主頁（http://www.130131.com）：科能融合：現場應急指揮系統架構

       現場搶救指揮通信系統是一種信息系統。這種信息系統由指揮業務系統和覆蓋突發事件現場的電信網絡組成。鑒于這種信息系統的指揮業務系統通常釆用簡明的電話業務系統，而電信網絡通常采用多種多樣的傳輸系統，以支持上對中央政府，下對當地政府、當地駐軍、當地通信公司、現場搶救群體等指揮對象，因而通信網絡相當復雜。所以，其通常也稱為“應急通信指揮系統”。

一、現場救援指揮通信系統的使用要求

現場應急救援指揮通信系統的使用要求如下。

     （1） 基本用途：支持災區最高指揮員實施現場指揮。

     （2） 電信業務：固定電話、固定會議電話、電視、圖像。

     （3） 工作環境：覆蓋整個災區。

     （4） 設計目標：要求高可靠、高安全、高機動，盡可能簡明；保證業務質量、保證信息內容安全，盡可能改善電信網絡的安全性，盡可能提高網絡資源的利用效率。

     （5） 使用配置：設置一個現場搶救機動指揮所，配置一個支持現場搶救指揮的應急通信網絡�，F場應急救援指揮通信系統的技術手段和網絡架構，目前仍在討論中，各種方案也在發展與完善中。

二、現場救援指揮通信系統的主要功能

      在突發事件發生后，現場救援指揮通信系統應迅速到達突發事件現場，支持現場指揮、調度和接受上級指導。

1. 對外通信功能

       通過衛星通信（如果可能，也可以通過地面公網或地面互聯網，甚至空中浮空平臺）與上級進行通信，支持現場圖像、語音、地理信息視頻會議等業務。衛星通信釆用“動中通”的技術，具有運動中對外通信能力。

2. 智能決策

       智能決策具有對現場情況實時監控、顯示、分析、綜合處理的功能，為事件處置、應急指揮提供決策性依據。綜合應用軟件運行在兩臺工作站和一臺服務器上，其主要作用是提供指揮員及時了解突發事件的發展態勢、査看各種釆集數據和現場音/視頻、調閱歷史數據和緊急預案并做出指揮決策。

3. 現場信息采集功能

       在應急情況下，突發事件大多數出現在環境非常復雜的邊遠地區，本通信指揮車往往只能開到距高突發事件現場一定距離（幾千米范圍內）的場地進行應急決策與指揮調度通信。對于通信設施奇缺的突發事件現場，缺乏必要的通信手段，可將現場多參數信息傳遞到通信指揮車。因此，通信指揮車除與國務院應急指揮大廳之間的信息實時傳輸交互之外，還需要為通信指揮車不能開赴

       突發事件第一現場時提供無線圖像傳輸系統，作為第一現場與之間指揮部重要的引接手段。

4. 現場辦公功能

      當處理較大突發事件時，通信指揮車到達突發事件現場后，可迅速將局域網擴展到現場辦公區，以支持現場辦公區的網絡接入。

5. 平臺之間協同工作功能

       當有較大的突發事件發生時，現場常常匯聚各個行業及部門的移動指揮車，利用現場的無線寬帶局域網，構建一個有中心的點對多點的無線網絡，本通信指揮車可作為現場應急救援的最高指揮場所，對現場的其他應急通信車（如省廳級、市局級、各部門等）進行指揮調度，實施現場緊急救援指揮。

6. 會議電視功能

       在重大突發應急公共事件發生時，本通信指揮車地處突發事件現場，利用視頻會議系統可以實現異地會商，聽取上級領導指示和專家意見，及時開展各項應急指揮調度工作。既可以聽到對方的聲音，又可以看到對方的視頻，大大提高了會商、分析、協調、處理等應急工作的效率。

