關于新一代應急指揮調度通信系統研究

韓少平

（河北遠東通信系統工程有限公司，河北 石家莊 050200）

0 引 言

公眾網發生通信中斷時，在短時間內構建有效而可靠的通信體系，以靜態或動態圖像的形式收集災區信息，與資源、氣象等相關部門交流與共享信息等成為首要任務。因此，妥善解決上述問題，在政府機構有效應對重大災難、災害，穩定局面與降低生命財產損失方面起到極為關鍵的作用。而新一代應急系統，遵循可靠通信、高效快速、指揮分級等原則，運用衛星通信技術、5G 技術、視頻采集技術等，以實時交流、命令部署、目標跟蹤以及現場指揮等手段，為順利開展搶險救災予以堅實保障。

1 應急指揮調度通信系統概述

應急指揮調度通信系統在所有地方均配置天通衛星電話和北斗終端，地區級及以上配置衛星通信車，縣級根據當地地理環境和資金配置衛星通信車。地區級的應急搶險救災指揮中心作用如下：隨時與上級政府維持有效聯系，將掌握的情況及時匯報至上級政府部門和駐軍機關，同時接收上級的部署指令；協調和指揮區域范圍內的人員，第一時間組織開展設施搶修、傷員搶救；及時與政府有關部門溝通，了解當地的氣象、地質、物資等信息，能夠和鄰區協作。針對多樣繁雜的事務情況，必須由層次分明的指揮體系提供支持，保障各項工作順利推進，構建應急指揮調度通信系統所具備的應急指揮體系[1]。應急指揮調度通信系統的指揮體系如圖1 所示，不僅具有開放性的平臺，而且能為多種接入方式提供支持。

圖1 應急指揮調度通信系統指揮體系

2 應急指揮調度通信系統的技術要求

2.1 必須具備實時性

在面臨突發狀況時，應急指揮系統對相關數據信息的傳遞速度和質量都有很高的要求。憑借及時高效的音視頻和數據通信傳輸技術，為指揮員的指揮決策起到決定性作用。由于事件現場的狀態瞬息萬變，最好的處置時機可能稍縱即逝，只有在最短的時間內了解現場情況，才能快速準確地下達指揮決策、并及時的下達調度指令，達到指揮調度的目的。

2.2 具備較強的場景環境適應性

由于大多數應急救援處置的現場環境條件非常復雜和惡劣，常規的通信設施和條件很可能被破壞或者不具備。根據空地一體、視頻和數據融合的通信系統優勢，在網絡層面通過應用衛星通信中繼、4G/5G移動通信、無人機以及Wi-Fi 等多種技術手段，能夠解決有線通信對地面傳輸要求較高的問題，完成現場業務信息向指揮中心的傳送以及指揮決策、資源調度命令的下達。

2.3 對信息傳輸速率要求高

基于應急指揮調度的業務應用需求，指揮調度中心為了能夠準確掌握現場狀況，精確制定應急指揮調度策略，對現場信息量的需求較大，尤其是每路高清視頻數據至少需要2 Mb/s 以上的傳輸率速，因此融合了5G 技術、下一代網絡（Next Generation Network，NGN）傳輸網絡和寬帶集群系統的融合通信系統，將具備多路高清視頻并發處理和傳輸的能力。

2.4 要具有移動性和靈活性

應急指揮調度通信系統中的網絡層是有線通信技術、移動通信技術、互聯網技術、物聯網技術、衛星通信技術以及長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術的融合，具有移動性應用和靈活部署的特點，可以根據現場的實際需要靈活組合部署。在業務層面上，該通信系統可以實現應急指揮中心視頻、語音和數據的自由組合應用。

3 應急指揮調度通信系統功能分析

3.1 分析共享與輔助決策

應急通信系統作為應對突發事件、搶險救災的指揮中心，應以大量有關的數據、信息及資料作為判斷、決策的根據，由指揮中心進行采集和處理，但該方式不僅經濟性偏低而且并不現實，因此要實現多平臺、系統之間的聯動，確保中心可以共享相關部門信息，且各個部門順暢溝通。匯總大量的數據、信息后，能夠對這些信息自動進行分類、篩選、處理以及儲存等，更重要的是可以結合預案提示操作，自動提供用于指揮中心決策參考的指令或方案，以此幫助指揮中心做出決策。由此可見，新一代的指揮調度通信系統屬于具備數據共享、信息分析、決策輔助能力于一體的綜合平臺。

3.2 協調調度

發生突發事件或是災害的現場情況不僅復雜而且變化莫測，需科學調度現場物資、人員，并協調救災隊伍的各項工作等。緊急指令下達要秉承資源優先使用的原則，各小隊在協同的過程中保持聯絡，關鍵信息向全體廣播，面對一些特殊情況要由指揮中心與幾個部分組織現場會議，不能中斷對關鍵節點信息的實時監控[2]。實現上述功能要求，在系統下屬每個子網內部的用戶通信必須優先級設置，一方面為指定用戶組、預編程會議和熱線功能提供支持，另一方面具有消息廣播和越級指揮的功能，為新一代的指揮調度通信系統提供一體化協調調度的能力。

3.3 快速架設

突發事件或災害具備特殊性，唯有快速到達現場并進行架設，通信才會將系統的效用功能最大限度發展。除此之外，系統設備應該堅固耐用，而且具有自動校時、定位、發送信號等多種能力。

