浅谈图传系统在消防应急通信中的作用

王 芳

（太原市公安消防支队司令部信息通信科，山西 太原 030024）

0 引言

随着社会经济的飞速发展，各类灾害事故不断发生，公安消防部队作为一支人民武装力量，担负着《消防法》赋予的防火、灭火、抢险救援等各类任务，肩负着抢救国家和人民生命财产安全、维护社会稳定的重任。提高消防部队应急联动、处置能力，快速高效的处理各类灾害事故是消防官兵当前面临的重要任务，如何建立一个高速、安全、有效的应急通信环境，是消防部队信息通信人员应该不断探索、研究的方向。

1 图像传输系统

消防部队在抢险救援过程中，很多突发灾害事故不可预知，指挥人员可能无法全部亲临现场进行决策指挥，这时，通过图像传输系统（简称图传系统）可将现场图像、声音实时传输至各级指挥中心，使相关指挥人员第一时间直击事故现场，及时了解现场实况，并作出准确的分析判断，从而有效地辅助指挥现场的应急响应，提高对事故的快速反应和应急处置能力。

1.1 图像传输系统分类

大体上分，图像传输系统[1]可以分为无线图传和有线图传两大类。无线图传系统从应用层面来说，可分为固定点的图传系统和移动视频的图传系统两大类。移动视频图传系统主要作用是将现场事实图像传回至指挥中心，提高决策的正确性和及时性，通常所说的无线图传就是指移动视频图传，主要包括3G（3rd Generation，第三代移动通讯技术，即宽频无线通讯技术）图传、COFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，编码正交频分复用技术）图传、CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址技术）图传、集群图传、微波图传、卫星图传等。有线图传主要有光纤图传。

1.2 图像传输系统基本结构

图像传输系统一般包括3个部分:发射装置，中继系统，接收装置，如图1所示。发射装置将摄像机采集的信号进行调制，并传送到天线发射出去。中继系统是指延长传输距离、中转传输信号的设备，可使用微波、卫星、光纤、网络等进行中继。接收装置和发射装置工作流程相反，将从天线接收到的信号进行解调。如果发射装置和接收装置集成在一起，就是所谓的“一体机”。

图1 图像传输系统基本结构

2 图像传输系统在消防部队的应用

2.1 3G图传

根据公安部消防局《消防部队应急通信建设方案》、《武警消防部队信息化建设项目总体实施方案》等文件的要求，全国各总队和支队均配备了3G[2]图像传输系统。3G图传系统由华平3G车载终端、中国电信3G图像中心管理平台、3G传输网和地面传输网四个部分组成。地面传输网采用100M指挥调度网专线实现当地电信和总队的通信联络，以太原支队为例，支队采用10M光纤连接至总队一级网，各中队采用4M光纤连接至支队二级网。3G车载终端由音视频编解码模块、车载室外云台摄像机、监视器、音频输入输出接口、网络传输模块、麦克、音箱等组成，安装在通信指挥车，支持车载和单兵两种方式，可通过消防图像管理综合管理平台实现与各级指挥中心视音频通信。

2.2 COFDM图传

COFDM 是一种无线环境下的高速传输技术，其基本原理是将高速数据流通过串并转换，分配给传输速率较低的若干正交子信道中进行传输。COFDM图传系统具有绕射、穿透能力强；抗干扰、抗衰落能力强；适合高速数据传输；适合高速移动中传输；信道利用率高等优点。

2.3 CDMA图传

CDMA[3]是近年来用于数字蜂窝移动通信的一种先进的无线扩频通信技术，主要利用已建成的较完善的公共民用无线通信网络来传输数据，其基本原理是在发送端使用各不相同、相互（准）正交的伪随机地址码调制发送信号，接收端采用同样地伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应信号。CDMA图传系统具有传输稳定；传输速率高；网络覆盖率广；终端价格低廉；按流量收费、价格合理等优点。

2.4 340M集群图传

太原市公安局投资 3000万元左右，采用JoMobile Net组网型网络，共建340M基站23个，按照市局要求，支队通信指挥车上配备了 340M 无线图传终端。340M 集群图传系统采用时分多址（TDMA）方式，多基站协调工作，多个远端共享一个基站的带宽，支持8路并发上传图像。其主要特点有:多远端与多中心同频组网；高清晰度的图像传输；保持出色的非视距与高速移动中的传输能力；可扩展性好。

2.5 微波图传

微波通信[4]是指利用微波作为载波携带信息并通过电波空间进行传输的无线通信方式，分为模拟微波通信和数字微波通信两类。模拟微波仅适合点对点视距传输，且抗干扰性差、调试复杂，受气候影响大、难以集中管理，现已逐渐退出市场。微波图传系统采用数字微波技术，基于时分复用技术，利用微波信道传送音视频信息，具有频带较宽；可复用大量数字信号(宽带高速数据)；抗干扰能力强；保密性好；传输距离远；受气候、地形影响较小；扩展能力强等优点。

