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時間:2022-09-25 21:43:57
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MAC層有MAC-Idle、MAC-Shared、MAC-DTM、MAC-Dedicated四個狀態(tài)[4]。它們之間的轉(zhuǎn)換圖如下。
1.1MAC-Idle狀態(tài)MAC-Idle狀態(tài)中不存在TBF,MES監(jiān)視CCCH上子信道的相關(guān)傳呼。MES可能采用DRX(非連續(xù)接收)監(jiān)視CCCH。在MAC-Idle狀態(tài),上層可請求傳輸一個上層PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元),這就會觸發(fā)在PDCH上建立一個TBF并由Idle狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-Shared狀態(tài),或者有可能通過RRC流程或者是RLC/MAC流程在DCH上觸發(fā)建立一個TBF,MES會在完成建立DCH后由Idle狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-Dedicated狀態(tài)。
1.2MAC-Shared狀態(tài)在MAC-Shared狀態(tài)中,MES分配無線資源提供TBF用于在一個或多個PDCH上產(chǎn)生點(diǎn)到點(diǎn)連接。TBF用于在網(wǎng)絡(luò)和MES之間單向傳輸上層PDU。在MAC-Shared狀態(tài),上層可請求傳輸一個上層PDU,這就會通過RRC流程在DCH上觸發(fā)建立一個TBF,這將會使MES由MAC-Shared狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-DTM狀態(tài)。當(dāng)上行鏈路和下行鏈路中的TBF都被釋放時,MES返回到MAC-Idle狀態(tài)。當(dāng)重新配置PDCH到DCH的所有無線承載,釋放完P(guān)DCH上所有的TBF并建立第一個DCH時,MES將會由MAC-Shared狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-Dedicated狀態(tài)。
1.3MAC-DTM狀態(tài)在MAC-DTM狀態(tài)MES將無線資源分配給一個或多個DCH和一個或多個PDCH。在MAC-DTM狀態(tài)當(dāng)所有在PDCH上上行或下行的TBF都被釋放之后,MES進(jìn)入MAC-Dedicated狀態(tài)。在釋放了所有的DCH之后,MES進(jìn)入MAC-Shared狀態(tài)。在釋放了所有的PDCH和DCH之后,MES進(jìn)入MAC-Idle狀態(tài)。
1.4MAC-Dedicated狀態(tài)在MAC-Dedicated狀態(tài)MES分配無線資源以提供一個或多個DCH(專有信道)。在釋放掉所有的DCH之后,由MAC-Dedicated狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-Idle狀態(tài),當(dāng)從DCH到PDCH(分組數(shù)據(jù)物理信道)的所有無線承載都被重新配置以后,MES將會在釋放完所有的DCH并在PDCH上建立第一個TBF時由MAC-Dedicated狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-Shared狀態(tài)。
1.5MAC層對組呼的支持由于GMR-1系統(tǒng)的MAC層不支持組呼功能,所以要對MAC層做一些改變。我們設(shè)計(jì)了組呼模塊,它和單呼模塊是并列的關(guān)系。根據(jù)邏輯信道的映射和MAC層的狀態(tài)來區(qū)分單呼和組呼兩個模塊通道。組呼工作在電路域,只跟DCH有關(guān),跟PDCH無關(guān)[5]。所以在MAC狀態(tài)機(jī)中加入兩個狀態(tài),分別是MAC-Ready-Gcc(組呼控制)狀態(tài)和MAC-Dedicated-Gcc狀態(tài)。工作在MAC-Dedicated-Gcc狀態(tài)下的主/被叫移動臺,正常接收MACDATA,狀態(tài)不變;在釋放掉所有DCH后,由MAC-Dedicated-Gcc狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC-Idle狀態(tài)。主叫移動臺發(fā)起組呼時,RRC層利用原語參數(shù)配置MAC層狀態(tài);接收下行報(bào)文時,MAC層根據(jù)MAC-Dedicated-Gcc狀態(tài)將消息遞交給上層組呼模塊。圖4是主叫用戶的組呼MAC轉(zhuǎn)移圖。被叫側(cè)成員移動臺根據(jù)接收到的NCH邏輯信道通知MAC層轉(zhuǎn)入MAC-Dedicated-Gcc狀態(tài),工作在組呼模塊。流程如圖所示。圖5是被叫成員移動臺組呼MAC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。集群組呼中,網(wǎng)絡(luò)要向多個成員移動臺發(fā)送尋呼通知消息,因此需要采用廣播的方式發(fā)送。我們增添NCH為組呼通知信道。由于系統(tǒng)資源有限,這里我們借用未配置的CBCH邏輯信道的位置來配置NCH邏輯信道,NCH邏輯信道的突發(fā)結(jié)構(gòu)和調(diào)制解調(diào)編解碼方式與CBCH邏輯信道保持一致。例如,如果BCCH指派CBCH使用第一幀,則NCH使用2、3、4幀,如果BCCH指派CBCH使用第1、2幀,則NCH使用3、4幀,余此類推。
2MAC層PTT競爭隨機(jī)接入回退策略
當(dāng)組呼講話方釋放組呼上行信道時,講話方用戶在上行DACCH(專有隨路控制信道)信道上發(fā)送“UPLINK_RELEASE”消息,表明講話完畢。當(dāng)一個組呼中有幾個用戶要同時講話時,會產(chǎn)生講話權(quán)的競爭。組呼成員也可能有不同的優(yōu)先級,這時候需要一種競爭策略來解決[6]。以下舉例為組呼信道采用8時隙結(jié)構(gòu),編碼的話音為2.4kbits/s。網(wǎng)絡(luò)收到講話方上行信道的“UPLINK_RE-LEASE”消息以后,在組呼信道的下行信道的DACCH上向所有組呼移動臺發(fā)送“UPLINK_FREE”消息,表明上行信道空閑,允許新的講話方使用上行信道。需要講話的組呼用戶,在下行信道上收到“UP-LINK_FREE”消息以后,采用直接強(qiáng)占和隨機(jī)接入相結(jié)合的方式,在組呼上行信道發(fā)送“UPLINK_AC-CESS”消息,消息被封裝在NT5上,直接搶占第一幀,隨后的隨機(jī)時間選擇為T,回退的最大幀數(shù)為F,則T=40ms*F。考慮到2比特的用戶優(yōu)先級,讓優(yōu)先級高的用戶有較大的概率競爭成功,設(shè)用戶優(yōu)先級為m,退的次數(shù)為n,回退的最大幀數(shù)為F,則F=(m+5)*n,其中m=1,2,3;n≥1。
當(dāng)n=0的時候,四個級別的用戶都搶占第一幀,此時F=1。用戶優(yōu)先級m和回退次數(shù)n與回退最大幀數(shù)F關(guān)系部分如表1所示。下面以用戶優(yōu)先級m=0為例,隨后的隨機(jī)時間選擇為200ms(5幀),400ms(10幀),600m(15幀),和800ms(20幀)總計(jì)2s秒鐘的時間爭用上行信道,方法如圖6所示。按下PTT移動臺,在最初開始的一幀直接發(fā)送“UPLINKACCESS”請求,若有碰撞,隨機(jī)占用之后的5幀之一發(fā)送“UPLINKACCESS”請求,若還有碰撞,隨機(jī)占用后續(xù)10幀之一發(fā)送“UPLINKAC-CESS”請求,還有碰撞,隨機(jī)占用后續(xù)15幀之一發(fā)送“UPLINKACCESS”請求,一直到,隨機(jī)占用后續(xù)20幀之一發(fā)送“UPLINKACCESS”請求,任意幀周期,當(dāng)下行鏈路由“UPLINKFREE”轉(zhuǎn)換成“UPLINKGRANT”時競爭結(jié)束。任何一個按下PTT的移動臺直接搶占最初的一幀發(fā)送“UPLINKACCESS”,在后續(xù)的2秒鐘的時間內(nèi)又可以競爭上行信道四次,競爭期間,如果收到網(wǎng)絡(luò)在下行信道上發(fā)送“UPLINK_GTANT”,則競爭結(jié)束。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)成功收到一個“UPLINK_ACCESS”消息以后,在組呼信道的下行DACCH信道上發(fā)送“UP-LINK_GRANT”消息,用于告知競爭成功用戶可以使用上行信道,其它用戶不再進(jìn)行競爭,直到再次收到“UPLINK_FREE”消息為止。這里我們考慮的是有競爭沖突時,保證優(yōu)先級高的用戶有較大的概率競爭成功。通過以上的描述,分析計(jì)算可得。從公式可以看出,優(yōu)先級高的用戶,產(chǎn)生沖突的概率低,這樣就很好的保證了優(yōu)先級高的用戶有較大的概率競爭成功。假設(shè)一個優(yōu)先級為0、3的用戶,其競爭產(chǎn)生沖突的概率曲線如圖7所示。從圖中可以看出,優(yōu)先級高的明顯比優(yōu)先級低的沖突概率小,當(dāng)n的取值逐漸變大,p越小,當(dāng)n為5時,概率幾乎為零了。事實(shí)上,n值不能取很大,應(yīng)為值越大,雖然沖突概率很小,但是從PTT按下到響應(yīng)這個時延過大,這不是我們所期望的。所以這個退避算法兼顧了n值不能太大,沖突概率小。
