应急通信车系统的功能与应用

时间：2021-07-21 12:01 作者：世讯电科融合通信系统

应急通信车系统的总体设计

应急通信车具有机动灵活、快速反应、多种通信手段的能力，能为应急现场提供通信支撑和保障，可在第一时间与后方指挥中心建立通信，提供实时的语音、视频等现场信息。小型应急通信车系统如图6.1所示。

图6.1小型应急通信车系统

应急通信车与后方指挥中心的通信功能，主要包括语音和视频两个方面。

1. 语音方面

应急通信车系统集成常规转信台，可以对应急现场进行常规的语音信号覆盖, 扩大现场语音通信范围，并通过多种传输链路连接后方指挥中心，从而使后方指挥人员即使不在现场，也可对现场进行监控和指挥。同时，也配置了卫星电话，在偏远地区也能随时随地与后方进行通话。

2. 视频方面

应急通信车接收到现场视频后，可通过车载集成的3G/4G视频模块将现场视频信息发送到后端指挥中心；也可配合车载视频发射机将现场视频信息发射到基站接收机，最终通过有线方式传回指挥中心；同时，可利用卫星通信系统实现现场视频信息的回传到后方指挥中心。

语音通信系统

在语音方面，应急通信车系统集成集群专网语音、常规转信台等功能，同时内置有GSM、PSTN等公网语音通信模块，独特的三方通话功能可支持前端人员、现场指挥部、后方指挥中心的语音互联互通及三方语音通话，从而使后方指挥人员即使不在现场，也可通过GSM等方式对现场进行监控和指挥。
1. 集群语音通信
在应急现场有集群网络覆盖时，应急通信车可通过集群车台或集群对讲机，实现现场指挥部直接向后方指挥中心进行现场情况汇报，也可与其他集群网络覆盖区域的人员进行语音呼叫和信息交互，实现直接个呼、组呼、单呼。集群语音通信如图6.2所示。
2. 常规语音通信
在应急现场无集群网络覆盖时，可通过中转台实现现场常规语音通信，现场指挥部通过车台或对讲机即可实现应急现场的语音指挥调度。中转台语音通信如图6.3所示。

视频通信系统

1. 视频采集系统

应急现场视频采集可分为现场单兵视频采集、车顶云台摄像机采集和车内摄像机采集3种方式。
（1）现场人员背负单兵移动采集，实现全面、灵活的现场采集。
（2）车顶云台摄像机可在车辆驾驶时移动采集，也可在驻车时实现固定视频采集。

图6.2集群语音通信

图6.3中转台语音通信

(3) 车内摄像机随时监控车内工作状况，同时能在现场指挥部与指挥中心视频会议时实现车内视频采集。

2. 专网视频传输

车载集成的视频切换矩阵视频输出接口与车载视频发射机互连，通过编码正交频分复用无线图传基站将视频回传到指挥中心，如图6.4所示。

图6.4专网视频传输

车载接收机可接收现场单兵采集的音/视频信息，通过矩阵进行视频信号的切换和显示，通过车载硬盘录像机进行存储、回放，可满足现场指挥调度的需求。

同时，可配合车载视频发射机将视频传输到基站，基站接收后对视频信息进行编码转换成IP数据，然后通过E1专线、光纤专线、微波等链路方式将其传输到指挥中心，指挥中心部署的解码器对IP视频信息解码成模拟视频信号，将现场实时视频图像显示在大屏上。

3. 公网视频传输

当应急现场无专网通信网络或其他传输方式时，应急通信车还可利用车载集成的3G/4G视频模块将现场视频信息传输到指挥中心，如图6.5所示。
应急通信车系统采用公网视频传输时的实现如下：通信车集成的3G/4G视频模块对接收到的现场视频信息进行编码转换成IP数据包，通过3G/4G路由器上传到运营商网络。后方指挥中心需向运营商申请公网IP地址（作为前端视频的接入地址），通过部署视频服务器、视频服务软件、视频解码器，实现现场实时视频查看。

