通信指挥管理信息系统

通信指挥管理信息系统（精选9篇）

通信指挥管理信息系统 篇1

摘要：多样化军事任务的复杂性和多变性, 迫切需要多样化的通信保障。从多样化军事任务对通信保障的需求出发, 分析了通信指挥管理信息系统的结构柔性、运行柔性和数据柔性的需求, 对通信指挥管理信息系统的总体构成、功能组成和总体技术体系结构进行了初步研究, 说明了系统结构柔性、运行柔性及数据柔性的实现。

关键词：通信指挥管理信息系统,SOA,柔性,工作流管理

0 引言

多样化军事任务需要多样化的通信保障。由于军事行动的复杂性和多变性, 通信指挥控制系统集成在支持数据柔性集成的同时, 也必须支持依据指挥控制流程的任务重组和系统重构。传统的通信指挥管理信息系统集成, 提供给用户的是一种固定结构的刚性系统, 无法满足不同通信保障任务编组对通信指挥管理信息系统的个性化需要。另外, 刚性结构的信息系统也不能适应多样化军事任务及战场环境常常变化的特点, 缺乏灵活性, 因此, 构建柔性通信指挥管理信息系统是实施多样化军事任务通信保障的迫切要求。

1 系统概述

通信指挥管理信息系统包括上、中、下3级, 每级由指挥所通信指挥系统、通信部队指挥系统和通信指挥管理支撑系统3部分构成, 共同形成上下贯通、指挥顺畅的网络化、一体化的通信指挥管理体系, 其系统总体构成如图1所示。其中, 中级通信指挥管理系统包括各军种作战集团 (群) 指挥部通信指挥系统, 下级通信指挥管理系统包括各类作战部队通信指挥管理系统。通信部队指挥系统是各级指挥所所属通信部/分队实施指挥控制的信息系统。通信指挥管理支撑系统是支撑各级通信指挥机构掌握通信保障情况, 实施通信指挥调度的业务支撑系统。

通信指挥管理信息系统主要由信息收集、通信资源管理、信息处理、综合计划、信息显示、指挥控制、模拟训练等功能子系统组成。

① 信息收集子系统:自动采集各种网络管理监测设备的网络运行状态信息、自动及手工上报的通信保障情况, 为指挥员提供实时准确的通信保障情况;② 通信资源管理子系统:维护通信资源数据。通信资源包括动态数据和静态数据, 是通信指挥决策的基础数据;③ 信息处理子系统:主要完成信息登录、格式检查、通信计算、战损估计、情况综合等;④ 综合计划子系统:通信指挥人员结合自己的经验和判断, 在通信保障信息的支持下, 完成通信保障计划的编制;⑤ 信息显示子系统:以文字、图形图像等多种形式, 为通信指挥人员近实时提供形象、直观、清晰的通信保障综合情况;⑥ 指挥控制子系统:对所属通信部队下达通信保障指示, 实施通信指挥控制。

2柔性需求分析

为保障多样化军事任务的需要, 通信指挥管理信息系统在系统体系结构、运行、数据等方面应具有柔性特征, 这种柔性主要体现在下述方面:

(1) 结构柔性

多样化军事任务的规模、作战样式、作战地域等要求通信指挥管理信息系统的结构具有伸缩性。首先, 系统规模随通信保障任务规模的变化而变化, 参与各通信保障任务的通信指挥信息系统、通信部队指挥系统及通信指挥管理支撑保障系统以及各系统内部功能子系统不尽相同, 其次, 系统可以集成新的系统以及原有系统, 动态地替换功能构件, 或迁移到其他平台。

(2) 运行柔性

支持组织结构、信息流向、通信指挥作业流程等通信指挥要素的动态调整。首先, 系统要支持多种指挥决策方式, 包括问题求解方法、知识处理方法、数学建模方法、数据挖掘方法等等;其次, 系统要能够灵活地组织这些求解方法;另外, 求解过程中允许用户进行适当的干预;最后, 系统的运行逻辑应具有某种程度的动态可修改性。

(3) 数据柔性

数据柔性的具体形式:① 软件可以挂接不同形式的数据源:数据源可以是文本、XML文本、EXCEL 表、数据库等多种数据源, 这些数据可能存放在本地或网络上不同的位置;② 能够采用多种数据形式进行数据的交换;③ 允许数据结构、数据范围和数据类型的变化。

柔性数据集成可屏蔽不同数据源数据在存储格式、语义和结构等方面的差异, 使用户以一致的方式方便快捷地进行数据交换和数据共享。

(4) 系统开放性

系统必须具备系统开放性以保证上述3种柔性的实现, 这种开放性同时为系统与其他信息系统的链接提供方便。

3技术实现

3.1总体技术体系结构

采用面向服务 (SOA) 的体系架构, 通过企业服务总线技术和工作流管理技术来实现系统柔性。如图2所示, 在面向服务的通信指挥管理体系结构中, 系统中的基础共用、通信通用和各分系统的通信专用软件被包装成各种通信指挥业务服务, 通信指挥工作流管理服务依据通信保障任务要求对服务组件进行流程编排, 实现通信指挥流程的动态整合。

面向服务的体系架构中共有3 种角色, 它们分别是服务提供者、服务请求者和服务注册中心 (UDDI) 。其中服务提供者负责通信指挥服务功能的具体实现, 并通过注册服务操作将其所提供的服务发布到UDDI, 当接收到服务请求者的服务请求时, 执行所请求的服务。服务请求者则是服务执行的发起者, 首先需要到UDDI中查找符合条件的服务, 然后根据服务描述信息进行服务绑定和调用, 以获得需要的通信指挥功能。而UDDI则用来为服务提供者提供注册服务, 提供对服务的分类和查找功能, 以便服务请求者发现服务。

通信指挥管理门户是一个将系统的所有应用和数据集成到一个信息管理平台之上, 并以统一的用户界面提供给用户的信息门户。它基于Web系统, 向分布各处的通信指挥管理用户提供通信保障信息, 帮助用户管理、组织和查询与通信保障相关的信息。

通信指挥人员使用计算机终端通过浏览器登录WEB门户站点, 完成用户登录及查询浏览数据、分析报表及指挥决策支持信息, 并进行相关通信指挥管理操作。根据通信指挥业务的需要, 用户也可以从浏览器上下载客户端软件进行安装, 通过web服务, 完成通信保障信息的处理和通信指挥控制。

3.2服务封装与发布

系统中的服务包括适用于各级各系统的基础服务、通信通用服务和专用通信服务。各种服务均封装为WebServices 服务软件包, 使用WSDL向UDDI注册。当通信指挥作业流程需要服务时, 服务消费者首先向UDDI发送查找请求、收集并选择合适的服务, 获得需要服务的位置以及服务接口的WSDL 描述信息, 然后通过SOAP协议从中获得相应的服务。

为便于各通信指挥管理系统独立执行通信保障任务, 各系统既相互关联, 又自成体系。各系统设置应用服务器, 管理维护所需的各种服务。其中, 总部级系统中的应用服务器为主服务器, 负责各基础服务软件、通信通用服务软件的版本管理及发布。

系统中的UDDI具有自主性、自治性、协同性和智能性特征, 并呈树状级联结构。总部级通信指挥系统中的UDDI为根节点。每一UDDI负责本系统服务的注册与查找, 同时, 也负责所辖下级各系统的服务的注册与查找。各级的UDDI级联工作, 下级的UDDI向上级UDDI复制所拥有的服务注册信息。当执行通信保障任务时, 依据通信保障任务对部队编成编组的需要, 对参加本次保障任务的系统/子系统进行组织结构、功能子系统等进行整合与编排, 实施系统重构。重构系统时, 一般可指定原高级别系统中的UDDI为重构系统的UDDI, 该UDDI可动态搜集获取所需的服务注册信息并为重构系统提供注册与查找服务, 从而实现全系统内的通信服务动态更新与使用。

3.3工作流管理

工作流管理系统完成通信指挥工作流的定义和管理, 并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行。其主要目标是对通信指挥过程中的活动、环节发生的先后次序以及各步骤相关的人力或信息资源等进行管理, 从而实现通信指挥流程的自动化。

工作流管理包括工作流过程定义, 工作流部署, 工作流引擎。针对特定通信保障任务, 先要进行工作流过程定义, 对业务流程进行描述, 然后进行部署;当任务执行时, 工作流引擎读取工作流过程定义, 依据现有的通信服务资源进行作业单元的自动组装, 实现通信保障任务流程自动化流转, 保证任务在正确的时间传递到正确的人进行处理。

考虑到战场环境的复杂多变, 在工作流管理系统中引入智能agent, 针对通信指挥流程执行过程中出现信息不足或者请求资源不可用等情况, 由agent捕捉工作流运行时环境、资源和用户三者的语义关系, 通过策略匹配为用户提供更多的备选方案, 保证通信指挥流程的柔性运行。

3.4数据柔性

为实现系统的柔性集成, 各种数据源均被封装成粒度不一的数据服务, 根据元数据结构, 不同粒度的数据服务可以按照需要随意组合, 以满足更为复杂的信息访问请求。数据不再以点对点的方式而是以数据服务的方式获取。这种集成是动态的, 可以随时根据需要组织数据的集成方式, 得到不同的集成视图, 实现按需集成, 方便地获取最新的数据。

另外, 数据服务也可以与由其他应用、系统封装而成的非数据服务协同运作, 通过流程编排与管理, 一起完成更为复杂的功能。

柔性数据集成体系结构由数据源适配层、服务包装层、服务层、数据访问层组成。其中, 数据源适配层由包装数据源的各类适配器组成。它们遵从标准接口方式编写, 能动态加载, 可独立地为新数据源编写适配器, 并方便地接入系统。数据源的类型不限, 可以是数据库、文本文件、XML文档等。

