二對講機發(fā)送預(yù)先設(shè)定的反饋信息，使第二對講機接收并儲存反饋信息，使呼叫方得到被呼叫方的具體狀態(tài)信息，節(jié)省呼叫信道資源。

③一種專網(wǎng)通信中的數(shù)據(jù)傳輸方法和裝置。通過獲取終端的數(shù)據(jù)傳輸標識，解析傳輸數(shù)據(jù)在傳輸周期中的位置，確定所述終端傳輸數(shù)據(jù)在標準化時長到達，及時傳輸數(shù)據(jù)，解決現(xiàn)有技術(shù)中信道使用率低下及無法保證終端數(shù)據(jù)傳輸周期的問題。

④基于對講機實現(xiàn)會議呼叫和動態(tài)分組的方法。預(yù)設(shè)協(xié)議棧模塊及編碼格式，通過擴展接口接收基站的控制包，實現(xiàn)終端的實時遠程無線寫頻分組，發(fā)揮了應(yīng)急調(diào)度快速分組功能和臨時建組指揮通信功能。

⑤集群通信方法及網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備。終端通過向網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備發(fā)送跳頻同步信息幀，采用同步字頭法和獨立信道法實現(xiàn)終端的實時跳頻同步，解決了瞬時同步和同步信息量大的通信難題。

⑥開發(fā)一種具有數(shù)字集群系統(tǒng)的通信指揮車、一種具有高性能視頻傳輸?shù)耐ㄐ跑噧身棇嵱眯滦蛯＠?，滿足了應(yīng)急通信車多制式，多業(yè)務(wù)信息綜合應(yīng)用的需求。

一方面，應(yīng)急通信系統(tǒng)集成、模塊功能多樣組合。系統(tǒng)集成滿足各領(lǐng)域通信車信息系統(tǒng)需求，滿足多種數(shù)據(jù)信息平臺系統(tǒng)集成，融合多通信系統(tǒng)功能，滿足多形式作戰(zhàn)互聯(lián)需求；模塊化設(shè)計，可組合應(yīng)用于大、中、小通信車車載信息平臺系統(tǒng)。應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)功能組合模式包含動中通自組網(wǎng)聯(lián)合鏈路應(yīng)用模式、通信車音頻系統(tǒng)鏈路應(yīng)用模式、應(yīng)急通信車現(xiàn)場衛(wèi)星綜合語音調(diào)度指揮鏈路應(yīng)用模式、COFDM無線圖傳基站專網(wǎng)傳輸鏈路應(yīng)用模式、3G/4G視頻模塊公網(wǎng)傳輸應(yīng)用模式、6+1多頻段語音調(diào)度應(yīng)用模式、適時視頻會議應(yīng)用模式和專網(wǎng)+動中通傳輸鏈路應(yīng)用模式[1]。其中，開發(fā)出6+1多方語音會議通話系統(tǒng)，將現(xiàn)場使用不同頻段（150、350、450MHz）等的公安、消防、武警、安監(jiān)等用戶，現(xiàn)場指揮員、后方領(lǐng)導(dǎo)（手機、短波電臺、衛(wèi)星）等多達6方用戶接入語音會議；實現(xiàn)DMR、TETRA與PDT系統(tǒng)互聯(lián)，組成多制式語音會議；PDT制式可實現(xiàn)與DMR、TETRA、PDT集群對講、短波電臺和衛(wèi)星任選三路，固話、普通手機/3G/4G智能終端、IP（具有IP號專線電話）三路電話業(yè)務(wù)，共6方用戶與1路車載PDT集群語音互通；實現(xiàn)現(xiàn)場音視頻無線通信、可視化綜合指揮調(diào)度，以及與后方指揮中心的實時通信。

