地震应急指挥车现场应急通信技术系统的设计方

　0引 言
　　江苏省地震局“十五”期间配备了由南京依维柯改装成的地震应急通信车，自2009年投入使用以来，多次高质量地完成应急通信保障任务。但交付使用已经五年，在实际的使用过程中存在以下问题：车况不好，设备沉重，部分设备也已老化，安全问题比较突出，卫星移动站经常出现故障，已维修多次，已经不能满足地震现场应急通信的需要。鉴于此，2013年12月由国家地震社会服务工程前方指挥子系统项目建设的前方指挥车正式交付我局，有力的提升了我局地震现场应急救援能力，已成为我局对外展示应急工作的一个重要窗口。
　　1 系统综述
　　针对江苏地震应急救援实际需求以及省内震情等特点，利用成熟的移动通信技术，建立适合我省省情的地震应急指挥平台。通过该项目的完成，使得我省具有较完备的地震应急通信网络，进一步提高我省地震应急救援能力。确保在发生有影响地震时，应急指挥车搭载应急工作人员能够迅速赶赴地震现场并建立现场指挥部，实现地震现场灾情信息的采集上报、指挥命令下达、信息交流和灾情会商等功能。实现了救援队、现场指挥部和江苏指挥大厅之间的三级救援体系之间的协同救援。使前、后方系统密切配合，充分地利用有效的资源，及时有效地完成地震现场各项工作，从而提高地震现场信息采集、管理和决策的信息化程度和
　　效率[1]， 如图1所示。
　　该系统具有如下主要技术功能：
　　（1）现场指挥：地震现场工作人员可以在应急指挥车内对地震进行会商和研判，利用车载计算终端处理地震现场实时信息，将地震现场灾害图像实时传回江苏指挥大厅，地震现场负责人通过TK-3000无线对讲机、VOIP语音电话，实现快速准确的现场指挥。
　　（2）卫星电话：通过探险者727车载海事卫星终端，可以实现前方指挥部和后方指挥部进行实时语音会商，海事卫星电话还可以在指挥车行进过程中不需要外网支持进行语音通信并把沿途观察到的灾情及时报告给江苏指挥大厅。
　　（3）视频会议：通过卫星或者3G网络，建立与指挥大厅通信链路，可将现场画面及声音实时传输给江苏指挥大厅，为领导及时提供灾区震情信息第一手资料和灾后工作开展的依据。
　　（4）卫星电视：通过指挥车上0.75m手动直播星接收机进行卫星电视的接收，通过媒体报道让受灾群众及时了解外界信息从而安抚受灾群众。
　　（5）通过指挥车自带的ZG-5000-BN 500mW室外AP轻松访问互联网，及时了解外界信息，利用车上自带的佳能绘图仪和兄弟牌多功能一体机，轻松实现现场办公。
　　（6）供电及照明：配备车载Panda 12000 NE及供电系统满足自身设备及照明需要，同时在地震现场对外供电。
　　2 系统结构设计
　　应急指挥车实现地震现场指挥部现场信息汇集与共享、地震灾情的动态评估和修正、辅助决策建议的及时生成、现场资源的调度和管理。在地震现场网络基础平台的支撑下，通过现场系统终端和指挥平台中的终端接口，实现现场队伍信息的及时汇集、分析与调度指挥，并通过地震现场通信系统实现前方指挥部与现场工作人员、国家指挥部、区域指挥部的不同应用系统之间的数据信息的共享和流转[2]。
　　移动应急系统设计兼容性好，安全保护措施齐全，可靠性高，环境适应能力强，有较强的扩容能力。
　　2.1 设计原则
　　应急性：地震发生后，车辆可搭载应急人员在第一时间内赶赴地震现场，迅速建立起现场与指挥中心的通信链路；
　　可靠性：以卫星通信和3G网络为主，辅以其它通信方式，确保在任何情况下地震现场都能与江苏指挥大厅通信顺畅；
　　实时性：除卫星通信传输时间稍长外，3G网络和单兵视频系统延时小，可实时地将地震现场的灾情情况、图像、语音传回到江苏指挥大厅；
　　灵活性：因地震发生的时间和地点不可预测，故若江苏发生破坏性地震时，指挥车可不受地震发生的时间和地点限制，随时可以在地震现场建立与江苏指挥大厅间的通信；
　　可扩展性：随着信息技术的发展，通信方式和种类也愈加丰富，指挥车预留了一些接口，在不影响整体结构的前提下，可进行指挥车系统功能的增加，可以有效地提升指挥车综合性能。
　　2.2 系统结构
　　根据上述原则，设计的系统连接框图如图2所示。
　　3 系统功能设计
　　3.1 通信网络
　　为了确保地震现场的图像和灾害信息快速稳定地传输到江苏局指挥大厅，应急指挥车通信系统采用3G网络和无线局域网相结合方式，辅以应急通信车的卫星通信系统。
　　地震应急通信网络主要包括：利用亚洲四号卫星或者联通3G网络，实现应急指挥车与中国地震局以及江苏省地震局的音视频、地震现场数据快速传输，打破了原有只能通过卫星传输，丰富了地震应急通信方式。同时，在指挥车内配有建伍牌车载对讲机，现场工作人员可以通过建伍牌无线对讲机与车内人员联系。另外，指挥车与通讯车采用双绞线相连，可使指挥车通过卫星通信系统与外界联系。在指挥车不能到达的地震灾害现场，可以通过救援人员带上背负式单兵系统，把实时灾害图像传回到指挥车内供专家分析和研判[3]。