图6.5 3G/4G视频传输

4. 卫星视频传输

应急通信车系统集成了静中通卫星系统，应急通信车所采集的音/视频信息均可通过卫星链路回传到后方指挥中心。后方指挥中心建设卫星地面站，实现中心与应急通信车之间音/视频信息的双向传输。

信息处理系统

1.网络系统

现场搭建以太网交换机和路由器配合10/100MB的有线局域网。该网络交换机能提供多个10/100MB以太网接口，完全满足应急（保障）现场网络连接的需求。网络交换机提供多个以太网口引接到车外信号接口窗，并且车上部署野战光纤，方便办公人员计算机的接入或指挥车与其他网络的连接。车上还部署3G/4G路由器，方便办公人员接入3G/4G网络。

应急通信车系统中，便携式计算机可以安装指挥调度软件、办公软件、设备管理软件等，方便现场办公人员操作使用。通信指挥车的网络系统对外互联可通过卫星、3G/4G网络、地面有线网络3种方式进行。

2.车载办公系统

应急通信车内配有计算机网络系统，为办公自动化提供了信息网络平台，并满足了行业的办公需求。

3.车载音/视频处理系统

通过车载音/视频处理系统可实现无线视频接收和发送、音/视频采集、矩阵切换、音/视频显示、存储及传输等功能，音/视频处理参考图如图6.6所示。

图6.6音/视频处理参考图

4.集中控制系统

无线终端接入本地WiFi网络，实现对应急通信车载设备集中控制，通过集中控制系统能实现控制如下功能。

（1）能控制车内灯光、调光器调节灯光亮度。

（2）主机控制车顶云台、车内会议摄像机。

（3）控制视频矩阵对视频信号进行切换。

（4）矩阵控制计算机信号切换。

（5）控制音频的切换，并通过调音器控制音量大小。

集中控制参考示意图如图6.7所示。

图6.7集中控制参考示意图

综合保障系统

1.语音广播系统

车内配置无线传声器、功放、音箱、调音台等设备，并在车平台上安装扩音扬声器，实现应急现场喊话功能。

2.照明系统

照明系统由车内照明系统和车外照明系统组成，车外照明系统主要为现场提供强光照明，保障现场工作有序地展开；车内照明主要是日光照明，照度应达到1501X以上，满足指挥工作的需要。

供电系统设计

1.供电方式

(1)市电优先供电。

(2)无市电时，通过车载发电机进行供电。

(3)空调系统、车顶照明、气动升降等大功率设备采用市电或发电机直接供电(不通过UPS)O

(4)车顶摄像机、头枕屏、安全警示系统、倒车后视系统等小功率直流负载设备，采用原车电池进行供电，即使在无市电、发电机、逆变供电的情况下，也能保证基本图像采集、显示、警示功能的使用。

2.供电示意图

供电系统如图6.8所示。

图6.8供电系统

车辆改装

1.改装设计要求

（1）机动能力。应急通信车可正常通过土路和碎石路面，所有设备都采取加固和固定措施，在碎石路面上以25knVh的速度行驶200km,车内设备不受损坏。同时，确保机动指挥通信平台的车速、转弯半径、爬坡度、制动距离、宽度、接近角、离去角、涉水深度等技术指标应与原载车的相应指标相同或接近。

（2）环境适应性。

外部环境：温度为一20~40°C；相对湿度为40%〜98%。
工作环境：车内温度为0〜40°C；相对湿度为40%〜85%。
风速：在稳定风速为21m/s的环境条件下能正常工作，在稳定风速为32m/s的环境条件下不损坏。

（3）安全性。应急通信车在设计过程中对人身、车辆、设备、信息等方面的安全进行了充分考虑。

1）人身安全性。

附属设施，如门锁设计应保证在外部锁定后能从内部打开。
厢内安装的配电控制盒（含市电接口）和交流用电设备等配装漏电保护器，当出现供电电压超标、车体带电或接地不良等现象时，可自动保护并发出声光告警。
配置灭火器等必要的自救工具。
厢体内所用的内饰材料采用阻燃材料，不产生或释放有毒、有害、有异味或腐蚀性的气体或物质。
厢体内加装设备有必要的误操作保护措施。
整车具备接地、避雷保护措施。

