通信系统在安检搜爆工作中的应用

■文/天津市公安局特警总队 刘昕 张萍

关键字：应急通信 安检搜爆

1 引言

随着我国国民经济的快速发展，高层建筑、地下工程、大型公众聚集场所与日俱增，进而带来安检搜爆任务愈来愈多地呈现立体化、大空间、大跨度的态势。安检搜爆现场的特殊性和复杂性对现场安检人员与移动指挥中心之间的通信提出了更高的要求，现场指挥网作为指挥员与安检人员之间的通道，也是现场“上令下达”和“下请上报”的重要技术手段。如何利用当前的技术手段构建高效的应急通信指挥系统，实现安检搜爆现场实时音视频采集、上传、共享及安检人员之间的多点通信，已成为当前安检搜爆应急通信领域急需解决的问题。

2 无线通信系统在安检搜爆工作中的重要性

在安检搜爆工作中，由于现场工作环境复杂，通讯设备信号受到屏蔽干扰，导致安检人员无法及时与现场指挥员进行同步联系，无线Mesh 正好解决了这个难题。无线Mesh 技术曾是一项军事技术，战场上的移动网络需要很高的数据速率、很低的被检出概率和防止人为干扰的能力，而Mesh 技术就具备了这些能力。

3 安检搜爆工作中无线通信的现状

一是在安检搜爆工作中，指挥员无法同时掌握多个安检人员的现场实时搜爆情况。安检人员深入搜爆现场，危险的环境随时可能对其生命安全构成威胁，指挥员无法对安检人员的具体搜排爆位置进行准确、及时地掌握。

二是如果现场发现可疑状况，指挥员不能第一时间通过视音频掌握详细资料，指挥员与安检人员不能进行双向的音视频沟通。

三是安检人员面临的现场环境复杂，特别是当任务地点过于偏僻时，还可能面临无网络信号覆盖等问题。现有通信器材在高层、地下、隧道、大型综合体等复杂环境下应用时，存在信号覆盖范围小、信号损耗衰落大、抗多径效应能力差、带宽受限等缺点，无法完全解决信息传输稳定的问题。

四是通信联络质量是决定安检搜爆成功与否的重要因素之一。在重大安全保卫工作中，由于参与人员较多、涉及面广，会出现信息渠道不畅通导致不能有效对接，指令来源混乱导致不能有效落实等问题，因此，复杂环境下开展应急通信指挥需要灵活快速地组建独立专网，为安检人员与现场指挥部之间打造稳定的宽带通信链路，实现现场音视频及数据信息的实时共享传输。无线多跳自组网技术，正是解决“最后一公里”通信难题的有效手段。

4 组网技术

无线Mesh 网络是一种新无线局域网类型。与传统的WLAN 不同，无线Mesh 网络中的AP(Access Point,接入点)可以采用无线连接的方式进行互连，并且AP 间可以建立多跳的无线链路。

传统的单跳无线通信网络，组网节点只具备AP 功能，如果用于组网的任何一个AP 发生故障，网络中其他的AP 都将不能承担通信任务，网络将陷入瘫痪状态；Mesh 网络的无线多跳自组网技术，可以与其他网络实现无缝对接协同通信，是一个动态不断扩展的网络协议架构，任意的两个设备均可以借由多条无线链路保持互联互通。在Mesh 网络中，用于组网的任何无限设备节点都同时具备AP 和路由器的功能，每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。在Mesh 网络中，如果某个节点的AP 发生故障，可以重新再选择一个AP 进行通信，数据仍然可以高速地传递。

Mesh 网络具备的优势：

1）自配性、自愈合性：无线Mesh 网络中AP 具备自动配置和集中管理能力，简化了网络的管理维护，同时具备自动发现和动态路由连接，消除单点故障对网络的影响，提供冗余路径。

2）健壮性：实现网络健壮性通常的方法是使用多路由传输数据。Mesh 网络比单跳网络更加健壮，具备不依赖于某个单一节点的性能。在Mesh 网络结构中，由于每个节点都有一条或几条传送数据的路径，如果最近的节点出现故障或者受到干扰，数据包将自动路由到备用路径继续进行传输，整个网络的运行不会受到影响。

3）平衡负载：在单跳网络中，设备必须共享AP，如果几个设备要同时访问网络，就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。而在多跳网络中，设备可以通过不同的节点同时连接网络，因此不会导致系统性能的降低，Mesh 网络还可提供更大的冗余机制和通信负载平衡功能。

