移动应急通信指挥系统的设计

崔川安，程 露

（1.国家无线电监测中心成都监测站，成都 610016；2.国家新闻出版广电总局监管中心，北京 100866）

移动应急通信指挥系统的设计

崔川安1，程 露2

（1.国家无线电监测中心成都监测站，成都 610016；2.国家新闻出版广电总局监管中心，北京 100866）

本文就无线电管理部门应急无线电通信系统的现状，分析了具体需求，结合建设的目标和依据，并考虑到现有的技术，重点阐述了利用卫星通信手段建立移动应急通信指挥系统。本文涉及到卫星通信基本理论、多载波COFDM无线图像传输系统特点、防雷工程、车辆改装技术等，着重分析了VSAT卫星系统、卫星通信体制比较、卫星天线系统选择等，详细介绍了硬件的设计改装工作，并对硬件和软件的结合与实现方法进行了进一步分析。

无线电管理；应急通信；VSAT卫星；车辆改装

1 引言

无线电管理部门迫切需要利用成熟的卫星通信技术，建设车载应急通信系统，包括电话语音、视频会议、数据专线及互联网接入等综合业务，并且可以灵活扩充配备各种网络设备，以全方位满足应急通信的各种需求。

2 建设依据及目标

2.1 必要性

针对无线电管理工作的应急通信现状，为弥补应急通信手段不足的缺陷，从提高指挥协调能力，完善执行任务水平的角度出发，建设移动应急通信指挥系统刻不容缓。近期应着重解决突发情况下的应急通信需求，一是为抢险救灾提供可靠通信链路；二是为国家重大活动提供无线电通信安全保障；三是在重要时期对特殊地区施行无线电管制时，建立安全通信渠道。

为了实现上述目的，传输的畅通是最根本的要求。在当地光缆或者微波等常规传输手段受到破坏无法解决通信问题时，卫星通信可以保证在最短的时间内建立连接，满足应急通信快速、机动、灵活、可靠的要求，为顺利执行紧急任务提供有效的手段。

2.2 设计功能

通过新建移动应急通信指挥系统，达到以下目标：

（1）车载应急通信系统的主要功能，首先是提供指挥中心、机房、现场指挥部、执行任务的各移动站之间的应急通信。

（2）提供对讲机中继系统，作为现场指挥调度的通信工具，并解决现场对讲机系统设备的充电及维护。

3 建设方案

3.1 系统组成

移动应急通信指挥系统主要由音视频图像系统、传输系统、电源系统和车辆系统等组成。

3.2 音视频图像系统

（1）采用12路电话的语音网关设备，具备FXS接口和FXO接口。

（2）采用视频会议系统，车上增加一个视频会议终端，可以方便地接入现在已有的视频会议系统，只需给车上的会议终端配置好相应的数据。

（3）图像传输系统主要包括无线单兵图传、音/视频距阵、图像录播服务器、车顶摄像头等。

（4）数据设备主要包括IP交换机、无线路由器等。

3.3 传输系统

3.3.1 传输系统的配置原则

车载应急通信系统的传输接入方式可采用HDSL、微波、PCM 2Mb/s、光波和卫星等传输方式等。

3.3.2 COFDM多载波无线图像传输系统

在高楼林立的城市地区和山地起伏的野外地区，阻挡较为严重，如何实现快速运动中的高质量视频信号的传输，一直是个难题，COFDM多载波无线图像传输技术的出现，解决了这一难题。该系统使用的技术称为频分复用正交调制，目前，已在移动数字电视上得到广发应用。

3.4 车辆系统

3.4.1 车型选择

选择的原则如下：

⊙ 必须选择国家发改委允许改装车辆目录上的车辆，交管部门才能根据相关法律法规，发放汽车牌照。

⊙ 越野性能好，有四轮驱动、有较强动力和较好通过能力的车辆。

⊙ 选择性价比高、到货期短、维护保养成本低、售后服务好的车辆。

3.4.2 设备装车重量核算

小型车辆以一汽丰田陆地巡洋舰4700为例，由于该车车辆空间（后箱体内部净高1 100mm，净宽1 100mm）、承载（拆掉后两排座椅后的车辆净载荷能力为747kg）以及风荷有限，因此考虑采用1.2～1.5m口径的车载卫星天线及风冷便携柴油或者汽油发电机，另外，车内需要安装尺寸为600mm ×600mm ×950mm以下的1～2个机架，用于安装音视频设备、卫星设备及UPS等。基本能够满足装车要求，载重稍有余量。

3.4.3 车辆厢体

车辆厢体应具有重量轻、强度好、无污染、易修复、结构牢固、不易腐蚀、外型美观等特点。整车尺寸应控制在高3m、长6m、宽2.5m之内，并设置符合有关规定的指示灯。车辆应实现有效的密封，特别是在改装过程中由于安装天线和敷设馈线而破坏的区域，应做好防水处理。车辆厢体外部具有与外部系统连接的接口盘，接口盘上应标明相应的接口类型。同时，接口盘应具有良好的密封性，能较好地防雨、防尘。

