野外小范圍4G/5G公網(wǎng)中斷或“三無”場景下應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信技術(shù)研究

謝 成，李 偉

（國家石油天然氣管網(wǎng)集團有限公司華南分公司，廣東 廣州 510000）

1 系統(tǒng)功能

基于4G/5G設(shè)計的應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的載體是一臺機動車，該系統(tǒng)集合了多種不同通信體制、不同傳輸介質(zhì)、集信息采集、傳輸、處理和應(yīng)急處置、指揮、決策、調(diào)度等功能。[1]應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)與應(yīng)急指揮中心存在本質(zhì)的區(qū)別，因為應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)具有更出眾的機動性、系統(tǒng)重構(gòu)性，在融入整個應(yīng)急救援系統(tǒng)的過程中表現(xiàn)的更加靈活。

1.1 信息采集

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)在4G/5G的支持下可以有效采集搶險現(xiàn)場的聲音、圖像等信息數(shù)據(jù)，對指揮中心發(fā)出的搶險相關(guān)信息實時動態(tài)接收，應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)可以對這些數(shù)據(jù)信息進行有效的、及時的、準確的處理。[2]

1.2 保障通信

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)具備多種通信手段與設(shè)備，通過這些通信手段實現(xiàn)與指揮中心的即時通信。

1.3 指揮調(diào)度

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)可以非常有效的融入整個應(yīng)急搶險救援系統(tǒng)當中，實現(xiàn)各種信息的實時通信，在處理這些信息的過程中可以實時動態(tài)的接收命令，對現(xiàn)場搶險工作進行部署，并進行實時監(jiān)控。

1.4 決策支持

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)當中具備的地理信息系統(tǒng)、現(xiàn)場指揮自動化軟件可以協(xié)助搶險人員對搶險現(xiàn)場情況進行清晰的綜合判斷，并在此基礎(chǔ)上擬定各種保障預(yù)案和搶險方案。

1.5 視頻會議

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)當中配備了可以支持視頻會議的一系列設(shè)備，在視頻會議的條件下實現(xiàn)通信、信息共享。

1.6 導(dǎo)航定位

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)當中配備了專用的衛(wèi)星定位導(dǎo)航設(shè)備，由此完全可以實現(xiàn)位置定位、導(dǎo)航、查詢基本軌跡等功能。

1.7 安全保密

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)當中配置了保密單元，由此確保信息發(fā)送、接收、處理、顯示等功能的安全性、完整性。除此之外配備防火墻，防火墻具備檢測攻擊行為、入侵的功能，當發(fā)現(xiàn)這些行為時可以及時啟動阻攔措施。對于外界環(huán)境的一些惡劣條件也具備防護措施，防雷擊、防火、確保用電安全。

1.8 輔助裝備

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)配備了高功率的廣播設(shè)備，在此基礎(chǔ)上確保搶險現(xiàn)場指揮、廣播信息實時播報。除此之外還配備了車載發(fā)電機、UPS不間斷電源，從而為整部車輛提供充足的電能。照明鏑燈和升降桿可以為車輛提供照明條件。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

4G/5G基礎(chǔ)上的應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的行走方式為輪式越野類底盤，由此可以實現(xiàn)對搶險現(xiàn)場的快速展開、布設(shè)，由此將整個信息發(fā)向指揮中心現(xiàn)場的每一個角落，由此為一線搶先人員提供精確的數(shù)據(jù)信息，同時為指揮調(diào)度、資源調(diào)配通信暢通奠定基礎(chǔ)。圖1為基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急救援指揮、搶險系統(tǒng)。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急救援指揮、搶險系統(tǒng)

該應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)使用“分布式”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不同地域、層次指揮系統(tǒng)之間的有機結(jié)合，結(jié)合搶險現(xiàn)場的實際作業(yè)需求進行合理調(diào)配，從而對全新的網(wǎng)絡(luò)指揮系統(tǒng)靈活組配。

