河南省地质灾害应急通讯保障系统建设

井书文

河南省地质环境监测院，河南郑州 450016

地质灾害包括山体崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等与地质作用有关的灾害，主要是由于自然因素或者人为活动而引发的，严重危害着人民的生命和财产安全。地质灾害的发生具有突发性、区域性以及强破坏性的特征，这就造成了突发地质灾害应急救援的通讯、交通、物资的保障困难。这其中，通讯保障是尤为重要的，是在最大程度上抢救人民的生命财产、确定合理的救援方案、减轻二次伤害的保障基础。

1 概述

河南省具有独特的自然地理条件和复杂的地质环境背景，省内西北部、西部和南部主要是广大山区和丘陵区，面积占全省面积的44.3%。山高坡陡、沟壑纵横、地表岩性多样，地质环境条件较为复杂。加上省内的矿产资源丰富、采矿历史悠久，造成了岩层松动、矿渣堆积，采空区大面积分布。这就为山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害的形成提供了条件。随着交通、能源、水利等基础设施的建设，地质灾害易发区基础建设规模和人类的各种活动在不断的加大、增强，由此导致的各种环境地质问题也将不断增多。伴随着极端气象事件的频繁出现，省内的地质灾害数量及危害都将呈递增的趋势。

河南省地质灾害的应急通讯保障系统，可以更加的协调、有序、高效地开展地质灾害应急防治，为地质灾害的应急响应提供了应急技术支撑。系统有效的运转维护，能够保证在重大地质灾害发生时能够即刻的作出反应，汇集并整理多源信息和专家意见，及时地提出科学准确的决策意见，及时指挥应急处理工作，这样才能够真正的达到减灾防灾的作用。

2 系统设计

针对突发地质灾害的区域性以及破坏性的特点，完成整个地质灾害应急的核心是应急通信信道的可靠、稳定、灵活、高效的保障。应急通讯保障系统采用的通信信道为卫星传输系统，系统的网络规模为一个指挥中心固定站，一个或者多个现场应急指挥的车载/便携两用站。

系统的通信链路部分是整个系统的核心，采用在业界享有极高声誉的由TDM/STDMA和dSCPC（动态SCPC）技术结合的智能卫星通信网——Vipersat系统完成整套应急通信系统的集成。

所有站点间的通信为全网状单跳。可以实现现场和指挥中心固定站之间的高清视频会议、调度电话以及数据的双向传输，同时可以将现场周边的图像通过地面以及无人机载单兵设备实时的传输到省指挥中心及国土资源部。

系统实现功能：

（1）网络拓扑结构：可以实现现场—固定站—北京间的网状组网通信；

（2）传输业务：电视会议、图像、电话、数据；

（3）数据速率：现场指挥车站点具备了发出不低于4Mbps的混合业务数据的能力；

（4）便携/车载通信系统具备发出不低于2Mbps的混合业务数据的能力。

（5）具备自动动态的调整载波频率、速率、功率的能力；

（6）站点间通信可以使用临时租用的带宽，任意站点间均是以独占带宽方式实现单跳直接通信；

（7）可加入部/院/省内视频会议系统，可在现场对省及国家站点同时做视频广播业务；

（8）便携/车载两用型的所有设备均集成在便携式应急箱内；（9）系统采用高清会议系统完成会商；

（10）野外车载站点及无人机上均配置单兵系统，可向指挥中心实时回传图象；

（11）支持以太网协议：TCP/IP、IP组播、SNMP、静态路由、包头压缩、QoS；

3 系统组成

网管主站是全系统的管理和调度中心，本系统可以同时开机在线并且接受固定站的调度管理所有的固定站、便携站、车载站，其中的任意两个用户站均可同时进入高速SCPC方式通信。所有的便携站、车载站以及中心固定站间在进入SCPC通信方式之后可以构成全网状单跳通信网。