3結(jié)語
衛(wèi)星信號復(fù)用模塊的功能是:將船載北斗收發(fā)設(shè)備與其原配的控制終端設(shè)備進(jìn)行分離;將信號根據(jù)不同策略復(fù)用為兩路數(shù)據(jù)信號;提供與數(shù)據(jù)采集終端的接口。圖1給出了衛(wèi)星信號復(fù)用模塊與系統(tǒng)的其他部分的連接的方式。其中的北斗衛(wèi)星通信天線完成北斗信號的收發(fā)、導(dǎo)航信號的接收以及雙向數(shù)字接口的信號交互;北斗控制終端是國內(nèi)北斗星通公司開發(fā)的多用途控制設(shè)備,其功能涵蓋了導(dǎo)航、軌跡錄、報(bào)文收發(fā)和緊急情況下的報(bào)警呼救等;數(shù)據(jù)采集終端是本系統(tǒng)中的采集數(shù)據(jù)的收發(fā)系統(tǒng),利用人工輸入海洋資源數(shù)據(jù),并通過衛(wèi)星信道將數(shù)據(jù)發(fā)回北斗整列控制中心。衛(wèi)星信號復(fù)用模塊是各個模塊的通信中樞,完成設(shè)備對信道的申請和釋放,并且為各個工作子系統(tǒng)供電,系統(tǒng)對其工作穩(wěn)定性和可靠性提出了較高的要求。圖2給出了衛(wèi)星信號復(fù)用模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。其中RXD_T和TXD_T分別表示RS232電平的北斗衛(wèi)星天線的數(shù)據(jù)收發(fā)信號;RXD_K和TXD_K表示北斗控制終端的RS232數(shù)據(jù)收發(fā)信號;RXD_C和TXD_C表示數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)收發(fā)信號。其結(jié)構(gòu)比較簡單,但是在前期的設(shè)計(jì)和測試中發(fā)現(xiàn)了一系列可靠性問題。長時間地將數(shù)據(jù)采集終端以在線方式工作會造成衛(wèi)星天線或者控制終端無法收發(fā)數(shù)據(jù),因此在設(shè)計(jì)上采用了回饋電源模式,即當(dāng)采集器不工作時,切換電路工作于信號直接切換模式,信道不受數(shù)據(jù)采集器控制。同時還發(fā)現(xiàn)當(dāng)數(shù)據(jù)采集器不工作時,地線連接會造成數(shù)據(jù)串?dāng)_,所以在設(shè)計(jì)中采用了地線切換模式,當(dāng)采集器不工作時將地線斷開。為了進(jìn)一步提高可靠性,降低干擾,信號切換沒有采用有源的電子器件,而采用了電磁式繼電器,當(dāng)采集器不工作時系統(tǒng)的信號處于機(jī)械切換模式。采取上述措施后,系統(tǒng)無響應(yīng)和數(shù)據(jù)通信失敗的現(xiàn)象基本沒有出現(xiàn)。
2控制終端設(shè)計(jì)
控制終端是數(shù)據(jù)采集人員的操作設(shè)備,其功能是輸入采集的數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)發(fā)送。控制終端采用了ARM9架構(gòu)的S3C2440作為核心處理器,利用自主開發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng),采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行開發(fā)。其設(shè)計(jì)的模塊結(jié)構(gòu)圖見圖3。S3C2440核心板上有SDRAM與NANFLASH,分別用于應(yīng)用程序的執(zhí)行和程序的存儲;北斗控制終端接口包含了北斗天線的串行控制口和電源;智能液晶顯示接口通過串口2將核心板的顯示控制數(shù)據(jù)傳遞給智能液晶模塊;陣列式掃描接口讀取操作人員的輸入鍵值用于數(shù)據(jù)控制。控制終端的軟件結(jié)構(gòu)圖見圖4。掃描鍵盤處理模塊驅(qū)動陣列式鍵盤,讀取用戶的輸入鍵值,并提交系統(tǒng)處理;智能終端GUI模塊負(fù)責(zé)用戶的圖形界面處理,主要功能包括控件界面繪制,事件響應(yīng)以及消息傳遞;GPIO電路驅(qū)動模塊用于控制衛(wèi)星信號復(fù)用模塊的北斗信號切換,以及北斗系統(tǒng)電源的管理;偽漢字空間的轉(zhuǎn)換模塊負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)字信號映射到GB2312的漢字空間,以適應(yīng)北斗衛(wèi)星通道的數(shù)據(jù)傳輸;稀疏數(shù)組壓縮模塊解決了北斗數(shù)據(jù)包短,而采集數(shù)據(jù)量較大的問題,通過自定義的無損壓縮算法,將采集的數(shù)據(jù)高效率壓縮以適應(yīng)北斗數(shù)據(jù)通道的特點(diǎn);北斗數(shù)據(jù)編碼解碼模塊負(fù)責(zé)將處理好的數(shù)據(jù)以北斗規(guī)定的格式編碼和解碼;系統(tǒng)參數(shù)管理模塊負(fù)責(zé)管理存儲在智能終端中的系統(tǒng)參數(shù),以配置不同的應(yīng)用方案。
3偽漢字編碼方案
北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)對用戶的級別做了嚴(yán)格限制,民用的北斗運(yùn)營商普遍采用了內(nèi)容過濾程序,即當(dāng)發(fā)現(xiàn)傳輸內(nèi)容為GB2312國標(biāo)碼時,允許數(shù)據(jù)通過,當(dāng)發(fā)現(xiàn)傳輸內(nèi)容為非GB2312國際碼時不允許數(shù)據(jù)通過。數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)格式不符合GB2312編碼標(biāo)準(zhǔn),因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上遇到了數(shù)據(jù)無法傳遞的困難。為了解決上述問題,設(shè)計(jì)了偽漢字編解碼方案。其基本思路是:編碼時將原始的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分解,分配到多個漢字空間,解碼時從漢字空間提取出數(shù)據(jù)流,并且將拆分的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。GB2312是北斗采用的漢字通信系統(tǒng),用于民用終端的數(shù)據(jù)發(fā)送。GB2312中每個漢字由2個字節(jié)組成,第一個字節(jié)的范圍為176~247,而第二個字節(jié)的范圍為160~254。因此第一個字節(jié)的有效編碼空間為0~71,而第二個字節(jié)的編碼空間為0~94。為了簡化算法,將兩個字節(jié)的編碼空間都設(shè)置在0~63即2的6次方范圍內(nèi)。實(shí)際上將數(shù)據(jù)看成一個Bit流,將8Bit為單位分解為6Bit為單位,其示例圖見圖5。圖中上方的8Bit的3個字節(jié)被看成24Bit的數(shù)據(jù),在圖中部分解到4個字節(jié),每個字節(jié)為6位,高2位補(bǔ)零。實(shí)際上上方的數(shù)據(jù)與中部的數(shù)據(jù)從Bit流看來都是24Bit。得到4個字節(jié)的6Bit數(shù)據(jù)后,在每個字節(jié)上加上176得到圖5中下部的數(shù)據(jù),即偽漢字編碼。該編碼的范圍位于GB2312的范圍內(nèi),可用于北斗信號的數(shù)據(jù)傳送。解碼的過程與編碼的過程相反,不再敘述。在編碼的過程中還會遇到實(shí)際問題:圖5中演示的情況屬于比較特殊的情況,輸入的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)量是3的倍數(shù),輸出的字節(jié)數(shù)量為4的倍數(shù)。現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)流不一定滿足上述要求,例如如果輸入的數(shù)據(jù)是4個字節(jié),輸出需要的字節(jié)數(shù)是6個字節(jié);如果輸入的是5個字節(jié)輸出的需要6個字節(jié)。這樣會給編解碼帶來巨大的困難。為了簡化編解碼,可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊的處理,辦法是在傳遞的數(shù)據(jù)中增加一個數(shù)據(jù)的長度指示,并且將數(shù)據(jù)進(jìn)行整數(shù)倍拼湊。其過程見圖6。在數(shù)據(jù)的頭部附加了一個長度指示器,其作用是當(dāng)收到的數(shù)據(jù)后部附加的有PAD時可以將原始的數(shù)據(jù)提取出。PAD是附加在有效數(shù)據(jù)后面的無效數(shù)據(jù),PAD的數(shù)量根據(jù)原始數(shù)據(jù)長度變化,其數(shù)量為0~2個。數(shù)據(jù)擴(kuò)展的原則是將數(shù)據(jù)的整體長度擴(kuò)展為3的倍數(shù)。這樣得到的偽漢字編碼的數(shù)據(jù)長度就是4的倍數(shù),如此擴(kuò)展的目的是有利于編碼和解碼。
4北斗數(shù)據(jù)通訊陣列與系統(tǒng)整體架構(gòu)
