应急通信车系统的功能与应用-世讯电科融合通信

应急通信车系统的总体设计

应急通信车具有机动灵活、快速反应、多种通信手段的能力，能为应急现场提供通信支撑和保障，可在第一时间与后方指挥中心建立通信，提供实时的语音、视频等现场信息。小型应急通信车系统如图6.1所示。

图6.1小型应急通信车系统

应急通信车与后方指挥中心的通信功能，主要包括语音和视频两个方面。

1. 语音方面

应急通信车系统集成常规转信台，可以对应急现场进行常规的语音信号覆盖, 扩大现场语音通信范围，并通过多种传输链路连接后方指挥中心，从而使后方指挥人员即使不在现场，也可对现场进行监控和指挥。同时，也配置了卫星电话，在偏远地区也能随时随地与后方进行通话。

2. 视频方面

应急通信车接收到现场视频后，可通过车载集成的3G/4G视频模块将现场视频信息发送到后端指挥中心；也可配合车载视频发射机将现场视频信息发射到基站接收机，最终通过有线方式传回指挥中心；同时，可利用卫星通信系统实现现场视频信息的回传到后方指挥中心。

语音通信系统

在语音方面，应急通信车系统集成集群专网语音、常规转信台等功能，同时内置有GSM、PSTN等公网语音通信模块，独特的三方通话功能可支持前端人员、现场指挥部、后方指挥中心的语音互联互通及三方语音通话，从而使后方指挥人员即使不在现场，也可通过GSM等方式对现场进行监控和指挥。
1. 集群语音通信
在应急现场有集群网络覆盖时，应急通信车可通过集群车台或集群对讲机，实现现场指挥部直接向后方指挥中心进行现场情况汇报，也可与其他集群网络覆盖区域的人员进行语音呼叫和信息交互，实现直接个呼、组呼、单呼。集群语音通信如图6.2所示。
2. 常规语音通信
在应急现场无集群网络覆盖时，可通过中转台实现现场常规语音通信，现场指挥部通过车台或对讲机即可实现应急现场的语音指挥调度。中转台语音通信如图6.3所示。

视频通信系统

1. 视频采集系统

应急现场视频采集可分为现场单兵视频采集、车顶云台摄像机采集和车内摄像机采集3种方式。
（1）现场人员背负单兵移动采集，实现全面、灵活的现场采集。
（2）车顶云台摄像机可在车辆驾驶时移动采集，也可在驻车时实现固定视频采集。

图6.2集群语音通信

图6.3中转台语音通信

(3) 车内摄像机随时监控车内工作状况，同时能在现场指挥部与指挥中心视频会议时实现车内视频采集。

2. 专网视频传输

车载集成的视频切换矩阵视频输出接口与车载视频发射机互连，通过编码正交频分复用无线图传基站将视频回传到指挥中心，如图6.4所示。

图6.4专网视频传输

车载接收机可接收现场单兵采集的音/视频信息，通过矩阵进行视频信号的切换和显示，通过车载硬盘录像机进行存储、回放，可满足现场指挥调度的需求。

同时，可配合车载视频发射机将视频传输到基站，基站接收后对视频信息进行编码转换成IP数据，然后通过E1专线、光纤专线、微波等链路方式将其传输到指挥中心，指挥中心部署的解码器对IP视频信息解码成模拟视频信号，将现场实时视频图像显示在大屏上。

3. 公网视频传输

当应急现场无专网通信网络或其他传输方式时，应急通信车还可利用车载集成的3G/4G视频模块将现场视频信息传输到指挥中心，如图6.5所示。
应急通信车系统采用公网视频传输时的实现如下：通信车集成的3G/4G视频模块对接收到的现场视频信息进行编码转换成IP数据包，通过3G/4G路由器上传到运营商网络。后方指挥中心需向运营商申请公网IP地址（作为前端视频的接入地址），通过部署视频服务器、视频服务软件、视频解码器，实现现场实时视频查看。

图6.5 3G/4G视频传输

4. 卫星视频传输

应急通信车系统集成了静中通卫星系统，应急通信车所采集的音/视频信息均可通过卫星链路回传到后方指挥中心。后方指挥中心建设卫星地面站，实现中心与应急通信车之间音/视频信息的双向传输。