服务包装层将数据源适配器包装成标准WebServices, 这样就将对数据源的API访问模式转变为服务的提供模式。该层的服务包装器可同时包装多个数据源适配器, 从而能对来自1个或多个数据源的数据进行逻辑处理, 以将其转变为更有意义的信息。服务包装层隔离对数据的访问细节和对数据的逻辑处理细节, 又可以解决并发访问问题。

服务层调度服务的执行, 驱动数据集成的处理。它将数据集成请求转变为对服务的调用请求, 查找适当的服务、绑定服务并调用服务。数据访问层提供相应数据源的内容及格式、与该数据源有关的应用系统、使用此数据源的安全性需求、非功能特征等。它主要负责元数据管理和目录服务, 也以Web服务的形式提供, 用户可以很方便地以一种标准的方式访问它。

为了解决不同系统的数据语义异构性的问题, 集成框架提供语义服务。语义服务根据数据获取服务提供的数据语义信息, 通过本体推理在不同数据源间实现不同模式间的语义匹配和映射。

4 结束语

本文从多样化军事任务对通信保障的需求出发, 分析了通信指挥管理信息系统的柔性需求, 说明了系统结构柔性、运行柔性及数据柔性的技术实现。通信指挥管理信息系统是一个复杂的巨系统, 其技术实现方法还依赖网络基础设施的完善与管理, 同时, 网格服务技术、智能协同技术和智能移动代理技术的应用将有助于系统柔性的提升, 相关技术在柔性系统中的应用还有待进一步研究。

参考文献

[1]陈峻.公开情况信息搜集分析系统总体设计[J].无线电通信技术, 2008, 34 (3) :38-40.

[2]王恒, 刘振宇.基于SOA的动态数据集成框架[J].计算机与现代化, 2008.15 (3) :35-37.

[3]姚志林.基于本体的工作流为中心协同工作关键技术的研究[D].吉林大学, 2007.

[4]熊安萍, 王化晶, 蒋溢, 等.一种基于SOA的数据集成体系结构[J].重庆邮电大学学报 (自然科学版) , 2008, 20 (4) :480-485.

通信指挥管理信息系统 篇2

第2期

漯河市人防办指通科二〇一二年二月二十七日

多措并举，加快推进市国防动员应急指挥中心建设

今年6月份，河南省军区将在我市召开全省司令部建设工作现场会，省军区主要领导认为我市正在建设的国防动员应急指挥

中心是集人防应急指挥、政府应急指挥、军分区作战指挥等多功

能于一体的信息化指挥平台，在全省乃至全国具有典型示范意义，届时，济南军区、河南省军区领导及参会人员将莅临我市国防动员应急指挥中心参观指导。为高标准、高质量的完成任务，迎接全省司令部建设工作现场会的召开，充分展示漯河形象，扩大漯河影响，在漯河军分区的直接领导下，市人防办采取各种切实可行的措施，保障漯河市国防动员应急指挥中心建设顺利推进。

一是成立了专家技术领导小组，负责审查建设方案，对设计方案和建设程序进行指导，对建设各个环节进行把关；二是制定工作台账，落实责任制，倒排工期，操作人员全程参与国防动员应急指挥中心建设，确保按时保质保量完成任务后，能够立即使用；三是建立联席会议制度，每周组织建设单位和承建单位召开联席会议，研究解决建设过程中存在的问题；四是完善立法，解决国防动员应急指挥中心机构设置和维护经费，为今后市国防动员应急指挥中心顺利运行提供保障。

目前，市国防动员应急指挥中心已完成院内绿化、道路硬化、家具配备等工作。下一步，将进行应急指挥平台建设方案技术审批、组织招标、投标等工作，确保按时保质保量完成任务，迎接全省司令部建设工作现场会的顺利召开。

2012人防指挥通信专业技术训练拉开序幕

为加快推进我市人防信息化建设，不断提高我市人防指挥通

信保障能力及指挥通信人员的业务技能，更好完成战备执勤和通信保障任务，切实落实国家人防办在“十二五”期间提出的“将人防训练摆上战略位置，在人防系统掀起大抓训练的高潮”要求，近日，指挥通信科制定下发了《2012年全市人防指挥通信专业技术训练演练实施方案》（以下简称方案）

《方案》明确提出了2012年人防指挥通信专业训练计划、要求全市人防系统指挥通信专业技术人员要按照所规定训练内容，科学制定训练计划，参照教案及考核制度，做好训练准备，严密组织施训，做到突出重点、科学施训，同时加大无线电专业、全市“三网合一”指挥通信系统、警报遥控系统以及机动指挥通信系统训练力度，强调要在训中学，学中练，学习新知识，掌握新技能，确保人员、时间、内容、效果四落实。

《漯河市防空袭方案》修订工作进入地图标绘阶段

今年年初指通科通过多次召开防空袭方案修订工作会议,邀请专家授课，培训防空袭方案修订工作人员，初步形成了漯河市防空袭方案修订初稿,为更好地完成防空袭方案修订工作,解决防空袭方案修订工作中遇到的疑难问题,尤其是地图的标绘问题,近日，指通科邀请解放军信息工程大学孙永博士对我市防空袭方案地图标绘工作进行了指导，并建立了漯河市防空袭方案地图标绘系统，该系统包括基础地图管理、专题要素标绘、专题图展示、跟踪监控、指挥调度、动态反演与模拟和输出等功能，满足了我市防空袭方案修订地图标绘需求。

通信指挥管理信息系统 篇3

指挥信息系统, 是指以信息为主导, 以通信和计算机网络为依托, 由各类高效能软件支持的传感器、传输设备、处理系统和信息终端组成的新型指挥系统。指挥信息系统的指挥形式由“树状”向“扁平”转变, 控制方式由“直线式”延时控制向分布的“节点式”实时控制转变, 平台结构由“平面链接式”向“立体栅格式”转变。通信指挥平台的合理运用, 将对整个通信部队的作战指挥能力提供强力支持。

1指挥信息系统在通信部队的应用现状分析

1.1训练科目少, 缺标准、缺人才

指挥信息系统的概念提出以来, 各部队院校, 各作战部队都对其进行了各个方面的研究和探讨, 对指挥信息系统在应急作战、常规训练中提出了许多有效的见解和看法, 但是目前还没有形成系统的、全面的、通用的训练科目、训练方法、训练内容。大多通信部队的作战力训练还停留在机械化时代。

此外, 各作战部队主体, 往往提出了自己小范围的训练标准, 各个标准之间缺乏通用的模式, 在训练和演习过程中, 指挥信息系统却不能依据统一标准进行指挥。另一方面, 指挥信息系统所需要的人才还存在欠缺, 技术设备的运用缺乏思想火花的碰撞, 指挥信息系统在作战能力提升上还略显呆板, 缺乏灵动性。

1.2数据支撑少, 缺融合、缺共享

现有的指挥信息系统应用训练, 还是以单模块、单系统为主, 系统运行真实数据请领困难, 模拟数据尚未建成, 很难组织多功能模块的综合组网演练。

各系统数据之间融合与共享机制运行不畅, 各种资源、各种数据还没有高度融合, 融为一体, 在开展一体化指挥行动时, 指挥构成、力量编组、资源分配上无法做到“互联、互通、互操作”, 在指挥能力上无法实现资源整合以及效能倍增。

1.3训用连贯差, 缺互通, 缺应用

目前, 通信部队的指挥作战还主要应用在演习过程中, 平时训练的少, 训练也主要在本部队内部训练, 缺少与相关部队、院校的联合训练。

此外, 在训练和演习中, 基础数据工程未引起重视, 信息种类不全, 格式不一, 数据库互不关联, 作战指挥能力弱, 大多数武器装备尚未与情侦、指控系统实现交链, 实时获取信息和抗精确打击能力弱。

对于通信部队需要什么样的指挥信息系统研究的成果不多, 论证不深、分析不透, 平台如何提高指挥作战能力, 作战指挥信息流程如何设置, 数据格式怎么确定。这些问题都还没有得到很好的解决, 普遍存在建、学、用、训结合不紧的问题。

2指挥信息系统在通信部队出现短板的原因分析

2.1思想认识上还存在一定的误区

指挥信息系统概念提出以来, 各通信部队虽然都采取多种方式方法进行了学习、探讨、演练, 但是, 在思想认识上还存在一定的误区, 老的作战理念、作战思维还在影响着通信指挥系统的建设者、使用者、训练者, 还没有跳出老式作战理念的范畴, 效果出现偏差。

2.2军事训练上还存在一定的失衡

不管是新兵训练、还是老兵的常规训练, 都还是依据老的模式进行, 没有进行有效的突破。指挥信息系统的内涵包括了“化物”和“化人”两个方面, 但是目前指挥信息系统的“化物”物质基础设施建设取得了阶段性的成果, 但是在“化人”上着力不够, 欠账较多。没有紧贴指挥信息系统展开专业人才的训练和培养。

2.3普及运用上还存在一定的断档

通信部队的指挥信息系统在普及运用上的扩散力还不够, 指挥信息系统本身不能自动发挥通信指挥功能, 不能生成指挥能力, 只有通过人的指挥运用才能发挥其才能, 因此, 目前的指挥信息系统在通信部队的普及运用还是存在欠缺, 缺乏大量实践运用产生的扩散效应。

3指挥信息系统在通信部队的建设对策

3.1统一指挥, 统一标准

围绕应急作战准备, 统一指挥体系, 统一作战计划、组织指挥和具体行动, 依据统一的标准指挥信息系统建设, 实现系统构成要素有机链接。

运用统一的标准对各种指挥信息系统及其配套软硬件, 以及通信指挥系统武器装备以及配套产品的基数体质, 结构模式、功能形态和互联互通互操作等进行规范统一。

统一指挥、统一标准的前提下, 开展训练科目研究, 依据训练科目, 依据指挥信息系统, 训练专业素养人才。

3.2强化手段, 融合数据

通信部队在指挥信息系统应用上要完善侦察、通信等网络系统, 增加对卫星通信、微波通信和侦察雷达、火控雷达的干扰装备, 组建具有网络进攻与防护能力的专业分队。抓好数据库建设, 加强对敌各种用频装备电磁参数、侦绕频段、发射功率等情况的掌握, 为指挥决策提供数据支持。依据通信部队任务需求, 对指挥信息系统平台进行适应性完善, 整合各方有利资源, 集成现有指挥信息系统各类数据资源。