7. 視頻圖像接入與顯示功能

      通信指揮車的圖像信息直接來源于現場，信息量比較大，由于傳輸信道帶寬受限，同時只能有一路圖像接入國務院應急指揮中心。本通信指揮車配置了大屏顯示器、視頻切換矩陣、視頻存儲設備，可實時顯示、記錄現場情況。

      車載型應急通信指揮車系統的功能如圖2.7所示。

圖2.7車載型應急通信指揮車系統的功能 

三、現場救援指揮系統的組成

       車載型現場應急指揮系統的組成如圖2.8所示�，F場救援指揮系統作為現場的指揮中心，提供遠程通信和區域通信的功能；通過遠程通信接受上級指揮和控制;通過區域通信對現場各個搶救群體實施指揮。遠程通信系統包括衛星通信信道和可利用的地面公用電信網絡；區域通信系統包括常規電臺和集群通信系統�，F場救援指揮系統的構成如下：現場網絡子系統；綜合網絡控制子系統；業務終端子系統；綜合應用子系統；對外通信子系統。

圖2.8  車載型現場應急通信指揮系統的組成

1. 現場網絡子系統

     （1）功能。當應急通信指揮系統到達突發事件現場后，可迅速構建起現場網絡系統，采集現場的視頻、音頻、數據等信息，對現場搶救進行指揮調度。

現場網絡子系統的主要功能如下。

       1） 釆集地理位置信息、圖像信息、聲音信息、環境參數信息及危險源等信息。

       2） 支持電話、音/視頻、數據業務傳輸。

       3） 通過350MHz電臺，或可能使用的GSM、CDMA（Code-divisionmultipleaccess,碼分多址）移動電話對現場各個搶救群體進行指揮調度。

     （2） 現場信息釆集和傳輸。現場信息釆集和傳輸部分由便攜式無線圖像傳輸設備和車載式圖像接收設備組成，支持非視距傳輸。其主要功能是釆集現場音/視頻信息、圖像編碼、現場數據傳輸、數據接入和圖像解碼。

視頻釆集采用PAL制（PhaseAlternationLineSytem）式攝像機，經H.264圖像壓縮編碼后上傳，可以最大限度地保證原始視頻素材質量。便攜式無線圖像傳輸設備的上行信源包括視頻采集、音頻釆集、傳感器信息、地理位置定位信息。

     （3）綜合調度。綜合通信控制器作為核心控制設備，具有針對不同通信方式的專用接口，每個接口對應一種特定的通信接入設備，如800MHz數字通信系統、350MHz常規電臺、短波/超短波電臺、模擬電話接口、IP電話接口或衛星電話接口等。綜合通信控制器本身具有256路時隙交換能力，通過交換矩陣可以實現各種通信接口之間的連接，單系統的最大容量為15個端口，支持級聯，單系統具有30方會議資源，能夠分成15個通話組進行通話，也可形成30方大通話組。

2. 綜合網絡控制子系統

     （1） 功能。綜合網絡控制子系統為移動應急平臺車內設備提供一個互聯互通的本地網絡，支持接入和網絡管理功能，如網管代理功能、網絡配置功能、業務接入功能、路由功能、組網功能。

     （2） 組成及連接。綜合網絡控制子系統由綜合網絡控制設備、網絡交換機、IP接入控制器、路由器及N-port串行通信設備組成。

       綜合網絡控制設備實現網絡控制、對外傳輸控制及系統管理功能；網絡交換機實現移動車內局域網并提供業務接入LAN（localareanetwork,局域網）接口；IP接入控制器實現業務捕獲申請信道、IP加速、路由配置等功能；路由器實現對外傳輸的IP路由。

     （3） 各種業務QoS（Qualityofservice,服務質量）保證。本系統釆用差別服務模型來保障各種業務質量。差別服務模型是一種基于類的技術，它在網絡邊界將數據流按要求進行簡單的分類，并根據業務的不同服務等級約定，有差別地進行流量控制和轉發來解決擁塞問題。差別服務模型的主要實現技術有報文分類、擁塞管理、擁塞避免、流量整形與監管等。

