公安专用应急无线视音频传输指挥网的建设

戎 玲，陈代强，兰世勇

（1.国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心，上海 200031；2.福建省公安厅科技通信处，福建 福州 350003；3.福清市公安局网安大队，福建 福清 350300）

0 引言

应急无线视音频传输系统是近年来迅速发展起来的高新技术产品，目前已经被广泛应用于应急指挥、公共安全、抢险救灾事故救援等重大事件的现场活动中，成为一种十分有效的通信指挥保障手段。无线图像传输系统以其反应快速、灵活机动、高效的优势，实现了对现场的远程监控和指挥，有效提高了公安机关快速反应、指挥调度、协同作战的能力，为公安信息化建设提供了有力的技术支撑。

从其技术组成来说，应急无线视音频传输指挥系统是一种综合卫星通信、公安专网通信、无线视音频传输、计算机网络以及多媒体技术等多种高科技手段而建立的移动应急指挥通信系统。应急无线视音频传输指挥系统的前端设备，应具有在突发事件现场或某些特定区域快速搭建的特性，从而实现将现场采集的视音频信号通过无线信道传输的功能。系统的安装使用应方便快捷，从信号采集点到信号接收点的整个传输通道应采用独立的专有信道进行传输，以保证在应急情况下系统的使用不受制约。该系统大多以省、直辖市为单位集成建设，其典型组成一般如图1所示。

为了有效地应对各类突发事件，第一时间为各级党委和政府提供实时的现场图像和声音资料，以便进行快速、高效地应急决策，该系统的建设目标是实现公安部提出的任何地点、任何时间及任何方式都能够“看得到、听得见”的“3A”要求。近年来，为实现上述目标和要求，全国各地的公安机关在应急视音频传输系统上都做了一些有益的尝试，本文结合福建省正在进行的全省应急无线视音频指挥网系统建设工作，总结和归纳了一些实战经验，希望能为各地在系统的选型和建设方面提供有益的建议。

1 在系统建设类型方面的考虑

在建设类型选择上，应坚持以公安专用无线视音频传输系统建设为主，其他手段为辅的原则，并应遵从结合多媒体、多网融合，实现与其他数据系统无缝对接等原则。其中包含专用网络、公用网络及网络间的互联互通、网络间链路拥有软备份或硬件备份等，做到当某一部分网络遭到破坏时，其备用网络能够自动地实现接续。就整体网络来说要求各种多媒体设备能够透明地传输各种信息。

有线的视音频传输系统建设，局限于网络布线难、施工周期长等因素；卫星通信则有频率资源紧张、频占费用高、使用申请困难、终端设备昂贵等缺点；基于公网的通信方式，受限于其蜂窝式基站及整体网络的稳定性、可靠性不足的缺点，如在汶川大地震中，所有的公网通信全部中断。因此，必须建设以公安专用无线视音频传输系统为主，以卫星通信和公网通信为辅助手段，从而建设应急视音频传输系统[3]。福建省公安厅的这个项目，正是以公安专用无线视音频传输系统建设为主，为全省各市县配备公安专用无线视音频传输设备，省厅和部分区市配备卫星通信，部分区县配备基于3G公网的图像传输设备，形成了主辅结合、优势互补的建设格局。

2 系统设备的选择应符合相关行业标准要求

系统设备选择的核心是公安专用无线视音频传输系统设备的选择。福建省公安厅的应急无线视音频传输指挥系统建设，从方案论证初期开始，就充分征求了公安部科技信息化局的意见和建议，依据公安部强制性行业标准《公安专用无线视音频传输系统设备技术规范》（报批稿）进行方案的设计、论证、采购和建设。

在设备的选型过程中，福建省公安厅参照国家安全防范报警产品质量监督检验中心（上海）出具的产品检验报告，并邀请了数家参加竞标的生产厂商进行现场产品功能演示。对实际传输的图像进行存储回放分析，并接入DLP大屏，进行单屏和多屏放大观看不同设备的演示效果。实际演示结果表明，检测报告中的一些重要指标直接反映了最终传输视音频信号的质量水平。该系统采用2 MHz射频信道带宽，多级图像传输方式。为了保证县、市、省多级图像传输质量清晰，在设备选型时应注意如下几项重要参数和功能要求：

1）系统视频通道振幅/频率特性。

系统视频通道振幅/频率特性包括发射机和接收机的幅频特性指标。这项指标越高，传输的图像就越清晰。在信道带宽2 MHz模式，视频通道振幅在0.5～5.5 MHz频段内变化应在+0.5～-3 dB范围内，图像就可以输达到D1格式，且传输流畅[4]。