4 應急指揮調度通信系統主要組成

應急指揮調度通信系統主要由7 個部分組成，如圖2 所示。

圖2 應急調度指揮系統主要組成部分

（1）指揮調度中心。該中心的作用如下：負責動態管理、維護、配置系統內部通信資源，監視系統成員狀態與通信管理；提供區域地圖，應急預案，物質、人員及建筑分布情況；調閱與儲存錄音資料、視頻資料及圖像文件；智能化分析與決策，分析處理氣象信息、資源分布信息，自動生成為指揮員提供參考的具體應急措施。

（2）本地通信子網。本地通信子網主要由車載5G 移動基站、手持便攜式5G 終端等組成。

（3）上級指揮子網。上級指揮子網由車載天線與衛星電話（2 部）組成。

（4）平級通信子網。平級通信子網主要由超短波電臺和地面接力站構成。

（5）全球定位系統（Global Positioning System，GPS）。GPS 系統由終端接收模塊與車載GPS 接收機組成。

（6）語音廣播功能。語音廣播功率達到500 W，在大范圍內進行壓制性廣播。

（7）配備車載平臺和20 kW 柴油發電機。

5 以消防應急通信指揮調度系統建設為例進行分析

5.1 消防應急通信指揮調度系統設計整體思路

基于消防隊員基礎使用需求及地區具體使用環境，從指揮通信、日常管理、業務應用等層面設計符合消防通信特征的無線通信網絡[3]。該系統可以滿足當前與未來無線通信的應用和應急通信指揮與日常通信的需要。系統的設計需要具備以下思路：一是實現多層指揮調度，能夠滿足全省境域內的值班通信，總隊在平時能夠呼叫全省的各個支隊、中隊及大隊，并且在搶險救援的過程中能夠直接呼叫到救援現場；二是量身定做的系統，建設更適合消防工作的通信系統，并且將公安集群系統視為協同通信、一級調度的關鍵手段；三是具有快速部署的特點，抵達現場5 min 內能快速完成現場環境的搭建，建立應急通信網保障救援的實效性，接續時間不能超過5 min；四是集成度高，系統所用設備不僅便攜而且小型化，自帶4G 和5G 聯網模塊，適用于不同環境和多種無線鏈路；五是續航時間長，個別救災行動需要持續較長時間，系統要滿足連續長時間使用的要求，同時可以支持市電以及后備電池等不同供電模式；六是具有經濟性，使用350 兆集群系統的價格高昂，而數字PDT 集群系統相較復雜，針對消防工作而言既不實用也不經濟，文章設計建設的系統能夠兼顧經濟性與實用性；七是實現指揮中心調度功能，調度臺可以通過語音完成支隊、大隊與中隊的調度工作，打造立體化調度模式，調度員隨時掌握火災現場情況，在此基礎上調用消防資源；八是具有一定的兼容性，現階段仍以模擬對講機為主，文章設計建設的系統需要與模擬終端相互兼容。

5.2 消防應急通信指揮調度系統的特點

消防應急通信指揮調度系統的特點如下：一是該系統選擇一級、二級交換中心以及無線接入點三級設計，對應總隊、支隊、各大隊以及中隊；二是以全網際互連協議（Internet Protocol，IP）架構為基礎選擇中心交換模式，在各個網絡位置布置設備，便于網絡節點的增刪；三是系統可以靈活進行指揮調度，總隊利用設置的調度臺任意調度支隊、大隊與中隊，也能自由組合支隊、大隊與中隊；四是呼叫相應的組呼號碼選定相應的互通接入點；五是可以通過衛星、4G 或5G 網絡與二級交換中心進行連接。

5.3 消防應急通信指揮調度系統的功能分析

（1）實現考核日常勤務的功能。各個支隊、大隊和中隊平時獨立工作，能夠在本地組呼或者私密呼叫；日常勤務和應急事件的處理上，總隊利用調度臺能夠任意接入單元且各單元之間互通，達到扁平式指揮的效果。

（2）單元互通。支隊可以利用相應的調度臺，配置本支隊的接入單元互通下轄各大隊、中隊接入單元，以此統一指揮調度消防資源[4]。當系統難以覆蓋到的偏遠地區因為自然災害導致有線鏈路發生中斷的情況下，智能便捷式鏈路中轉臺可以利用現場的中轉臺與二級交換中心互通，及時搭建消防指揮調度臨時網絡，由此保障總隊、支隊、大對和中隊之間的通信暢通，順利實施救援救災。

（3）語音檢測功能。開啟智能便攜式鏈路中轉臺之后，逐一檢查4G/5G 信號、GSM 信號以及衛星鏈路，4G/5G 鏈路優先使用；如果不滿足使用要求則啟用全球移動通信系統（Global System for Mobile Communications，GSM）鏈路，系統在運用GSM 時具有語音檢測功能[5]。

6 結 論

立足災后調度、指揮與通信的視角，簡要分析設計新一代應急指揮調度通信系統的主要思路。該系統投入運行后，一方面能夠作為發生災害或是災難時的重要應急通信手段，另一方面是大型活動通信的一種保障設備，改造系統適應性后，能夠用于保障軍隊、公安、衛生和消防等系統的野外環境應急通信。