信息处理系统

1.网络系统

现场搭建以太网交换机和路由器配合10/100MB的有线局域网。该网络交换机能提供多个10/100MB以太网接口，完全满足应急（保障）现场网络连接的需求。网络交换机提供多个以太网口引接到车外信号接口窗，并且车上部署野战光纤，方便办公人员计算机的接入或指挥车与其他网络的连接。车上还部署3G/4G路由器，方便办公人员接入3G/4G网络。

应急通信车系统中，便携式计算机可以安装指挥调度软件、办公软件、设备管理软件等，方便现场办公人员操作使用。通信指挥车的网络系统对外互联可通过卫星、3G/4G网络、地面有线网络3种方式进行。

2.车载办公系统

应急通信车内配有计算机网络系统，为办公自动化提供了信息网络平台，并满足了行业的办公需求。

3.车载音/视频处理系统

通过车载音/视频处理系统可实现无线视频接收和发送、音/视频采集、矩阵切换、音/视频显示、存储及传输等功能，音/视频处理参考图如图6.6所示。

图6.6音/视频处理参考图

4.集中控制系统

无线终端接入本地WiFi网络，实现对应急通信车载设备集中控制，通过集中控制系统能实现控制如下功能。

（1）能控制车内灯光、调光器调节灯光亮度。

（2）主机控制车顶云台、车内会议摄像机。

（3）控制视频矩阵对视频信号进行切换。

（4）矩阵控制计算机信号切换。

（5）控制音频的切换，并通过调音器控制音量大小。

集中控制参考示意图如图6.7所示。

图6.7集中控制参考示意图

综合保障系统

1.语音广播系统

车内配置无线传声器、功放、音箱、调音台等设备，并在车平台上安装扩音扬声器，实现应急现场喊话功能。

2.照明系统

照明系统由车内照明系统和车外照明系统组成，车外照明系统主要为现场提供强光照明，保障现场工作有序地展开；车内照明主要是日光照明，照度应达到1501X以上，满足指挥工作的需要。

供电系统设计

1.供电方式

(1)市电优先供电。

(2)无市电时，通过车载发电机进行供电。

(3)空调系统、车顶照明、气动升降等大功率设备采用市电或发电机直接供电(不通过UPS)O

(4)车顶摄像机、头枕屏、安全警示系统、倒车后视系统等小功率直流负载设备，采用原车电池进行供电，即使在无市电、发电机、逆变供电的情况下，也能保证基本图像采集、显示、警示功能的使用。

2.供电示意图

供电系统如图6.8所示。

图6.8供电系统

车辆改装

1.改装设计要求

（1）机动能力。应急通信车可正常通过土路和碎石路面，所有设备都采取加固和固定措施，在碎石路面上以25knVh的速度行驶200km,车内设备不受损坏。同时，确保机动指挥通信平台的车速、转弯半径、爬坡度、制动距离、宽度、接近角、离去角、涉水深度等技术指标应与原载车的相应指标相同或接近。

（2）环境适应性。

外部环境：温度为一20~40°C；相对湿度为40%〜98%。
工作环境：车内温度为0〜40°C；相对湿度为40%〜85%。
风速：在稳定风速为21m/s的环境条件下能正常工作，在稳定风速为32m/s的环境条件下不损坏。

（3）安全性。应急通信车在设计过程中对人身、车辆、设备、信息等方面的安全进行了充分考虑。

1）人身安全性。

附属设施，如门锁设计应保证在外部锁定后能从内部打开。
厢内安装的配电控制盒（含市电接口）和交流用电设备等配装漏电保护器，当出现供电电压超标、车体带电或接地不良等现象时，可自动保护并发出声光告警。
配置灭火器等必要的自救工具。
厢体内所用的内饰材料采用阻燃材料，不产生或释放有毒、有害、有异味或腐蚀性的气体或物质。
厢体内加装设备有必要的误操作保护措施。
整车具备接地、避雷保护措施。

2）车辆安全性。

应急通信车各种性能均经过严格的调试，并由专业机构出具检测合格报告；车辆的载重均严格按照车身底盘的允许载重量严格配置；车身外形尺寸及车顶设备配置均严格执行交通部相关车辆管理制度。

3）设备安全性。

车内设备的安全性要求符合GJB663—1989的相关规定。
应急通信车采用带漏电装置的空气断路器作为主电源开关，防范设备漏电伤人及发生线路过载、短路故障时对设备的伤害。
在设备配置中注重设备自身的保护功能，在故障情况下，所选设备均能做出相应的保护动作，切实提高系统的稳定性和可靠性。

