［顏培超］

1 應急指揮中心通信系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

融合通信系統(tǒng)在技術上主要是指通信技術、信息技術和數據的融合，隨著技術的發(fā)展還會融入大數據技術、AI智能化等先進技術，從而形成多制式、多技術的融合貫通?；谌诤贤ㄐ畔到y(tǒng)的一體化服務特點，非常適合快速反應的應急指揮和資源調度業(yè)務，可廣泛應用于政府應急指揮、突發(fā)狀況處置等各類復雜的場景，為各級指揮部門進行跨地域、跨部門、跨層級的全業(yè)務融合通信提供支撐。目前，我國的基于指揮中心的融合通信系統(tǒng)發(fā)展尚處于起步階段，行業(yè)內產業(yè)鏈的參與主體較多，產業(yè)生態(tài)較好，融合通信系統(tǒng)設備市場保持較高的增長率。

2 應急指揮中心通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

我國現(xiàn)階段應急指揮中心通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)如下：

（1）應急處置現(xiàn)場信息回傳指揮中心手段單一、各自孤立、效率低。應急處置現(xiàn)場環(huán)境條件一般都比較差，通信系統(tǒng)和網絡系統(tǒng)可能遭到破壞或者條件不具備，但是，目前通信手段比較單一、各自孤立，比如僅有移動通信系統(tǒng)、或衛(wèi)星通信系統(tǒng)等，各個系統(tǒng)孤立運行，缺少網絡之間的融合，一旦遭到破壞，則可能導致整個系統(tǒng)的癱瘓。即使臨時緊急搭建，也要因應急處置需要而同時搭建多個系統(tǒng)，不僅需要耗用大量的時間，而且需要耗費大量的人力和物力，極大地影響了應急指揮中心的指揮調度效率。

（2）多制式網絡融合程度低，輔助決策效果差。目前多種制式的網絡之間融合程度低，僅實現(xiàn)了電信網絡、有線電視網絡和計算機網絡三網的融合，尤其窄帶和寬帶網絡之間還沒有實現(xiàn)融合，不利于業(yè)務應用融合的支撐。無法為指揮調度提供強有力的輔助決策。

（3）業(yè)務應用融合能力不足。在應急指揮中心、現(xiàn)場臨時指揮中心和現(xiàn)場各應急人員之間缺乏統(tǒng)一、高效的業(yè)務融合能力不足、效率較低。

（4）通信網絡的容災性能不足。應急指揮中心所依賴的通信網絡制式單一，災難條件下的通信網絡服務效果差。

3 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)需求

3.1 融合通信體系化需求

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)目前還沒有相應的規(guī)范和標準，從各類感知前端設備對音頻、視頻、消息等數據的準確采集，到多制式網絡跨時空融合、銜接和高效傳送，再到各類感知數據的分析和計算，形成各類業(yè)務應用功能的重構和融合，就需要搭建應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)的統(tǒng)一架構，保障指揮中心的預警、應急反應和指揮調度一體化，提升城市整體的風險實時感知能力和風險主動治理能力，減輕和降低各類災害事故的影響和損失。

3.2 業(yè)務應用一體化需求

通過融合通信系統(tǒng)、借助GIS 地理信息、AI 和可視化技術，實現(xiàn)集中、完整的應急資源可視化展示，通過空地一體、有線和無線通信技術融合，將感知前端設備實時采集的情報和視頻監(jiān)控及時反饋至指揮中心，使指揮中心參與應急值守人員可以準確、及時、全面了解事發(fā)現(xiàn)場情況并第一時間做出準確的判斷?；谌诤贤ㄐ畔到y(tǒng)的視頻、語音和數據的統(tǒng)一管理、組合、分發(fā)，借助大數據、云計算和建模等先進技術在業(yè)務層面實現(xiàn)應用業(yè)務重構、融合，基于工作流引擎、資源模板化和預案模塊化設計，自動關聯(lián)調度系統(tǒng)，可根據事發(fā)地點、事件等級和類型自動進行空間定位、自動發(fā)送事件單到相關指揮機構或坐席、啟動相關視頻會議節(jié)點、自動群呼相關人員、自動顯示相關預案、現(xiàn)場監(jiān)控視頻、現(xiàn)場標繪圖和動態(tài)空間態(tài)勢地圖，實現(xiàn)全渠道的任務調度自動化執(zhí)行。實現(xiàn)各部門、各單位、現(xiàn)場與指揮中心統(tǒng)一指揮調度、一體化聯(lián)動，達到快速反應、精準指揮、綜合調度的目的。

3.3 數據融合智慧化需求

融合通信系統(tǒng)物理層面的體系化建設，有利于各類視頻、音頻、消息等數據的融合、計算和分析，實現(xiàn)數據的智能化態(tài)勢分析，提高多級多方協(xié)同會商、態(tài)勢推演和多主體決策的能力，實現(xiàn)了預警信息、事件態(tài)勢、資源調度、力量部署、災民疏散與安置信息的融合展示和分析，為協(xié)同處置過程中的統(tǒng)一指揮、多方聯(lián)動、協(xié)同應急提供了數據支撐。