由于北斗系統(tǒng)是軍民兩用系統(tǒng),并且隨著用戶數(shù)量的增加,通信帶寬日益緊張,為了保障系統(tǒng)中的高級用戶權(quán)限,對用戶的收發(fā)信息的頻度做了限制,平均一分鐘才能發(fā)送一條信息。而對于接收信息的頻度卻沒有限制,所以信息的接收相對較快。由于北斗的信息通道采用了無驗(yàn)證的協(xié)議,發(fā)送方無法得知接收方是否成功接收數(shù)據(jù)。為了保證通信的可靠性,本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對北斗通信協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)。具體方法為:發(fā)送方發(fā)送消息后,從系統(tǒng)中獲取一個隨機(jī)變量用于產(chǎn)生延時,如果在規(guī)定的時間長度內(nèi)沒有收到對方發(fā)來的驗(yàn)證數(shù)據(jù)就繼續(xù)發(fā)送,直到成功收到接收方的驗(yàn)證數(shù)據(jù)報(bào)。采用上述協(xié)議后,系統(tǒng)通信的可靠性得到了提高,但卻給北斗的通信系統(tǒng)帶來的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。特別是隨著采集系統(tǒng)數(shù)量的增加,控制中心的通信負(fù)擔(dān)日益加大,采集終端數(shù)據(jù)發(fā)送的成功率也大幅下降,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的正常工作。為了提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率,利用北斗系統(tǒng)收發(fā)速率不平衡的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了北斗衛(wèi)星陣列,采用了單點(diǎn)接收設(shè)備以及多點(diǎn)發(fā)送的通信模式。當(dāng)接受北斗設(shè)備收到采集系統(tǒng)來自海上的信息后,根據(jù)負(fù)載平衡的算法,從發(fā)送陣列中選擇一個空閑設(shè)備完成數(shù)據(jù)發(fā)送。如果沒有空閑設(shè)備就根據(jù)負(fù)載最少原則獲取北斗發(fā)送設(shè)備并將數(shù)據(jù)壓入發(fā)送消息隊(duì)列。采用北斗陣列和負(fù)載平衡算法后,數(shù)據(jù)的吞吐率提高,系統(tǒng)的反應(yīng)速度加快,也提高了采集設(shè)備的用戶體驗(yàn)。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)見圖7。多個北斗設(shè)備通過統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)接入北斗應(yīng)用服務(wù)器,相關(guān)的控制軟件運(yùn)行在其上,負(fù)載解析和實(shí)現(xiàn)北斗設(shè)備的控制協(xié)議,系統(tǒng)的負(fù)載平衡以及將采集的數(shù)據(jù)回寫到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。系統(tǒng)決策服務(wù)器上運(yùn)行的軟件負(fù)責(zé)解析數(shù)據(jù),分析相關(guān)的資源信息,以及GIS的控制信息。Web服務(wù)器對通過VPN網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程用戶提供了數(shù)據(jù)訪問服務(wù),由于數(shù)據(jù),對不同的用戶采用了硬件加密的認(rèn)證模式,數(shù)據(jù)的傳輸也經(jīng)過了加密通道的處理。
5實(shí)際應(yīng)用
該研究項(xiàng)目經(jīng)過多年的研發(fā)已經(jīng)在海洋漁業(yè)資源、海洋生態(tài)和海洋安全方面得到廣泛應(yīng)用。為了分析海洋漁業(yè)資源,在本終端上設(shè)計(jì)了漁業(yè)捕獲實(shí)時報(bào)告系統(tǒng)。具體方法是針對漁業(yè)捕撈的的各種船型,每種船型選擇常見的50種魚類,將魚類的名稱和圖片寫入終端。船員在捕撈結(jié)束后利用本終端將各種魚類的產(chǎn)量通過北斗發(fā)送給控制中心。其中的數(shù)據(jù)不僅有漁獲產(chǎn)量,而且還有捕撈的時間和地點(diǎn),控制中心將數(shù)據(jù)記錄入數(shù)據(jù)庫后,結(jié)合相關(guān)的港口漁獲數(shù)據(jù),以及海洋衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),可以分析海洋魚類的巡游規(guī)律,并且指導(dǎo)漁業(yè)生產(chǎn)。漁業(yè)管理部門也可以了解海洋整體上的生產(chǎn)情況,以便合理地進(jìn)行生產(chǎn)管理。目前已經(jīng)在南海生產(chǎn)漁船上安裝了近300套設(shè)備,大部分設(shè)備工作正常。圖8給出了第二代漁獲采集終端實(shí)物,圖9給出了GIS軟件上的安裝了設(shè)備的漁船的作業(yè)分布圖。該系統(tǒng)還用于漁場預(yù)測,結(jié)合衛(wèi)星遙感信號得到的溫度、洋流和葉綠素等相關(guān)因素,根據(jù)終端傳回的數(shù)據(jù),分析漁場并將得到的預(yù)報(bào)信息通過控制中心發(fā)送到終端上,從而指導(dǎo)漁業(yè)生產(chǎn),減少資源消耗,提高經(jīng)濟(jì)效益。圖10給出了漁場預(yù)報(bào)的樣圖。該設(shè)備還用于增值放流工作的檢測:為了保證漁業(yè)資源的穩(wěn)定,需要人工放流魚種。為了跟蹤放流魚種的生長和巡游情況,放流前在部分魚種上留有標(biāo)志,并且在放流前將標(biāo)志與魚種信息記錄在數(shù)據(jù)庫中,當(dāng)魚被裝有終端的漁船捕獲后,船員將魚的參數(shù)和標(biāo)志編號輸入終端,通過北斗發(fā)回控制中心,相關(guān)的放流數(shù)據(jù)就可以進(jìn)入軟件分析,從而得到放流的效果評估。目前本終端還具有了天氣預(yù)報(bào)信息的發(fā)送以及他國漁船越界捕魚事件報(bào)告的功能,可以在漁業(yè)安全和保護(hù)國家漁業(yè)資源等方面發(fā)揮作用。
6結(jié)束語
SOQPSK-TG信號可以在OQPSK的基礎(chǔ)上由CPM的形式表示。二進(jìn)制序列映射為NRZ碼序列后進(jìn)行預(yù)編碼,再將所得信息插值,經(jīng)過脈沖成形濾波后積分得到相位調(diào)制信息,利用正余弦查找表取得基帶同相和正交分量,最后通過正交調(diào)制可以獲得SO-QPSK-TG信號。SOQPSK-TG與BPSK,QPSK,GMSK信號功率譜比較,如圖1所示。由于SOQPSK-TG調(diào)制方式相對傳統(tǒng)BPSK、QPSK調(diào)制方式消除了載波相位±π/2或±π的突變現(xiàn)象,相對于GMSK調(diào)制方式,載波相位不僅可以在±π/2內(nèi)連續(xù)變化,還可以保持不變。因此從圖1中可以看出SOQPSK-TG調(diào)制方式功率譜密度更為緊湊,滾降速度快,頻譜利用率高,因此能夠滿足目前衛(wèi)星通信領(lǐng)域?qū)︻l譜性能的要求。又因?yàn)槠渚哂泻惆j(luò)特性,放大器的非線性對其解調(diào)影響不大,因此功率利用率高,滿足衛(wèi)星對低功耗的要求。
2SOQPSK-TG的極化分集接收
經(jīng)過高斯信道傳輸后的衛(wèi)星接收信號可表示為,本文設(shè)計(jì)的極化分集接收系統(tǒng)首先通過ADC將接收的兩路圓極化信號(左旋極化、右旋極化)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,然后經(jīng)過自動增益控制環(huán)路(Au-tomaticgaincontrol,AGC)、差模環(huán)(Differentialmodeloop,DML)、最大比合并(Maximumratiocombining,MRC)、共模環(huán)、定時同步環(huán)路,得到解調(diào)信號,整體框圖如圖2所示。
2.1自動增益控制環(huán)路衛(wèi)星通信信道衰落使得接收信號的包絡(luò)會產(chǎn)生起伏,幅度變化可以相差幾十分貝,本文給出的MRC算法、載波恢復(fù)算法和時鐘恢復(fù)算法都要求輸入端的兩路信號幅度保持恒定不變,可見AGC在系統(tǒng)中至關(guān)重要。因此需要通過AGC調(diào)節(jié)接收信號的增益,使接收機(jī)輸出電壓恒定或基本不變,提高系統(tǒng)性能。其數(shù)學(xué)模型如下A(n+1)=A(n)+βR-A(n)x(n[])(8)式中:A(n)為AGC的調(diào)節(jié)增益,R為增益門限,β為增益步長。經(jīng)過當(dāng)前時刻增益A(n)所得的信號A(n)x(n)與門限R作比較,若小于門限則會增大下一個時刻的增益A(n+1),同理若大于門限則減小下一時刻的增益,使輸出信號基本維持在門限附近。增益步長β越小,幅度收斂越慢,捕獲時間越長,誤差越小,即波形失真越小;反之β越大,收斂越快,捕獲時間越短,誤差越大。
