一种高可靠的应急机动融合通信平台

谢剑颖

（广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510000）

0 引 言

广东省内台风、暴雨、洪涝等自然灾害频发，破坏能力强且影响范围广，在应对不及时的情况下可能发展为重特大自然灾害。部分地区在遭受极端灾害时，通信设备进水短路、供电中断等极易导致通信故障，无法在短时间内恢复正常通信。通信中断后，灾区沦为通信孤岛，人员伤亡和灾情信息无法及时向外界反馈，应急管理部门在未能准确掌握现场灾情的情况下往往难以及时开展针对性救援工作，人们的生命财产安全受到严重威胁[1]。

目前，广东省部分应急职能部门仍沿用原安监、消防、森林防火的应急通信体制，各地市的应急通信能力存在较大差距。从整体上讲，各级应急职能部门虽然具备一定的机动应急保障能力，但仍存在一定问题。一是通信车底盘陈旧，无法适应各类恶劣现场环境；二是对公网依赖较严重，极端条件下的综合保障能力不足；三是多种通信手段互通存在壁垒，无法实现融合互联；四是卫星通信装备和体制相对落后，星地常态化保障效果欠佳。基于此，加强广东省机动能力建设既是全国应急管理工作的总体需要，也是提升广东省应急管理能力的迫切需求。

1 整体设计原则

在国家应急管理部的总体规划指导下，以全局意识、系统思维开展应急机动融合通信平台的规划与建设，在整体设计过程中参考以下原则。

（1）多手段融合综合保障，确保紧急情况下的可靠联通。开展公网、卫星、370 MHz集群、短波等多种通信手段融合应用的论证，规范各类通信手段的应用场景，确保紧急情况下能够通得上、通得好。

（2）选用进口先进底盘，充分保障车载移动平台的机动性能。开展进口主流品牌新一代底盘的选型论证，保证越野性能和机动性能强悍，可以适应广东省内绝大多数地形，同时符合“国六”排放标准。

（3）强化卫星通信能力建设，夯实省级卫星通信网基础。开展基于Ku波段、Ka波段以及天通体制的卫星车载站、便携站等通信装备论证，提升机动通信的卫星组网能力。

（4）加强音视频会商能力建设，支撑应急指挥决策前移。开展车载集成视频监控、音视频处理、音视频会商平台等论证，突出机动平台的指挥办公属性，支撑应急指挥决策向事故现场前移，保障应急处置的时效性。

2 应急机动融合通信平台系统设计

应急机动融合通信平台包括车载任务平台、车载公用平台，其中车载任务平台包括融合通信、卫星通信、短波通信、5G通信以及370 MHz集群等系统，车载公用平台包括底盘、车厢等[2-5]。通过构建应急机动融合通信平台，实现与省市级的后方应急指挥中心、前方救援现场的互联互通，有效保障各类应急救援、抢险救灾等任务顺利开展。

2.1 融合通信系统设计

通过在机动通信车部署融合通信调度平台、视频监控调度平台、融合通信调度机、音频网关、集群网关、视频融合网关、视频接入工作网关以及会话边界控制器等，构建车载融合通信系统[6]。融合通信系统支持370 MHz集群、视频会议、视频监控等不同类型的媒体接入，能够实现对各种通信系统数据业务的交互融合和综合调用，达到应急指挥的统一会控、统一调度、统一网管，完成通信资源最优配置，解决重大事故的协同指挥救援问题。

融合通信系统逻辑框架如图1所示。

图1 融合通信系统逻辑框架

融合通信系统的平台架构主要包括资源层、接入层、平台层以及应用层。

（1）资源层。资源层包含面向业务需求的各个业务系统，包括视频会议、视频监控、370 MHz数字集群等。结合服务的集成技术，在原有业务功能的基础上通过整合实现业务资源综合调用。

（2）接入层。接入层主要通过各类接入网关实现与各类系统的对接，消除不同通信类型的差异，使得上层平台和应用调用与底层基础资源之间实现透明传输。

（3）平台层。平台层是整合融合通信调度的核心，能够实现对通信资源的整合与综合调用，完成业务控制和具体的应用业务逻辑协调[7-9]。

（4）应用层。应用层面向具体应用场景需求提供不同的应用服务，实现各类业务系统的统一会控、统一调度、统一网管。

2.2 卫星通信系统

通过在机动通信车部署Ku卫星天线、Ka卫星天线、宽带调制解调器、天通终端以及一体化便携卫星终端等构建卫星通信系统，为车载应用场景、便携应用场景等提供宽窄带卫星接入能力。针对该系统，建议采用国内自主可控的融合卫星通信体制，可以适应多种平台卫星网络，为用户提供视频监控、视频会商等业务。