3.4 多制式網絡協(xié)調與互補需求

需要融合通信系統(tǒng)綜合IP 互聯(lián)網的高速、4G/5G 移動通信網絡的靈活、LTE 寬帶集群專網的高效、衛(wèi)星通信的遠距離和WiFi 熱點的末端能力等技術優(yōu)勢，形成了從有線到無線、從地面到高空、從室外到室內的多維、立體、跨時空的協(xié)調一體的融合網絡。

針對不同的業(yè)務、數據的傳輸帶寬需求，需要融合通信系統(tǒng)能夠提供融合的多媒體數據傳輸與分發(fā)支撐功能，有效進行資源配置，合理利用傳輸資源。

4 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)技術要求

融合通信主要指通信技術和信息技術的融合，尤其是隨著信息技術、互聯(lián)網、電信網的快速發(fā)展和相互融合，使得通信技術在高速率、大帶寬、移動性和靈活性等方面的技術特點更加突出，這些技術特點更加適合應急指揮的快速反應、快速調度、高效視頻、音頻和數據的傳輸等業(yè)務應用需求。

基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)主要技術要求如下：

4.1 實時性要求高

緊急情況下，信息的傳遞質量和速度要求都比較高，及時有效的視、音頻和數據的通信傳輸手段，對于指揮員的判斷和指揮決策至關重要?，F(xiàn)場的狀態(tài)千變萬化，處置機會稍縱即逝，如果能夠在最短的時間內獲取現(xiàn)場信息，有利于正確地下達指揮決策、及時有效的采取調度措施，提高指揮調度效果。

4.2 對場景環(huán)境適應性強

大多數應急處置的現(xiàn)場環(huán)境條件非常復雜和惡劣，常規(guī)的通信設施和條件很可能被破壞或者不具備，這時空地一體、視頻和數據融合的通信系統(tǒng)的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來，地面條件不足，在網絡層面通過衛(wèi)星通信中繼、4G/5G 移動通信、無人機、WiFi 等多種技術手段應用，能夠適用于多種惡劣環(huán)境，能夠解決有線通信對地面?zhèn)鬏斠筝^高的問題，完成現(xiàn)場業(yè)務信息向指揮中心的傳送，以及指揮決策和資源調度命令的下達。

4.3 信息傳輸速率要求高

基于應急指揮的業(yè)務應用需求，指揮中心為了能夠準確掌握現(xiàn)場狀況，精確制定應急指揮調度策略，對現(xiàn)場信息量的需求較大，尤其是每路高清視頻數據至少需要2M以上傳輸率速，因此，融合了NGN 傳輸網絡、5G 技術、寬帶集群系統(tǒng)的融合通信系統(tǒng)，具備多路高清視頻并發(fā)處理和傳輸的能力。

4.4 應具備移動性、靈活性

融合通信系統(tǒng)在網絡層是由有線通信技術、移動通信技術、互聯(lián)網技術、物聯(lián)網技術、衛(wèi)星通信技術和LTE 寬帶集群通信技術的融合，具有移動性應用和靈活部署的特點，可以根據現(xiàn)場的實際需要，靈活組合部署。在業(yè)務層面上，融合通信系統(tǒng)可實現(xiàn)急指揮中心的視頻、語音和數據的自由組合應用。

5 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)方案研究

基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)整體架構包括終端層、網絡層、數據層和業(yè)務應用層，系統(tǒng)架構在整體上協(xié)調統(tǒng)一，有利于各層功能的實現(xiàn)。融合通信系統(tǒng)需要適應針對不同的應用應急場景，采用個性化的融合解決方案。

5.1 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)總體架構

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)是以業(yè)務的融合應用為引領，通過互聯(lián)網、運營商的3G/4G/5G 移動通信網、衛(wèi)星通信網、寬帶集群網絡、PSTN和各類自組網的統(tǒng)一融合，支撐感知終端設備采集的視頻、音頻和信息數據向高層傳送，進一步實現(xiàn)應急指揮中心各類業(yè)務應用的視頻、音頻和數據融合。

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)邏輯架構自下而上分為四層：終端層、網絡層、數據層和業(yè)務層。

基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)邏輯架構圖如圖1所示。

圖1 基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)邏輯架構圖

終端層：本層為各類感知數據的采集、顯示設備層。感知數據采集設備包括視頻監(jiān)控攝像機、傳感器等實現(xiàn)對音、視頻、圖片和數據信息的采集。終端設備包括移動單兵設備、對講、無人機和衛(wèi)星電話等，實現(xiàn)視頻、音頻和數據的收發(fā)。顯示設備主要包括指揮中心大屏、控制電腦、移動PAD 等，實現(xiàn)對感知終端采集、傳送到指揮中心的視頻、音頻和數據的可視化展示。

網絡層：本層主要包括互聯(lián)網、運營商的3G/4G/5G移動通信網、衛(wèi)星通信網、寬帶集群網絡、PSTN 和各類自組網，各類有線和無線網絡、高空和地面網絡，多維度、多制式對接、融合，保證數據信息在整個空間內立體化傳送，為上層提供支撐服務。