3.3普及运用, 有机结合

推动指挥信息系统在通信部队的建设, 必须把高标准、高质量的建与战备、训练和日常工作的广泛应用紧密结合起来, 实现建用互动, 以用促建, 确保指挥信息系统在应用中发挥效益, 提升指挥能力。深化对指挥信息系统各系统组织运用的研究, 强化各系统之间的运用, 坚持从领导做起, 全员扩散, 突出指挥信息系统指挥训练, 促进官兵掌握其主要性能, 并创造性地进行组织运用, 实现人与系统的有机结合。

4结束语

计算机通信技术的发展, 为军事指挥系统的更新提供了技术支持, 在新时期, 我国的军事指挥系统正处在改革的重要阶段, 本文对通信部队的指挥信息系统在实际运用上进行了初步分析, 并指出了目前存在的不足, 训练科目少, 缺标准、缺人才, 数据支撑少, 缺融合、缺共享, 训用连贯差, 缺互通、缺应用等, 并对如何提高通信部队利用指挥信息系统, 提高整体作战能力提出了对策和建议, 对提高指挥信息系统在实际中的应用具有积极意义。

参考文献

[1]薛振权.通信兵基于信息系统的组训方法探析[J].军事通信学术, 2012 (5) .

[2]吕东, 彭庆光.信息化条件下通信兵训练应处理好四个关系[J].国防信息学院学报, 2013 (5) .

通信指挥管理信息系统 篇4

解决方案

应急通信指挥系统涵盖卫星通信系统、视频图像采集系统、无线通信设备以及勤务保障车系统等。为满足国家和各应急单位处置各种突发事件，发挥减灾、救灾的作用，适应应急部门快速反应机制的建设，需要建设应急通信指挥系统，以确保在发生上述事件情况下，能有效地实现现场图像、信息采集传输与指挥处置的应急通信保障。在经历过“五.一二”汶川地震以及08奥运的通信界人士都认识到，在“突发性公共事件”发生时，各相关部门需要迅速应对。相关部门人员和资源的调配，整体组织协调、指挥，及掌握第一现场信息资料的能力高低与速度快慢，都将直接影响到事件应对及处理的成与败。

国务院分别对“国家安全生产”、“处置铁路行车事故”、“民用航空器飞行事故”、“海上搜救”、“城市地铁事故灾难”、“电网大面积停电事件”、“核应急”、“突发环境事件”、“通信保障应急”等9项事务发布了事故灾难类突发公共事件专项应急预案。结合这些事件的发生特点和危害等，可以看出，大多数事件都离不开应急通信指挥系统和应急通信车的支撑。应急通信指挥系统，在近年内国内连续举行的重大活动、和相继发生的重大自然灾害、重大安全事故中扮演了重要角色。应急通信车，在汶川地震中几乎是起到了“奇兵”的重要作用。该车辆不同于公网移动通信使用的制式，所提供的无线视频、无线语音、集群调度等业务都承载在专用终端上，目标市场应用为发生自然灾害、突发事件、电信网络中断、需要专用通信系统场景时的无线通信。与其应急通信指挥系统和应急通信车相关联的业务系统包括地面指挥中心、卫星通信、无线宽带通信、现场应急通信车、多业务作业终端、手持调度终端等。

应急通信指挥车是整个应急通信系统的重要组成部分，可独立作为现场指挥部，具备事故现场与指挥中心的联网功能，同步进行处警调度和指挥，特别是较大事故现场和特大型事故现场的处置能力。应急通信指挥车应支持现场处警，现场声音和图像实施传输的功能，并且能进行事故现场的无线通信组网、数据传输等功能。应急通信指挥车以机动车为载体，通过车载设备采取有线或无线方式采集图像数据资料，为车内的指挥员提供现场综合信息；利用卫星通信手段与信息中心建立联系，形成电视电话会议功能；实现信息中心数据库共享和通信，可接入互联网；连接单位电话专网、PSTN公用电话网。车上同时配备350M、800M集群系统以满足应急调度指挥系统。应急通信具有调度指挥功能，卫星通信、图像采集、数据显示等核心功能，同时还担负与指挥中心的通信，上级数据库卫星联网等功能。大唐电信解决方案系统特点 大唐电信研发的应急通信指挥系统和通信指挥车方案具有目前应急通信市场上较为领先的技术功能，具有如下优势特点：

1.统一管理性强：可实现多种应急指挥方式并存，以指挥调度中心为核心的平台下，依托多个层级的有线网络、无线网络，形成现场二级调度，将实时的图像回传到指挥中心，并快速的建立起现场指挥调度的通信平台；异地协同调度，系统支持多调度台协同调度，可以让现场人员和远端指挥中心的人员实现异地协同调度，极大的提高工作协同的能力。2.多种通信方式相融合：该系统采用先进的全IP平台，将视频、语音调度等融合为一，在同一个无线、有线、卫星通道上，实现了视频回传、应急语音调度、视频电话会议等多种功能。

3.兼容性强，多接口保证通信畅通：调度系统支持卫星通道、本地无线通道、现场PSTN接口、GSM/CDMA无线网关等多种对外通讯的接口，可以在不同情况下，最大的保障通讯畅通；并且可以和340M的无线对讲系统对接。4.移动视频监控：通过多业务作业终端视频设备和车载视频终端，可将现场图像实时上传至应急通信车或指挥中心；单兵视频终端也可以实现视频采集，将现场图像传回指挥中心，并通过视频服务器分屏显示在监控台上。

5.无线广域覆盖：工作于1800MHz频段的下一代无线宽带基站最大覆盖半径可达20km，城区单基站典型覆盖半径可达1～3km，郊区环境典型覆盖半径可达8～13km。工作于400MHz频段的下一代无线宽带基站覆盖半径最大可以达到30～50km。产品性能特点 在地面指挥中心部署核心的应急通信系统，通过卫星信道建立与通信车的通信信道。应急通信系统具备强大的通信交换能力，为指挥中心与通信车、现场移动多业务终端、手持终端设备之间提供交换连接服务，并可实现与公共电话网之间的连接；应急通信车可以实时处理现场传输过来的语音、视频信息，与地面指挥中心形成统一的指挥平台。

车载下一代无线宽带通信系统具有频谱利用率高、抗多径能力强、非视距（NLOS）传输等优势，在5MHz带宽上基站单扇区吞吐量15Mbps，单终端吞吐量3Mbps，在选用12米升降桅杆时，车载基站的最大覆盖范围超过10公里。

应急通信车主要实现的功能如下：

 分布式调度指挥

地面指挥中心和应急通信车分别配备独立的调度系统，调度机和视频服务器可作为主从关系存在，现场应急通信车中的设备可以实时将现场数据上传至指挥中心总服务器，作为二级调度系统或视频会议系统的分会场；在卫星链路有压力或失效的情况下，现场应急车调度系统自成体系，完全可以独立对现场进行指挥调度，可通过现场应急通信车的视频服务器召开局部视频会议、对本地视频信息进行录像和保存，很大程度可减少卫星链路压力。二级分布式调度系统，可协同工作，可互为备份，可分担压力，是整套系统的优势所在。

 现场视频回传

通过多业务作业终端视频设备和车载视频终端，将现场图像实时上传至应急通信车或指挥中心，应急通信车或指挥中心的视频服务器将输出到监控台实时显示，图像清晰、画面流畅，指挥中心领导可依据现场图像做出各种实时决策。

 车载视频监控

指挥中心监控画面可以通过应急通信车上的车载视频采集终端监控现场情况，并可以远程控制视频终端的监控方向和角度。在车上的作业人员也可以同步监控摄像头画面，便于观察现场情况。

 指挥中心与现场语音调度通信 指挥中心通信设备通过卫星链路可以和现场通信设备建立双向语音通话；通过网关设备，可以将GSM和传统公网电话系统接入调度网络；指挥中心调度台可对所有终端灵活分组，随时可发起单呼、组呼、会议和广播等语音调度指令。

卫星通信可选择静中通或动中通，满足各种不同情况下的业务需要，同时根据地域的不同推荐最适合当地的卫星通信链路。

 现场通信系统 应急通信车通过车载无线宽带基站设备，为现场提供无线通信覆盖。现场工作人员可以配备手台或者多业务作业终端，应急通信车上可配备车载调度终端和车载视频设备，这些现场终端之间通过无线链路实现语音、视频互通，现场终端还可以通过基站设备实现与指挥中心通信设备的语音、视频通信，实现调度任务的上传和下达。现场应急通信车携带的GS8网关，可以直接将GSM和PSTN公网电话接入现场的保障系统中来。

 应急多媒体会议功能 指挥中心、救援现场以及其他任何装备多媒体交互终端的地方可进行集视频、语音、数据为一体的多媒体交互会议。系统允许用户通过手机和固话发起会议，这样就可以让在指挥人员进行现场指挥，不需要在调度台前等待情况汇报上来再做出决策。

 远程数据通信功能

现场保障人员可通过多业务作业终端连接电脑，方便的查询指挥中心各类数据库服务器和其他各业务服务器，以获取更多的有效信息用于现场的救援工作。

 集群对讲 现场手台、车载调度终端和多业务作业终端之间可以发起集群对讲，一键即可呼通组内所有终端。

 多业务作业终端

在许多车辆无法进入的小街小巷，保障人员需要离开车辆分布到各个待命或抢修地点，借助多业务作业终端，就可以实时与车辆以及指挥中心保持联系，并可以通过终端上的摄像头随时将保障点的视频图像传送给车辆和指挥中心。由于经常需要在环境恶劣和地理情况复杂的区域进行工作，应急通信指挥车具备以下这些硬件条件：