2.2差模環(huán)到達(dá)接收機(jī)的兩路信號由于相位或本振頻率不一致會引入一定的相位偏移和頻率偏移,而MRC算法要求兩路信號同頻、同相后才能加權(quán)合并,取得增益,因此必須完成兩路信號的同頻同相處理。兩路信號經(jīng)過下變頻、低通濾波后通過鑒相器將所得的誤差信號分為兩路,通過環(huán)路濾波器后以相反的極性調(diào)整數(shù)字控制振蕩器(Numericalcontrolledoscillator,NCO),使兩路信號以相反的方向被推到同一個公共頻率上,實(shí)現(xiàn)兩路信號的同頻同相鎖定。SOQPSK-TG信號的差模環(huán)算法模型推導(dǎo)如下,設(shè)經(jīng)過AGC后的兩路信號分別。
2.3最大比合并常用的極化分集接收合并方式有3種:等增益合并、選擇合并和最大比合并。本文采用分集增益最佳的最大比合并算法[25],其原理是通過AGC所獲得的加權(quán)系數(shù)對兩路信號進(jìn)行加權(quán)合并,使信噪比較大的一路獲得較大的權(quán)值,信噪比較小的一路獲得較小的權(quán)值。設(shè)so為合并輸出信號電壓,αi為各支路加權(quán)系數(shù),si為各支路輸入信號電壓,N為支路個數(shù)。假設(shè)各支路噪聲不相干,因此合并輸出噪聲功率n2o應(yīng)為各支路輸入噪聲功率n2i之和,可得合并輸出信噪比γo為當(dāng)且僅當(dāng)各支路信號電壓與加權(quán)噪聲功率之比相等時,輸出達(dá)到最大值,此時分集增益為N。
2.4共模環(huán)衛(wèi)星相對地面的高速運(yùn)動會使信號載波產(chǎn)生多普勒頻率分量,這就要求接收機(jī)有較強(qiáng)的頻移捕獲能力、較快的同步速度以及較高的同步精度。本文采用同相正交環(huán)算法對載波進(jìn)行恢復(fù)。
3仿真驗(yàn)證
仿真條件:信號中頻f0=32MHz,下變頻后載波fR=fL=4MHz,每周期采樣點(diǎn)數(shù)Nc=32,采樣率fs=128MHz,碼元個數(shù)Num=800,每個碼元采樣點(diǎn)數(shù)Ns=64,接收信號為正弦起伏包絡(luò),起伏范圍為20dB,兩路輸入信號頻差Δf=2.56kHz,相差Δφ=π/4,多普勒頻移fd=6.4kHz,噪聲為高斯噪聲,信噪比SNR=15dB,各環(huán)路仿真結(jié)果見圖3~10。上述仿真結(jié)果表明,自動增益控制環(huán)路能夠較好地恒定輸入電平,如圖3,4所示;差模環(huán)、共模環(huán)能夠準(zhǔn)確跟蹤兩路輸入信號頻差、相差及多普勒頻移,如圖5~8所示;最大比合并模塊能夠使得信噪比較差的一路得到補(bǔ)償,如圖9所示;最后的解調(diào)結(jié)果如圖10所示,在最大起伏為20dB條件下,通過分集接收實(shí)現(xiàn)了正確解調(diào)。為進(jìn)一步驗(yàn)證本文所提算法性能,圖11給出了分集接收SOQPSK-TG衛(wèi)星通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)BPSK衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能對比結(jié)果。對比結(jié)果表明,極化分集SOQPSK-TG傳輸系統(tǒng)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)BPSK系統(tǒng),在最大起伏為20dB條件下,可獲得5~10dB平均信噪比增益。
4結(jié)束語
衛(wèi)星通信技術(shù)則是由使用圍繞地球的同步/非同步的通信衛(wèi)星來做一個中間站進(jìn)行一種遠(yuǎn)距離通信的實(shí)現(xiàn)方式。它本質(zhì)上是由微波通信以及航天技術(shù)之上發(fā)展新穎的無線通信的技術(shù),而衛(wèi)星通信技術(shù)自身采用的無線電頻率為微波頻段。從而產(chǎn)生的衛(wèi)星通信技術(shù),它的主要特點(diǎn)就是傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn),且頻率高。也因?yàn)樾l(wèi)星通信頻帶寬,且頻率高,變化范圍大的重要優(yōu)點(diǎn),衛(wèi)星通信技術(shù)在我國的軍事建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面都具有深遠(yuǎn)的意義。
我國的現(xiàn)今衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展在擴(kuò)展新的頻段,加強(qiáng)先可用的頻段的利用率以及現(xiàn)在公用干線的通信網(wǎng)都應(yīng)該一步步轉(zhuǎn)向跟隨寬帶化的發(fā)展趨勢,能夠準(zhǔn)確地利用衛(wèi)星通信技術(shù)來建立我國的衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)以及數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)。所以對于衛(wèi)星通信網(wǎng)技術(shù)而言應(yīng)該逐漸的走向小型化的、智能化的未來方向。從目前我國的計(jì)算機(jī)科技的水平來看,假設(shè)把設(shè)備功能全部換由軟件來進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn),那么由于軟件的特點(diǎn)也就是需要按照一條條的指令來運(yùn)行,就算我們采用多處理器的方式來進(jìn)行協(xié)助共同運(yùn)算,也沒有辦法真正保障高頻率情況下的處理能夠及時有效,也使得軟件無線電技術(shù)在衛(wèi)星通信領(lǐng)域中的使用范圍明顯受到限制。基于以上原因,以下設(shè)計(jì)想法是為了能夠讓軟件無線電技術(shù)能真正應(yīng)用在衛(wèi)星通信方面。
首先我們所有的設(shè)備都需要經(jīng)過模塊化處理,各個模塊分開保證控制功能,以及各個模塊之間的高速數(shù)據(jù)的交換問題。而信道設(shè)備以及接口設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信道設(shè)備包括調(diào)制解調(diào)器、信道的編譯碼器和置亂器等,在總的CPU的控制之下,信道設(shè)備的具體參數(shù)值可以做到由軟件來進(jìn)行定義處理。而將無線射頻的設(shè)備、信道設(shè)備和接口設(shè)計(jì)在衛(wèi)星通信技術(shù)中也是十分關(guān)鍵的存在。再來考慮到了衛(wèi)星通信技術(shù)有著多址方式,業(yè)務(wù)類型廣以及其頻率高且變化區(qū)域廣等各種優(yōu)點(diǎn),在信道設(shè)備和接口設(shè)備的設(shè)計(jì)選用模塊化的設(shè)計(jì)構(gòu)思。各個模塊應(yīng)該能夠各自擁有能定義自身功能的各個軟件接口,而選用的軟件接口更應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)化以方便各個不同供應(yīng)商的生產(chǎn)。然后在各個模塊的具體設(shè)計(jì)上面,也要根據(jù)具體運(yùn)算量大小,選擇不同的軟件接口功能。再來根據(jù)具體的各類應(yīng)用環(huán)境,更加靈活地修改和使用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),并且保證以軟件協(xié)同硬件兩相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。最后就是設(shè)備功能和系統(tǒng)功能的定義要靠網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來最終實(shí)現(xiàn)。
伴隨著因特網(wǎng)大面積普及及現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,衛(wèi)星通信技術(shù)絕對會在未來迎來更進(jìn)一步的發(fā)展機(jī)會。現(xiàn)在我國逐漸采用自主研發(fā)的通信衛(wèi)星為主體,來建立完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。軟件無線電技術(shù)作為一個可利用在衛(wèi)星通信方面的技術(shù)來說,也一定會伴隨衛(wèi)星通信的腳步,成為加速我國科技發(fā)展的重要技術(shù)。
2結(jié)語
關(guān)鍵詞:移動雷達(dá);應(yīng)急通信;衛(wèi)星通信
Thesatellitecommunicationofmobilemeteorologicalradarsystem
DouYiwen(BeijingmeteorologicalBureau,Beijing100089)
Abstract:Inordertotranslatemobileradar'sdatatoserverofBeijingmeteorologicalBureau.Thistextcomparedadvantagesanddisadvantagesofwirelesscommunication'smethod.Theaboveanalysisnaturallyleadsustothesystemofthesatellitecommunicationcreated.Theresultsshows:thesystemcansatisfythecommunicationrequirementofmobileradar.Thesystemhasagoodexampleforcreatingemergencycommunication.
