第一章 方案概述
天通卫星应急图像传输系统融合了卫星通信技术、视音频压缩编解码及其算法、数字加解密技术、网络传输技术等。凭借便携性、移动性、高带宽、高清晰、传输双向性等优点,通过对声音和视频进行高清晰度数字处理及卫星链路的复杂性的优化传输,能够广泛应用在应急指挥、森林防火、海事执法、城市执法管理、边境巡查等领域。
本方案充分利用成熟的天通卫星网络传输技术、视频压缩技术、自组网对讲技术、多媒体网络以及导航定位技术、移动终端信息处理技术等高新技术手段,综合利用天通卫星宽带数据终端、便携式单兵终端和应急现场实时监测调度指挥平台,建设覆盖应急处置现场的卫星图像传输系统,将应急现场的图像传输至各级应急指挥中心,实现现场指挥员与指挥中心指挥员和领导的视频指挥、远程调度、视频会商应用,也可进一步降低使用成本。
第二章 需求描述
各应急部门在现有卫星车的情况下,为提高应急通信保障能力,急需需引进超小型超便携、展开速度更快操作更便捷的天通卫星网络和图像传输系统,自组网对讲系统等,解决跨区域、大规模灾害事件导致道路交通中断,为进一步提高应急通信保障能力,掌握作战队伍实时行进动态及兵力部署情况,为作战指挥决策提供有力信息支撑,江苏乐众信息技术股份有限公司积极参与了天通在应急的建设,总结前端需求如下
2.1 基本应用业务需求
1、应急通信保障部门或处置单位更急需加强轻型化、小型化应急通信装备配备,配备卫星电话和卫星宽带平板等超小型更轻量使用更简单的终端,确保解决通信快速、高效和盲点问题。
2、对终端设备的要求:一是模块化,整个卫星通信系统和相关设备集成在1到2个小型定制箱内,只需接上电源、连接网线打开摄像机即可工作;二是便携性,卫星设备和相关通信设备能方便个人携带轻装前行带至野外救援现场前置使用;三是快捷性,整个卫星通信系统从卸车、组装,能在5分钟内快速建立前方现场指挥部与后方指挥中心的卫星通信链路;四是适应性,能适应各种灾害救援现场恶劣环境,具有抗风、防寒、防震特性,可在各种复杂地理环境下如高原、坡地、低仰角并具有较高的气象环境(-25°C~60°C)工作;五是易操作,不需太多专业知识,一般工作人员稍经培训就能操作卫星通信系统设备完成应急通信保障任务;六是卫星网络带宽的适应性,能同时满足常用宽窄带卫星网络(S频段)、4G全网通网络、高清视频、图片、语音通信要求。
2.2 扩展业务应用需求
1) 现场设备可以满足日常办公事务处理要求,可以签阅、打印文件、邮件收发;支持制图及标绘等
2) 队员配发超短波对讲终端和指挥员的对讲终端可以与指挥中心保持在线连接,接受下达指令;现场的各组队员与现场指挥所的对讲可以支持远距离通信,最低要求可以满足15公里的距离。
3) 在发生重大应急事件处置工作中,需要紧急召开多方即时电话会议。统一部署组织各相关政府部门及各方力量的处置工作。
第三章 解决方案
根据需求及部署要求,本方案的网络结构图如下:
天通卫星省市县(区)三级应急调度指挥图像语音综合传输系统平台拓扑图
传输流程说明:
(1)当某地发生突发状况时,就近的部门携带天通应急通信箱快速到达现场,使用天通卫星电话及时向本级或上级部门或政府报告大致受灾情况,通信保障人员在短时间内将接摄像机高清数据线连接到便携式图像编码终端并将天通卫星地面终端站(SC310)对准卫星即可将应急现场的实时图像在5分钟内传输到本级、上级(市、省、部)应急指挥中心指挥大厅。如果点位多,可同时将多路实时图像同时上传,供上级或本级指挥中心实时查看现场情况并接受处置指令。
当某位领导或者应急专家在外地出差或不方便到达指挥中心现场时,可以通过在个人手机或电脑或平板终端上安装专用的指挥段系统实现对现场对指挥中心的语音交互,指令下达及图像查看等。
(2) 超短波系统传输
应急现场便携式对讲基站通过网口与天通卫星终端站建立链路连接,现场对讲语音回传到指挥中心的语音网关后解码输出到手咪扬声器。指挥中心指挥员也可通过手咪呼叫应急现场的指挥员或队员,实现远程指挥和调度。
应急现场便携式自组网对讲基站与下属队员所携带的手持数字Flashnpv加速器的距离在空旷地带可达5公里左右,手持数字Flashnpv加速器也可以作为超小型对讲中继台,最大连接三级;便携式对讲基站本身也可以实现级联模式,目前支持最大三级连接。当便携式对讲基站的天线架设足够高的情况下(假如基站放在海拔1000米的山顶),另外一台便携式对讲基站在较低的位置,两者之间的距离可达50公里。
(3) 紧急电话会议展开
