融合通信指揮系統(tǒng)在應(yīng)急救援現(xiàn)場應(yīng)用研究

方斌

摘 要：為了有效預(yù)防自然災(zāi)害、重大火等安全事故，消防保障防搶救力量必須在第一時間抵達現(xiàn)場，并將損失降到最低，就需要應(yīng)用到道路與地面的基礎(chǔ)通訊設(shè)備，確保應(yīng)急救援工作能在極短的時間進行規(guī)劃部署，然后通過通信指揮系統(tǒng)進行多部門協(xié)調(diào)調(diào)控管理，將現(xiàn)場情況實時到后臺進行統(tǒng)籌規(guī)劃安排，這也是我國應(yīng)急通信指揮方面的一大亟待攻堅克難的問題。本文將以融合通信指揮系統(tǒng)在應(yīng)急救援現(xiàn)場應(yīng)用研究為題，去進行較為具體化的研究，以期能提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：融合通信指揮;應(yīng)急救援;現(xiàn)場應(yīng)用;研究

一、融合通訊指揮系統(tǒng)的主要構(gòu)成

目前，我國有一套較為先進的背負式地融合通信指揮系統(tǒng)，由中國衛(wèi)通集團公司與中國華為集團公司聯(lián)合研發(fā)，就是在極端條件下的應(yīng)急救援現(xiàn)場也可以實行有效指揮調(diào)控，主要是應(yīng)用當前先進的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，并結(jié)合4G的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，建立起一種融合通訊指揮系統(tǒng)，這種系統(tǒng)由以下幾部分組成：

1.融合通訊指揮系統(tǒng)的基本構(gòu)成

主要是將基站、核心網(wǎng)絡(luò)以及調(diào)度系統(tǒng)的服務(wù)器集成在一起，組成了SOC芯片，是一種集成電路芯片，主要由接收器、發(fā)射器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、協(xié)議存儲（各種通訊協(xié)議的存儲）、定時器、時鐘線路、中斷控制器等構(gòu)成，可以對語言、圖片、視頻等信號進行有效轉(zhuǎn)換處理并進行傳輸。使用方式就是將系統(tǒng)裝進一個背包里，然后現(xiàn)場操作人員利用一個手持平板電腦PAD與現(xiàn)場衛(wèi)星指揮車系統(tǒng)進行終端操作，可實現(xiàn)對星、對現(xiàn)場并與終端指揮基地的通訊指揮系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)協(xié)同指揮。該系統(tǒng)可與五百條寬帶業(yè)務(wù)進行聯(lián)通，實現(xiàn)現(xiàn)場衛(wèi)星指揮車，指揮車與背負式融合指揮系統(tǒng)操作員，操作員與現(xiàn)場救援人員的語言、視頻通話，同時，現(xiàn)場救援人員可以通過對講機和手機將語音、圖片和視頻信號等信息反饋給背負式融合指揮系統(tǒng)操作員處置，并支持本地20路與調(diào)度系統(tǒng)4路的視頻信息實時更新與共享，運行維護的成本極大程度上被削減，使現(xiàn)場與調(diào)度終端能夠?qū)崿F(xiàn)實時雙向互通。如圖1所示。

圖1融合通訊指揮系統(tǒng)調(diào)度構(gòu)成圖

從圖1可以看出，融合通訊指揮系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：（1）具有使用方便且運維成本低的特點。融合通訊指揮系統(tǒng)是由調(diào)度監(jiān)控盤來調(diào)控的，可實現(xiàn)全方位的應(yīng)急救援指揮，應(yīng)急通信通道的存在可以使救援工作由原先需要數(shù)個小時的工作時間降低為十幾分鐘，救援時間的大幅縮短，可以使損失降到最低，地面移動終端的多樣化和普及性也使寬帶業(yè)務(wù)具有了更多的拓展選擇，可以有效實現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的接入與環(huán)境的監(jiān)測接入，有效節(jié)約通信成本與建設(shè)運維成本。 （2）具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣且靈活的特點。靈活方便地融合通信指揮系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急通信盲點網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，從而快速克服了偏遠地區(qū)寬帶通訊盲點和信息中斷的困難，有效提高了寬帶通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。