Keywords:Mobileradar;Emergencycommunication;Satellitecommunication
1引言
隨著氣象信息自動采集的不斷發(fā)展,自動采集數(shù)據(jù)越來越成為氣象信息采集的主流。新一代天氣雷達(dá)系統(tǒng),可以進(jìn)行較大范圍降水的定量估測,獲取降水和降水云體的風(fēng)場信息等,在短時災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)和應(yīng)急服務(wù)中發(fā)揮巨大的作用,特別是對風(fēng)害和冰雹相伴隨的災(zāi)害性天氣的監(jiān)測和預(yù)警[1]。為了把移動雷達(dá)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖本┦袣庀缶?通信方式的選擇成為信息采集的重要環(huán)節(jié),目前氣象應(yīng)用通信方式有很多種。如CDMA/GPRS/3G、北斗衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)(WLAN)、專線等,還有下面要討論的基于亞洲衛(wèi)星通信線路。移動雷達(dá)對通信的主要需求是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可靠;帶寬至少要達(dá)到雙向2Mbps;移動雷達(dá)采集數(shù)據(jù)地點(diǎn)不固定。如何滿足移動雷達(dá)的要求是本系統(tǒng)需要解決的問題。
2通信方案的設(shè)計(jì)
2.1氣象信息傳輸通信方式對比分析
目前氣象應(yīng)用通信方式有很多種,如CDMA/GPRS/3G、北斗衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)(WLAN)、專線等。由于天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)量大,要求網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量高,固定地點(diǎn)天氣雷達(dá)的數(shù)據(jù)傳輸一般都是利用專線傳輸。表1是常用無線通信方式傳輸氣象數(shù)據(jù)的對比。無線局域網(wǎng)傳輸距離短,安全性差,一般只能作為數(shù)據(jù)的傳輸中繼;北斗衛(wèi)星是我國自主研制的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),安全性高,用于傳輸字節(jié)少如自動站等的數(shù)據(jù)比較適合;CDMA/GPRS,運(yùn)行成本低,但是其通信速率要求低,不能滿足雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸要求;3G下行速率理論值是2.8Mbps,實(shí)際傳輸效果沒有達(dá)到此值,而且網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與基站覆蓋有很大關(guān)系。天氣雷達(dá)如果地點(diǎn)固定,而且在市內(nèi)或縣城內(nèi),使用專線較好,有充足的時間建立專線的話,應(yīng)用2Mbps專線傳輸雷達(dá)數(shù)據(jù)是一種好的選擇。衛(wèi)星通信作為天氣雷達(dá)數(shù)據(jù)的備份是一種最佳選擇,因?yàn)樗木W(wǎng)絡(luò)帶寬、移動性、實(shí)時性、開通周期等方面都能滿足要求。
2.2衛(wèi)星通信特點(diǎn)分析
衛(wèi)星通信是以人造通信衛(wèi)星作為中繼的一種微波通信方式。衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn):通信距離遠(yuǎn),建設(shè)成本與通信距離無關(guān);不受地理環(huán)境影響;廣播方式,衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)通信;通信容量大;可自發(fā)自收。衛(wèi)星通信的缺點(diǎn):信號極弱(毫微微瓦級),對技術(shù)和設(shè)備的要求較高;時延;多址問題;存在單一故障點(diǎn);雨衰。
3衛(wèi)星通信的應(yīng)用
綜合考慮雷達(dá)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试?Mbps以上,支持視頻、移動、應(yīng)急等方面的要求,選擇亞洲衛(wèi)星通信是本系統(tǒng)的最佳選擇。本系統(tǒng)采用等效口徑為0.95m的偏饋型橢圓拋物面天線,天線面使用四片碳化纖維面板組成。天線系統(tǒng)工作在Ku頻段。天線控制系統(tǒng)內(nèi)置高性能信標(biāo)接收機(jī),可在5分鐘內(nèi)自動對星,通過對中衛(wèi)一號、亞洲二號、亞洲三號、亞洲四號四個衛(wèi)星兩種極化方式的上百次測試,尋星準(zhǔn)確率100%,配置40W功放時具備傳輸速率大于等于3Mbps,保證傳輸速率大于等于2.048Mbps,完全具備傳輸多路話音、2路視頻圖像、2路數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)能力。圖1就是本系統(tǒng)建立的移動雷達(dá)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看到移動雷達(dá)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(192.168.3.5/24)或模擬語音經(jīng)過語音網(wǎng)關(guān),通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和IP加速器(192.168.3.3/24),由調(diào)制設(shè)備(192.168.3.2/24)調(diào)制信號傳輸?shù)叫l(wèi)星,再由衛(wèi)星接收站傳送到地面,通過調(diào)制解調(diào)器(192.168.3.10/24)和IP加速器(192.168.3.11/24)指向路由器(192.168.3.1/24,192.168.2.1/24),由路由器轉(zhuǎn)發(fā)到防火墻(192.168.1.1/24),在防火墻上作語音網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)服務(wù)器NAT地址轉(zhuǎn)換。最后在服務(wù)器(192.168.2.254/24)上可以看到雷達(dá)系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù),在電話終端上可以進(jìn)行語音通話。這個網(wǎng)絡(luò)是雙向的,不僅數(shù)據(jù)可以雙向傳輸,而且在北京市氣象局可以監(jiān)控到衛(wèi)星通信系統(tǒng)的狀態(tài)。本系統(tǒng)因?yàn)榻?jīng)費(fèi)有限,建立了電話通信模式,并留有視頻接口。
圖1移動雷達(dá)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
4結(jié)論
本系統(tǒng)采用的亞洲衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有一鍵對星功能,天線能夠自動展開/收藏,自動定位、自動捕獲和自動跟蹤衛(wèi)星,5分鐘內(nèi)完成尋星任務(wù)并建立衛(wèi)星通訊鏈路。在傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)安全、天線對星時間、網(wǎng)絡(luò)接口、應(yīng)急通信等方面都能滿足實(shí)時雷達(dá)傳輸數(shù)據(jù)的要求。
致謝:國家氣象信息中心網(wǎng)絡(luò)室和視頻與衛(wèi)星室、西安瑞興通信有限公司、北京市人工影響天氣辦公室、北京市氣象信息中心、北京市大氣探測技術(shù)保障中心在系統(tǒng)建設(shè)中給予的大力支持。
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征稿啟事
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論文摘 要:消防通信規(guī)劃是城市消防規(guī)劃中的重要內(nèi)容,本文論述了目前我國消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀及編制中存在的問題,詳細(xì)介紹了消防部隊(duì)信息通信體系建設(shè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,分析了當(dāng)前消防通信規(guī)劃編制和實(shí)施中的重點(diǎn)問題,為消防通信規(guī)劃編制工作提供參考建議。
1、前言
隨著我國應(yīng)急救援體系的發(fā)展,消防部隊(duì)已逐步成為城市主要的應(yīng)急救援力量,廣泛參與到自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、社會安全事件等公共突發(fā)事件的應(yīng)急救援處置中,并承擔(dān)了部分非緊急的社會救助任務(wù)。消防通信是消防部隊(duì)開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應(yīng)急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統(tǒng)一的通信手段而造成的慘痛教訓(xùn)凸現(xiàn)出城市消防通信規(guī)劃的重要性,所以在城市消防規(guī)劃編制過程中合理規(guī)劃和部署消防通信的建設(shè)和發(fā)展,在規(guī)劃方針的指導(dǎo)下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊(duì)在執(zhí)勤備戰(zhàn)和災(zāi)害救助中全面發(fā)揮應(yīng)急救援能力的根本保障。
2、消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀
消防通信規(guī)劃的編制主要由城市規(guī)劃設(shè)計(jì)單位和消防部門共同完成。由于城市建設(shè)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,各地消防通信系統(tǒng)也在不斷的擴(kuò)展和升級,消防通信建設(shè)所依據(jù)的《消防通信指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范文件的要求與目前的應(yīng)用現(xiàn)狀相差較大,內(nèi)容滯后且不全面,對規(guī)劃編制的指導(dǎo)意義不夠充分,一些通信指揮系統(tǒng)雖已達(dá)到火災(zāi)報(bào)警、火警受理、滅火救援通信調(diào)度等應(yīng)用的基本要求,實(shí)際中卻不能滿足新形勢下消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規(guī)劃的專業(yè)性較強(qiáng)、技術(shù)要求高、涉及的領(lǐng)域廣泛繁多、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展不均衡等方面的原因,使消防通信規(guī)劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規(guī)劃的內(nèi)容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實(shí)有效的指導(dǎo)城市消防通信建設(shè)和發(fā)展。此外我國的應(yīng)急管理體系建設(shè)起步較晚,部分消防通信規(guī)劃內(nèi)容僅片面集中于火災(zāi)事故方面,缺乏城市應(yīng)急救援總體發(fā)展的綜合考慮,造成消防通信建設(shè)與城市應(yīng)急救援體系建設(shè)脫節(jié)。
3、消防通信建設(shè)現(xiàn)狀
