应急通信车多制式通信系统集成关键 技术研发及产业化应用

李振武

摘 要：本文对应急通信车多制式通信系统集成关键技术的主要技术内容及创新点进行详细分析，并简要介绍该项技术的产业化应用，为其在公安、武警、消防、人防、抗洪抢险、地质勘探等方面的广泛应用提供借鉴。

关键词：多制式；通信系统集成；应急通信车

中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）07-0021-03

Research and Development of Key Technology and Application of Industrialization of Integration of Emergency Communication Vehicles Multi - system Communication System

LI Zhenwu

（Hebi Tianhai Electronic Information System Co.， Ltd.，Hebi Henan 458030）

Abstract： This paper made a detailed analysis of the key technical content and innovation points of integration of emergency communication vehicles multi - system communication system， and briefly introduced the industrial application of this technology， providing a reference for its extensive application in the fields of public security， armed police， fire fighting， civil defense， flood fighting and geological exploration.

Keywords： the multi-system；communication system integration；emergency communication vehicle

多制式通信系統集成研究是适应国内外应急通信车信息系统发展的新型课题。项目重点通过应用微电子、电子计算机、通信信息技术实现顶层设计、系统和软件开发，高度集成短波、超短波、微波、卫星、光纤、接力通信、移动通信、集中控制数据通信及音视频、多媒体信息处理手段，构建机动多制式应急通信车信息系统。项目广泛应用于公安、武警、消防、人防、安全生产救护、抗洪抢险、地质勘探、森林防火和无委会频谱监测等应急通信指挥多形式互联互通。

1 主要科技创新

1.1 主要技术内容

该项目集成计算机集中控制、350MHz无线语音、数据通信、音（视）频传输与处理、无线视频传输、公网4G通信、卫星通信和车辆改装等技术，构建多业务信息采集和综合调度指挥平台，实现数据信息共享，形成现场业务的综合应用与服务，形成移动应急通信指挥中心。

1.2 发明及创新点

1.2.1 高性能音视频、数字集群融合通信系统集成创新。该项创新解决了应急通信多制式、多业务信息综合应用从终端、设备到系统的快速适时互联互通及定位难题。

①集群模式下定位数据传输的方法、系统及相关设备。发明了一种终端定位数据传输方法，终端开机后发送注册信息，及时根据分配定位资源和指令上报定位数据，周期性进行定位数据交互，实现集群模式下的终端定位功能。

②基于对讲机常规通信系统的呼叫转移方法及装置。通过发送呼叫转移请求建立呼叫转移，向第二对讲机发送预先设定的反馈信息，使第二对讲机接收并储存反馈信息，使呼叫方得到被呼叫方的具体状态信息，节省呼叫信道资源。

③一种专网通信中的数据传输方法和装置。通过获取终端的数据传输标识，解析传输数据在传输周期中的位置，确定所述终端传输数据在标准化时长到达，及时传输数据，解决现有技术中信道使用率低下及无法保证终端数据传输周期的问题。

④基于对讲机实现会议呼叫和动态分组的方法。预设协议栈模块及编码格式，通过扩展接口接收基站的控制包，实现终端的实时远程无线写频分组，发挥了应急调度快速分组功能和临时建组指挥通信功能。

⑤集群通信方法及网络侧设备。终端通过向网络侧设备发送跳频同步信息帧，采用同步字头法和独立信道法实现终端的实时跳频同步，解决了瞬时同步和同步信息量大的通信难题。

⑥开发一种具有数字集群系统的通信指挥车、一种具有高性能视频传输的通信车两项实用新型专利，满足了应急通信车多制式，多业务信息综合应用的需求。

一方面，应急通信系统集成、模块功能多样组合。系统集成满足各领域通信车信息系统需求，满足多种数据信息平台系统集成，融合多通信系统功能，满足多形式作战互联需求；模块化设计，可组合应用于大、中、小通信车车载信息平台系统。应急通信指挥系统功能组合模式包含动中通自组网联合链路应用模式、通信车音频系统链路应用模式、应急通信车现场卫星综合语音调度指挥链路应用模式、COFDM无线图传基站专网传输链路应用模式、3G/4G视频模块公网传输应用模式、6+1多频段语音调度应用模式、适时视频会议应用模式和专网+动中通传输链路应用模式[1]。其中，开发出6+1多方语音会议通话系统，将现场使用不同频段（150、350、450MHz）等的公安、消防、武警、安监等用户，现场指挥员、后方领导（手机、短波电台、卫星）等多达6方用户接入语音会议；实现DMR、TETRA与PDT系统互联，组成多制式语音会议；PDT制式可实现与DMR、TETRA、PDT集群对讲、短波电台和卫星任选三路，固话、普通手机/3G/4G智能终端、IP（具有IP号专线电话）三路电话业务，共6方用户与1路车载PDT集群语音互通；实现现场音视频无线通信、可视化综合指挥调度，以及与后方指挥中心的实时通信。