本系統中主要的業務類型有VoIP電話、視頻、圖像及綜合數據業務，其中VblP電話業務優先級最高，視頻、圖像業務次之，綜合數據業務最低。

3. 業務終端子系統

        業務終端子系統支持實現各種業務（語音、圖像、視頻會議）功能的硬件設備，包括用于實現語音通信、圖像切換與編碼傳輸、會議電視、現場辦公、衛星導航定位等多種業務的終端設備。

     （1）語音通信功能。語音網關是把因特網和電話網這兩種不同特性的網絡互聯起來的設備，具備語音信號處理、信令轉換、呼叫應答、選擇路由等多種功能。

     （2） 圖像切換與編碼傳輸功能。圖像切換與傳輸功能主要依靠音/視頻矩陣切換器、視頻服務器等設備實現。通過多畫面分割器及音/視頻矩陣的切換，可以把所需的音/視頻信息在揚聲器和大屏顯示器上播放出來。大屏顯示器通過多畫面分割器及視頻矩陣切換器可實時單畫面或多畫面播放。播放信號包括現場采集傳輸回來的圖像信息、車外攝像機釆集的圖像信息、會議電視信息、預警預測、智能決策信息、現場辦公便攜式計算機的顯示信息等。

     （3）會議電視功能。會議電視功能主要依靠會議電視終端等設備實現。本系統配置支持H.323V4的視頻會議終端；支持雙路視頻傳送，支持PPPoE（Point-topoint protocol over ethemet,以太網點對點協議）和最新的H.264標準；內置多點控制單元（Multipoint control unit,MCU）,設備內置的PCU支持5點IP+ISDN（Integrated services digital network,綜合業務數字網）同時開會，支持主席控制和聲音自動控制方式。

     （4）現場辦公功能�，F場辦公功能主要依靠多功能一體機、便攜式筆記本計算機和其他辦公設備實現。這些設備小巧、節能、性能穩定，既可固定安裝使用，也可以搬移使用。受空間限制，可選擇一臺集打印、復印、掃描、傳真于一體的現代化多功能網絡辦公設備。

     （5）衛星導航定位功能。衛星導航定位功能主要依靠北斗GPS雙模用戶等設備實現。車內載北斗GPS雙模用戶機是將北斗和GPS系統的天線與主機進行集成設計的一款導航定位終端，便于用戶在不改變車體結構的情況下快速安裝使用。

      （6）組成。業務終端子系統的具體設備組成為1個車頂攝像機、1臺視頻矩陣切換器、1臺多畫面分割器、1臺大屏顯示器、1臺硬盤錄像機、2臺揚聲器、1臺圖像編碼器、1套VoIP網關電話、1套定位終端、1臺便攜式筆記本計算機、1臺辦公式功能一體機、1套會議電視終端。

4. 綜合應用子系統

     （1） 功能。

綜合應用子系統是裝載在本系統中的應用軟件系統，運行在工作站和服務器上。其主要作用是支持指揮員及時了解突發事件的發展態勢、查看各種釆集數據和現場音/視頻、調閱歷史數據和緊急預案并做出指揮決策。

綜合應用子軟件系統的功能主要有綜合業務管理、預測預警、智能決策、指揮調度、應急保障、數據庫管理、綜合信息顯示。

    （2） 組成。

      1）硬件設備組成。綜合應用子系統設備由一臺服務器、兩臺工作站、一臺網絡交換機、一臺液晶顯示器和一臺共享器組成。服務器釆用機架式，可安裝在標準的19英寸（1英寸=2.54cm）機柜內。通過共享器，服務器和工作站共用一套鍵@44盤、鼠標和液晶顯示器。