消防部隊(duì)的信息通信建設(shè)按照公安部消防局信息化建設(shè)的總體規(guī)劃部署和具體要求展開,實(shí)施主要依靠當(dāng)?shù)卣?cái)政撥款、當(dāng)?shù)毓膊块T和電信部門的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及消防部隊(duì)自身的信息化裝備建設(shè)來完成,目前各級消防部隊(duì)均已形成了相對獨(dú)立的消防信息通信體系。以下將從基礎(chǔ)通信網(wǎng)、消防通信指揮中心、消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等幾個消防規(guī)劃中涉及的重點(diǎn)方面具體展開論述。
3.1 基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)
基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)是消防通信和城市應(yīng)急通信的基礎(chǔ)設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)直接決定了消防部隊(duì)的信息應(yīng)用能力,所以基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是消防通信規(guī)劃的重點(diǎn)。目前消防部隊(duì)依托公安信息網(wǎng)、公眾電信網(wǎng)、無線超短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡(luò)傳輸語音、圖像和數(shù)據(jù),形成了一套較為完整的消防通信網(wǎng)絡(luò)體系,以下歸納為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)、有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信和短波通信網(wǎng)等幾部分介紹。
3.1.1 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)
目前消防部隊(duì)各級單位均已接入了以公安信息網(wǎng)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),這一網(wǎng)絡(luò)是消防部隊(duì)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),承擔(dān)滅火救援指揮調(diào)度、消防綜合信息管理等大部分信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞,并可實(shí)現(xiàn)IP語音電話和視頻傳輸?shù)榷嗝襟w應(yīng)用。為保證調(diào)度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節(jié)點(diǎn)間還建立了指揮調(diào)度專線和備份網(wǎng)路。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)按照當(dāng)?shù)毓残畔⒕W(wǎng)和消防部隊(duì)自身信息通信的建設(shè)情況以及各級消防部隊(duì)的信息通信需求,合理規(guī)劃消防計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),確保網(wǎng)絡(luò)的全面接入和可靠暢通。
3.1.2 有線通信網(wǎng)
有線通信網(wǎng)包括報(bào)警電話接入和報(bào)警信息查詢專線、指揮調(diào)度專線、辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò),是城市各級消防隊(duì)站獲知災(zāi)害事故發(fā)生和傳遞調(diào)度指揮命令的基礎(chǔ)信息通信網(wǎng)絡(luò)。其中報(bào)警電話接入專線是用于接受公用電話網(wǎng)的報(bào)警和城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的火警信號及相關(guān)信息的通信線路。報(bào)警信息查詢專線是用于獲取報(bào)警電話的位置、裝機(jī)人身份等信息的數(shù)據(jù)專線。指揮調(diào)度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關(guān)聯(lián)動單位的通信專線。辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)是消防部隊(duì)內(nèi)部各級部門之間和與公安機(jī)關(guān)之間通信的辦公電話網(wǎng)。有線通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的消防通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),目前各城市基本完成了消防有線通信網(wǎng)的建設(shè),在消防通信規(guī)劃中應(yīng)以未來網(wǎng)絡(luò)容量和性能的改進(jìn)及發(fā)展等內(nèi)容為主,確保消防有線通信網(wǎng)的完備可靠,保證消防部隊(duì)對災(zāi)害事故快速響應(yīng)和出動調(diào)集命令的有效傳達(dá)。
3.1.3 無線通信網(wǎng)
無線通信是消防部隊(duì)在滅火救援展開和進(jìn)行過程中用于災(zāi)害現(xiàn)場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊(duì)普遍配備了用于現(xiàn)場通信的350MHz超短波無線常規(guī)通信設(shè)備,并利用轉(zhuǎn)信臺擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍。大部分城市還依托當(dāng)?shù)毓矡o線集群通信系統(tǒng)建立了消防集群通信網(wǎng),北京、上海等地還建設(shè)了具備網(wǎng)絡(luò)容量大、通話質(zhì)量高、應(yīng)用功能多等特點(diǎn)的數(shù)字集群通信網(wǎng)。消防部隊(duì)以超短波無線通信為基礎(chǔ)構(gòu)成了由城市消防通信指揮網(wǎng)、現(xiàn)場指揮網(wǎng)和滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)組成的三級無線通信網(wǎng)絡(luò),并且利用GPRS、CDMA、3G等公眾移動通信技術(shù)以及超短波、微波數(shù)傳設(shè)備等多種手段建立無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),用于傳輸滅火救援現(xiàn)場的圖像和數(shù)據(jù)信息。此外公眾移動電話網(wǎng)也是消防部隊(duì)重要的輔助通信手段。合理規(guī)劃城市消防無線通信網(wǎng),構(gòu)建可靠的無線通信體系是消防部隊(duì)在滅火救援過程中戰(zhàn)斗力有效發(fā)揮的根本保證。
3.1.4 衛(wèi)星通信和短波通信
在地震、泥石流等大型自然災(zāi)害救援或野外應(yīng)急救援中,依賴中繼站的常規(guī)無線通信網(wǎng)往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環(huán)境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊(duì)信息通信的需要,此時衛(wèi)星通信和短波通信等應(yīng)急通信方式成為救援現(xiàn)場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛(wèi)星通信體系做出總體的規(guī)劃和部署,并推進(jìn)消防衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設(shè),一些城市的消防部隊(duì)先后配備了“動中通”衛(wèi)星通信設(shè)備、便攜衛(wèi)星站、短波電臺等應(yīng)急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災(zāi)害救助和部分大型跨區(qū)滅火應(yīng)急救援中顯現(xiàn)出極強(qiáng)的應(yīng)急通信保障能力。消防衛(wèi)星通信和短波通信是應(yīng)急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災(zāi)害的基礎(chǔ)保障設(shè)施。
3.2 消防通信指揮中心
消防通信指揮中心是消防部隊(duì)信息通信和作戰(zhàn)指揮的中樞,具有受理報(bào)警、滅火救援指揮調(diào)度、信息情報(bào)支持等功能,負(fù)責(zé)火災(zāi)及其它災(zāi)害事故的接處警受理和消防救援力量的調(diào)度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設(shè)置了包括治安、交通、消防在內(nèi)的接處警指揮中心,建立了統(tǒng)一的集中受理和多部門聯(lián)動的接處警平臺,一些城市還進(jìn)一步將醫(yī)療救護(hù)、安全生產(chǎn)等應(yīng)急救援相關(guān)的領(lǐng)域納入其中,并形成城市綜合應(yīng)急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機(jī)定位技術(shù)和GIS技術(shù)確定報(bào)警人的位置、使用短信平臺受理報(bào)警、即時監(jiān)控救援力量的行動狀態(tài)、通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)獲取災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的現(xiàn)場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)針對本地的實(shí)際情況,綜合考慮未來城市應(yīng)急救援體系的發(fā)展,確定消防通信指揮中心的建設(shè)發(fā)展方案。
移動消防通信指揮中心是設(shè)置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關(guān)功能的移動指揮平臺,通常包括調(diào)度指揮臺、輔助決策信息系統(tǒng)、多種無線通信系統(tǒng)、火場圖像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、現(xiàn)場廣播、供電及照明等其他輔助設(shè)備,是眾多救援力量參與的復(fù)雜災(zāi)害事故處置現(xiàn)場中通信指揮的關(guān)鍵因素。按照城市規(guī)模和應(yīng)急救援體系的建設(shè)情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規(guī)劃中的重要問題。
3.3 消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)
消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)是包括了滅火救援指揮、消防監(jiān)督管理、部隊(duì)管理和消防公眾服務(wù)等多種應(yīng)用功能的信息系統(tǒng)集成,是消防通信中應(yīng)用軟件的主要部分。按照消防部隊(duì)信息化建設(shè)總體規(guī)劃和部署,各級消防部隊(duì)將逐步推廣和應(yīng)用包括消防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、消防公共服務(wù)平臺及各消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等部分的一體化業(yè)務(wù)平臺。目前各地統(tǒng)一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監(jiān)督管理、部隊(duì)管理和公眾服務(wù)等信息系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用,而對于消防基礎(chǔ)信息平臺、滅火救援指揮系統(tǒng)等面向滅火救援指揮和管理的信息系統(tǒng),因受到基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況的局限,各地的應(yīng)用程度差異較大。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)將建立和完善城市地理信息、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)信息、危險(xiǎn)源信息、水、電、生產(chǎn)、醫(yī)療救護(hù)信息等內(nèi)容的城市應(yīng)急救援基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫,以及按照城市應(yīng)急救援的具體需求開展消防指揮調(diào)度系統(tǒng)、消防指揮決策系統(tǒng)、重大危險(xiǎn)源評估系統(tǒng)、模擬演練等系統(tǒng)的應(yīng)用納入到消防通信規(guī)劃中重點(diǎn)建設(shè)。