3.4.4 控制系统

控制系统主要实现对天线桅杆（塔）的升降、平衡系统、天线方向（俯仰）调节结构、柴油发电机及防雨顶盖等的自动控制功能。控制系统应可实现在外电突然断电时，自动启动柴油发电机供电。同时，控制系统应具有良好的操作方式和控制方式、能够明确显示各系统的工作状态。

3.5 天馈线系统

3.5.1 车顶摄像机的安装

移动应急通信指挥系统的摄像机安装在顶部与侧面的交界处，其要求如下：

⊙ 摄像机应能够在任意高度和方向上锁定以保持平衡，锁定后在不使用地面拉线的情况下应具备8级风的能力，12级大风不损坏，特殊情况使用时可配置固定地面拉线以保持抗风能力。

⊙ 摄像机及固定装置应有良好的耐腐蚀性，主体腐蚀失效期应大于10年。

⊙ 摄像机及固定装置应具有良好的抗风性和稳定性，应满足YD/T5131-2005《移动通信钢桅结构设计规范》。

3.5.2 天线系统的安装

当采用VAST方式时，VAST天线应安装在车辆厢体的顶部。在工作时可通过遥控自动调节对所使用通信卫星的通信方位角和俯仰角，要求的通信方位角能在±90°可调，俯仰角能在0°～90°可调，调节精度不大于0.5°，要求天线能在调节范围内的任意方位及俯仰角下锁定。不工作时要求VAST天线反射面应朝厢体放置。

3.6 车载电源系统

3.6.1 供电设备技术要求

交流供电系统的额定电压为220V/380V（三相五线），额定频率为50H z，通信电源设备输入电压允许变动范围为额定值的＋10%～－15%。频率允许变动范围正负4%范围内可以正常工作。同时，在应急车箱体外设有外接市电接口，并配置外接交流电缆，长度不小于50米；内部电源设备与外部电源连接的水密接头要求达到防水6级标准。

车内负载均由UPS交流不间断电源供电，每台UPS都可实现对全部负载的不间断供电。在有交流电源供电时，通过UPS为通信设备提供稳定的交流电，同时在浮充状态下对内部蓄电池组进行充电，当发生交流电源不正常或停电时，由UPS内部的储能设备（蓄电池）放电，通过逆变器和控制器，供通信设备用电。

3.6.2 电源设备配置

应急车的交流供电系统要求就近引入一路较可靠的220V市电，配置1个交流配电箱，1个浪涌保护器SPD（Imax大于等于60kA）。并配置一台发电机和一台UPS，考虑到海拔对UPS输出容量的影响（详见表1），UPS的容量选择为5kVA，同时为保障在外电停止时，能使通信设备有时间保存重要数据，UPS的蓄电池放电时间按5～8分钟考虑。

表1 海拔高度与UPS容量关系

3.7 防雷接地系统

移动应急通信指挥系统应采用系统的综合防雷措施包括：直击雷防护、联合接地、等电位连接、电磁屏蔽、雷电分流和雷电过电压保护等，应选择合理的保护等级，确保必要的保护置信度。

4 结束语

近年来，在历经多次自然灾害后，公众有线和无线通信网络的脆弱性暴露无遗。为及时了解情况、抢险救灾，各有关部门均在建设应急通信系统。而无线电管理部门，承担了重大活动保障、紧急情况通信、特殊地区无线电管制等任务，更应该建立完善自身的应急通信指挥系统。本文把握国家政策方向，围绕上级部门业务规划，找准现有系统薄弱环节，设计了移动应急通信指挥系统建设方案。该系统选用国产成熟技术，以语音视频调度联网功能为主，使用物力抗毁性强的卫星传输手段，可以实现跨地区、跨部门之间的实时信息收集和统一指挥协调。同时，本系统也还存在一些不足之处，还需进行进一步完善：一是通信手段完全依赖卫星，可增加短波通信系统备份；二是现场调度能力有限，可升级本地组网功能；三是天线的架设对车辆通行性能有一定的影响，将来可考虑搬移式设计。

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Design of a Mobile Emergency Communication Command System

Cui Chuan'an1, Cheng Lu2
(1.Chengdu Monitoring Station of The State Radio Monitoring Center, Chengdu, 610016; 2.Supervision Center of The State Administration of Press Publication Radio Film and Television, Beijing, 100866)

In this paper, the radio administrative department emergency radio communication system present situation, analysis of the specific needs, com bined with the construction target and basis, and considering the existing technology, and focuses on the application of satellite communication means of establishing emergency communication command vehicle system.This article relates to the satellite communication basic theory, multiple carrier COFDM wireless image transmission system characteristics, mine engineering, vehicle technology, focuses on the analysis of VSAT satellite system, satellite communication system, satellite antenna system selection, detailed hardware design modifi cation work, and on the combination of hardware and software and the realization method of further analysis.

Radio management; Emergency communication; VSAT satellite; Vehicle modification

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.07.011

TN 92

B

1672-7274（2014）07-039-03

崔川安，本科，国家无线电监测中心成都监测站工程师，主要从事无线监测工作。