另一方面，多級調(diào)度模式與扁平化垂直調(diào)度的多系統(tǒng)融合調(diào)度系統(tǒng)。第一，跨系統(tǒng)一鍵調(diào)度功能。通過可視化調(diào)度終端、視頻網(wǎng)關(guān)、單兵發(fā)射機等構(gòu)建現(xiàn)場應(yīng)急視頻調(diào)度網(wǎng)，通過IP/LTE實現(xiàn)與指揮中心的匯接；基于警情信息自動搜索控制范圍內(nèi)可供調(diào)派的資源（如警力、協(xié)同單位、重點單位、監(jiān)控點等），實現(xiàn)一鍵調(diào)度功能，同時支持跨系統(tǒng)一鍵會議功能。快速組建現(xiàn)場應(yīng)急通信指揮信息系統(tǒng)，為現(xiàn)場人員提供音視頻指揮服務(wù)，保證現(xiàn)場應(yīng)急通信指揮信息系統(tǒng)與后方指揮中心音視頻的指揮通信暢通無阻。自主可控多系統(tǒng)融合應(yīng)用多數(shù)為國外技術(shù)，國內(nèi)綜合應(yīng)用較少，開發(fā)的調(diào)度服務(wù)器系統(tǒng)支持1 000個用戶的注冊。第二，GIS實時現(xiàn)場圖像信息顯示調(diào)度功能?，F(xiàn)場通過單兵視頻采集設(shè)備將圖像傳到現(xiàn)場應(yīng)急指揮平臺系統(tǒng)，車載視頻監(jiān)控可以在本地顯示單兵、車載監(jiān)控畫面，也可直接通過車載發(fā)射進行圖像回傳，基站接收后通過IP網(wǎng)絡(luò)將圖像回傳，可通過指揮中心大屏幕或者在GIS地圖上實時顯示現(xiàn)場圖像信息。第三，北斗/GPS定位信息顯示調(diào)度功能。基站系統(tǒng)開通一個專用的數(shù)字時隙傳輸北斗/GPS定位信息，保證路面巡邏警員的位置信息可以實時傳送到指揮中心，以便指揮中心可以快速出警和對處于危險狀態(tài)的警員進行快速增援。

1.2.2 通信系統(tǒng)軟件創(chuàng)新。開發(fā)出適用于現(xiàn)場應(yīng)急指揮系統(tǒng)的多種應(yīng)用軟件，解決了應(yīng)急通信車多車機動無線通信自組網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用難題，實現(xiàn)應(yīng)急通信車之間、車與固定指揮臺站間實時互聯(lián)互通，車隊機動組網(wǎng)通信、工作狀態(tài)、各車定位、安全信息等數(shù)據(jù)均實現(xiàn)自動上傳、上報功能。

軟件可按模塊功能分類，實現(xiàn)靈活組合，解決多制式應(yīng)急通信信息系統(tǒng)集成中的各項互聯(lián)問題，實現(xiàn)融合通信。軟件具有實時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理、人機界面交互控制功能，既可實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)信息的實時監(jiān)控與管理，又可為用戶提供可靠的人機交互界面，滿足信息處理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)交換控制、計算性能、圖形處理和顯示以及相應(yīng)的指揮控制要求。為應(yīng)急指揮系統(tǒng)實現(xiàn)智能化人機交互提供支持，通過各車型、各任務(wù)規(guī)劃設(shè)計后，滿足具體指揮和平臺的電源系統(tǒng)、音視頻控制可視化操作需求。

另外，支持模擬常規(guī)、數(shù)字常規(guī)、模擬集群（MPT）和數(shù)字集群（PDT）多種制式的通話，可實現(xiàn)模擬到數(shù)字的平滑升級及互聯(lián)互通；利用專網(wǎng)通信、無線圖像傳輸、計算機網(wǎng)絡(luò)以及多媒體技術(shù)等多種手段所建立的移動應(yīng)急指揮通信平臺，可實現(xiàn)現(xiàn)場信息以圖像、聲音等形式回傳到指揮中心；利用專網(wǎng)通信、無線圖像傳輸?shù)榷喾N手段所建立的移動應(yīng)急指揮通信平臺，提供多功能的指揮調(diào)度平臺和遠程決策平臺；軟件系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)與模塊化設(shè)計，由調(diào)度、GPS、短消息、報表和軌跡回放等功能模塊組成，可以滿足各種部署需求，而且系統(tǒng)支持VoIP，可根據(jù)需求構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)和指揮調(diào)度中心。此外，可以在地圖上實時在線檢測、呼叫、遠程監(jiān)聽終端等，實現(xiàn)終端可視化調(diào)度，避免來回切換工作界面，提高工作效率。

