高清應急通信系統現場設備設計方案

王冠 呂凌

【摘 要】現有鐵路應急通信系統在實際使用過程中發現有前端攝像不清晰、不可由指揮中心后端直接操控、無線抗干擾能力不強的不足。本設計方案將高清視頻技術引入鐵路應急通信系統，通過集合SHDSL、光纖、無線寬帶以及高清視頻采集、存儲、分析和傳輸多種先進技術，實現鐵路應急救援指揮中心與事故現場之間的話音、數據和高清視頻圖像實時傳輸，為事故現場提供有線和無線通信服務，建立鐵路應急通信系統與調度、鐵路自動電話網的互聯互通。

【關鍵詞】高清 應急通信 多機位 無線傳輸

1系統簡介

針對鐵現有鐵路應急通信系統在實際使用過程中發現的前端攝像不清晰、不可由指揮中心后端直接操控、無線抗干擾能力不強的不足，本設計方案將高清視頻技術引入鐵路應急通信系統，通過集合了SHDSL、光纖、無線寬帶以及高清視頻采集、存儲、分析和傳輸等多種先進技術，可以實現應急救援指揮中心與事故現場之間的話音、數據和高清視頻圖像實時傳輸，為事故現場提供有線和無線通信服務，能建立應急通信系統與調度、鐵路自動電話網的互聯互通。

2 總體設計方案

當出現緊急情況時，工作人員可攜帶現場設備趕赴事故現場，搭建高清應急現場環境，將現場接入設備通過野戰光纜、被復線等有線接入方式或寬帶無線接入方式，就近接入車站/基站傳輸系統，將現場話音、數據、高清視頻圖像傳送到應急救援指揮中心，建立起應急救援指揮中心與事故現場之間的通信網絡。

高清應急通信系統由應急救援指揮中心設備、車站/基站中繼設備及應急現場設備等三部分組成。

現場設備包括：現場接入設備、高清無線影音設備、數據終端、無線PBX交換機、無線手機等。

（1）現場接入設備：現場接入設備可從事故現場將語音、數據、采集的高清視頻圖像上傳到中心。（2）高清無線影音設備：高清無線影音設備具備高清視頻圖像采集功能，實現攝像機和現場接入設備間的無線圖像傳送。（3）無線PBX交換機：無線PBX交換機為現場900M無線手機提供內部通話和交換功能，同時與現場接入設備的電話接口連接，實現現場900M無線手機與中心坐席電話互聯。（4）900M無線手機：900M無線電話與無線PBX交換機連接，實現現場工作人員之間的語音通信，以及和中心坐席的語音通信功能。（5）野戰光纜：通過野戰光纜在現場接入設備與中繼側設備之間建立數據連接。（6）無線網橋：通過點對點和點對多點無線網橋設備在現場接入設備與中繼側設備之間建立無線的數據連接。（7）高清快球攝像機：高清快球攝像機用來采集現場的高清視頻圖像，將事故現場的情況進行實時拍攝后通過現場接入設備上傳到中心，指揮人員可后端PTZ控制。

中繼設備提供以太網數據業務，提供從現場接入設備到中繼站這段距離的傳輸通道，現場高清視頻圖像、語音等信息通過中繼站進入傳輸通道，最后傳送至指揮中心。中繼設備根據中繼站與現場的不同接入方式而有所不同，包括：光纜接入設備、寬帶無線接入設備；前者屬于有線接入，后兩者屬于無線接入。

3產品性能參數

3.1系統功能要求

（1）提供現場傳輸通道：基于區間光纖以太網接入技術，為事故現場至應急中心提供傳輸通道。應急通信系統需提供野戰光纜和寬帶無線兩種接入手段，用戶可根據事故現場情況及基礎設施情況因地制宜選擇適當的接入方式。（2）現場有線/無線內部通信系統：在事故現場能提供 4 部專線電話和 4 部無線專用手機，它們不經外線能互相撥打，與現場至應急中心通道的通斷無關，是一個獨立的通信系統；也可直撥任意一部自動電話。該功能能保證事故現場工作人員（如公安、工務等部門）的內部通信，加強搶險工作人員的內部協作，同時使領導的決策能快速的得到貫徹執行，為事故搶險爭取時間，使事故損失降到最低。（3）現場高清視頻圖像上傳功能：能將事故現場的高清視頻圖像實時上傳到應急指揮中心，圖像清晰，使領導能準確、快捷的掌握現場的第一手資料；指揮人員能夠后端PTZ控制攝像機拍攝角度，保證領導對事故決策的正確性和及時性。高清攝像機具備本地SD卡存儲、斷線續傳等功能。（4）現場多路語音通信功能：可以為事故現場到應急指揮中心提供 8 路話音通道，現場既有固定電話也提供無線手機，更便于現場人員使用。應急救援現場配置語音終端，對攝像師進行語音指揮，實現雙向實時語音通信，所有電話都可以加入現場以及指揮中心的語音指揮系統，任何一部電話都可以直接呼叫語音指揮系統中的其它電話，以便于應急中心各部門的領導對事故搶險的相關事項進行電話調度指揮。（5）遠程數據通信功能：現場通過應急設備提供的數據接口可與應急中心進行數據通信，以便于應急指揮中心與事故現場的聯系。

3.2設備性能參數要求

（1）高清快球攝像機：高清快球攝像機的功能特性為：1）智能視頻功能：偵測：移動偵測、視頻遮擋偵測；錄像：支持斷網續傳功能保證錄像不丟失；圖像增強：支持透霧、強光抑制功能。2）系統功能：圖像清晰，最大分辨率達到1920*1080@30fps；精密電機驅動，反應靈敏，運轉平穩，精度偏差少于0.1度；支持系統雙備份功能，確保數據斷電不丟失；

支持斷電記憶能力，上電后自動回到斷電前的云臺和鏡頭狀態；支持本地SD卡錄像。3）機芯功能：4倍光學變倍，16變數字變倍；支持自動光圈、自動聚焦、自動白平衡、背光補償。

（2）無線接入設備：最大傳輸距離達到10KM；最大吞吐量達到300Mbps、自適應速率、上下行帶寬可調；前向糾錯，無線傳輸鏈路抗干擾、健壯穩定；自動重傳、系統冗余備份可靠；OFDM，MIMO，天線分級技術。

（3）現場接入設備：現場接入設備主要由視頻模塊，音頻模塊，數據模塊三部分組成。1）視頻模塊：視頻傳輸高壓縮率，低碼流，基于優秀的H.264壓縮算法；視頻傳輸高清晰度， 可以實現25幀/秒（fps）的1080P視頻流傳輸；前端OSD顯示，可以實時顯示時間，碼流以及文本。2）音頻模塊：語音模塊支持4部固定電話和4部無線手機；語音模塊無人接聽呼叫轉移、呼叫等待、呼叫保持、外線直接分機；語音模塊支持DHCP、PPPoE 動態獲取IP 地址，增強組網方式的靈活性；3）數據模塊：數據模塊數據傳輸交互功能。

參考文獻：

[1] TB 鐵路應急通信系統技術標準[S].