另一方面，多级调度模式与扁平化垂直调度的多系统融合调度系统。第一，跨系统一键调度功能。通过可视化调度终端、视频网关、单兵发射机等构建现场应急视频调度网，通过IP/LTE实现与指挥中心的汇接；基于警情信息自动搜索控制范围内可供调派的资源（如警力、协同单位、重点单位、监控点等），实现一键调度功能，同时支持跨系统一键会议功能。快速组建现场应急通信指挥信息系统，为现场人员提供音视频指挥服务，保证现场应急通信指挥信息系统与后方指挥中心音视频的指挥通信畅通无阻。自主可控多系统融合应用多数为国外技术，国内综合应用较少，开发的调度服务器系统支持1 000个用户的注册。第二，GIS实时现场图像信息显示调度功能。现场通过单兵视频采集设备将图像传到现场应急指挥平台系统，车载视频监控可以在本地显示单兵、车载监控画面，也可直接通过车载发射进行图像回传，基站接收后通过IP网络将图像回传，可通过指挥中心大屏幕或者在GIS地图上实时显示现场图像信息。第三，北斗/GPS定位信息显示调度功能。基站系统开通一个专用的数字时隙传输北斗/GPS定位信息，保证路面巡逻警员的位置信息可以实时传送到指挥中心，以便指挥中心可以快速出警和对处于危险状态的警员进行快速增援。

1.2.2 通信系统软件创新。开发出适用于现场应急指挥系统的多种应用软件，解决了应急通信车多车机动无线通信自组网系统应用难题，实现应急通信车之间、车与固定指挥台站间实时互联互通，车队机动组网通信、工作状态、各车定位、安全信息等数据均实现自动上传、上报功能。

软件可按模块功能分类，实现灵活组合，解决多制式应急通信信息系统集成中的各项互联问题，实现融合通信。软件具有实时网络数据处理、人机界面交互控制功能，既可实现对网络信息的实时监控与管理，又可为用户提供可靠的人机交互界面，满足信息处理系统对数据交换控制、计算性能、图形处理和显示以及相应的指挥控制要求。为应急指挥系统实现智能化人机交互提供支持，通过各车型、各任务规划设计后，满足具体指挥和平台的电源系统、音视频控制可视化操作需求。

另外，支持模拟常规、数字常规、模拟集群（MPT）和数字集群（PDT）多种制式的通话，可实现模拟到数字的平滑升级及互联互通；利用专网通信、无线图像传输、计算机网络以及多媒体技术等多种手段所建立的移动应急指挥通信平台，可实现现场信息以图像、声音等形式回传到指挥中心；利用专网通信、无线图像传输等多种手段所建立的移动应急指挥通信平台，提供多功能的指挥调度平台和远程决策平台；软件系统采用C/S架构与模块化设计，由调度、GPS、短消息、报表和轨迹回放等功能模块组成，可以满足各种部署需求，而且系统支持VoIP，可根据需求构建通信网络和指挥调度中心。此外，可以在地图上实时在线检测、呼叫、远程监听终端等，實现终端可视化调度，避免来回切换工作界面，提高工作效率。

1.2.3 专用通信设备创新。发明了射频高功率热管散热器，实现高性能通信产品的小型化、轻量便携，并实现一键指挥调度，解决跨区域通信和“最后2公里”通信难题[2]。

1.2.4 实现平台系统轻型材料、工艺、结构创新。设计开发了碳纤维复合材料抗电磁干扰厢体，质量减轻了40%；开发出大型扩展方舱指挥车，有效解决应急指挥中心对集中通信指挥、集中办公的需求。

首先，高精度自动控制扩展舱。扩展舱采用折叠地板套舱扩展和高低板抽拉扩展方式，开发了高精度自动控制锁控扩展系统，锁控系统主要由动作指令开关、PLC控制单元、锁控辅助电路、接近开关及配套系统组成。该控制系统动作指令、电源供电部分采用自锁、互锁电路实现，在命令处理部分采用先进的PLC控制单元，限位锁止部分采用检测精度高的接近开关实现。扩展舱控制精度为0.5mm，时延为0.05s，扩展完成时间2.5min。