2.6 卫星图传

卫星通信[5]是以人造卫星为中继的一种微波通信方式，由空间部分（通信卫星）和地面部分（通信地面站、移动地面站）组成。通信卫星作为一个空间悬挂的通信中继站，使得一个地面站点可以跟其他地面站点保持站点间通信。消防部队卫星通信网遵照《公安车载应急通信系统技术规范》等相关标准的要求，该网完成在灭火救援现场及其他重大灾害事故现场有效传输图像、话音等数据信息的任务。卫星通信系统[6]主要使用公安部的Ku频段卫星转发器资源，或租用商用卫星转发器，按照规定，公安部消防局配备公安部消防指挥卫星地面站、各消防总队配备总队卫星地面站和总队指挥车载站、消防支队和百强县大队配备支队指挥车载站或便携卫星终端（有条件的支队建设地面站），实现现场信息通过卫星网络及地面通信网传输到部局、总队、支队各级指挥中心。卫星图像传输系统中，通信指挥车拍摄的图像通过卫星被地面站接收，再传至各级指挥中心，完成上级调度和下级反馈工作。卫星通信具有覆盖区域大，通信距离远；频带宽，通信容量大；系统可靠，通信质量好；通信机动，不受地理环境影响；具有多址连接能力；可自发自收等优点。

2.7 光纤图传

光纤图像传输系统是有线传输的主要方式，光纤通信具有传输频带宽，传输容量大；损耗低，中继距离长；抗电磁干扰能力强；重量轻、体积小，易敷设；泄漏小，保密性能好；耐腐蚀，不怕高温，寿命长；原材料丰富等优点，光纤通信[7]与数字微波通信、卫星通信一起并称为现代通信三大传输手段。

3 各系统如何协同作战，发挥作用

图像传输系统可将事故现场图像第一时间传输至指挥中心，并可通过系统平台快速召开会议，供各级领导、专家与现场指挥人员进行及时讨论，其优势不言而喻。但在选择图传系统时，不可一味追求高价格，选择设备最高配置，也不能盲目跟风，看到别的地方买了某设备，就马上着手购买。事实上，各图像传输系统都存在自身缺点[8]，比如:3G、COFDM、CDMA依赖于各运营商公网，保密性较差，网络容易拥堵，而且现在3G覆盖范围还不太广，在地震等重大灾害事故发生时，如果公网瘫痪，这些设备不能正常使用。集群通信主要依赖于各地集群基站。微波通信只能进行“视距”直线传播，传播距离近。卫星通信具有信号极弱（毫微微瓦级）；一次性投资费用高；时延大，实时性差；卫星资源有限等缺点。光纤通信缺点为:传送电力、接口昂贵、强度较差、维修复杂昂贵、未经时间长久考验等。所以在实际使用过程中，要注意各系统协同作战，将优势发挥到最大，最优化保障通信畅通。

作为一名通信人员，要善于总结自己本单位的通信条件，根据本地地理位置，结合实际情况，注意数据加密[9]，选配合适的图像传输系统完成信号接力。所以，各个图像传输系统应该协同作战，共同发挥作用。未来 3G网络通信必将是网络首选，网络覆盖率也将逐步扩大，3G图传必将承担着主要传输任务，但从利用率角度看，3G网络不可能将所有区域覆盖，在山区、沙漠等盲区，卫星图传可将图像传至信号区；在矿井、地下空间等盲区可以利用微波图传、光纤图传将图像传至室外，然后再利用3G网络传输。

4 结语

图像传输系统在消防部队中应用非常广泛，该系统能将实时采集的现场图像、语音信息传送到现场指挥车和指挥中心，为上级指挥中心提供快速、科学的辅助决策信息，这对于贯彻“科技强警”、提高快速反应能力和重大突发事件的处置能力起到了强有力的支持作用，可以有效地减少人民财产损失和国家财产损失，具有十分重要的意义。

[1]刘继旺,胡艳军,许耀华,等.一种基于无线传感网的图像传输系统[J].通信技术,2010,43(05):176-177.

[2]周勇.基于3G网络的消防视频监控系统[J].科技传播,2010(08):213-214,218.

[3]高建文.CDMA无线图像传输技术在消防应急通信中的应用[J].科技之友,2007(10):41-42.

[4]张光富,张曙光,田华.现代通信技术与网络应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2010.

[5]宋波,赵小江,董波,等.卫星传输在3G应急通信中应用[J].通信技术,2010,43(09):54-55,58.

[6]周炜.消防通信[M].北京:中国人民公安大学出版社,2007.

[7]陈晖,祝世雄.光纤通信窃听及其检测技术探讨[J].信息安全与通信保密,2012(01):61-63.

[8]李栗,刘涛.关于火场无线图像传输的综合解决方案[J].消防技术与产品信息,2009(05):29-31.

[9]文飞.基于混沌的数字图像信息加密安全传输研究[J].信息安全与通信通密,2010(10):86-87,91.