 安全、快速，有良好的避震系统，适用于多种路况；

 设备的操作简单，准备时间短； 车辆环境系统密封良好，具有良好的防雨、防尘、隔热、保温性能，能够在恶劣的环境下正常工作；车内具有各种环境监控告警装置，保证人机正常工作； 

 防雷、接地、抗风措施：各主要接口均配备可靠的防雷设备，采用可靠接地方案和接地设备，确保车内人机安全，车辆配备液压平衡支撑系统，桅杆选用抗风能力强的天线桅杆；

 电源系统：提供市电、发电机等多种供电方式；

 安全性：系统提供先进的安全告警和保护功能，保证人机安全。

大唐电信应急通信指挥系统应用案例

 河南国土资源厅突发地质灾害应急保障系统 大唐电信根据河南省地质环境监测院对地质灾害监测的工作需要,建立河南省突发地质灾害应急技术保障系统（含地质灾害应急装备）、现场灾情空传（无人机）系统和地质灾害远程会商信息支撑平台三个部分。“河南省突发地质灾害应急技术保障系统”采用的通信手段为卫星通信和单兵无线传输，实现现场图像回传，召开视频会议，数据传输和拨打电话等功能。

该系统可实现部、院、省、地级市等现场的多级会商视频会议系统，为各级领导的决策提供充分的信息保障；同时还可以在省指挥中心在不用调整增加设备的情况下方便地实现省内多级、多点扩容，实现省内网状通信管理及会商。

 云南移动应急通信指挥系统

大唐电信根据云南移动公司对公共突发事件应急通信的工作需要,建立云南移动应急通信指挥系统，包括抢险救灾中的指挥调度、事发现场的公共通信保障和现场监控等，以保证第一时间内恢复时间突发现场通信能力，保障抢险救灾的有效开展。云南移动公司是云南省国有主导电信运营企业，主要经营GSM/TD-SCDMA通信网络。云南移动十分重视应急通信工作，并为此开展了大量的工作。在发生公共突发事件的情况下，云南移动作为本地区国有主导电信运营企业面临两方面需要迫切解决的问题：

公安交通指挥通信系统 篇5

以往的公安交通管理是以道路设岗、纠察违章、现场处置为基础开展工作,而通信工具主要依赖无线手持电台。这种传统的通信手段在处理大的交通事故、车辆资料查询、城市道路疏通、大型集会现场时常常会显得效率低下,力不从心。建设以车载卫星移动通信系统为核心的交通指挥通信系统,对于提升道路交通管理水平,提高交通管理部门的快速反应能力和综合处置能力,迅速恢复事故现场的交通畅通,扩大交通安全宣传范围,提高国民交通守法意识,保障类似奥运会这样大型活动的交通管理指挥调度,应对突发事件等具有超乎寻常的重要作用。

1 系统组成及链路预算

1.1 系统组成

交通指挥通信系统由“动中通”卫星移动通信车、中心站,大、小型指挥车组成,系统网络结构如图1所示。系统采用计算机统一监控管理,具有图文显示、声控告警功能;中心站监控计算机能通过卫星信道遥控卫星移动通信车车顶的摄像机方向旋转;卫星移动通信车、大小型指挥车之间可组成无线局域网和有线局域网;考虑到系统的扩容和发展,中心站天线的口径和各种设备预留了余量,在工程设计中预留了卫星网络管理功能,用以对通信指挥车和日后增加的通信车的频率、功率、带宽进行管理、按需分配,节约卫星资源。

1.2 链路预算

以亚洲3号卫星Ku波段转发器参数为例对系统链路参数进行了预算,预算条件列于表1,预算主要结果列于表2,预算的结果也同时适用其他Ku波段卫星。

从表1,表2所列数据分析,可得出下述结论:

(1) 如果中心站、通信车互传的Modem仅使用Viterbi译码,降雨时要满足BER≤10-7,则要求ODU发射功率56.2 W;如果Modem使用Viterbi+RS码,则ODU输出可降低约2.4 dB;如果Modem采用Turbo编码,则ODU输出可降低约4 dB;

(2) 综合考虑各种因数,卫星Modem使用Turbo编码,通信车配置40 W ODU,中心站配置16 W ODU。

(3) 为提高系统可靠性,中心站ODU、Modem和LNB均采用1∶1热备份工作。通信车的ODU、Modem采用1∶1热备份工作,由于“动中通”天线极化需要实时调整(极化程序跟踪),馈源旋转部分无法承受1∶1冗余LNA的旋转空间和重量,故LNA采用冷备份工作方式,综合业务复用单元也采用冷备份方式。

2 系统功能

交通指挥通信系统要具备多种场合应用和灵活多变的能力,在卫星移动通信车、大小型指挥车上配置多种通信手段,以满足在不同场合、不同状态下对通信系统的需要。交通指挥通信系统具有话音通信、数据通信、图像通信、图像采编及显示、信息存储、电视电话会议、网络管理和监控、GPS卫星定位和GIS地理信息导航等功能。

2.1 设备配置和业务功能

2.1.1 话音通信

卫星移动通信车配置卫星话音通道,提供多路话音通道并预留扩展插槽;配置海事卫星话音通信终端,在海事卫星网络覆盖区提供一路话音通道;配置中国移动GSM通信终端,在中国移动GSM网络覆盖区提供一路话音通道;配置公安网数字集群通信终端,公安网同频同播通信终端,在公安网覆盖区内各提供一路话音电路;同时配置公安网车载数字集群通信基站,在公安网覆盖区以外可以建立临时集群通信的覆盖网络,通过卫星通信链路与交通管理指挥中心进行通信。

2.1.2 数据通信和图像传输

卫星移动通信车配置一路卫星高速数据通道和一路异步数据通道,可提供双向图像传输和数据传输;配置中国联通CDMA通信终端,在网络覆盖区提供一路数据通道和一路单向低速图像通道;配置移动数字广播电视(DVB-T)终端,接收数字图像;

2.1.3 局域网通信

卫星移动通信车配置局域网接入设备,保障车辆之间进行有线、无线局域网接入。

2.1.4 电视电话会议系统

卫星移动通信车配置电视电话会议终端,利用局域网将指挥车中电视电话会议分会场通过卫星通信系统接入公安专网,实现网内电视电话会议互通。

2.1.5 图像采编及显示

卫星移动通信车外配置一架摄像头,并配置升降自动云台,用于满足现场图像采集的需要;配置专业级摄像机一套,并具有无线图像采集和传输功能;配置显示器,为采编人员提供显示监控的功能;配置音、视频编辑设备,对采集到的信息进行编辑、切换等;

2.1.6 信息存储系统

卫星移动通信车配置磁盘存储设备,用于图像、数据及话音的实时存储。

2.1.7 网络管理和监控

卫星移动通信车和中心站均配置网络管理和监控设备,用于对站内设备的管理和监控,同时通过卫星链路中心站和通信车可以相互遥控,对设备进行管理和监控。

2.1.8 GPS卫星定位和GIS地理信息导航

卫星移动通信车配置GPS卫星定位终端和GIS地理信息导航终端, 通信车通过卫星信道向中心站上报车辆所处位置,同时通过GIS地理信息导航终端获取车辆所处位置周边的地理信息。

2.1.9 信息安全

卫星移动通信车和中心站通过配置群路保密设备,可实现网络和信息安全。

2.2 系统总体主要技术性能

(1) 卫星数据业务速率

总速率: 大于双向2 Mb/s,其中: 图像:384 kb/s～2 Mb/s,话音编码:4.8～64 kb/s。

(2) 传输协议:

帧中继

(3) 传输质量

Eb/N0≥7 dB, BER优于10-7。

(4) 互联互通

可接入地面电话网、移动电话网、广播电视网、国际互联网、公安内部网。

3 终端网络的构建

本系统是一个以中心站和卫星移动通信车为交换节点的复合式网络,在该网络中可进行话音、图像、数据等业务的交换。各站终端均以IP网络为主体构建,终端网络拓扑结构如图2所示。

3.1 网络结构

(1) 端站1(卫星移动通信车)与中心站之间通过卫星链路进行通信;端站2(大型指挥车)、端站3(小型指挥车)通过有线或无线接入方式与端站1连接,组成一个以卫星移动通信车为交换节点的集中式网络。

(2) 端站1、端站2、端站3与中心站之间通过中国联通的CDMA网络组成一个以中心站为交换节点的集中式网络。

(3) 端站1、端站2、端站3与中心站之间通过内部数字电视地面广播方式和CDMA方式组成一个以中心站为节点的集中式道路查询网络。

3.2 话音业务

卫星移动通信车话音业务由IP电话和模拟电话组成,通过卫星链路接入中心站电话网,并通过实时通信服务器与专网和公网连接;大、小型指挥车通过有线或无线局域网接入卫星移动通信车,通过卫星链路与中心站电话网连通,实现话音通信。

3.3 图像业务

卫星移动通信车、大型指挥车、小型指挥车和中心站通过代理服务器相互控制其图像源,实现远程图像切换。各端站的IP网络通过卫星链路连接到中心站的代理服务器,由中心站的网管中心授予各端站代理服务器适当的权限,就可以通过代理服务器接入指挥中心的主控制终端,控制其权限内的局内所有视频源。中心站也可通过同样的方式控制各端站的视频源。

3.4 数据业务

数据业务主要是将各端站的终端通过卫星链路接入中心站的数据查询服务器,便于各端站及时查询相关信息。

3.5 系统监控

通过Delphi软件平台编写的专用监控软件对系统内各主要设备的状态进行监视和控制,并用RS 232,RS 485和LAN接口进行本地和远程控制。

3.6 系统安全

由于系统有多种接入方式,因此极易造成系统病毒感染和系统冲突。在系统设计时将系统划分成多个VLAN并封闭其多余的端口,能有效防止全系统病毒感染。设计时合理配置三层交换机,可避免系统出现广播风暴造成系统拥塞。

系统终端业务IP网络如图3所示。

4 结 语

“动中通”移动卫星通信系统可广泛应用于高数据率卫星通信、新闻采集、公安值勤、打击恐怖主义等领域。本文介绍了以卫星移动通信为核心的交通指挥通信系统的组成、系统链路预算、设备配置和功能,并详细描述了终端网络的构建。该系统在北京公安交通管理局投入运行一年多来,软、硬件设备工作可靠,性能稳定。系统的建设对于加强首都道路交通管理,提高交通管理的快速反应能力和综合处置能力起到了保证作用,该系统也可以推广到其他行业使用。

摘要：建设以车载卫星移动通信为核心的交通指挥通信系统,对于提升道路交通管理水平,提高交通管理部门的快速反应能力和综合处置能力是非常必要的。介绍以卫星移动通信为核心的交通指挥通信系统的组成、系统网络结构、链路预算、系统设备配置和各种功能,并详细描述了终端IP网络的构建。

关键词：移动卫星通信,公安交通管理,IP网络,车载卫星

参考文献

[1]甘仲民,张更新,王华利,等.毫米波通信技术与系统[M].北京:电子工业出版社,2003.

