融合通信指揮系統在應急救援現場應用研究

方斌

摘 要：為了有效預防自然災害、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場，并將損失降到最低，就需要應用到道路與地面的基礎通訊設備，確保應急救援工作能在極短的時間進行規劃部署，然后通過通信指揮系統進行多部門協調調控管理，將現場情況實時到后臺進行統籌規劃安排，這也是我國應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在應急救援現場應用研究為題，去進行較為具體化的研究，以期能提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：融合通信指揮;應急救援;現場應用;研究

一、融合通訊指揮系統的主要構成

目前，我國有一套較為先進的背負式地融合通信指揮系統，由中國衛通集團公司與中國華為集團公司聯合研發，就是在極端條件下的應急救援現場也可以實行有效指揮調控，主要是應用當前先進的互聯網衛星，并結合4G的網絡信息技術，建立起一種融合通訊指揮系統，這種系統由以下幾部分組成：

1.融合通訊指揮系統的基本構成

主要是將基站、核心網絡以及調度系統的服務器集成在一起，組成了SOC芯片，是一種集成電路芯片，主要由接收器、發射器、協議轉換器、協議存儲（各種通訊協議的存儲）、定時器、時鐘線路、中斷控制器等構成，可以對語言、圖片、視頻等信號進行有效轉換處理并進行傳輸。使用方式就是將系統裝進一個背包里，然后現場操作人員利用一個手持平板電腦PAD與現場衛星指揮車系統進行終端操作，可實現對星、對現場并與終端指揮基地的通訊指揮系統聯網協同指揮。該系統可與五百條寬帶業務進行聯通，實現現場衛星指揮車，指揮車與背負式融合指揮系統操作員，操作員與現場救援人員的語言、視頻通話，同時，現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操作員處置，并支持本地20路與調度系統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，使現場與調度終端能夠實現實時雙向互通。如圖1所示。

圖1融合通訊指揮系統調度構成圖

從圖1可以看出，融合通訊指揮系統具有如下優勢：（1）具有使用方便且運維成本低的特點。融合通訊指揮系統是由調度監控盤來調控的，可實現全方位的應急救援指揮，應急通信通道的存在可以使救援工作由原先需要數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務具有了更多的拓展選擇，可以有效實現寬帶業務的接入與環境的監測接入，有效節約通信成本與建設運維成本。 （2）具有網絡覆蓋面廣且靈活的特點。靈活方便地融合通信指揮系統能夠實現應急通信盲點網絡覆蓋范圍，從而快速克服了偏遠地區寬帶通訊盲點和信息中斷的困難，有效提高了寬帶通訊網絡覆蓋能力。

2.融合通訊指揮系統的業務功能

融合式通信指揮系統可以通過本地的移動通信網絡，也可以通過衛星網絡實現數據、語音、圖像和視頻等多種信息的傳輸，可以滿足地形復雜情況下應急通信需求。由于設備的超小型化，可以穿戴在身上，對救援現場的相關數據的采集和方位的定位均十分方便。如圖2所示。

圖2融合通訊指揮系統的業務功能

融合式通信指揮系統，可實現現場救援人員、現場衛生指揮車和后方基地指揮中樞系統的視頻會商，利用PAD人機交互技術快速建立現場通訊熱點，同時現場衛星指揮車可以將現場圖片、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整。

該信息系統還具備了即時收集應急救援人員的定位信息和生命體征數據信息的即時通信能力，通過GIS位置地理信息系統即時展示救援人員情況和生命體征狀況，即時聯系并保護救援人員安全。另外，該系統能夠及時回傳救援現場的多路視頻和各種物聯數據，并結合后方指揮中樞的后端系統的衛星監測大數據分析，提供人工智能（AI）服務，并通過對現場的環保監測數據通過大數據分析計算評估當前災情狀況的發展趨勢，并給出領導決策依據，下發前線救援命令。可通過對救護人員的生命體征等數據信息進行救護人員健康狀況評價，在關鍵時刻直接給予救護人員撤退的告警指示，從而確保了現場救護人員的生命安全。