2）视频编解码方式。

当用单台的监视器来查看各种不同编码格式传输回来的图像时，由于画面小，不易判断图像效果。当投放到大屏上，在图像放大到12个屏时，有些编码格式的图像就会出现图像边缘模糊、整体昏暗的现象。而采用H.264编码格式传输的图像在12个屏甚至24块屏时，图像边缘仍然清晰，亮度变化不大，因此省厅在充分对比之后，选择了H.264编码格式传输的图传设备。

值得注意的是，许多产品都标称为采用H.264的编解码技术，但是由于不同芯片的H.264的编解码技术在具体算法上存在差异，可能导致产品的效果不同，因此必须要确保视频指标符合行业标准要求，并应通过严格的测试。

3）帧率。

系统的帧率不应低于25 f/s(帧/秒)。当系统的帧率低于25 f/s时，接收图像就会出现马赛克和拖尾现象。而在突发事件中，不容许频繁出现马赛克和掉帧现象的发生。

4）中断恢复时间。

系统的中断恢复时间应不大于2 s。处置突发事件时，中断时间过长可能会失去最好的处置时机。

5）输入、输出接口。

设备的输入、输出接口应实现多样化。当前主流的显示设备大多增加了HDMI、SDI、AV、RJ45等接口，所以系统也应有效地满足当前的主流输入、输出设备和网络传输的要求。

6）自检功能。

为了利于现场使用过程中的故障排查，图传系统设备应具有自检模式，对工作状态进行自检。自检功能应包含以下内容：

（1）主电源状态、电池或备用电源欠压指示功能；

（2）接收信号电平显示功能；

（3）发射机功率、温度、视频连接状态及编码方式功能；

（4）接收端传输速率指示功能；

（5）接收端误码率显示功能；

（6）解调部分输出码流状态指示；

（7）接收端扫描频段内干扰功能，并能在规定带宽内进行参数调整功能。

7）温度环境的适应性。

系统设备中的车载设备、便携设备的温度适应性应至少满足在+70～-25℃环境温度下正常工作的温度环境适应能力，这将直接关系到设备的成本。

3 在建设方案制定上应坚持统一规划分布实施原则

福建省的应急指挥项目建设是以全省联动、统一调度为目标，实现建设规范标准统一、使用统一调度、图像资源多级共享的原则。在项目的设计规划上，由省厅统一规划、统一建设。第一期项目是为各县（市）建设一个基站、一套车载发射接收系统、一套单兵接收系统组成无线图传采集传输系统，坚持统一规划，可实现如下目标：

1）联动指挥。

由于建设标准一致，全省各个地方一旦发生突发事件，县、市、省三级的公安机关指挥中心可以同时调度同一现场的视音频资料，实现了多级联动指挥，避免了因层层汇报而延误突发事件最佳的处置时机。

2）资源共享、全省范围内可视化调度。

省厅可以根据突发事件的现场情况，指挥周边的应急指挥车增援该地区。通过GPS系统和GIS警用地理信息系统，可以准确定位所有指挥车的位置，通过无线专用图传系统中的远程网管系统，实时调度改变部分应急指挥车的设备发射和接收频率，避免了多辆指挥车的同频干扰，同时可以传输多路图像到指挥中心，真正实现资源共享。

3）网络化的远程管理。

工程建设后，为使设备运行、使用、管理安全稳定，系统采用远程网管对各基站设备进行遥测、故障判断和分析，以便充分发挥设备的作用，实现网络化远程管理。

4）可扩展性。

实现后续扩容工程的延续性，为后期建设设定了统一框架。在实际使用中，每个县市建设一个基站显然不足以配盖县市全境，而在统一建设标准后，各县市在后期的建设中可以根据本地的情况对系统进行扩容，增加基站和设备，从而增加信号覆盖面，方便与全省的系统进行联网。

4 在项目实施中坚持精益求精

在项目实施过程中，应注意如下几个方面的问题：

1）注重系统基站位置的选择，提高覆盖范围。

基站地点的选择，直接决定了系统的覆盖范围。在项目实施过程中，省公安厅专门组织技术力量，对全省各县市开展了电磁干扰频谱环境测试。测试采用模拟测试和实发实收测试相结合方案来相互验证。首先确定基站位置，计算出基站覆盖范围，通过测试车辆安装GPS定位系统，选择测试路线，在不同的点上计算出信号场强。然后选择最佳的几个点，通过架设基站，现场路线测试信号强度，为各县市选择最佳的基站位置，确保取得最佳的信号覆盖效果。