卫星通信系统的具体优势包括4个方面：一是快速对星、精准跟踪、遮蔽消失后快速恢复以及受雨衰影响较小等；二是不会受到地理环境、气候条件等因素的限制，可实现覆盖全球的海、陆、空一体化通信；三是具有良好的可扩展性，能够满足系统升级改造的要求；四是支持在静止状态、运动状态下的实时不间断卫星链路通信。

2.3 短波通信系统

通过在机动通信车部署125 W短波车载电台、20 W短波便携电台、短波双极天线，构建短波通信系统，实现最终应急保底通信。新一代短波电台基于射频宽开化、中频宽带化、硬件通用化等典型软件无线电（Software Defined Radio，SDR）架构设计方案，可以快速、可靠地为用户提供短波通信，具备话音清晰、小型化设计、自主选频、速率自适应、接口丰富以及全天候使用等功能特点。同时，通过配备不同类型的天线可以实现0～2 000 km内的应急通信互联[10]。

短波通信作为远程通信的主要手段之一，具备全频段快速自主选频和自动链路维护，人工干预少，确保复杂外部环境下作战信息及时可靠传输。为了适应短波电磁环境抖动、传输瞬间深衰落特性，采用参数优选、实时信道检测、自动重传（Automatic Repeat Request，ARQ）等技术，实现数传业务在复杂电磁环境中的高效可靠传输。除此之外，通过采用业界卓越的语音增强技术，大幅提升短波模拟话音效果。

2.4 370 MHz集群通信系统

通过在机动通信车部署370 MHz集群基站及手持台，构建370 MHz集群通信系统，实现应急指挥现场的区域调度通信。

370 MHz集群通信系统是无线信道共用的调度系统，具有信道利用率高、通话保密性好以及接续速度快等优点，支持基本单呼、组呼、广播呼叫、紧急呼叫等功能，能够满足应急人员的现场调度需求。370 MHz集群固定基站采用一体化设计，内置基站控制模块、电源模块、信道模块等，提供多载频的警用数字集群（Police Digital Trunking，PDT）通信能力，支持多链路的联网与备份。370 MHz手持台提供组呼、个呼、全呼等标准集群功能，支持短信、长短信等数据应用。

2.5 5G通信系统

通过在机动通信车部署一套公网5G 客户终端接入设备（Customer Premise Equipment，CPE）设备来构建5G通信系统，为机动通信车提供5G公网接入能力。5G CPE设备支持全网通5G网络制式，能够实现多卡多链路备份和链路切换功能，在任一链路发生异常时自动切换到正常链路，支持在高速移动下的高速数据通信。

3 机动通信车设计

综合考虑广东省的地理环境、路况等，采用进口沃尔沃底盘作为装载平台，满足整车通信要求和承重要求。改装后整车尺寸为12 000 mm×2 500 mm×3 990 mm（长×宽×高），符合《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB 1589—2016）的要求。机动通信车集通信保障、照明监控、会议办公、供配电以及智能警示等功能于一身，车内分为驾驶区、操作区、会议区、设备区以及仓储区，各区互不干扰。方舱扩展后，会议区约24 m2，能够确保最多25人参会。照明升降区在车厢后部，安装升降杆与照明摄像系统。车厢两侧下部设裙围箱，箱内安装支撑腿及控制部分、蓄电池、电缆盘等。考虑到车顶摄像机、照明、警灯以及天线等设施，设计后梯和车顶工作平台，方便车顶维护检修。此外，对支撑腿、车厢副梁等连接处进行加强。

机动通信车内部会商区配置木制会议桌，两侧侧拉箱体上各设置2套翻转座椅，会议室拉箱收拢后可在行车中使用。设置3组标准设备机柜，机柜底部和后部与车体之间安装减震器，机柜总设计高度为108 U。机柜中部设置操作平台，操作平台台面采用密度板贴皮喷漆工艺。机动通信车内部布局如图2所示。

图2 机动通信车内部布局

机动通信车车顶安装Ku卫星天线、Ka卫星天线、集群天线、短波天线、云台摄像机以及全景摄像机等，车厢两侧下部设裙围箱，在起到侧部防护装置作用的同时，确保车辆外观整体性良好，箱内可安装一部分设备，充分利用车辆空间。机动通信车车顶如图3所示。

4 结 论

基于广东省应急领域的发展现状和存在的问题，根据先进性与经济性相结合的原则设计了一套适应性较强的应急机动融合通信平台。该平台可以有效应用于各类应急事件处理，具有较好的借鉴意义。