2.1 充分考慮實際搶險作業(yè)需求

結(jié)合搶險現(xiàn)場實際作業(yè)需求對現(xiàn)場信息進行收集與分配，并將此信息上報給指揮中心進行決策部署。

2.2 提升搶險救援信息決策的效率與水平

在應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的支持下，救援指揮、搶先系統(tǒng)可以實現(xiàn)統(tǒng)一的部署，也可以進行單獨部署，形成一種靈活的應(yīng)急指揮體系結(jié)構(gòu)，這種應(yīng)急指揮體系結(jié)構(gòu)具備更加強大的生存、抗損壞能力。

救援指揮、搶險、指揮中心之間借助電信專線、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、短波、超短波集群、無線寬帶視頻傳輸系統(tǒng)、GSM網(wǎng)絡(luò)等多種方式實現(xiàn)通信，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成多種冗余通信路由的通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，詳見圖2。這種多冗余通信路由多種不同通信體制、不同傳輸介質(zhì)的通信手段組成，具有強大的生命力，各指揮端只需一條信道即可實現(xiàn)通信連接，同時保證指揮調(diào)度的有效性。

圖2 應(yīng)急救援指揮、搶險系統(tǒng)多冗余通信網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖

3 作業(yè)流程

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)框架圖如圖3所示。應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)以輪式越野機動車作為載體，在4G/5G的支持下與搶先現(xiàn)場的探測儀器、移動媒體設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)施實現(xiàn)連接，以音頻、視頻會議作為實現(xiàn)信息交互共享、移動辦公、指揮調(diào)度的基本條件。應(yīng)急救援、搶險系統(tǒng)使用“分布式”層次結(jié)構(gòu)：信息獲取層、網(wǎng)絡(luò)通信層、信息處理層。

圖3 應(yīng)急救援指揮、搶險系統(tǒng)框

現(xiàn)場應(yīng)急救援指揮、搶險系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心最大的區(qū)別在于機動性不同、系統(tǒng)補充構(gòu)性不同，應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)在這些方面都格外出眾，可以更加靈活的融入整個應(yīng)急搶險救援系統(tǒng)當中。除此之外在應(yīng)急應(yīng)用的過程中，面對突發(fā)事件，應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)可以取代常規(guī)的手段完成信息的傳輸交互，提升突發(fā)事件處理能力。

應(yīng)急救援指揮、搶險系統(tǒng)、不同級別的指揮中心共同構(gòu)成反應(yīng)靈敏、信息多元化的有機整體，為搶險、救災(zāi)提供重大應(yīng)急保障處置條件，有效實現(xiàn)突發(fā)事件的預(yù)防、處理、善后，實現(xiàn)應(yīng)急處理工作的有效性。

4 電力搶險應(yīng)用案例

應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)以機動車作為載體，可以進行多種選擇的車載系統(tǒng)可以適應(yīng)不同搶險情況下的實際需求。

電力搶險出現(xiàn)的情景一般是電力系統(tǒng)自身存在問題，或自然災(zāi)害造成的電力系統(tǒng)故障。電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障不僅會使社會運行陷入癱瘓，還可能會對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成威脅。在電力搶險中使用應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)可以有效縮短電力搶險的時間，提升對于電力突發(fā)事件的處理能力。電力系統(tǒng)當中涉及不同特性的設(shè)備，因此需要結(jié)合實際需求配置不同的專業(yè)設(shè)施。

5 結(jié)束語

本次研究中對野外小范圍4G/5G公網(wǎng)中斷或“三無”場景下應(yīng)急搶險救援指揮調(diào)度通信技術(shù)進行分析，急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)在4G/5G的支持下充分發(fā)揮計算機、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對不同通信體制、不同傳輸介質(zhì)的指揮調(diào)度平臺進行綜合，同時集應(yīng)急處理、指揮調(diào)度、決策部署等多種功能于一體。急搶險救援指揮調(diào)度通信系統(tǒng)可以與各級指揮中心共同構(gòu)建反應(yīng)敏捷、信息多元化、指揮統(tǒng)一的有機整體，在此條件差下可以更好的應(yīng)對突發(fā)事件，使自然災(zāi)害、突發(fā)公共事件的聯(lián)動處理效果得到顯著提升。