4、未來發(fā)展趨勢
隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展,眾多高性能的通信技術(shù)將逐步應(yīng)用于消防通信領(lǐng)域中,不斷推進(jìn)消防通信的發(fā)展。目前第四代移動通信技術(shù)已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質(zhì)量傳輸數(shù)據(jù)信息的重要手段。信息通信硬件設(shè)備的發(fā)展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設(shè)備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應(yīng)用,使災(zāi)害救援現(xiàn)場各級指戰(zhàn)員具備強(qiáng)大的信息通信能力,數(shù)字集群通信、衛(wèi)星通信、微波數(shù)據(jù)通信等通信設(shè)備也將廣泛裝備到各級消防部隊(duì)中,逐步成為普遍配備的常規(guī)通信手段。隨著城市災(zāi)害聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè),消防通信指揮中心可以智能感知火災(zāi)等災(zāi)害事故的發(fā)生并及時獲取相關(guān)災(zāi)情信息,極大的提高消防部隊(duì)對災(zāi)害事故響應(yīng)能力。此外物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用于消防領(lǐng)域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應(yīng)急救援現(xiàn)場的災(zāi)情狀況和救援實(shí)力狀況,實(shí)現(xiàn)天空地一體的消防通信體系和數(shù)字化指揮調(diào)度體系。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)結(jié)合未來通信新技術(shù)的發(fā)展,合理規(guī)劃和部署城市消防通信建設(shè)。
論文摘 要:消防通信規(guī)劃是城市消防規(guī)劃中的重要內(nèi)容,本文論述了目前我國消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀及編制中存在的問題,詳細(xì)介紹了消防部隊(duì)信息通信體系建設(shè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,分析了當(dāng)前消防通信規(guī)劃編制和實(shí)施中的重點(diǎn)問題,為消防通信規(guī)劃編制工作提供參考建議。
1、前言
隨著我國應(yīng)急救援體系的發(fā)展,消防部隊(duì)已逐步成為城市主要的應(yīng)急救援力量,廣泛參與到自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、社會安全事件等公共突發(fā)事件的應(yīng)急救援處置中,并承擔(dān)了部分非緊急的社會救助任務(wù)。消防通信是消防部隊(duì)開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應(yīng)急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統(tǒng)一的通信手段而造成的慘痛教訓(xùn)凸現(xiàn)出城市消防通信規(guī)劃的重要性,所以在城市消防規(guī)劃編制過程中合理規(guī)劃和部署消防通信的建設(shè)和發(fā)展,在規(guī)劃方針的指導(dǎo)下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊(duì)在執(zhí)勤備戰(zhàn)和災(zāi)害救助中全面發(fā)揮應(yīng)急救援能力的根本保障。
2、消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀
消防通信規(guī)劃的編制主要由城市規(guī)劃設(shè)計(jì)單位和消防部門共同完成。由于城市建設(shè)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,各地消防通信系統(tǒng)也在不斷的擴(kuò)展和升級,消防通信建設(shè)所依據(jù)的《消防通信指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范文件的要求與目前的應(yīng)用現(xiàn)狀相差較大,內(nèi)容滯后且不全面,對規(guī)劃編制的指導(dǎo)意義不夠充分,一些通信指揮系統(tǒng)雖已達(dá)到火災(zāi)報(bào)警、火警受理、滅火救援通信調(diào)度等應(yīng)用的基本要求,實(shí)際中卻不能滿足新形勢下消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規(guī)劃的專業(yè)性較強(qiáng)、技術(shù)要求高、涉及的領(lǐng)域廣泛繁多、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展不均衡等方面的原因,使消防通信規(guī)劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規(guī)劃的內(nèi)容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實(shí)有效的指導(dǎo)城市消防通信建設(shè)和發(fā)展。此外我國的應(yīng)急管理體系建設(shè)起步較晚,部分消防通信規(guī)劃內(nèi)容僅片面集中于火災(zāi)事故方面,缺乏城市應(yīng)急救援總體發(fā)展的綜合考慮,造成消防通信建設(shè)與城市應(yīng)急救援體系建設(shè)脫節(jié)。
3、消防通信建設(shè)現(xiàn)狀
消防部隊(duì)的信息通信建設(shè)按照公安部消防局信息化建設(shè)的總體規(guī)劃部署和具體要求展開,實(shí)施主要依靠當(dāng)?shù)卣?cái)政撥款、當(dāng)?shù)毓膊块T和電信部門的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及消防部隊(duì)自身的信息化裝備建設(shè)來完成,目前各級消防部隊(duì)均已形成了相對獨(dú)立的消防信息通信體系。以下將從基礎(chǔ)通信網(wǎng)、消防通信指揮中心、消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等幾個消防規(guī)劃中涉及的重點(diǎn)方面具體展開論述。
3.1 基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)
基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)是消防通信和城市應(yīng)急通信的基礎(chǔ)設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)直接決定了消防部隊(duì)的信息應(yīng)用能力,所以基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是消防通信規(guī)劃的重點(diǎn)。目前消防部隊(duì)依托公安信息網(wǎng)、公眾電信網(wǎng)、無線超短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡(luò)傳輸語音、圖像和數(shù)據(jù),形成了一套較為完整的消防通信網(wǎng)絡(luò)體系,以下歸納為計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)、有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信和短波通信網(wǎng)等幾部分介紹。
3.1.1 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)
目前消防部隊(duì)各級單位均已接入了以公安信息網(wǎng)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),這一網(wǎng)絡(luò)是消防部隊(duì)數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),承擔(dān)滅火救援指揮調(diào)度、消防綜合信息管理等大部分信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞,并可實(shí)現(xiàn)ip語音電話和視頻傳輸?shù)榷嗝襟w應(yīng)用。為保證調(diào)度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節(jié)點(diǎn)間還建立了指揮調(diào)度專線和備份網(wǎng)路。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)按照當(dāng)?shù)毓残畔⒕W(wǎng)和消防部隊(duì)自身信息通信的建設(shè)情況以及各級消防部隊(duì)的信息通信需求,合理規(guī)劃消防計(jì)算機(jī)通信網(wǎng),確保網(wǎng)絡(luò)的全面接入和可靠暢通。
3.1.2 有線通信網(wǎng)
有線通信網(wǎng)包括報(bào)警電話接入和報(bào)警信息查詢專線、指揮調(diào)度專線、辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò),是城市各級消防隊(duì)站獲知災(zāi)害事故發(fā)生和傳遞調(diào)度指揮命令的基礎(chǔ)信息通信網(wǎng)絡(luò)。其中報(bào)警電話接入專線是用于接受公用電話網(wǎng)的報(bào)警和城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的火警信號及相關(guān)信息的通信線路。報(bào)警信息查詢專線是用于獲取報(bào)警電話的位置、裝機(jī)人身份等信息的數(shù)據(jù)專線。指揮調(diào)度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關(guān)聯(lián)動單位的通信專線。辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)是消防部隊(duì)內(nèi)部各級部門之間和與公安機(jī)關(guān)之間通信的辦公電話網(wǎng)。有線通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的消防通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),目前各城市基本完成了消防有線通信網(wǎng)的建設(shè),在消防通信規(guī)劃中應(yīng)以未來網(wǎng)絡(luò)容量和性能的改進(jìn)及發(fā)展等內(nèi)容為主,確保消防有線通信網(wǎng)的完備可靠,保證消防部隊(duì)對災(zāi)害事故快速響應(yīng)和出動調(diào)集命令的有效傳達(dá)。
3.1.3 無線通信網(wǎng)
