井書文

河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河南鄭州 450016

地質(zhì)災(zāi)害包括山體崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降等與地質(zhì)作用有關(guān)的災(zāi)害，主要是由于自然因素或者人為活動而引發(fā)的，嚴(yán)重危害著人民的生命和財產(chǎn)安全。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性、區(qū)域性以及強破壞性的特征，這就造成了突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急救援的通訊、交通、物資的保障困難。這其中，通訊保障是尤為重要的，是在最大程度上搶救人民的生命財產(chǎn)、確定合理的救援方案、減輕二次傷害的保障基礎(chǔ)。

1 概述

河南省具有獨特的自然地理條件和復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境背景，省內(nèi)西北部、西部和南部主要是廣大山區(qū)和丘陵區(qū)，面積占全省面積的44.3%。山高坡陡、溝壑縱橫、地表巖性多樣，地質(zhì)環(huán)境條件較為復(fù)雜。加上省內(nèi)的礦產(chǎn)資源豐富、采礦歷史悠久，造成了巖層松動、礦渣堆積，采空區(qū)大面積分布。這就為山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了條件。隨著交通、能源、水利等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模和人類的各種活動在不斷的加大、增強，由此導(dǎo)致的各種環(huán)境地質(zhì)問題也將不斷增多。伴隨著極端氣象事件的頻繁出現(xiàn)，省內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量及危害都將呈遞增的趨勢。

河南省地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急通訊保障系統(tǒng)，可以更加的協(xié)調(diào)、有序、高效地開展地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急防治，為地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急響應(yīng)提供了應(yīng)急技術(shù)支撐。系統(tǒng)有效的運轉(zhuǎn)維護，能夠保證在重大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時能夠即刻的作出反應(yīng)，匯集并整理多源信息和專家意見，及時地提出科學(xué)準(zhǔn)確的決策意見，及時指揮應(yīng)急處理工作，這樣才能夠真正的達(dá)到減災(zāi)防災(zāi)的作用。

2 系統(tǒng)設(shè)計

針對突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域性以及破壞性的特點，完成整個地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急的核心是應(yīng)急通信信道的可靠、穩(wěn)定、靈活、高效的保障。應(yīng)急通訊保障系統(tǒng)采用的通信信道為衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為一個指揮中心固定站，一個或者多個現(xiàn)場應(yīng)急指揮的車載/便攜兩用站。

系統(tǒng)的通信鏈路部分是整個系統(tǒng)的核心，采用在業(yè)界享有極高聲譽的由TDM/STDMA和dSCPC（動態(tài)SCPC）技術(shù)結(jié)合的智能衛(wèi)星通信網(wǎng)——Vipersat系統(tǒng)完成整套應(yīng)急通信系統(tǒng)的集成。

所有站點間的通信為全網(wǎng)狀單跳。可以實現(xiàn)現(xiàn)場和指揮中心固定站之間的高清視頻會議、調(diào)度電話以及數(shù)據(jù)的雙向傳輸，同時可以將現(xiàn)場周邊的圖像通過地面以及無人機載單兵設(shè)備實時的傳輸?shù)绞≈笓]中心及國土資源部。

系統(tǒng)實現(xiàn)功能：

（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：可以實現(xiàn)現(xiàn)場—固定站—北京間的網(wǎng)狀組網(wǎng)通信；

（2）傳輸業(yè)務(wù)：電視會議、圖像、電話、數(shù)據(jù)；

（3）數(shù)據(jù)速率：現(xiàn)場指揮車站點具備了發(fā)出不低于4Mbps的混合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的能力；

（4）便攜/車載通信系統(tǒng)具備發(fā)出不低于2Mbps的混合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的能力。

（5）具備自動動態(tài)的調(diào)整載波頻率、速率、功率的能力；

（6）站點間通信可以使用臨時租用的帶寬，任意站點間均是以獨占帶寬方式實現(xiàn)單跳直接通信；

（7）可加入部/院/省內(nèi)視頻會議系統(tǒng)，可在現(xiàn)場對省及國家站點同時做視頻廣播業(yè)務(wù)；

（8）便攜/車載兩用型的所有設(shè)備均集成在便攜式應(yīng)急箱內(nèi)；（9）系統(tǒng)采用高清會議系統(tǒng)完成會商；

（10）野外車載站點及無人機上均配置單兵系統(tǒng)，可向指揮中心實時回傳圖象；

（11）支持以太網(wǎng)協(xié)議：TCP/IP、IP組播、SNMP、靜態(tài)路由、包頭壓縮、QoS；

3 系統(tǒng)組成

網(wǎng)管主站是全系統(tǒng)的管理和調(diào)度中心，本系統(tǒng)可以同時開機在線并且接受固定站的調(diào)度管理所有的固定站、便攜站、車載站，其中的任意兩個用戶站均可同時進入高速SCPC方式通信。所有的便攜站、車載站以及中心固定站間在進入SCPC通信方式之后可以構(gòu)成全網(wǎng)狀單跳通信網(wǎng)。

3.1 指揮中心固定衛(wèi)星站

指揮中心的固定衛(wèi)星站是全系統(tǒng)的中心，需要滿足管理和調(diào)度以及視頻通訊的需求。由16口交換機、音視頻編解碼器（H.264）和視頻會議平臺組成了固定站業(yè)務(wù)的應(yīng)用部分，視頻會議平臺又包括多點控制單元MCU、GK服務(wù)器和視頻會議終端。