1.2.3 專用通信設(shè)備創(chuàng)新。發(fā)明了射頻高功率熱管散熱器，實現(xiàn)高性能通信產(chǎn)品的小型化、輕量便攜，并實現(xiàn)一鍵指揮調(diào)度，解決跨區(qū)域通信和“最后2公里”通信難題[2]。

1.2.4 實現(xiàn)平臺系統(tǒng)輕型材料、工藝、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。設(shè)計開發(fā)了碳纖維復(fù)合材料抗電磁干擾廂體，質(zhì)量減輕了40%；開發(fā)出大型擴展方艙指揮車，有效解決應(yīng)急指揮中心對集中通信指揮、集中辦公的需求。

首先，高精度自動控制擴展艙。擴展艙采用折疊地板套艙擴展和高低板抽拉擴展方式，開發(fā)了高精度自動控制鎖控擴展系統(tǒng)，鎖控系統(tǒng)主要由動作指令開關(guān)、PLC控制單元、鎖控輔助電路、接近開關(guān)及配套系統(tǒng)組成。該控制系統(tǒng)動作指令、電源供電部分采用自鎖、互鎖電路實現(xiàn)，在命令處理部分采用先進的PLC控制單元，限位鎖止部分采用檢測精度高的接近開關(guān)實現(xiàn)。擴展艙控制精度為0.5mm，時延為0.05s，擴展完成時間2.5min。

其次，碳纖維輕型方艙創(chuàng)新。采用真空導(dǎo)入工藝，實現(xiàn)大幅面碳纖維板固化成形工藝，解決制作高強大幅面[（4 000～8 000）mm×2 400mm]蒙皮的難題。采用交聯(lián)PVC結(jié)構(gòu)泡沫代替?zhèn)鹘y(tǒng)聚氨酯泡沫板，提高艙板壓制復(fù)合綜合強度。通過試驗提高填充樹脂配方復(fù)合強度，設(shè)計多翼填埋螺解決壁板隨處安裝難題，碳纖維蒙皮PVC泡沫隨處安裝M8螺釘靜載荷大于500kg，扭矩大于100N·m；碳纖維復(fù)合材料抗電磁干擾廂體，質(zhì)量較鋁合金大板復(fù)合艙體減輕了40%。

1.2.5 多項指標創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用。在通信系統(tǒng)及設(shè)備功能性能及移動平臺結(jié)構(gòu)功能上，實現(xiàn)了多項指標創(chuàng)新和新技術(shù)應(yīng)用。一是開發(fā)的單兵發(fā)射機尺寸小、質(zhì)量輕，發(fā)射功率和效率高；輸出功率2W，連續(xù)工作4h，僅210mm×160mm×55mm（不含天線），僅5kg。二是單兵發(fā)射機及應(yīng)急指揮平臺設(shè)備系統(tǒng)解決應(yīng)急現(xiàn)場周圍環(huán)境視頻實時采集（視頻通信距離2～3km，帶寬2、4、8）。三是開發(fā)的PDT數(shù)字集群系統(tǒng)解決現(xiàn)場的語音指揮及指揮中心的遠程調(diào)度指揮；PDT數(shù)字集群基站覆蓋范圍內(nèi)，實現(xiàn)手持終端通信，可視化調(diào)度（通信距離8～10km）。四是機動調(diào)度系統(tǒng)支持1 000個用戶。五是碳纖維蒙皮PVC泡沫隨處安裝M8螺釘靜載荷大于500kg，扭矩大于100N·m。六是碳纖維輕型艙板單位面積質(zhì)量偉12kg/m2。七是擴展艙控制精度為0.5mm，時延為0.05s，完成時間不大于2.5min。