無線通信是消防部隊(duì)在滅火救援展開和進(jìn)行過程中用于災(zāi)害現(xiàn)場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊(duì)普遍配備了用于現(xiàn)場通信的350mhz超短波無線常規(guī)通信設(shè)備,并利用轉(zhuǎn)信臺擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍。大部分城市還依托當(dāng)?shù)毓矡o線集群通信系統(tǒng)建立了消防集群通信網(wǎng),北京、上海等地還建設(shè)了具備網(wǎng)絡(luò)容量大、通話質(zhì)量高、應(yīng)用功能多等特點(diǎn)的數(shù)字集群通信網(wǎng)。消防部隊(duì)以超短波無線通信為基礎(chǔ)構(gòu)成了由城市消防通信指揮網(wǎng)、現(xiàn)場指揮網(wǎng)和滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)組成的三級無線通信網(wǎng)絡(luò),并且利用gprs、cdma、3g等公眾移動通信技術(shù)以及超短波、微波數(shù)傳設(shè)備等多種手段建立無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),用于傳輸滅火救援現(xiàn)場的圖像和數(shù)據(jù)信息。此外公眾移動電話網(wǎng)也是消防部隊(duì)重要的輔助通信手段。合理規(guī)劃城市消防無線通信網(wǎng),構(gòu)建可靠的無線通信體系是消防部隊(duì)在滅火救援過程中戰(zhàn)斗力有效發(fā)揮的根本保證。
3.1.4 衛(wèi)星通信和短波通信
在地震、泥石流等大型自然災(zāi)害救援或野外應(yīng)急救援中,依賴中繼站的常規(guī)無線通信網(wǎng)往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環(huán)境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊(duì)信息通信的需要,此時衛(wèi)星通信和短波通信等應(yīng)急通信方式成為救援現(xiàn)場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛(wèi)星通信體系做出總體的規(guī)劃和部署,并推進(jìn)消防衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設(shè),一些城市的消防部隊(duì)先后配備了“動中通”衛(wèi)星通信設(shè)備、便攜衛(wèi)星站、短波電臺等應(yīng)急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災(zāi)害救助和部分大型跨區(qū)滅火應(yīng)急救援中顯現(xiàn)出極強(qiáng)的應(yīng)急通信保障能力。消防衛(wèi)星通信和短波通信是應(yīng)急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災(zāi)害的基礎(chǔ)保障設(shè)施。
3.2 消防通信指揮中心
消防通信指揮中心是消防部隊(duì)信息通信和作戰(zhàn)指揮的中樞,具有受理報(bào)警、滅火救援指揮調(diào)度、信息情報(bào)支持等功能,負(fù)責(zé)火災(zāi)及其它災(zāi)害事故的接處警受理和消防救援力量的調(diào)度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設(shè)置了包括治安、交通、消防在內(nèi)的接處警指揮中心,建立了統(tǒng)一的集中受理和多部門聯(lián)動的接處警平臺,一些城市還進(jìn)一步將醫(yī)療救護(hù)、安全生產(chǎn)等應(yīng)急救援相關(guān)的領(lǐng)域納入其中,并形成城市綜合應(yīng)急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機(jī)定位技術(shù)和gis技術(shù)確定報(bào)警人的位置、使用短信平臺受理報(bào)警、即時監(jiān)控救援力量的行動狀態(tài)、通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)獲取災(zāi)害發(fā)生區(qū)域的現(xiàn)場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)針對本地的實(shí)際情況,綜合考慮未來城市應(yīng)急救援體系的發(fā)展,確定消防通信指揮中心的建設(shè)發(fā)展方案。
移動消防通信指揮中心是設(shè)置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關(guān)功能的移動指揮平臺,通常包括調(diào)度指揮臺、輔助決策信息系統(tǒng)、多種無線通信系統(tǒng)、火場圖像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、現(xiàn)場廣播、供電及照明等其他輔助設(shè)備,是眾多救援力量參與的復(fù)雜災(zāi)害事故處置現(xiàn)場中通信指揮的關(guān)鍵因素。按照城市規(guī)模和應(yīng)急救援體系的建設(shè)情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規(guī)劃中的重要問題。
3.3 消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)
消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)是包括了滅火救援指揮、消防監(jiān)督管理、部隊(duì)管理和消防公眾服務(wù)等多種應(yīng)用功能的信息系統(tǒng)集成,是消防通信中應(yīng)用軟件的主要部分。按照消防部隊(duì)信息化建設(shè)總體規(guī)劃和部署,各級消防部隊(duì)將逐步推廣和應(yīng)用包括消防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、消防公共服務(wù)平臺及各消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等部分的一體化業(yè)務(wù)平臺。目前各地統(tǒng)一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監(jiān)督管理、部隊(duì)管理和公眾服務(wù)等信息系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用,而對于消防基礎(chǔ)信息平臺、滅火救援指揮系統(tǒng)等面向滅火救援指揮和管理的信息系統(tǒng),因受到基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況的局限,各地的應(yīng)用程度差異較大。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)將建立和完善城市地理信息、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)信息、危險(xiǎn)源信息、水、電、生產(chǎn)、醫(yī)療救護(hù)信息等內(nèi)容的城市應(yīng)急救援基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫,以及按照城市應(yīng)急救援的具體需求開展消防指揮調(diào)度系統(tǒng)、消防指揮決策系統(tǒng)、重大危險(xiǎn)源評估系統(tǒng)、模擬演練等系統(tǒng)的應(yīng)用納入到消防通信規(guī)劃中重點(diǎn)建設(shè)。
4、未來發(fā)展趨勢
隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展,眾多高性能的通信技術(shù)將逐步應(yīng)用于消防通信領(lǐng)域中,不斷推進(jìn)消防通信的發(fā)展。目前第四代移動通信技術(shù)已進(jìn)入實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質(zhì)量傳輸數(shù)據(jù)信息的重要手段。信息通信硬件設(shè)備的發(fā)展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設(shè)備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應(yīng)用,使災(zāi)害救援現(xiàn)場各級指戰(zhàn)員具備強(qiáng)大的信息通信能力,數(shù)字集群通信、衛(wèi)星通信、微波數(shù)據(jù)通信等通信設(shè)備也將廣泛裝備到各級消防部隊(duì)中,逐步成為普遍配備的常規(guī)通信手段。隨著城市災(zāi)害聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè),消防通信指揮中心可以智能感知火災(zāi)等災(zāi)害事故的發(fā)生并及時獲取相關(guān)災(zāi)情信息,極大的提高消防部隊(duì)對災(zāi)害事故響應(yīng)能力。此外物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)、ad hoc網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用于消防領(lǐng)域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應(yīng)急救援現(xiàn)場的災(zāi)情狀況和救援實(shí)力狀況,實(shí)現(xiàn)天空地一體的消防通信體系和數(shù)字化指揮調(diào)度體系。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)結(jié)合未來通信新技術(shù)的發(fā)展,合理規(guī)劃和部署城市消防通信建設(shè)。
5、問題和建議
消防通信的發(fā)展應(yīng)與城市應(yīng)急救援體系各方面的發(fā)展情況及相關(guān)領(lǐng)域的具體情況協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由于通信技術(shù)的發(fā)展速度較高,消防通信規(guī)劃編制中應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)見未來城市消防通信的需求,在首先確立適合消防通信發(fā)展總體框架基礎(chǔ)上靈活的選擇兼容性好、生命力強(qiáng)并具備開放和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)和設(shè)備,有效避免重復(fù)建設(shè),并盡量降低系統(tǒng)升級換代和改造的成本。發(fā)展中還應(yīng)重視基礎(chǔ)通信設(shè)施建設(shè),切忌盲目追求新技術(shù)和熱點(diǎn)技術(shù)。可靠度和抗災(zāi)能力是消防通信系統(tǒng)中不能忽視的問題,應(yīng)充分考慮應(yīng)急狀況下缺乏電源供給、設(shè)備損壞、大量用戶占用等特殊情況的系統(tǒng)運(yùn)行,合理劃分系統(tǒng)中緊急與非緊急應(yīng)用的分工、采取冗余和備份設(shè)計(jì)、增設(shè)應(yīng)急狀態(tài)的專用模式等手段提高系統(tǒng)可靠程度和對災(zāi)害的抗擊能力。此外消防通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還應(yīng)充分考慮到互聯(lián)網(wǎng)、公安網(wǎng)、公眾話務(wù)網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)等多個獨(dú)立通信網(wǎng)絡(luò)中各種系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的融通,設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量將系統(tǒng)各具體應(yīng)用建立在統(tǒng)一的平臺和網(wǎng)絡(luò)中,并采用一些安全穩(wěn)妥的連接手段,共享和交換各網(wǎng)絡(luò)間的信息數(shù)據(jù)。
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