2.融合通訊指揮系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能

融合式通信指揮系統(tǒng)可以通過本地的移動通信網(wǎng)絡(luò)，也可以通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻等多種信息的傳輸，可以滿足地形復(fù)雜情況下應(yīng)急通信需求。由于設(shè)備的超小型化，可以穿戴在身上，對救援現(xiàn)場的相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和方位的定位均十分方便。如圖2所示。

圖2融合通訊指揮系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能

融合式通信指揮系統(tǒng)，可實現(xiàn)現(xiàn)場救援人員、現(xiàn)場衛(wèi)生指揮車和后方基地指揮中樞系統(tǒng)的視頻會商，利用PAD人機交互技術(shù)快速建立現(xiàn)場通訊熱點，同時現(xiàn)場衛(wèi)星指揮車可以將現(xiàn)場圖片、視頻等信息迅速上傳到后方基層指揮中樞，并可召開高清視頻會議，商討救援方案和方案調(diào)整。

該信息系統(tǒng)還具備了即時收集應(yīng)急救援人員的定位信息和生命體征數(shù)據(jù)信息的即時通信能力，通過GIS位置地理信息系統(tǒng)即時展示救援人員情況和生命體征狀況，即時聯(lián)系并保護救援人員安全。另外，該系統(tǒng)能夠及時回傳救援現(xiàn)場的多路視頻和各種物聯(lián)數(shù)據(jù)，并結(jié)合后方指揮中樞的后端系統(tǒng)的衛(wèi)星監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析，提供人工智能（AI）服務(wù)，并通過對現(xiàn)場的環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)分析計算評估當前災(zāi)情狀況的發(fā)展趨勢，并給出領(lǐng)導(dǎo)決策依據(jù)，下發(fā)前線救援命令?？赏ㄟ^對救護人員的生命體征等數(shù)據(jù)信息進行救護人員健康狀況評價，在關(guān)鍵時刻直接給予救護人員撤退的告警指示，從而確保了現(xiàn)場救護人員的生命安全。

3.融合通訊指揮系統(tǒng)的訓(xùn)練功能

融合通訊與指揮系統(tǒng)，可輕松適應(yīng)高溫鹽霧、沙塵暴、?；芳暗V業(yè)、超高海拔的救災(zāi)現(xiàn)場，以確保政府及應(yīng)急部門在特定場合的緊急通訊需求，并可以實現(xiàn)對全區(qū)域范圍、全時段通訊、低成本普遍接入的特點。該系統(tǒng)可以在無陸地基站信號的狀況下，利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，快速實現(xiàn)對方圓10km內(nèi)無線寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋，同時利用應(yīng)急無人駕駛直升機，還可以完成對應(yīng)急現(xiàn)場周圍30～80km范圍的全天時段、全天候、多功能水面用戶的應(yīng)急通訊連接。可以在應(yīng)急演練、大型救援現(xiàn)場等無固定無線基站信號的情形下，利用多輛救援車輛和多種單兵背負方式運輸，迅速完成方圓上百公里的野戰(zhàn)訓(xùn)練場，全天時段、全天候、多業(yè)務(wù)、大容量的緊急通訊接入，無線寬帶網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。應(yīng)急救援現(xiàn)場通信不同于一般民用寬帶通訊，應(yīng)急救援現(xiàn)場或許會面臨數(shù)公里內(nèi)基本通訊設(shè)備匱乏的山區(qū)、高海拔、沙塵暴、高溫、高寒等極端嚴酷自然環(huán)境，因此必須支撐著應(yīng)急救援現(xiàn)場語音信號、生命體征信號、現(xiàn)場的救援狀態(tài)視頻、各單位協(xié)同指揮調(diào)度信號、上級指示信號，以及救援現(xiàn)場車輛、無人駕駛直升機等各種救援裝備的位置信息和戰(zhàn)斗狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的普遍接入，同時還必須提供與現(xiàn)場指揮和后方指揮中心之間的信號互通等需求，真正做到了全地形、全天候的多媒體可靠融合通訊。如圖3所示。