[2]康学海.北京公安交通指挥通信系统方案论证.内部资料.

应急通信指挥车通信系统构建分析 篇6

关键词：应急通信,指挥车,通信系统

1 引言

应急通信指挥车系统, 可以在较短的时间内将应急通信设备投入突发事件的发生地点, 进而将突发事件现场情况以语音、图像等方式汇报至指挥中心, 有效提高政府应急部门对突发事件的能力。作为国家应急平台体系中重要的支撑子系统——应急通信保障指挥系统, 其核心是二个平台:应急通信平台和指挥调度平台。二者犹如人的骨骼系统和神经系统, 支撑起国家应急通信保障系统。近年来, 应急通信指挥车不仅是一个现场的指挥中心, 还是一个计算机网络中心、通信中心、监控中心、信息发布中心、各类信息的综合应用点及无线专网信号临时增补覆盖范围等。

2 应急通信指挥车的通信系统

应急通信指挥车以卫星通信系统、微波通信系统及光缆等常规通信系统组成通信平台, 通过卫星链路、微波通信及光纤接入等三种方式直接接入Internet和专网, 加上多媒体应用系统, 组成一个多种手段、反应及时、决策快捷的“数字化移动指挥中心”。

2.1 通信传输系统

⑴卫星通信传输系统:车载应急卫星通信站可以通过卫星链路与地面站进行音、视频通信;具备与地面站数据传输功能, 可以通过卫星链路从地面站接入Internet和专网。

⑵微波通信传输系统:通过微波通信传输系统, 就近接入电信运营企业基站传输, 通过光缆专线将现场信号传送至市应急指挥中心。

⑶光纤接入系统:通过紧急布防应急光缆, 铺设应急通信指挥车到附近的电信运营企业光缆接入点, 通过光缆专线将现场信号传送至市应急指挥中心。

车内所有设备可以安装在定制机柜中, 可以通过无线传输设备将单兵背负的摄像机拍摄的视频, 通过专用通信线路 (含卫星、微波、光缆等方式) 传输至市应急指挥中心。主要传输内容有:图像传输:应急卫星通信车与市应急指挥中心进行对等的图像传输时, 音、视频信号经过图像编解码器压缩, 传输到路由器, 形成统一的数据流, 通过卫星等多种方式传输到市应急指挥中心。其传输速率可以根据实际需要进行组合 (2~4Mbit/s) ;数据传输:应急卫星通信车具有2路数据接口与市应急指挥中心连接进行双向传输。复用器的以太网接口是与外部以太网接口连接并交换数据, 执行桥接算法, 通过HDLC口与收发数据缓存交换数据, 通过复用处理模块等处理后进行传输。两个复用器的以太网相当于网桥, 把应急通信车的局域网连接到应急专网;语音传输:在应急卫星通信车的复用器FXS端口直接接3部电话, 而在应急指挥中心复用器FXO接口通过3路用户线连接到指挥中心程控交换机中, 实现与应急指挥中心电话专网或市话公网的交互。3部通信电话中的一部做为传真机使用, 另外两部可以任意拨打公网电话。指挥中心电话中的任一部电话可以拨打车上的电话, 实现互通。

2.2 计算机及控制系统

通过2套专业车载工控机、车载专用工业级服务器与24端口网络交换机 (具备POE功能) , 采用TCP/IP方式接入指挥指挥中心网络, 实现现场计算机组网及资源共享, 并可与指挥中心交换信息。采用宏控可编程中央控制系统, 用无线LCD触摸屏及专门的操作软件可实现对全车设备的集中控制, 并拥有设备状态显示及一键复位功能, 减少车载设备控制部分。此外, 还需设置有线控制, 可确保所有设备正常操作使用。

2.3 现场视频系统

通过高解晰、低照度摄像机20倍自动变焦镜头及全天候防护罩 (温控感应带雨刷器) , 配备最新型气动升降系统及特制的摄像云台, 可实现全天候、全方位的现场监控功能。升降杆可以方便快捷地将顶部的灯、摄像机云台等设备举升至所需要的高度 (大于6m, 抗风能力160km/h) 可以停留在任意高度。在不使用升降杆时, 电动顶舱门关闭, 整个升降杆和设备处于密封状态, 保护升降杆顶的设备。

配备车内摄像系统1套, 同时配备2路有线DV摄像。连接车内视频接收设备的线缆 (对) 采用防水标准BNC, 长度为100m。线缆采用电动线缆盘收放。车辆通过配备车载型嵌入式数字硬盘录像机可对现场进行录像, 1TB的硬盘可连续录制30天的录像资料, 并可按需回放显示。该设备还可通过USB接口及数据端口与车载电脑或其他设备相连接, 便于录像资料的导入和导出。利用8×8音、视频矩阵及画面管理设备 (包括画面切换和分割功能) , 实现图像的多种形式编辑, 便于选择性地传回指挥中心。车载工控机的光盘刻录功能可记录下事发现场的情况。

2.4 单兵移动监控系统

专用单兵移动监控系统就是基于COFDM通信方式为基础, 再结合先进的图像压缩、数字纠错和加解密、数控等先进的现代通信技术组成的无线多媒体传输系统。该系统由两部分组成:单兵发射单元和单兵接收系统。

单兵便携发射机集成图像压缩编码、OFDM调制、功率放大等单元模块, 实现将AV标准视频流信号调制到无线信号并发送出去的功能;而单兵接收机则反向将接收的无线信号还原为清晰的视频信号, 以供直接输出和监视器显示。

2.5 无线集群专网信号临时增补覆盖

集群设备按一个机柜2路载波考虑, 以便满足容量的需求。另外还需配备分合路器和双工器以满足天馈系统的需求。车载移动基站主要由以下几部分组成:⑴车载移动基站:要求体积小、重量轻、功耗低, 可方便地安装在通信指挥车内使用, 通过车载卫星链路设施提供的E1传输通道, 与TETRA系统交换中心连接。这样, 不仅可以提供现场紧急部署TETRA数字集群系统无线覆盖, 而且还能提供紧急现场与整个TETRA网络的跨站无线调度通信服务。⑵车载移动基站链路设备:主要包括车载卫星天线、卫星天线驱动伺服机构、卫星通道E1接口接入设备等。⑶车载移动基站电源设备:主要包括UPS后备电源、柴油发电机及配电稳压设备等。⑷传输链路:由于TETRA车载移动基站的机动灵活性和位置不确定性, 一般很难采用固定无线或光缆有线方式作为传输链路, 考虑到其使用频度较少 (通常是遇有重大活动或执行重要任务时才会使用) , 因此采用租用卫星链路方式实现基站联网的链路传输, 同时保留微波及光缆有线方式作为传输备份。

2.6 应急通信现场无线指挥调度系统

发生突发事件时, 为了让事件现场各种无线通信手段可以灵活组网, 可以使用美国RAYTHEON公司的应急无线高度指挥系统。该系统可以互连12个电台或电话, 并将其最多可分成7个组或网络。该系统可以匹配传统的模拟电台、集群通信、P25电台、卫星电话、手机、数字集群和PSTN (公共电话网) 等多种通信方式, 利用Vo IP技术进行广域通信。为了满足实际业务需要, 它还具有连续运转记录文档、预设启动程序、交叉互通能力、优先级中断、指挥控制权、监听 (视) 等功能。

参考文献

[1]陈仿杰, 雍海风, 王维平.小型应急指挥通信车工程设计的研究[J].数字通信世界, 2012 (7) .[1]陈仿杰, 雍海风, 王维平.小型应急指挥通信车工程设计的研究[J].数字通信世界, 2012 (7) .

