宽带多媒体集群技术在人防建设中的应用研究 |
日期：2017-12-28来源：项目部 浏览量： |
宽带多媒体集群技术是实现多媒体组织指挥调度的重要手段，它使指挥员能够及时准确获取现场信息，方便地以语音、指令和视频等多种方式对下属单兵、班组、分队等进行指挥调度操作，提高反应速度和效率，广泛应用于军警、应急等行业调度作业。经深入研究，笔者认为该技术在人防指挥调度中具有广阔的应用前景。 一、宽带多媒体集群技术在人防中的应用价值研究
（一）宽带多媒体集群技术的概念及特点。宽带多媒体集群技术是以移动宽带通信技术为核心，将移动宽带通信技术的高速率、大带宽与数字集群技术中的资源共享、快速呼叫建立、指挥调度等特点进行融合，集语音、数据、视频为一体的新一代通信技术。该技术除具有集群通信高可靠性和高实时性数据传输性能外，还可以在同一网络内承载语音集群、宽带数据传输、高清视频监控及视频调度等丰富的多媒体通信功能，有助于实现可视化、一体化综合指挥调度。此外，该技术还具有组网灵活、扩展性能优良等突出优势。
（二）宽带多媒体集群技术的应用现状。目前，随着第四代移动通信技术 TD-LTE（即通常所说的 4G）的广泛应用，宽带多媒体集群技术的优势日益凸显，在国防、政务、交通、能源等行业得到了逐步探索应用。据了解，宽带多媒体集群技术在国防行业主要用于各警种协同作战指挥调度、车载应急指挥调度、单兵多媒体图像调度和多种视频通信系统的集中接入等场景；在政务管理行业主要应用于应急指挥调度、大型公共活动指挥调度、移动执勤执法、团队协同和物联网类应用等场景；在交通物流行业主要应用于机场通信与调度、港口集群调度、轨道交通 PIS 和 CBTC、物流调度和一键报警等场景；在电力、石油和煤炭等能源行业主要用于智能巡检、应急指挥调度和视频监控等场景。
（三）宽带多媒体集群技术在人防中的应用价值。近年来，现场救援等新的应用场景对人防通信技术提出了三方面要求：一是应急现场的数据由单一向多元化发展，及时交互突发事件现场的综合化数据是快速完成事件处置的关键要素；二是事件处置团队中的个体成为信息节点，具备多媒体信息采集和交互的能力，并且能够端到端开展信息交互，提升决策效率和执行力；三是事件处置团队的编组必须反应灵活、快捷有效，以确保及时协调各方资源与力量，实现动态编组。传统人防通信技术难以满足以上要求，严重影响了系统应用能力。而宽带多媒体集群通信系统采用无线专网，可以充分保证应急通信指挥调度的业务传输，并且系统支持群呼和直呼等快速指挥调度功能，满足包括多媒体业务并发同传、端到端互联互通以及力量动态编组的需求，无疑是新时期应急现场指挥调度的重要保障手段。为深入考察该系统性能，泰安市人防办在复杂山地等环境组织了应用测试，测验结果表明，该系统的组网能力、多媒体调度通信能力、业务质量、数据吞吐率、通信距离，以及多跳自组网能力等指标反映良好，能较好地满足人防城市防空、应急救灾时多媒体指挥调度通信需要。
二、宽带多媒体集群技术在人防中的应用功能研究
（一）集群通信功能。宽带多媒体集群利用自建宽带基站（目前主要是 TD-LTE 基站）覆盖一定区域建立信息传输系统，集群终端可以实现点对点、点对多点、点对群组之间的音频、视频和数据通信；基站之间可以利用有线或无线手段互联，基站覆盖的终端可以实现与其他基站覆盖的终端之间的点对点、点对多点、点对群组的通信；通过联网交换和网络管理软件，集群终端可以实现基站之间全网通信和漫游。
( 二 ) 多媒体调度指挥功能。宽带多媒体集群可为现场和后方指挥人员提供完善的调度指挥功能，对现场抢险人员进行语音调度、视频调度和指令调度，高效、准确地应对突发事件。指挥中心可以和现场的每一部音视频终端通话、指定特定集群终端回传音视频信号，选择回传视频向网内任意指定终端分发。实现联合工作团队在执行任务时的实时音视频交流，让调度指挥员及相关人员及时了解现场情况，减少了沟通成本，提高了团队工作效率。