在发生重大应急事件初期,指挥中心值班人员接县区现场紧急汇报时,值班领导无论身处何地,可即时发起多方紧急电话会议,商讨应急预案及处置方案。电话会议接入终端类型包括各类型卫星电话、手机及座机等。
(4) 其他扩展业务
在现场处置重大应急时间时,往往会涉及到上下级文件接收和签发。因此,可在现场配置一台便携式打印机及平板电脑,方便文件编辑和文档
第四章 系统部署
4.1系统平台部署整体架构
根据使用需求和使用环境,省级系统平台部署,本着全省联动,实时查看,互联互通,分级储存,分级指挥,天地结合,协同应急调度的特点,可在省级、市级部署系统服务通信平台;各市县(区)统筹管理、分布式指挥、调度和管理。
实现的主要功能:现场视频实时回传;现场对讲信号覆盖并与指挥中心联网调度;紧急电话会议展开以及现场文件打印、签发、邮件收发等。
如上图,系统分为四层部署:前端设备层、通信网络层、系统平台中心管理层、用户业务应用层。
4.2现场部署(县区或支队及班组)
4.2.1 视频实时回传设备部署
由于县区或者支队或保障及处置的班、组是最贴近应急事件发生地。因此,所使用的应急通信装备需要小巧、实用为原则。在地震带和地质、洪涝等灾害多发、频发、易发地区的应急处置和通信保障单位配备便携式应急通信箱(含卫星电话、卫星宽带平板、单兵便携式图传终端及手持DV摄像机),可快速解决现场通信传输和信号盲点问题。
在突发事件初期,值班人员通过卫星电话即时向市级指挥中心报告事件情况,指挥中心值班人员可即时展开紧急电话会议,商议并布置紧急处置措施。
当重大灾害事故发生时,在面临公网瘫痪、道路损毁、信号无覆盖等通信问题时,到达现场的应急处置和通信保障单位个人或小组通过携带的卫星宽带平板和单兵便携式图传终端,快速快速展开并组建现场图传系统,在10分钟内将灾情上报,并将灾区图像传出。
单兵便携式图传终端采用便携式图像终端,因设备小巧(重量小于800g)接口丰富,支持摄像机SDI及HDMI两种高清视频信号接入,易于携带,易于使用,性能稳定;卫星宽带平板推荐天通卫星SC310,设备体积小(2公斤),轻便易于携带,操作简便,可提供语音和宽带数据传输等功能。单兵便携式终端通过有线连接卫星宽带平板SC310,灾区现场图像经过DV摄像机(或无人机)单兵采集、压缩编码,通过卫星链路将图像实时传回指挥中心图像综合管理平台,各级指挥中心借助指挥视频终端将传回的图像在指挥中心大屏上展现。
由于天通卫星数据链路速率最大值只有384kbps,实际可用速率约在150kbps~260kbps之间,满足传输720P压缩视频图像,不能再增加其他业务。因此,语音通话可使用随应急通信箱配带的天通卫星电话与指挥中心进行联络。
当在不传输视频图像时,可加载自组网对讲系统,通过便携式自组网对讲基站实现与指挥中心语音对讲互联,指令接受和转发。现场应急保障队员个人所携带的手持对讲终端也可实现本地对讲和与上级指挥中心互联,极大的满足了调度指挥业务需求。
另外,便携式应急通信箱可配便携式打印机以满足现在各种文件打印及上传需求。
4.2.2 自组网对讲系统部署
在事件发生地,如果没有其他常规信号的情况下,及时开通自组网对讲基站在实现本地对讲信号覆盖的情况下,通过天通卫星网络实现与指挥中心互联互通,远程调度指挥。
4.2.3 手持通信终端部署
手持通信终端是指在野外处置现场无任何其他常规通信信号的情况下,使用手持式应急通信终端及时向上级指挥中心发起语音通话并接收指挥中心下达的临时处置措施。手持式通信终端主要功能有语音会议、短信收发、高清视频实时回传(宽带网络模式下)以及位置信息、现场录像等。
手持通信终端的部署数量需根据具体使用者数量而确定,譬如:现场指挥员及各部门负责人等。
4.2.4 主要设备或系统部署列表
根据应急现场实际工作需要,主要应急设备及数量如下:
序号 | 设备名称 | 数量 | 图示 | 设备装箱后图示 |
一 | 便携式应急通信箱 |
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1 | 便携式天通数据终端 | 1 | | 重量:约6.5公斤 |
2 | 天通卫星图像编码终端 | 1 | |
3 | 手持DV摄像机 | 1 | |
4 | 手持应急通信终端 | 1 | |
二 | 扩展设备(自主选择) |
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1 | 宽带自组网设备(国产) | 若干 | | 约8公斤 |
2 | 便携式打印机 | 1 | |
3 | 平板电脑 | 1 | |