2）建立产品质量管理体系。

由于全省性的项目，设备众多，并且同类设备可能涉及到使用不同的频率问题。为做好日常维护和保障，应对系统中每一件产品进行严格测试，建立产品档案，以便在故障时可以追溯源头，便于维护和维修。

3）其他应注意一些细节问题：

（1）信号干扰问题。

主要是高空的干扰。高空干扰包括外界高功率的无线信号对无线视音频传输系统的干扰和系统自身收发天线之间距离不恰当产生的干扰。并非是接收天线装得越高，信号就越好，有时接收天线装得太高，受干扰反而越历害，只有在安装天线的铁塔上选择合适的位置和高度，才能最低地降低干扰，而这些需要利用频谱检测设备在现场进行认真的测试。高空的干扰包括由于电视台的发射功率大，滤波带位抑制设备产品质量等原因产生的倍频干扰，因此同塔天线架设应尽量避开电视台的发射天线位置，以免接收信号被阻塞、干扰。地面的一些电子设备如家庭的无线报警器，由于产品质量不合格，产生频率同频、倍频干扰，也会造成区该域内系统无法正常使用。

（2）防水问题。

在天线、馈线安装中，应尽量做好连接器的防水工作，正确规划天馈线走向，将馈线应尽量以短、直为原则固定好。安装结束后应用天线驻波仪，测试各天馈线驻波、电缆损耗、电缆长度及其他指标，做好记录并存储，创建技术档案，以便为日后对照、维护提供依据。

（3）系统设备间的连接问题。

在实践过程中发现，市场上所有可供购置的吸盘天线的吸盘焊点均采用单股铜芯和-3电缆线径。由于屏蔽系数低、芯线小、单股易断，不适合车载使用。此外，由于应急指挥车经常高速运行，使用一段时间后会导致焊点虚脱，在多次任务故障之后，导致开路，驻波增大，应采用-5多层屏蔽电缆。应急指挥车的吸盘天线装车后，要用天线驻波仪器测试，并将测试数据记录备案。

目前市场上销售的云台摄像机与云台的联接线质量都不符合高速运行的应急指挥车的要求。一是视频线和电源线，线芯太小、屏蔽弱、抗干扰能力弱，造成射频信号和汽车供电电压电流变化，干扰摄像机传输的信号。二是屏蔽线质量不好。由于云台的经常转动，屏蔽线的外皮经常磨破，导致线芯裸露，极易受干扰。因此必须注意更换视频多层屏蔽柔软电缆，供电电缆应注意采用多股粗线。

（4）链路备份问题。

基站与指挥中心除了租用运营商的光纤链路之外，还应配置无线备份的链路，福建的这一项目为各基站与指挥中心增加了8个E1的微波链路，与有线链路互为备份，提高了系统的可靠性。

5 在项目应用中坚持以人为本

在所有的信息化建设项目中，都是以应用为目的，而人是应用好坏的决定性因素。在该项目的建设过程中，福建省公安厅真正做到以人为本。一是积极地协调各地公安机关，为中标公司的工程实施人员创造最好的施工条件，解决一些实际困难，使工程人员全身心投入项目建设中。二是要求各县市公安机关成立项目领导小组，支持项目建设，各县市公安机关今后具体操作通信指挥车的人员第一时间介入项目建设，以便了解今后应用可能遇到的一些起具体问题，并尽快熟悉设备操作，当项目建设完成移交时，就可以熟练地进行应用，投入实战。

6 结论

综上所述，公安专用应急无线视音频传输指挥网的建设工作目前正逐步在全国试点推进，还未形成真正的规模应用，在项目规划阶段应做好充分调研，尤其应注重系统建设类型的选择论证、建设方案的规范统一、系统设备选型等几大方面。希望本文能为各地的应急通信保障系统建设工作提供有益的参考。

[1] 张雪丽，董晓鲁.应急通信新技术与系统应用[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]孙玉.应急通信技术总体框架讨论[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[3]GA/T 669.10—2009，城市监控报警联网系统技术标准第10部分：无线视音频监控系统技术要求[S].北京：中国标准出版社，2009.

[4]Digital Video Broadcasting（DVB）.EN 300 744 V1.4.1（2001-01），Framing structure，channel coding and modulation for digital terrestri⁃al television[S].2001.