移动应急通信指挥系统的设计 篇7

无线电管理部门迫切需要利用成熟的卫星通信技术,建设车载应急通信系统,包括电话语音、视频会议、数据专线及互联网接入等综合业务,并且可以灵活扩充配备各种网络设备,以全方位满足应急通信的各种需求。

2 建设依据及目标

2.1 必要性

针对无线电管理工作的应急通信现状,为弥补应急通信手段不足的缺陷,从提高指挥协调能力,完善执行任务水平的角度出发,建设移动应急通信指挥系统刻不容缓。近期应着重解决突发情况下的应急通信需求,一是为抢险救灾提供可靠通信链路;二是为国家重大活动提供无线电通信安全保障;三是在重要时期对特殊地区施行无线电管制时,建立安全通信渠道。

为了实现上述目的,传输的畅通是最根本的要求。在当地光缆或者微波等常规传输手段受到破坏无法解决通信问题时,卫星通信可以保证在最短的时间内建立连接,满足应急通信快速、机动、灵活、可靠的要求,为顺利执行紧急任务提供有效的手段。

2.2 设计功能

通过新建移动应急通信指挥系统,达到以下目标:

(1)车载应急通信系统的主要功能,首先是提供指挥中心、机房、现场指挥部、执行任务的各移动站之间的应急通信。

(2)提供对讲机中继系统,作为现场指挥调度的通信工具,并解决现场对讲机系统设备的充电及维护。

3 建设方案

3.1 系统组成

移动应急通信指挥系统主要由音视频图像系统、传输系统、电源系统和车辆系统等组成。

3.2 音视频图像系统

(1)采用12路电话的语音网关设备,具备FXS接口和FXO接口。

(2)采用视频会议系统,车上增加一个视频会议终端,可以方便地接入现在已有的视频会议系统,只需给车上的会议终端配置好相应的数据。

(3)图像传输系统主要包括无线单兵图传、音/视频距阵、图像录播服务器、车顶摄像头等。

(4)数据设备主要包括IP交换机、无线路由器等。

3.3 传输系统

3.3.1 传输系统的配置原则

车载应急通信系统的传输接入方式可采用HDSL、微波、PCM 2Mb/s、光波和卫星等传输方式等。

3.3.2 COFDM多载波无线图像传输系统

在高楼林立的城市地区和山地起伏的野外地区,阻挡较为严重,如何实现快速运动中的高质量视频信号的传输,一直是个难题,COFDM多载波无线图像传输技术的出现,解决了这一难题。该系统使用的技术称为频分复用正交调制,目前,已在移动数字电视上得到广发应用。

3.4 车辆系统

3.4.1 车型选择

选择的原则如下:

必须选择国家发改委允许改装车辆目录上的车辆,交管部门才能根据相关法律法规,发放汽车牌照。

越野性能好,有四轮驱动、有较强动力和较好通过能力的车辆。

选择性价比高、到货期短、维护保养成本低、售后服务好的车辆。

3.4.2 设备装车重量核算

小型车辆以一汽丰田陆地巡洋舰4700为例,由于该车车辆空间(后箱体内部净高1100mm,净宽1 100mm)、承载(拆掉后两排座椅后的车辆净载荷能力为747kg)以及风荷有限,因此考虑采用1.2～1.5m口径的车载卫星天线及风冷便携柴油或者汽油发电机,另外,车内需要安装尺寸为600mm×600mm×950mm以下的1～2个机架,用于安装音视频设备、卫星设备及UPS等。基本能够满足装车要求,载重稍有余量。

3.4.3 车辆厢体

车辆厢体应具有重量轻、强度好、无污染、易修复、结构牢固、不易腐蚀、外型美观等特点。整车尺寸应控制在高3m、长6m、宽2.5m之内,并设置符合有关规定的指示灯。车辆应实现有效的密封,特别是在改装过程中由于安装天线和敷设馈线而破坏的区域,应做好防水处理。车辆厢体外部具有与外部系统连接的接口盘,接口盘上应标明相应的接口类型。同时,接口盘应具有良好的密封性,能较好地防雨、防尘。

3.4.4 控制系统

控制系统主要实现对天线桅杆(塔)的升降、平衡系统、天线方向(俯仰)调节结构、柴油发电机及防雨顶盖等的自动控制功能。控制系统应可实现在外电突然断电时,自动启动柴油发电机供电。同时,控制系统应具有良好的操作方式和控制方式、能够明确显示各系统的工作状态。

3.5 天馈线系统

3.5.1 车顶摄像机的安装

移动应急通信指挥系统的摄像机安装在顶部与侧面的交界处,其要求如下:

摄像机应能够在任意高度和方向上锁定以保持平衡,锁定后在不使用地面拉线的情况下应具备8级风的能力,12级大风不损坏,特殊情况使用时可配置固定地面拉线以保持抗风能力。

摄像机及固定装置应有良好的耐腐蚀性,主体腐蚀失效期应大于10年。

摄像机及固定装置应具有良好的抗风性和稳定性,应满足YD/T5131-2005《移动通信钢桅结构设计规范》。

3.5.2 天线系统的安装

当采用VAST方式时,VAST天线应安装在车辆厢体的顶部。在工作时可通过遥控自动调节对所使用通信卫星的通信方位角和俯仰角,要求的通信方位角能在±90°可调,俯仰角能在0°～90°可调,调节精度不大于0.5°,要求天线能在调节范围内的任意方位及俯仰角下锁定。不工作时要求VAST天线反射面应朝厢体放置。

3.6 车载电源系统

3.6.1 供电设备技术要求

交流供电系统的额定电压为220V/380V (三相五线),额定频率为50Hz,通信电源设备输入电压允许变动范围为额定值的+10%-15%。频率允许变动范围正负4%范围内可以正常工作。同时,在应急车箱体外设有外接市电接口,并配置外接交流电缆,长度不小于50米;内部电源设备与外部电源连接的水密接头要求达到防水6级标准。

车内负载均由UPS交流不间断电源供电,每台UPS都可实现对全部负载的不间断供电。在有交流电源供电时,通过UPS为通信设备提供稳定的交流电,同时在浮充状态下对内部蓄电池组进行充电,当发生交流电源不正常或停电时,由UPS内部的储能设备(蓄电池)放电,通过逆变器和控制器,供通信设备用电。

3.6.2 电源设备配置

应急车的交流供电系统要求就近引入一路较可靠的220V市电,配置1个交流配电箱,1个浪涌保护器SPD (Imax大于等于60kA)。并配置一台发电机和一台UPS,考虑到海拔对UPS输出容量的影响(详见表1),UPS的容量选择为5kVA,同时为保障在外电停止时,能使通信设备有时间保存重要数据,UPS的蓄电池放电时间按5～8分钟考虑。

注:海拔高度超过1000米时,遵循上表降容使用。

3.7 防雷接地系统

移动应急通信指挥系统应采用系统的综合防雷措施包括:直击雷防护、联合接地、等电位连接、电磁屏蔽、雷电分流和雷电过电压保护等,应选择合理的保护等级,确保必要的保护置信度。

5 结束语

近年来,在历经多次自然灾害后,公众有线和无线通信网络的脆弱性暴露无遗。为及时了解情况、抢险救灾,各有关部门均在建设应急通信系统。而无线电管理部门,承担了重大活动保障、紧急情况通信、特殊地区无线电管制等任务,更应该建立完善自身的应急通信指挥系统。本文把握国家政策方向,围绕上级部门业务规划,找准现有系统薄弱环节,设计了移动应急通信指挥系统建设方案。该系统选用国产成熟技术,以语音视频调度联网功能为主,使用物力抗毁性强的卫星传输手段,可以实现跨地区、跨部门之间的实时信息收集和统一指挥协调。同时,本系统也还存在一些不足之处,还需进行进一步完善:一是通信手段完全依赖卫星,可增加短波通信系统备份;二是现场调度能力有限,可升级本地组网功能;三是天线的架设对车辆通行性能有一定的影响,将来可考虑搬移式设计。

摘要：本文就无线电管理部门应急无线电通信系统的现状,分析了具体需求,结合建设的目标和依据,并考虑到现有的技术,重点阐述了利用卫星通信手段建立移动应急通信指挥系统。本文涉及到卫星通信基本理论、多载波COFDM无线图像传输系统特点、防雷工程、车辆改装技术等,着重分析了VSAT卫星系统、卫星通信体制比较、卫星天线系统选择等,详细介绍了硬件的设计改装工作,并对硬件和软件的结合与实现方法进行了进一步分析。

关键词：无线电管理,应急通信,VSAT卫星,车辆改装

参考文献

[1]国家通信保障应急预案,2006.

[2]程韧,蒋磊.现代通信原理与技术概论.清华大学出版社.北京:北京交通大学出版社,2005.

[3]郭建等.基于空基的野外实时图像传输系统的设计与实现.微计算机信息,2008.

[4]项海格等.VSAT卫星通信宽带技术的发展.中国卫星通信广播电视技术第五届国际研讨会,2001.

[5]YD/T 5114-2005.移动通信应急车载系统工程设计规范.

[6]YD/T 5028-2005.国内卫星通信小型地球站VAST通信系统工程设计规范.

[7]YD/T1051-2000.通信局(站)电源系统总技术要求.

消防单兵移动通信指挥系统初探 篇8

纵观国内消防指挥调度通信系统的发展状况，无线通信系统的终端设备通常采用的是手持对讲机或头盔式电台，由于设备成本高、操作不方便等因素的限制，阻碍了三级组网的发展。消防通信三级网是面向现场战斗员的通信联络系统，通过大量的实战调研证明，每个战斗小组中，只有小组指挥员需要上传下达现场的一线信息，如果每个战斗员都参与传递信息就容易造成通信网混乱，加上紧张复杂的状况根本无暇顾及其他的操作，战斗员一般仅需要接收命令即可。所以单向接收方式即可满足需要，这样还大大降低了装备的成本、重量和体积，同时结合模拟语音保密、跳频自动跟踪、恶劣环境可靠性设计等技术，又提高了它在其他方面的性能，例如易使用、保密度高、待机时间长、易于佩带连接等。该项目的研发及推广使用，可推动消防通信三级组网的发展需要，保障火场通信的畅通，提高战斗力。特别可作为紧急状况下信息广播发布的可靠信道来使用，无疑加快了消防通信装备现代化的进程。

2 问题提出

目前现场的通信指挥调度主要依赖于移动通信技术，其形式包括无线常规通信系统和无线集群通信系统两种。常规通信系统技术在国外六七十年代就已经开始走向成熟，目前发达国家对指挥和调度功能要求较高的专业部门都已经开始使用无线集群通信系统。80年代末无线集群通信技术产品开始进入我国，如美国摩托罗拉公司、诺基亚公司产品。由于无线集群通信系统结构复杂，占用频点较多，建立专网和运营费用昂贵，目前采用的主要指挥调度通信方式依旧是无线常规通信系统。