數據層：本層主要包括視頻、音頻和各類信息的統(tǒng)一管理、組合和分發(fā)等，為業(yè)務的融合應用提供數據服務。

業(yè)務層：本層主要是指應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)業(yè)務融合應用需求，業(yè)務融合的需求引領各類通信系統(tǒng)的發(fā)展，各類通信系統(tǒng)之間的融合對接支撐了業(yè)務的融合應用。本層主要是實現(xiàn)基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)的業(yè)務重構和融合。主要融合業(yè)務包括：多媒體會議、IP 電話、VoLTE 電話、數據信息收發(fā)、指揮調度可視化、集群互通、監(jiān)控互通、精準指揮、綜合調度等。

5.2 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)總體網絡架構

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)根據應用場景的不同，感知終端設備選型和網絡制式的選擇也不相同，主要涉及的網絡包括4G/5G 移動通信網、NGN 固定網絡（有線網絡）、衛(wèi)星通信網、LTE 寬帶集群專網、WiFi 接入網絡和物聯(lián)網感知接入等。

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)網絡部署總體架構圖如圖2 所示。

圖2 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)網絡部署總體架構圖

5.3 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)場景化解決方案

5.3.1 大帶寬需求應用場景

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)的大帶寬需求應用場景是指應急現(xiàn)場需要大量的視頻、圖片和數據接入并實時傳送指揮中心。這類場景一般是大量的視頻流和圖片流回傳需求，每路高清視頻流的帶寬需求一般都在2 Mbps 以上，每張圖片大小一般在50 KB 至800 KB 之間，因此需要占用較大的網絡資源。

（1）如果現(xiàn)場有線傳輸網絡條件具備，則可以采用“視頻監(jiān)控攝像機+有線固網傳輸”的方式，充分利用有線固網傳輸的大帶寬和高穩(wěn)定的特點，向指揮中心實時回傳應急現(xiàn)場的視頻、圖片等數據信息。

（2）如果現(xiàn)場有線傳輸網絡癱瘓，則采用“移動終端+4G/5G 移動通信網絡”或者“移動終端+LTE 寬帶集群專網”回傳。

5.3.2 大量語音通話應用場景

此類場景人群比較集中，人流密度大，語音通話需求急劇增加。

（1）如果現(xiàn)場服務移動通信基站正常，容量能夠滿足現(xiàn)場需求，則采用“移動電話+移動通信基站”的方案。

（2）如果現(xiàn)場服務移動通信基站正常，容量無法滿足此類突發(fā)狀況需求，則采用“移動電話+應急通信車+周圍服務移動通信基站擴容”的方案。

（3）如果現(xiàn)場服務移動通信基站癱瘓，則有線固定網絡癱瘓，則采用“移動終端+LTE 寬帶集群專網”或者“衛(wèi)星電話+衛(wèi)星通信網絡”的方式解決。

5.3.3 移動單兵設備應用場景

此類場景主要應用模式為：移動單兵設備+移動通信網絡、移動單兵設備+衛(wèi)星通信網絡、移動單兵設備+LTE 寬帶集群專網。移動單兵設備一般采用多模方式，可以滿足任一種模式下的應急處置任務。當現(xiàn)場的移動通信網絡、衛(wèi)星通信網絡和LTE 寬帶集群專網均癱瘓或者無法使用時，則可以使用移動單兵設備+車載移動通信網絡或者車載LTE 寬帶集群專網的組合方式，以保證現(xiàn)場視頻、圖片和語音等信息的向應急指揮車或者應急指揮中心的高速傳輸。

5.3.4 無人機應用場景

對于人力不可達的應急處置現(xiàn)場，比如：危險、輻射、有毒等場景，需要借助無人機對應急處置現(xiàn)場進行航拍，采集現(xiàn)場的視頻和圖片，回傳指揮中心。

通過采用“無人機+移動通信網”，或者“無人機+2.4 GHz 或者5.8 GHz 頻段通信+應急指揮車”的方式，將采集的視頻、圖片、音頻等數據回傳指揮中心，并與指揮中心相互通信。

5.4 應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)安全策略

應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)涉及到的網絡制式較多，網絡結構復雜，應用場景環(huán)境一般比較差。因此，在多制式網絡的融合應用過程中，網絡安全至關重要，主要安全策略是增加安全邊界設備、防火墻或者網閘等進行防護。

在數據安全方面最主要策略容災備份。包括網絡容災、數據資源同城災備和安全設備防毒、防攻擊。

6 結束語

目前，基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)目前處于初步發(fā)展階段，雖然移動通信網、互聯(lián)網、衛(wèi)星通信網、PSTN 網絡之間能夠對接，但是融合通信系統(tǒng)距離多制式網絡完全融合、設備之間的融合和業(yè)務應用的完全融合還任重道遠，隨著信息化技術的不斷發(fā)展，基于應急指揮中心的融合通信系統(tǒng)正在朝著更廣闊的融合趨勢發(fā)展，相信將會有更多的業(yè)務系統(tǒng)、大數據、AI 人工智能和元宇宙等概念的融入。