2）车辆安全性。

应急通信车各种性能均经过严格的调试，并由专业机构出具检测合格报告；车辆的载重均严格按照车身底盘的允许载重量严格配置；车身外形尺寸及车顶设备配置均严格执行交通部相关车辆管理制度。

3）设备安全性。

车内设备的安全性要求符合GJB663—1989的相关规定。
应急通信车采用带漏电装置的空气断路器作为主电源开关，防范设备漏电伤人及发生线路过载、短路故障时对设备的伤害。
在设备配置中注重设备自身的保护功能，在故障情况下，所选设备均能做出相应的保护动作，切实提高系统的稳定性和可靠性。

4）信息安全性。

配置最先进的通信传输手段，在任何恶劣的工作环境中，确保信息传输的可靠和安全。
在信息的传输和接收过程中，可使用加密机或防火墙，确保数据传输的安全。

（4）可靠性。为了满足通信指挥车的可靠性指标，在系统设备选型、系统设计、结构布局等方面，将采取如下措施，以提高系统的可靠性。

降额设计。在设备选型、系统设计等过程中，将根据设备及系统承受的应力情况，同时兼顾到成本及费用，进行合理的降额设计。一般设备的降额系数选择为0.4o
冗余设计。供配电系统具备市电、发电机、蓄电池等多种供电手段，可确保整车供电系统的不间断。
富裕度设计。机械结构件，尤其是车顶结构的刚强度设计采用了富裕度设计技术，确保有效承载；供电电源、供电线路的功率容量、绝缘等级均采用了富裕度设计技术，确保系统的可靠性；汽车发动机总功率远大于发电机占用功率，不影响车辆的行驶性能。
集成化设计。系统所采用的技术都是国内外较为先进和成熟的技术，使用质量有保证的著名厂商的设备进行系统集成设计。在设备选型过程中，特别注意所选择设备的适应性和兼容性，最大限度地利用设备的各种资源，减少集成设备的数量，降低整个系统的失效率，从而大大地提高系统的可靠运行。
环境适应性设计。对应急通信车所使用的各种环境进行详细分析，充分考虑所选设备的环境适应性指标和环境寿命指标，确定各种环境对设备可靠性的影响，针对不足之处进行特殊处理，如加固和改造结构等设计。同时注重对系统零部件材料、辅料的选取，进行必要的方案论证和试验验证。根据车型的系统结构布局，在设计时要注意减振和抗冲击能力的问题，采用19”标准机柜，并安装减振装置和固定设备，防止车辆在运行过程中的振动和冲击对系统设备的损坏。

（5）可维修性。应急通信车设计符合GJB219A的相关要求，装配的零部件、外购件、外协件遵循标准化、系列化和通用性原则，并具备可互换性。所有装车设备或设施尽可能选用定型的车载设备，所用设备或设施具备合格证，并经检验合格后方可使用。厢体内设备之间、照明设施之间（含信号、标志灯），以及设备与电源的接口连接线、电缆有不同类别的明显标记，以利于区别、操作和维护。修理工具（含专用工具）尽可能地少，维修程序简单、实用、快速。

（6）电磁兼容性。随着现代科学技术的发展，电子设备的数量及种类不断增加，工作频率不断提高，电磁环境日益复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何有效地减少相互之间的电磁影响，使各种设备正常运转，需要在设备设计开始时就考虑电磁兼容性的问题。若在系统综合集成后，发现电磁兼容问题再重新调整系统结构，必然会带来更多的困难，造成研发时间和成本的双重浪费。

2.车辆改装设计

（1）车载底盘选型。考虑到车辆载重量、车内空间、车辆性能、车辆灵活性等，此次选用猎豹黑金刚作为应急通信车底盘。该车具备较强的越野性能，十分适合该应急通信车的应用需求。以下为车辆底盘的参数。