       2）軟件系統組成。

      a. 操作系統：服務器和工作站的操作系統均選用MicrosoftWindows標準版。

      b. 應用軟件功能：GPS定位和地理信息分析能力；具備信息分析處理功能，并具備一定的態勢分析和預警能力；數據庫檢索調閱能力。

      c. 數據庫管理軟件：釆用ORACLE,軟件版本與指揮中心保持一致；移動應急平臺的數據庫結構、表名等與指揮中心數據庫保持一致。

      d. 網絡安全軟件：服務器和工作站均安裝相應的網絡安全軟件，包括軟件防火墻和防病毒軟件，并保證定期更新。

5. 對外通信子系統

（1）對外通信信道的建立過程。

       1）點到點衛星通信鏈路的建立過程。對外通信子系統網管代理提出信道請求送達中心站網管中心，網管中心根據在數據庫中保存的各站資源配置情況，為通信雙方站分配一對相應帶寬的信道中心頻率，并通知網管代理配置站內的Modem（調制解調器），建立Modem之間的通路；同時網管中心分配兩個IP地址給兩個站路由器端口（WAN端口），站內IP控制器根據網管中心分配的通信雙發站的路由器WAN（Wideareanetwork,廣域網）端口IP地址，為本站WAN端口添加點到點路由，建立路由器到路由器的通路。

       2）點到多點廣播鏈路的建立過程。此類型鏈路主要用于圖像廣播。網管中心分配一個廣播信道（相應帶寬），通知圖像廣播站和接收站，廣播站網管代理配置業務Modem發送頻率，開載波，接收站配置業務Modem接收頻率為分配的廣播信道中心頻率，建立一Modem到多Modem的廣播衛星通路。同時，網管中心為廣播站路由器、接收站路由器使用的WAN端口各分配一個在同一網段的IP地址，站內IP接入控制器在接收到網管中心通知后，添加點到點路由，使廣播站來的IP分組可以到達接收站的局域網。

       3）按需請求衛星信道。衛星通信網有專用網管時，具有按需請求衛星信道功能。在需要時，綜合網絡控制系統通過衛星通信網管信道向中心站申請信道。

       4）固定分配衛星信道。在任務準備階段，預先通過其他通信手段獲得中心站分配的業務信道參數，通過綜合網絡控制軟件界面輸入系統中，手動建立到中心站的傳輸鏈路。

       5）通過公網的路由建立。對外通信子系統通過本地公用電信網絡與北京中心站通信，可在本系統內分配VPN（Virtualprivatenetwork,虛擬專用網），利用專線或ADSL（Asymmetricdigitalsubscriber line,非對稱數字用戶線）電路，接入本地公用電信網絡。

（2）業務接入。

       1）數據業務接入。數據業務通過數據終端（計算機）接入衛星通信網，計算機終端直接連接到網絡交換機上。其提供終端到終端之間的點到點衛星通信連接,支持基于IP網絡傳輸的點到點的傳輸協議（如TCP、UDP、Telnet等）。

        2）語音/傳真業務接入。語音通過語音網關接入網絡。語音網關提供FXS/FXO接口，可以直接與電話/傳真單機連接，也可以與電話交換機連接，實現電話中繼功能。

        3）視頻會議業務接入。移動車與視頻會議系統中心站建立鏈路后（衛星通信信道或公網），車內的視頻會議終端與視頻會議中心建立連接，因為視頻會議系統是一個獨立的系統，移動車內的視頻會議終端作為視頻會議的一個分會場加入視頻會議系統中。移動車內的視頻會議終端加入視頻會議系統成功后，可以在視頻會議系統中心組織召開視頻會議，選擇回傳會場、請求廣播、請求發言等。

       4）圖像傳輸業務接入。圖像傳輸業務通過視頻服務器接入到網絡。視頻服務器提供AV接口和網絡接口，AV接口用于連接音/視頻輸入設備（如攝像機），網絡接口與網絡交換機連接，然后通過IP接入控制器和路由器配置的組播路由功能實現圖像業務的廣播的指定站點的回傳。