會議模式采用了點到點會議或者多點會議的模式，分別滿足了應(yīng)急現(xiàn)場和后方指揮中心通訊或者多個災(zāi)害點、多管理機構(gòu)的突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急會商。

3.2 應(yīng)急衛(wèi)星終端

3.2.1 移動車載應(yīng)急衛(wèi)星終端

一輛應(yīng)急通信車應(yīng)該配置在地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急現(xiàn)場，作為整個野外應(yīng)急指揮提供現(xiàn)場信號的接入通道。應(yīng)急車上的衛(wèi)星通信系統(tǒng)具備各種靈活的業(yè)務(wù)接入能力，開機即可同固定站網(wǎng)管通信，具備快速響應(yīng)、保障率高的優(yōu)點，必須保證在各種復(fù)雜的環(huán)境下與指揮中心保持穩(wěn)定語音和數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)。移動車載應(yīng)急衛(wèi)星終端的組成包括：一套車載自動對星靜中通天線、射頻單元、MZ-81A車載應(yīng)急通信終端。

3.2.2 便攜式應(yīng)急衛(wèi)星終端

便攜式應(yīng)急終端設(shè)備完全采用便攜應(yīng)急箱組成，把所有設(shè)備集成在幾個大小重量適中的便攜箱內(nèi)，可用任何一輛越野車帶走所有裝備，也可人工搬運一定的距離，工作現(xiàn)場沒有任何環(huán)境和地理位置的限制，在現(xiàn)場完成人工對星即可開展工作。便攜站配置設(shè)備輕便緊湊，有很高的靈活性和機動性，在車輛無法到達(dá)的情況下可以利用人力搬抬到達(dá)災(zāi)害應(yīng)急現(xiàn)場（見圖1）。

3.3 無線單兵圖傳系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用手持一體式數(shù)字視音頻無線接收機，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求與發(fā)射機系列分別配套使用，組成專業(yè)級無線圖象/聲音傳輸系統(tǒng)，可靈活地進行組網(wǎng)、中繼，點對多點傳輸。其特點主要為：

（1）背負(fù)式SFV400TX數(shù)字視音頻無線發(fā)射機，具有專業(yè)級無線圖像/聲音傳輸設(shè)備，可靈活地進行組網(wǎng)、中繼，點對多點傳輸。

（2）整機集成先進的EMC/RF優(yōu)化、窄帶編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制、MPEG2/4、AES、頻譜監(jiān)測、空間分集等技術(shù)，參照軍品工藝標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)定型。

（3）單兵式體積小巧、輕便，制式功率范圍1～3W。

（4）采用窄帶傳輸技術(shù)，可以在10MHz頻帶范圍內(nèi)支持1～8套設(shè)備同時傳輸，圖像質(zhì)量MPEG2/4；在復(fù)雜地理環(huán)境和復(fù)雜電磁環(huán)境下應(yīng)用表現(xiàn)出非凡的NLOS（非視距）、抗阻擋傳輸性能。

（5）整機全密閉設(shè)計，防水霧防塵沙，沒有內(nèi)置主動散熱裝置，采用進口接口件，其卓越的性能和可靠性成為軍警級、專業(yè)級無線圖像傳輸和區(qū)域無線圖像動態(tài)監(jiān)控的典范！

3.4 現(xiàn)場災(zāi)情空傳（無人機）系統(tǒng)

在災(zāi)情發(fā)生的時候，我們可以派人到現(xiàn)場去看，但是人的覆蓋范圍是有限的，行動各方面都會受到限制，在許多特定的環(huán)境下，特別是人員和車輛都無法到達(dá)或者對人員的生命存在較大威脅的區(qū)域，無人機在很大的程度上能夠避免這些困難和風(fēng)險，進行一些災(zāi)害搜索、定位、監(jiān)視和災(zāi)情的評估，為應(yīng)急搶險的有效、正確決策提供保障。

垂直起降、空中懸停、原地轉(zhuǎn)彎、側(cè)飛、倒飛等是多旋翼無人機系統(tǒng)的特點，同時具有體積小因而不需要大面積的起降場地、成本低、不需要專門的飛行員或操作手等使用維護便利性。這也是其被現(xiàn)場災(zāi)情空傳系統(tǒng)采用的主要原因。

4 結(jié)語

河南省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急通訊保障系統(tǒng)的建立，使河南省擁有了突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急的災(zāi)情調(diào)查、遠(yuǎn)程會商、應(yīng)急指揮等技術(shù)保障系統(tǒng)，提升了地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)急處置能力和預(yù)防能力。有效地促進了防災(zāi)、抗災(zāi)、救災(zāi)工作的順利進行，是及時地抗擊地質(zhì)災(zāi)害、保護人民的生命財產(chǎn)安全、救助并扶持災(zāi)區(qū)人民恢復(fù)生產(chǎn)，重建家園，把災(zāi)害所造成的損失減少到最低限度的有效手段，對于提高我省自然災(zāi)害的防御能力具有重要的意義。

[1] 黨利宏，余江，龐雄昌，等.重大地質(zhì)災(zāi)害條件下的應(yīng)急通信保障的技術(shù)分析[J].信息通信，2015.