3.融合通訊指揮系統的訓練功能

融合通訊與指揮系統，可輕松適應高溫鹽霧、沙塵暴、危化品及礦業、超高海拔的救災現場，以確保政府及應急部門在特定場合的緊急通訊需求，并可以實現對全區域范圍、全時段通訊、低成本普遍接入的特點。該系統可以在無陸地基站信號的狀況下，利用衛星網絡系統，快速實現對方圓10km內無線寬帶網絡覆蓋，同時利用應急無人駕駛直升機，還可以完成對應急現場周圍30～80km范圍的全天時段、全天候、多功能水面用戶的應急通訊連接。可以在應急演練、大型救援現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訓練場，全天時段、全天候、多業務、大容量的緊急通訊接入，無線寬帶網絡全覆蓋。應急救援現場通信不同于一般民用寬帶通訊，應急救援現場或許會面臨數公里內基本通訊設備匱乏的山區、高海拔、沙塵暴、高溫、高寒等極端嚴酷自然環境，因此必須支撐著應急救援現場語音信號、生命體征信號、現場的救援狀態視頻、各單位協同指揮調度信號、上級指示信號，以及救援現場車輛、無人駕駛直升機等各種救援裝備的位置信息和戰斗狀態監測數據的普遍接入，同時還必須提供與現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融合通訊指揮系統的訓練功能

二、應用效果分析

融合通訊指揮體系借助中國自主可控的知識，構建了寬帶衛星通信網絡、背負式衛星便攜站系統和中國完全自主創新的背負式融合通訊指揮調度體系，中國衛通協同華為公司進行了"便攜站+背負式微系統"的融合調測和業務試驗。其中，在背負式融合通訊指揮與調度體系的無線網絡范圍內，用戶可以通過專網手機快速連接到移動通訊基站和互聯網上，可正常實現通信功能，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，可以實現連接網絡并完成所有的業務應用（微信、網頁、視頻等），同時通過測試驗證可以把高清、高碼率的現場實時錄像回傳給指揮中心，視碼率超過6Mbit/s。

一旦發生災情，可以利用衛星定位系統搜索災情發生地點的道路交通圖、地形地貌圖、救援力量分布圖等信息，建立數學模型圖，將衛星指揮車開赴現場，同時調集救援力量快速趕赴現場，偵察災情，對救援力量進行分工，可以將救援力量被分工為現場救援、現場管理、后勤保障將若干救援小組，采用背負式融合通訊系統與衛星指揮車和各救援小組的現場救援人員保持密干聯系，而現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場救援情況反饋給背負式融合通訊系統操作員，由系統操作員再反饋給衛星指揮車，直至后方基地指揮中樞，構成救援指令暢通、現場信息反饋及時、現場救援調配調整迅速地閉合， 從而迅速完成救援任務。

三、結論及建議

融合通信指揮系統設計輕巧、簡易，覆蓋范圍寬、容量大、成本低、抗災能力強，具有與地面移動互聯網的低成本普遍連接、本地大容量多媒體融合通訊和統一指揮調度等優點。在地面通訊網絡因基礎設施崩潰或發生不可抗力破壞而無法短時間內恢復、地面交通嚴重中斷的特殊情景中，以及在人員集結型重大社會活動中，可以對承載的現場多媒體融合通信和前后方指揮調度系統等綜合服務具有無法取代的優越性，可以高效保證重大救災任務和突發性應急事件的行業客戶緊急通訊需求。通過與衛星寬帶通訊網路和地面4G專網的高效融合，成功破解了對洪水、地震、臺風、森林火災等重大自然災害和大型高速公路事故、危化品事故的現場救護工作的網絡覆蓋困難，滿足對全域范圍、全時通信服務的需求。

參考文獻：

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