其次，碳纤维轻型方舱创新。采用真空导入工艺，实现大幅面碳纤维板固化成形工艺，解决制作高强大幅面[（4 000～8 000）mm×2 400mm]蒙皮的难题。采用交联PVC结构泡沫代替传统聚氨酯泡沫板，提高舱板压制复合综合强度。通过试验提高填充树脂配方复合强度，设计多翼填埋螺解决壁板随处安装难题，碳纤维蒙皮PVC泡沫随处安装M8螺钉静载荷大于500kg，扭矩大于100N·m；碳纤维复合材料抗电磁干扰厢体，质量较铝合金大板复合舱体减轻了40%。

1.2.5 多项指标创新和新技术应用。在通信系统及设备功能性能及移动平台结构功能上，实现了多项指标创新和新技术应用。一是开发的单兵发射机尺寸小、质量轻，发射功率和效率高；输出功率2W，连续工作4h，仅210mm×160mm×55mm（不含天线），仅5kg。二是单兵发射机及应急指挥平台设备系统解决应急现场周围环境视频实时采集（视频通信距离2～3km，带宽2、4、8）。三是开发的PDT数字集群系统解决现场的语音指挥及指挥中心的远程调度指挥；PDT数字集群基站覆盖范围内，实现手持终端通信，可视化调度（通信距离8～10km）。四是机动调度系统支持1 000个用户。五是碳纤维蒙皮PVC泡沫随处安装M8螺钉静载荷大于500kg，扭矩大于100N·m。六是碳纤维轻型舱板单位面积质量伟12kg/m2。七是扩展舱控制精度为0.5mm，时延为0.05s，完成时间不大于2.5min。

1.2.6 标准创新。一是公安部标准，即《警用数字集群（PDT）通信系统移动台技术规范》（GA/T1366—2017）。二是国家标准，即《专用数字对讲设备技术要求和测试方法》GB/T32659—2016。两项国家标准规范了应急通信车和专用数字对讲机的科研生产和服务。三是通信车，标准备案号：Q/4106BA1862—2016。制定一个Q/ROH01—2016通信车企业标准，获河南省鹤壁市质量技术监督局企业产品标准备案。

2 产业化应用

我国是一个灾难频发、多发的国家，特别是地震等自然灾害时有发生，给国民经济和人民生命财产造成了很大的损失，而保持信息通畅是抢险救灾的关键保障。通信是救灾的生命线，从预警发布、救灾指挥、信息报送到灾民联络等各个环节，通信无处不在。

2.1 移动、联通、电信应急通信系统集成产品

众所周知，我国无线公共通信运营商为中国移动、中国联通及中国电信，作为目前移动通信用户最多的国家，保障良好的通信网络是重中之重。但是，我国地域广阔、人流量大，重大活动、突发事件经常出现，为了保证通信能力，需要构建应急通信系统，主要是在应急通信车内加载BTS天线设备，用于人民群众因重大活动广泛聚集（如奥运会、大型户外晚会等）或突发事件造成某地域通信中断（如某地区移动天线塔台损坏）等非常规状况。

2.2 某些政府部门

安全生产监督部门、环保部门等，主要用于事故突发现场，将实施图像、数据等上报上级机关、对社会公布现场情况等。

2.3 武警、消防、公安系统

此类部门属于政府特殊机构，其行业特性与突发事件密不可分，动乱、火灾、刑侦等类型的突发事件均由这些部门进行处理，许多情况下不可能仅仅依托公共通信网络，他们均有属于自己的专用无线通信网络，应急通信车可装载此类设备，在特殊状况下保障事态处理的安全性、严肃性。

2.4 其他领域

石油、气象、地震、人防等特殊行业也非常需要具有自身特性的应急通信车以适应《国家公共安全应急预案》的要求。特别是在5.12汶川地震后，应急通信系统集成产品的作用更为世人所重视。

近年来，紧急与灾害事件的管理（包括预防、预警、快速反应、处置和恢复）越来越重要。在应对重要赛事、突发事件、大型活动、油田厂矿安全生产等方面，经常需要应急通信服务，建立拥有多种通信手段、能够在应急处置地域快速组网的应急通信车多制式通信系统成了国内相关行政部门及大型企业的迫切需求。该项目实施必将形成河南省应急通信车信息系统产业规模化发展，带动当地及周边地区相关产业的经济发展。项目的应用提高了我国各部门、各领域应急救援保障技术水平，极大地缩短了救援时间，保障国家财产和人民的利益少受损失，具有显著的社会效益。

参考文献：

[1]卢伟.试析射频干扰对消技术在通信系统集成中的应用[J]. 中国新通信 ， 2018（5）：88.

[2]刘建宏.通信系统集成中的射频干扰对消技术探讨[J]. 中国新通信 ， 2016（11）：15.