3.1 指挥中心固定卫星站

指挥中心的固定卫星站是全系统的中心，需要满足管理和调度以及视频通讯的需求。由16口交换机、音视频编解码器（H.264）和视频会议平台组成了固定站业务的应用部分，视频会议平台又包括多点控制单元MCU、GK服务器和视频会议终端。

会议模式采用了点到点会议或者多点会议的模式，分别满足了应急现场和后方指挥中心通讯或者多个灾害点、多管理机构的突发地质灾害应急会商。

3.2 应急卫星终端

3.2.1 移动车载应急卫星终端

一辆应急通信车应该配置在地质灾害的应急现场，作为整个野外应急指挥提供现场信号的接入通道。应急车上的卫星通信系统具备各种灵活的业务接入能力，开机即可同固定站网管通信，具备快速响应、保障率高的优点，必须保证在各种复杂的环境下与指挥中心保持稳定语音和数据联络。移动车载应急卫星终端的组成包括：一套车载自动对星静中通天线、射频单元、MZ-81A车载应急通信终端。

3.2.2 便携式应急卫星终端

便携式应急终端设备完全采用便携应急箱组成，把所有设备集成在几个大小重量适中的便携箱内，可用任何一辆越野车带走所有装备，也可人工搬运一定的距离，工作现场没有任何环境和地理位置的限制，在现场完成人工对星即可开展工作。便携站配置设备轻便紧凑，有很高的灵活性和机动性，在车辆无法到达的情况下可以利用人力搬抬到达灾害应急现场（见图1）。

3.3 无线单兵图传系统

该系统采用手持一体式数字视音频无线接收机，可以根据不同的应用需求与发射机系列分别配套使用，组成专业级无线图象/声音传输系统，可灵活地进行组网、中继，点对多点传输。其特点主要为：

（1）背负式SFV400TX数字视音频无线发射机，具有专业级无线图像/声音传输设备，可灵活地进行组网、中继，点对多点传输。

（2）整机集成先进的EMC/RF优化、窄带编码正交频分复用调制、MPEG2/4、AES、频谱监测、空间分集等技术，参照军品工艺标准研发定型。

（3）单兵式体积小巧、轻便，制式功率范围1～3W。

（4）采用窄带传输技术，可以在10MHz频带范围内支持1～8套设备同时传输，图像质量MPEG2/4；在复杂地理环境和复杂电磁环境下应用表现出非凡的NLOS（非视距）、抗阻挡传输性能。

（5）整机全密闭设计，防水雾防尘沙，没有内置主动散热装置，采用进口接口件，其卓越的性能和可靠性成为军警级、专业级无线图像传输和区域无线图像动态监控的典范！

3.4 现场灾情空传（无人机）系统

在灾情发生的时候，我们可以派人到现场去看，但是人的覆盖范围是有限的，行动各方面都会受到限制，在许多特定的环境下，特别是人员和车辆都无法到达或者对人员的生命存在较大威胁的区域，无人机在很大的程度上能够避免这些困难和风险，进行一些灾害搜索、定位、监视和灾情的评估，为应急抢险的有效、正确决策提供保障。

垂直起降、空中悬停、原地转弯、侧飞、倒飞等是多旋翼无人机系统的特点，同时具有体积小因而不需要大面积的起降场地、成本低、不需要专门的飞行员或操作手等使用维护便利性。这也是其被现场灾情空传系统采用的主要原因。

4 结语

河南省地质灾害应急通讯保障系统的建立，使河南省拥有了突发地质灾害应急的灾情调查、远程会商、应急指挥等技术保障系统，提升了地质灾害的应急处置能力和预防能力。有效地促进了防灾、抗灾、救灾工作的顺利进行，是及时地抗击地质灾害、保护人民的生命财产安全、救助并扶持灾区人民恢复生产，重建家园，把灾害所造成的损失减少到最低限度的有效手段，对于提高我省自然灾害的防御能力具有重要的意义。

[1] 党利宏，余江，庞雄昌，等.重大地质灾害条件下的应急通信保障的技术分析[J].信息通信，2015.