4）高带宽：无线通信的物理特性决定了通信传输的距离越短就越容易获得高带宽，因为随着无线传输距离的增加，各种干扰和其他导致数据丢失的因素也会随之增加，因此选择经多个短跳来传输数据将是获得更高网络带宽的一种有效方法。Mesh 结构的系统、信号能够避开障碍物的干扰，使信号传送畅通无阻，消除盲区。

5 应急通信系统

安检搜爆现场要求无线应急通信系统集便携性、快速部署易于安装、续航力高等特点于一体。针对安检搜爆现场的复杂性、突发性等特点，在执行安检搜爆工作中，现场指挥网的构建是最佳技术保障，解决现场存在的通信不畅、通信盲区等问题。

5.1 应急通信系统

根据实战特点，通信自组网的部署分为指挥车、其他协同车辆、安检搜爆人员组三大模块。

通信指挥车作为通信指挥的核心（即现场指挥中心），可同时搭载车载式综合指挥箱、应急通信综合指挥系统、车载式自组网单兵和车载式卫星接收站。车上指挥员通过“应急通信综合指挥平台”查看本次任务的全部信息，并通过“车载式单兵”向其他三大模块发出任务指令，与各模块之间建立快速通畅的音视频，图文信息交互共享，进而实现科学、高效的现场指挥。通信指挥车将采集到的前方作战信息通过“车载式卫星接收站”或“公网”传输给后方指挥中心，供上级领导决策。

其他协同车辆（如120 医疗救护车、后勤车等）可同时搭载便携式综合指挥箱、应急通信综合指挥平台、车载式自组网单兵，完成协同作战任务。

安检搜爆人员组可通过自身背负的“便携式自组网单兵”与其他各模块实现音视频、图文信息交互共享，其随身携带的各种终端设备所采集的图像、语音和数据信息也通过“便携式自组网单兵”回传至现场指挥中心。

5.2 应急通信系统的特点

1）无中心快速无线自组网，快速部署。针对安检搜爆的实际情况，系统要通过单兵、车、机器人、无人机、120 医疗救护车等，迅速搭载多个不同形态的通信节点，高效自组成网，即刻实现音视频信息共享，创造最佳通信环境；无须架设复杂的中心基站，无须进行复杂的系统配置，现场加电后自动组网建立通信；面对复杂的内部及地下结构，系统无线多跳网络的特性，能有效解决因遮挡造成的通信不畅或盲区问题，保证安检人员与指挥人员能够可靠、及时地进行无线通信。

2）非视距传输能力。系统电台采用波束成行、收发复用、收发分集等技术，具备非常强的远距离信号传输能力；在同等环境下，其数据传输速率要达到60Mbps；在无线传输能力的表现上，在城市环境中要传输1-1.5Km，在开阔地环境中要传输10-30Km。

3）集群对讲。可实现语音、视频、数据的“三合一”传输共享；实现PTT 集群对讲功能，可外接各种高保真通话器与骨传导耳机。

4）具备双向音视频传输与共享功能。传统通信方式仅具有单向音视频传输功能，安检人员可将现场采集到的音视频传输给指挥中心，但是指挥中心无法将音视频信息传输给安检人员，安检人员之间也无法相互发送音视频。而在安检搜爆中，现场情况往往十分复杂，仅凭单一的对讲机通话，指挥员与安检人员之间无法快速、准确地判断对方所处环境，双方的沟通仍然存在一定障碍。双向音视频传输功能是高效沟通与科学作战的基础，系统可实现任意通信节点之间的双向音视频传输，通过这项功能，指挥中心与安检人员之间、安检人员相互之间、安检人员与其他单元（如车、机器人、无人机、救护车）之间都可以相互发送音、视频。

5）室内定位及3D 快速建模。安检人员深入搜爆现场，危险的环境随时可能对其生命安全构成威胁，因此，指挥中心需要及时准确掌握安检人员的具体搜爆位置。借助安检人员穿有具备定位功能的鞋垫，指挥中心通过系统平台，可以查看到安检人员的实时位置与行动轨迹，快速建立3D 模型，安检人员的所在位置及活动轨迹在此3D 模型场景上得到清晰地呈现。当安检人员的生命安全遭遇威胁时，指挥中心可以调度离该安检人员最近的安检人员对其进行施救，确保救援及时。

6）可联外网。系统具备4G 公网、4G 专网、Mesh、Wi-Fi 等多种网络接入能力，可快速搭建，互联互通，为各级指挥员的科学决策提供有力信息技术支撑。

6 结语

利用无线Mesh 通信技术在安检搜爆现场构建临时通信指挥系统，对于解决安检搜排爆现场通信信号无盲区全覆盖的难题，具有重要的现实意义。无线Mesh 通信技术的应用，可大力提高安检搜爆队伍应急通信保障水平，切实保障安检人员的生命安全。