宽带多媒体集群建立的信息传输网络具有三方面特点：一是网络带宽大，在基站覆盖范围内，即便经过中继跳转衰减后，也可确保 30 兆以上的带宽传输速率；二是网络可靠性好，采用分级分业务 QoS 机制、双向无线鉴权机制和网络设备备份机制，通过先进的准入控制、无线资源管理、传输资源管理等算法，在保证系统整体性能和吞吐量的同时，保障不同业务不同用户的信号传输质量。三是应用功能丰富。既可以利用车载视频监控系统等定制开发设备实现音视频传输，又可以搭建视频会议、语音网关等特定通信网络，还可以便捷实现网络内计算机、手机终端、监控平台等通用系统之间的互联互通。此外，宽带无线集群系统是一个开放的系统，支持行业用户从终端到业务软件的深度二次开发。
三、宽带多媒体集群技术在人防中的应用方式
研究根据人防信息保障任务特性，在此分现场组网、远程指挥和整体覆盖三种组网场景，进一步探讨宽带多媒体集群通信技术在人防中的应用方式。
（一）现场组网方式。现场组网方式是指在应急救援现场近距离范围内，搭建宽带多媒体集群指挥网络，实现指挥调度和音视频通信等功能。该方式充分利用了宽带多媒体集群带宽大、组网便利的突出优势，是宽带多媒体集群系统最常见的应用方式。具体应用方式是在应急救援现场中心区域相对制高点开设网络基站，形成几公里范围内的覆盖网络。在基站覆盖下，专业分队单兵、小型机动载具可携手持终端进一步深入现场，在行进、救援过程中相互之间进行集群单呼 / 组呼、视频单呼 / 组呼。在近距离通过手持终端或远距离通过室外型 CPE 外接高清摄像机能够把现场的高清视频第一时间回传至通信车供现场指挥人员判断和指挥。此外，还可以在覆盖区域内的其他指挥通信车上配置 CPE，通过 LAN 或 WiFi 方式为这些机动指挥通信车提供对现场 TD-LTE 宽带多媒体集群网的接入互连，实现双向音视频、数据、文电、VoIP 电话等多媒体通信。
（二）远程指挥方式。远程指挥方式是在远程特定地点对救援现场进行指挥，这一应用方式在现场组网的基础上，增加了现场与远程的信号互传。由于宽带多媒体集群基站传输距离有限，使用单一基站无法实现网络的有效覆盖，需要在现场指挥网络与远程指挥场所之间架设中继设备，延伸传输距离。经测试，比较可行的解决方案是利用 Mesh 无线自组网的多跳式技术。在一个或多个合适的山顶、楼顶等制高点放置便携式 Mesh 终端，通过这些便携式 Mesh 终端的多跳自组网，实现两者之间的中继互连，提供双向音视频、数据、文电、 VoIP 电话等多媒体通信业务。应用这一方式，要在解决好现场组网的基础上，合理解决中继架设、设备取电等具体实施问题。同时，利用 LTEmac 层协议处理技术，减小无线规划复用度，节约系统带宽，在通用场景下保证传输总速率。
（三）整体覆盖方式。以上两种应用方式都具有一定覆盖区域的局限，同时基站和中继的临时架设需要占用宝贵的应急救援时间，如果经费足够充裕，可以考虑区域覆盖的方法。通过在目标覆盖区域制高点架设长期运行的基站，实现整体覆盖的宽带多媒体集群专网网络。在这一应用方式中，要把握好以下三点：一是合理设计网络形式，优化布点结构；二是充分运用人防部门军地双管的政策优势，加强沟通协调，利用各单位成熟的架设资源，解决取电、防雷、加固等架设难题，节省布网费用。三是应形成良好的维护管理制度，加强日常巡检，保障设备稳定运行，确保已建宽带多媒体集群系统关键时刻拉得出、用得上，发挥应有作用。
宽带多媒体集群技术融合了移动宽带通信和集群通信两方面的性能优势，可以有效提高指挥调度效能。结合人防信息保障任务实际，本文深入探索了该技术在人防系统中应用的价值、功能和方式，希望对其推广运用具有一定的参考意义。(泰安市人防办：许峰、王田田) |
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