例如，消防部队利用350M公安专用频段无线常规通信系统，组成城市消防管区覆盖网，也称消防一级网。它的功能是：保障消防指挥中心与所属消防大队、中队固定台、车载台之间的通信联络。各级指挥员的少量手持台在通信中心区域范围内也可加入该网。在使用车载电台的条件下，一级网的通信覆盖区通常不小于城市消防管区面积的80%。

采用这种方式实现指挥调度通信系统有如下特点和不足：

◆组网方便、技术成熟、工作稳定可靠;

◆可移动性强、网络覆盖范围较大，且可根据需要扩展;

◆通信实时性强;

◆容易受外界干扰，保密性较差;

◆对于大部分基层干警和战斗员只是接受指挥命令，使用有双向通信功能的对讲机会造成功能浪费;

◆专业的手持对讲机成本较高，目前难以向所有作战单兵配备;

◆执行任务时不便于携带，特别是特勤服装装备情况下无法佩带、操作;

◆手持对讲机功耗大，电池使用时间不能满足长时间执行任务需要。

为了克服现有无线通信指挥调度系统的缺点和不足，使得通信指挥系统更加先进有效，研究开发“单兵移动通信指挥系统”具有非常重要的现实意义。

3 现状分析

目前我国公安系统、武警部队、消防部队、特警以及保安部门所采用的通信方式主要有普通有线电话、GSM手机、无线对讲系统和集群通信系统。其中适合于指挥系统的通信方式主要为无线对讲系统和无线集群通信系统，由于无线集群通信系统信令结构复杂，占用频点多，建立专网系统造价和运行费用都比较高，很久以来我国大多数上述部门的指挥系统通信方式采用无线对讲系统。该系统采用模拟FM调制方式传送语音或双音频数据信号，组网方式为大区制、共享单组频点，由中小功率中继台完成语音接续传送。这类产品绝大部分为进口或国内组装，拥有自主知识产权的国内产品很少。根据功能和发送功率不同可将该系统分为中继台、车载台和手持机三个部分。手持机的数量最多，由于具有双向传输功能，其造价较高，加之回传信道容量有限等一系列因素，始终不能普及到每个基层人员和战斗员手中。例如在很多情况下，消防战斗现场以及防暴队伍现场指挥靠人工喊话或扩音器喊话实现，效果很差，技术落后。

国外该项目领域的技术发展伴随着移动通信的发展，经历了从模拟方式到数字和网络化方式的过渡，由于国外集群通信技术发展较早，技术成熟，所以发达国家从70年代已经陆续采用无线集群通信系统作为对指挥和调度功能要求较高的企业、事业、公安、警察、军队等部门使用。80年代集群通信指挥调度系统在国外的公安、消防、军队等部门已经十分的普及。90年代初期国外数字集群通信技术开始出现，采用数字技术通信有很多的优点，例如：抗干扰能力强;可实现高质量、远距离通信;容易实现加密传输;数字电路的集成化使设备的可靠性大大提高;具有适应各种业务需要的高灵活性以及容易与计算机连网等。

随着无线集群系统的大量使用，频率资源严重不足，于是提出一种从集群专网向集群共网过渡的方案。从国内外整个指挥调度通信系统的发展趋势来看，现阶段及以后较长的一段时期，即使数字集群通信系统开始在我国公安系统、武警部队、消防部队、特警以及保安部门普及，指挥命令传输到每个人身上也需要采用该项目所涉及的产品。原因是作为命令的接收者不需要有回传信息，所以单向接收方式即可满足需要，而它正好节省了大部分的成本，更加适合于该项目的推广。从技术角度讲，该项目的发展方向应该是系列化、小型化、接收多协议化、数字化、标准化。

4 关键技术及要点

4.1 技术要点

本研究采用的技术具有相当的成熟性和可靠性，其中锁相接收技术采用成熟的锁相环路实现，频率稳定。带移倒相方式语音加密传统的频域语音加密技术，接收端自动跟踪前端频点变化，传输方式为技术成熟的双音频编解码方案，外型结构防水、抗震、防爆，模具设计采用整体成型新工艺，其他处理均为成熟的方式。

4.1.1 窄带高频调频FM信号接收解调

该系统分为指挥发送端和接收终端两个部分，信息接收终端窄带高频调频FM信号接收与解调是该项目的关键，其工作原理框图如图1所示。

图1为一个典型的FM超外差式无线接收电路原理，由天线接收的信号首先通过带通滤波器(BPF)滤波送入低噪放电路(LNA)，经过放大的带通信号送入混频器，与PLL锁相环路产生的本振差频出10.7MHz的中频，PLL锁相环路与控制电路形成一个频率合成器，产生稳定的本振信号。I2C总线控制输入的分频系数，后续电路为中频解调与音频放大输出电路。

4.1.2 高频接收回路与低噪放电路

高频接收回路由天线和带通滤波网络组成，带通滤波器带宽为20MHz。为了缩小整个电路的体积，天线采用50Ω微带天线，微带天线的增益较低。另外考虑到后续混频电路需要，在该级插入低噪放模块，由MAX2611完成，可实现最大30dB的增益，由AGC信号控制。

4.1.3 混频电路与中频放大电路

混频器采用三极管共基极混频电路，中频滤波采用陶瓷滤波器，中频放大电路实现20dB的增益。

4.1.4 本振及控制电路

本振信号的产生采用锁相环频率合成技术，CX23055可以产生UHF频段的本振信号，由I2C总线送入分频系数，最小频率间隔为5KHz，可以实现全频段的自动搜索。以下为电路工作原理框图，如图2所示。

它由参考振荡源、参考分频器、锁相环三部分组成。

本设计所采用的锁相环与普通锁相环不同的是，它在VCO的输出端和鉴频器的输入端之间的反馈回路中加入了一个可变分频器。高稳定度的参考振荡源信号经R次分频后，得到频率为fR的参考脉冲信号。同时压控振荡器的输出经N次分频后得到频率为fN的脉冲信号，两个脉冲信号在鉴相器进行相位比较。当环路处于锁定状态时，则有输出信号：

改变分频比N，即可实现输出不同频率f0的目的，从而实现了由fR合成f0的目的。在该电路中，输出频率点间隔Δf=fR。

4.1.5 中频解调与音频放大输出电路

中频解调由鉴频器完成FM中频信号的解调，解调输出的音频信号经过音频耳机放大器放大输出，输出功率为0.2W。

4.1.6 模拟语音保密技术

从本质上讲，对语音信号加密就是破坏语音信号的特性，降低它的可懂度，同时，又要使合法收信人能重新恢复原始语音信号的特性。本设计中采用了模拟语音保密技术，它包括频域置乱和时域置乱等两种基本方式，其中时域置乱需要采用数字存储技术和语音的AD及DA转换，技术实现复杂且成本较高，所以本设计当中采用频域置乱的方式，它又包括倒频、带移倒频、频带分割三种方式。该项目中就采用了带移倒频的方式实现语音加密。

这里首先介绍倒频原理，再进一步介绍带移倒频。

倒频的基本原理是交换信号的高频与低频。将信号的高频部分搬到低频段，而将低频部分搬到高频段。倒频后的信号和原始信号具有相同的频带宽度。如图3所示。

由于原始信号的频率成分被置乱，从而降低了可懂度，起到了保密作用。在接收端用同样的倒相器将信号恢复。

倒频信号的形成是采用一个高于语音通带的载频信号调制语音信号，然后滤除上边带，保留下边带。获得倒频后的信号，接收时处理过程正好相反。

倒频器没有密钥，因此很容易被破解。为了提高保密度，带移倒相器以倒频器为基础引入密钥，通话双方可以根据事先约好的密钥进行通信。

在倒频时，为了使倒频信号落入原始信号通带内，要求载频fc=fh+fl。例如对于频带限制在300～3000频带内的语音信号，取fc=3300Hz。

如果把载频改为4000Hz，得到的信号不再和原始信号处在同一个频带内，但是把高于3000Hz的信号放在低频段，这样得到的信号和原始信号处于同一个频带内，这就是带移倒频的原理。本次设计的带移倒频器有8个可设置的不同的载频，对应于8个不同的频移，可获得8个载频的密钥。

4.1.7 跳频自动跟踪

本项目的设计目的是向基层人员和战斗员传送指挥命令，希望使用信息终端的接收者尽量减少操作，由于现场情况复杂性和任务不确定性，可能需要前端经常改变使用频点，而这时每一个终端都必须调整到与前端发送频点一致，这就给使用带来不便。我们设计开发了终端自动跟踪前端频点变化的功能，该设计思路的原理是由前端发送设备通过双音频编码的方式，发送一个数字导频信号，该导频信号所发送的数据信息就是下一个时刻命令语音信号使用的频点。信息接收终端在开机瞬间会接收解码倒频信息，捕获发送频点，并将其接收频率调整到位。

4.2 恶劣环境可靠性设计

公安系统、武警部队、消防部队、特警以及保安部门执行任务时所处的环境复杂，各种情况都可能发生，所以该系统的工作必须稳定可靠，能够适应各种恶劣环境。满足防水、防爆、抗震、耐高低温、防磁等是抗恶劣环境的基本要求，在系统设计过程中充分考虑这些因素，采用整体铸模工艺设计外壳，并利用环氧树脂灌封装。采用隔热保温材料，元器件全部采用军品级别，该系统能在-55℃～70℃的范围内正常工作。抗10G加速度的震动，终端接收产品在恶劣环境当中的接收灵敏度保持在0.5μV。

根据前端发送设备和终端接收设备的功能和功率不同，前端发送设备包括车载型、手持型、转发型三种，发送功率从5W～15W可选择。终端接收设备包括头盔式、便携式、固定式、语音广播式。