　　应急通信系统采用3G网络和无线局域网相结合方式，辅以应急通信车的卫星通信系统。在真实地震现场、大型综合地震应急演练需要传输大流量业务数据时，指挥车和通讯车相连启用卫星通信系统，而在其它不需要传输大流量业务时，数据通信采用3G网络，做到通信方式选择的多样化，如图3所示。
　　3.2 视频会议与会商系统
　　视频会议系统是地震现场与江苏指挥中心之间进行远程视频会商、处置决策的重要桥梁。江苏指挥车配备上海灵银电子有限公司生产的丽视LifeSize Express220视频会议系统，可以通过3G网络或者卫星通信系统与指挥大厅进行音视频实时互连。
　　在指挥车内安装两台上海仙视Good View M32S1 32寸液晶电视，实现地震现场、指挥中心专家会商视频等信息的大屏幕显示。该系统采用专业音视频终端对视音频信息进行编解码，实现地震现场指挥部与指挥中心进行音视频互连。指挥车上配有四个视频输入源，分别为：一个车外升降杆云台摄像机、一个视频会议自带摄像头、一个车外移动有线远端摄像机以及一套单兵背负视频接入系统。在车内的两台液晶电视上可显示地震现场视频、车载工作站信号、指挥大厅视频、指挥大厅双流、单兵视频等信号。 视频会商系统包括音视频切换部分，主要用于完成音视频信号的监视、收看和切换。由大连捷成UNT AV 8*8-FL音视频矩阵、UNT VGA 8*8-MVR VGA切换器、郎强LKV363 AV转HDMI转换器、LKV-385 HDMI转VGA转换器等组成[4]如图4所示。
　　3.3语音通信系统
　　语音通信系统主要由世纪网通CNG3000 VOIP语音电话、TK-3000无线对讲机、TK-868G车载对讲机、宝丽2050短波电台、百灵达ULTRAZONE ZMX8210 CROWN XLS402调音台、阿尔派PMX-F640功放以及LH-GB150广播喇叭组成。在地震现场，指挥人员以及现场人员只需带上自己的通信终端即可与指挥车进行语音通信。
　　4 存在问题及解决措施
　　指挥车自2013年12月投入使用以来，除完成每月的月演练之外，还参加了5月由宿迁市人民政府主办、宿迁市地震局承办的“2014年宿迁地震应急综合演练”和2014年9月高邮市人民政府举办的地震应急综合演练，在圆满完成任务的同时，演练中也发现了一些问题并提出了改进方法。
　　4.1 单兵无线图像传输方面
　　江苏指挥车配备的单兵图像传输系统，是将视频信号通过无线或者有线两种方式传送至指挥车，根据实际使用的情况，研究发现最大有效距离为1km，在1km范围内有线和无线传输的画面质量相差无几，超出有效距离时，无线传输画面质量下降得很厉害，当应急队员携带单兵设备进入建筑物内或有遮挡时会出现马赛克等情况。
　　解决措施：在使用过程中，尽量在有效距离内使用单兵设备，如果超出有效距离时，可以选择有线方式传输从而保证画面质量[5]。
　　4.2 车载平台的改装方面
　　江苏指挥车车顶分布了4根天线：分别是：一份用于扩展无线AP范围的2.4G天线，一根宝丽2050车载短波电台天线，一根探险者727海事卫星天线，一个车外摄像机+云台+灯光，这些都固定在车顶上，平时以及在车辆赶赴地震现场过程中均暴露在外，不仅在行驶过程中降低了机动性能，而且会缩短其使用寿命。
　　解决措施：平时把指挥车停在车棚里，车顶的天线套上外衣，在行驶过程中，将2.4G天线和短波电台天线手动卸下放在车内，摄像与照明云台通过摇杆控制放到最低状态，仅保留海事卫星天线从而可以在行驶过程中不依赖外网而与江苏指挥大厅保持语音通信，在行驶过程中尽量控制车速，减小对车顶部分设备的震动与风阻。  
　　5 结束语
　　江苏局地震应急指挥车既有独立的信息处理与传输功能，又能与应急通信车联合使用。实现地震现场灾情信息的采集上报、指挥命令下达、信息交流和灾情会商等功能。实现了覆盖救援队、现场指挥部和江苏指挥大厅在内的三级救援体系之间的协同救援。使前、后方系统密切配合。具有应用灵活、易于部署、性价比高等特点，能够有效提高江苏省地震局应对地震灾害的快速反应能力，进而也对提高地震事件现场的信息获取能力、处理地震事件的反应能力以及指挥中心的组织协调与决策指挥能力具有重要意义。
　　参考文献：
　　[1]吴文敬，韩颖，张桢.综合应急指挥调度系统的设计与实现[J].通信技术，2013（4）：103-105.
　　[2]李中勤.移动指挥车系统的设计与应用[J].电讯技术，2006（2）：128-132.
　　[3]李鹏程.关于目前应急指挥平台建设的几点建议[J].信息化建设，2009（9）：10-21.
　　[4]王视环，杨伟泽.一种新型无线应急指挥通信车的设计方案[J].江苏通信技术，2004（05）：55-60.