4）信息安全性。

配置最先进的通信传输手段，在任何恶劣的工作环境中，确保信息传输的可靠和安全。
在信息的传输和接收过程中，可使用加密机或防火墙，确保数据传输的安全。

（4）可靠性。为了满足通信指挥车的可靠性指标，在系统设备选型、系统设计、结构布局等方面，将采取如下措施，以提高系统的可靠性。

降额设计。在设备选型、系统设计等过程中，将根据设备及系统承受的应力情况，同时兼顾到成本及费用，进行合理的降额设计。一般设备的降额系数选择为0.4o
冗余设计。供配电系统具备市电、发电机、蓄电池等多种供电手段，可确保整车供电系统的不间断。
富裕度设计。机械结构件，尤其是车顶结构的刚强度设计采用了富裕度设计技术，确保有效承载；供电电源、供电线路的功率容量、绝缘等级均采用了富裕度设计技术，确保系统的可靠性；汽车发动机总功率远大于发电机占用功率，不影响车辆的行驶性能。
集成化设计。系统所采用的技术都是国内外较为先进和成熟的技术，使用质量有保证的著名厂商的设备进行系统集成设计。在设备选型过程中，特别注意所选择设备的适应性和兼容性，最大限度地利用设备的各种资源，减少集成设备的数量，降低整个系统的失效率，从而大大地提高系统的可靠运行。
环境适应性设计。对应急通信车所使用的各种环境进行详细分析，充分考虑所选设备的环境适应性指标和环境寿命指标，确定各种环境对设备可靠性的影响，针对不足之处进行特殊处理，如加固和改造结构等设计。同时注重对系统零部件材料、辅料的选取，进行必要的方案论证和试验验证。根据车型的系统结构布局，在设计时要注意减振和抗冲击能力的问题，采用19”标准机柜，并安装减振装置和固定设备，防止车辆在运行过程中的振动和冲击对系统设备的损坏。

（5）可维修性。应急通信车设计符合GJB219A的相关要求，装配的零部件、外购件、外协件遵循标准化、系列化和通用性原则，并具备可互换性。所有装车设备或设施尽可能选用定型的车载设备，所用设备或设施具备合格证，并经检验合格后方可使用。厢体内设备之间、照明设施之间（含信号、标志灯），以及设备与电源的接口连接线、电缆有不同类别的明显标记，以利于区别、操作和维护。修理工具（含专用工具）尽可能地少，维修程序简单、实用、快速。

（6）电磁兼容性。随着现代科学技术的发展，电子设备的数量及种类不断增加，工作频率不断提高，电磁环境日益复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何有效地减少相互之间的电磁影响，使各种设备正常运转，需要在设备设计开始时就考虑电磁兼容性的问题。若在系统综合集成后，发现电磁兼容问题再重新调整系统结构，必然会带来更多的困难，造成研发时间和成本的双重浪费。

2.车辆改装设计

（1）车载底盘选型。考虑到车辆载重量、车内空间、车辆性能、车辆灵活性等，此次选用猎豹黑金刚作为应急通信车底盘。该车具备较强的越野性能，十分适合该应急通信车的应用需求。以下为车辆底盘的参数。

厢式：两厢。
长/宽/高（mm）：4800/1830/1890o
轴距（mm）：2725o
前/后轮距（mm）：1475/1485O
接近角：40.5o
离去角:26.5o
最大扭矩（N•m）：190o
最大涉水深度（mm）：600o
整备质量（kg）：1960o
车门数（个）：5o
座位数（个）：7o
排气量（L）：2.4o
进气形式：自然吸气。
后悬挂类型：钢板弹簧。
变速器形式：手动。
驱动方式：分时四驱。

（2）车辆结构改装。应急通信车内部布局可分为驾驶区、操作区、设备区和车顶区4个部分。

1）驾驶区。驾驶区整体布置基本沿用原车布局，根据实际需求，可将原车音响系统更换为GPS导航、倒车影像一体化音响系统，并放置1台车载台。

2）操作区。驾驶员和副驾驶座位后部加装头枕式显示屏，可在不占用车内空间的前提下让后排指挥员能实时看到车顶云台摄像机所采集的视频信息，车内人员可以通过手持终端对设备进行控制。

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