圖3融合通訊指揮系統(tǒng)的訓(xùn)練功能

二、應(yīng)用效果分析

融合通訊指揮體系借助中國自主可控的知識，構(gòu)建了寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、背負式衛(wèi)星便攜站系統(tǒng)和中國完全自主創(chuàng)新的背負式融合通訊指揮調(diào)度體系，中國衛(wèi)通協(xié)同華為公司進行了"便攜站+背負式微系統(tǒng)"的融合調(diào)測和業(yè)務(wù)試驗。其中，在背負式融合通訊指揮與調(diào)度體系的無線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，用戶可以通過專網(wǎng)手機快速連接到移動通訊基站和互聯(lián)網(wǎng)上，可正常實現(xiàn)通信功能，下游流速最大值可達到44 Mbit/s，上游傳輸速率最大值達8Mbit/s，可以實現(xiàn)連接網(wǎng)絡(luò)并完成所有的業(yè)務(wù)應(yīng)用（微信、網(wǎng)頁、視頻等），同時通過測試驗證可以把高清、高碼率的現(xiàn)場實時錄像回傳給指揮中心，視碼率超過6Mbit/s。

一旦發(fā)生災(zāi)情，可以利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)搜索災(zāi)情發(fā)生地點的道路交通圖、地形地貌圖、救援力量分布圖等信息，建立數(shù)學模型圖，將衛(wèi)星指揮車開赴現(xiàn)場，同時調(diào)集救援力量快速趕赴現(xiàn)場，偵察災(zāi)情，對救援力量進行分工，可以將救援力量被分工為現(xiàn)場救援、現(xiàn)場管理、后勤保障將若干救援小組，采用背負式融合通訊系統(tǒng)與衛(wèi)星指揮車和各救援小組的現(xiàn)場救援人員保持密干聯(lián)系，而現(xiàn)場救援人員則可以利用對講機、手機等工具，采取語音、圖片、視頻等方式及時將現(xiàn)場救援情況反饋給背負式融合通訊系統(tǒng)操作員，由系統(tǒng)操作員再反饋給衛(wèi)星指揮車，直至后方基地指揮中樞，構(gòu)成救援指令暢通、現(xiàn)場信息反饋及時、現(xiàn)場救援調(diào)配調(diào)整迅速地閉合， 從而迅速完成救援任務(wù)。

三、結(jié)論及建議

融合通信指揮系統(tǒng)設(shè)計輕巧、簡易，覆蓋范圍寬、容量大、成本低、抗災(zāi)能力強，具有與地面移動互聯(lián)網(wǎng)的低成本普遍連接、本地大容量多媒體融合通訊和統(tǒng)一指揮調(diào)度等優(yōu)點。在地面通訊網(wǎng)絡(luò)因基礎(chǔ)設(shè)施崩潰或發(fā)生不可抗力破壞而無法短時間內(nèi)恢復(fù)、地面交通嚴重中斷的特殊情景中，以及在人員集結(jié)型重大社會活動中，可以對承載的現(xiàn)場多媒體融合通信和前后方指揮調(diào)度系統(tǒng)等綜合服務(wù)具有無法取代的優(yōu)越性，可以高效保證重大救災(zāi)任務(wù)和突發(fā)性應(yīng)急事件的行業(yè)客戶緊急通訊需求。通過與衛(wèi)星寬帶通訊網(wǎng)路和地面4G專網(wǎng)的高效融合，成功破解了對洪水、地震、臺風、森林火災(zāi)等重大自然災(zāi)害和大型高速公路事故、危化品事故的現(xiàn)場救護工作的網(wǎng)絡(luò)覆蓋困難，滿足對全域范圍、全時通信服務(wù)的需求。

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