1.2.6 標準創(chuàng)新。一是公安部標準，即《警用數(shù)字集群（PDT）通信系統(tǒng)移動臺技術(shù)規(guī)范》（GA/T1366—2017）。二是國家標準，即《專用數(shù)字對講設(shè)備技術(shù)要求和測試方法》GB/T32659—2016。兩項國家標準規(guī)范了應(yīng)急通信車和專用數(shù)字對講機的科研生產(chǎn)和服務(wù)。三是通信車，標準備案號：Q/4106BA1862—2016。制定一個Q/ROH01—2016通信車企業(yè)標準，獲河南省鶴壁市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局企業(yè)產(chǎn)品標準備案。

2 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

我國是一個災(zāi)難頻發(fā)、多發(fā)的國家，特別是地震等自然災(zāi)害時有發(fā)生，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成了很大的損失，而保持信息通暢是搶險救災(zāi)的關(guān)鍵保障。通信是救災(zāi)的生命線，從預(yù)警發(fā)布、救災(zāi)指揮、信息報送到災(zāi)民聯(lián)絡(luò)等各個環(huán)節(jié)，通信無處不在。

2.1 移動、聯(lián)通、電信應(yīng)急通信系統(tǒng)集成產(chǎn)品

眾所周知，我國無線公共通信運營商為中國移動、中國聯(lián)通及中國電信，作為目前移動通信用戶最多的國家，保障良好的通信網(wǎng)絡(luò)是重中之重。但是，我國地域廣闊、人流量大，重大活動、突發(fā)事件經(jīng)常出現(xiàn)，為了保證通信能力，需要構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)，主要是在應(yīng)急通信車內(nèi)加載BTS天線設(shè)備，用于人民群眾因重大活動廣泛聚集（如奧運會、大型戶外晚會等）或突發(fā)事件造成某地域通信中斷（如某地區(qū)移動天線塔臺損壞）等非常規(guī)狀況。

2.2 某些政府部門

安全生產(chǎn)監(jiān)督部門、環(huán)保部門等，主要用于事故突發(fā)現(xiàn)場，將實施圖像、數(shù)據(jù)等上報上級機關(guān)、對社會公布現(xiàn)場情況等。

2.3 武警、消防、公安系統(tǒng)

此類部門屬于政府特殊機構(gòu)，其行業(yè)特性與突發(fā)事件密不可分，動亂、火災(zāi)、刑偵等類型的突發(fā)事件均由這些部門進行處理，許多情況下不可能僅僅依托公共通信網(wǎng)絡(luò)，他們均有屬于自己的專用無線通信網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)急通信車可裝載此類設(shè)備，在特殊狀況下保障事態(tài)處理的安全性、嚴肅性。

2.4 其他領(lǐng)域

石油、氣象、地震、人防等特殊行業(yè)也非常需要具有自身特性的應(yīng)急通信車以適應(yīng)《國家公共安全應(yīng)急預(yù)案》的要求。特別是在5.12汶川地震后，應(yīng)急通信系統(tǒng)集成產(chǎn)品的作用更為世人所重視。

近年來，緊急與災(zāi)害事件的管理（包括預(yù)防、預(yù)警、快速反應(yīng)、處置和恢復(fù)）越來越重要。在應(yīng)對重要賽事、突發(fā)事件、大型活動、油田廠礦安全生產(chǎn)等方面，經(jīng)常需要應(yīng)急通信服務(wù)，建立擁有多種通信手段、能夠在應(yīng)急處置地域快速組網(wǎng)的應(yīng)急通信車多制式通信系統(tǒng)成了國內(nèi)相關(guān)行政部門及大型企業(yè)的迫切需求。該項目實施必將形成河南省應(yīng)急通信車信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，帶動當?shù)丶爸苓叺貐^(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展。項目的應(yīng)用提高了我國各部門、各領(lǐng)域應(yīng)急救援保障技術(shù)水平，極大地縮短了救援時間，保障國家財產(chǎn)和人民的利益少受損失，具有顯著的社會效益。

參考文獻：

[1]盧偉.試析射頻干擾對消技術(shù)在通信系統(tǒng)集成中的應(yīng)用[J]. 中國新通信 ， 2018（5）：88.

[2]劉建宏.通信系統(tǒng)集成中的射頻干擾對消技術(shù)探討[J]. 中國新通信 ， 2016（11）：15.