4.3 主要特点

该项目的实施，可以使目前公安系统、武警部队、消防部队、特警以及保安部门的调度指挥命令利用无线方式，实时可靠的下达到每一位执行任务的人员，有效保证了任务的执行。该项目产品的接收终端具有携带方便(可内置于头盔)、操作简单、实现保密通信、与现有通信系统完全兼容，包括与模拟集群系统的联接、一次充电待机时间可达两周，且成本低廉等特点。该项目的实施填补了国内该领域的空白，充分体现了“科技强警”和“向科技要警力”的新思路，同时也将产生良好的社会、经济效益。本系统适合指挥、调度功能要求高的行业使用，成本低廉，便于推广，产品系列功能齐全，适合不同场合使用功能的需要，可与现有对讲系统或集群系统兼容联网，直接接收其指挥信号。其特点是：

(1)性能优：计算机置频，多信道选择，音量自动控制。可实现语音加密，适合对保密条件要求高的行业。

(2)成本低：采用一体化模块设计，成本低于无线对讲机。

(3)适应范围广：体积小，携带方便，防水防震，具有多种接口，可方便地与消防头盔、防化服、作战服、避火服等配接。

(4)易操作：采用中心集中控制调度，开机基本上不需要操作调整，完全解放了战斗员的双手。

(5)功能扩展方便：战斗命令可以是语音、文字、约定警示音等，另可增设自救报警，以及扩展发射模块或与手持对讲机配接使用等功能。

(6)维护方便：采用锂离子电池，充电方便，待机时间长，对讲机是无法比拟的。

5 系统构成

消防单兵移动通信系统的整个系统从结构上由一套中心控制系统和若干部单兵移动通信终端机组成。中心控制系统可控制各级指挥员与单兵的通信联络，单兵移动通信终端机扫描于控制信道和工作信道，该信道可设置开机默认并能受中心控制系统控制改变。

整个系统采用FM调制广播方式传输指挥调度命令到每个接收终端，并采用带移倒频技术对语音进行加密传输，接收终端接收到的信号恢复出语音，通过耳机或扩音器传送给接收者。接收终端也可以与目前我国现有的各种无线通信指挥网络兼容联网运行，直接接收来自中继台、手持机或集群网的指挥调度命令信息。信息接收终端可以自动跟踪指挥前端的频点变化，即前端由于通信需要改变频点时，信息终端无须人工调整，信息接收终端可存储和预制多达200个频点，并实现自动轮寻搜索。信息接收终端采用低功耗设计，充电一次待机时间可达两周，前端发送和终端接收频点可在现有对讲机频点内任意设置，接收终端防水、抗冲击、耐高压、防爆等抗恶劣环境影响，接收终端体积小、重量轻，可内藏于头盔当中，可方便的与特勤专用服佩接。

6 系统扩展

消防单兵移动通信系统应随着消防通信发展，考虑到消防单兵对火场侦查、搜寻救人的工作需求，需要对“单兵消防通信定位系统”——单兵姿态监控、单兵位置监控、单兵呼救报警、单兵远程可编组通信等系统功能进行深入研究。要求系统能实时实现单兵常态监测和非常态报警，并能提供单兵的位置信息，而且可以满足单兵在非常状态下报警和通信。整个系统采用的技术可分为可编组扩频通信、基站位置定位、姿态监测、声光报警等。可编组扩频通信具有其他通信方式所不具备的优点，特别适用于消防通信，它可以对执行消防任务的所有单兵进行空中分组、广播以及无线数据通信。基站位置定位主要依靠临时布设的定位基站，实现室内精确定位，可以辅助使用全球定位卫星(GPS)技术和3G基站定位技术。姿态监测包括水平行走、上下楼梯、直立平卧，甚至包括单兵的心率和体温。声光报警主要用于单兵自救，单兵在失去意识的瞬间启动该功能。

中心监控平台须以GIS为基础平台，最佳选用实景GIS平台技术，预置重点单位的通信指挥预案，具备楼层空间数据快速采集形成三维图形的功能。

7 结束语

面对未来火灾扑救以及抢险救援的挑战，消防单兵移动通信系统的开发也应从消防的实际情况出发，吸收国外先进经验，开发具备研制得起、又装备得起的消防单兵移动通信系统。因此应在高技术微型化和低成本化的基础上，结合消防单兵的主要任务，把握重点，从最基本、最主要的装备入手，形成由简到繁、逐步完善与提高的发展思路。单兵装备的数字化已不是幻想，并逐步应用，这是高技术发展的必然结果，是不以人们意志为转移的。

在单兵系统的开发中首先应突出系统性，把消防员执行灭火救援任务时的所有装备作为一个整体对待，从一开始就对整个系统中的各个系统和部件进行全面考虑;其次应借鉴商用流行技术，提高研究的费效比。系统结构应是开放的，而不是封闭的，只要可能，就采用商用标准。

随着对消防单兵移动通信系统的深入研究，相信未来采用该方式的消防单兵移动通信系统的功能将更加完善，加上消防通信新技术的不断应用，该项目的发展方向应该是系列化、小型化、多协议化、数字化和标准化的，消防单兵移动通信系统的发展将会有着非常广阔的前景。

参考文献

[1]曹达仲.移动通信原理、系统及技术[M].北京:清华大学出版社, 2004.

[2]李仲令, 李少谦, 唐友喜, 武刚.现代无线与移动通信技术.科学出版社.

[3]胡可刚, 王树勋, 刘立宏.移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报, 2005, 23 (4) .

通信指挥管理信息系统 篇9

关键词：指挥车,方舱,温控系统,系统性能

移动指挥通信方舱是用于突发公共安全事件应急指挥和军事指挥的大型作战指挥系统。其可与汽车、火车、飞机、船舶等多种交通工具配套使用, 满足突发公共安全事件快速响应、移动指挥决策和现场应急处置等需求, 是国际领先的大型现场综合指挥调度处置系统。移动指挥通信方舱温控系统作为方舱总系统的一个分系统, 可为舱内指挥人员在不同外界环境下提供一个舒适的工作环境, 为舱内通信设备的正常运作提供了强有力的保障。在安装温控系统后, 移动指挥系统即使处于恶劣的天气状况也能全天候工作。基于温控系统在整个移动指挥通信方舱系统的重要性, 研究方舱温控系统性能的理论就显得尤为重要。本文通过对移动指挥通信方舱温控系统性能的计算, 为移动指挥通信指挥方舱的设计提供数据支持, 从而提高移动指挥通信方舱的舒适性, 改善指挥员的工作环境。

1 温控系统性能计算

根据总体要求, 整车使用环境为-20~40℃, 对两种极端工况和温控系统的调节时间进行计算, 从这两个方面来衡量整车的温控系统是否满足要求。

1.1 高温和低温两种工况下的计算

1.1.1 高温环境下的热负荷

启动两台空调制冷10 610 W, 整车的热负荷为太阳对车体的辐射热、外界环境对车体的传热、车内电子设备的散热和工作人员的散热。保持车内的温度为20℃, 外界环境为42℃, 进行初步的热负荷计算:

太阳对车体的辐射热为:

在公式 (1) 中:K——车体壁的传热系数, 一般情况下取1.5 W/m2·℃;

F——太阳直射车顶的照射面积, m2;

E——太阳辐射强度, 太阳正午直射时最高值取1 120 W/m2;

A——车体对太阳的吸收率, 取0.75%.

代入数据, Q1=0.047×1.5×17.86×1 120×0.75=1 058 W。

环境对车体的传热为:

在公式 (2) 中:K——车体壁的传热系数, 一般情况下取1.5 W/m2·℃;

F——车体传热几何面积, m2;

T——车体内外最大温差, ℃。

代入数据, 得到Q2=1.5×80× (42-20) =2 640 W。

Q3为室内电子设备发热取1 000 W。

Q4为操作人员热耗1 000 W, 10个人, 每个人的热负荷取100 W, 所有的热量总和为5 698 W。由于5 698 W<10 610 W, 因此, 载车的温控系统设计满足要求。

1.1.2 低温环境下和热负荷

启动两台顶置空调制热, 保证车内环境的舒适性。保持车内的温度为20℃, 外界温度为-10℃。车体对外的传热为主要热负荷。不考虑太阳辐射、电子设备的发热、操作人员的发热量和载车自带的暖风系统, 进行初步的热负荷计算:

在公式 (3) 中:K——车体壁的传热系数, 一般情况下取1.5 W/m2·℃;

F——车体传热几何面积, m2;

T——车体内外最大温差, ℃。

代入数据, 得到Q=1.5×80×[20- (-10) ]=3 600 W。

由于3 600 W<4 500 W, 因此, 载车的温控系统设计满足要求。

1.2 温度调节速度的计算

衡量整车温控系统的性能还需要计算在指定时间内能否将车内空气的温度调节到指定的温度。分为高温和低温两种工况。

1.2.1 高温工况

按《人民防空指挥信息系统建设规范》环境温度为40℃时, 车厢内温度在40 min内降低至的摄氏度数不高于30℃。

整车的热负荷为太阳对车体的辐射热、外界环境对车体的传热、车内电子设备的散热和工作人员的散热。

太阳对车体的辐射热为:

在公式 (4) 中:K——车体壁的传热系数, 一般情况下取1.5 W/m2·℃;

F——太阳直射车顶的照射面积, m2;

E——太阳辐射强度, 太阳正午直射时最高值取1 120 W/m2;

A——车体对太阳的吸收率, 取0.75%.

代入数据, Q1=0.047×1.5×17.86×1 120×0.75=1 058 W。

在公式 (5) 中:K——车体壁的传热系数, 一般情况下取1.5 W/m2·℃;

F——车体传热几何面积, m2;

T——车体内外最大温差, ℃。

代入数据, 得到Q2=1.5×80× (40-30) =1 200 W。

Q3为室内电子设备发热取1 000 W。

Q4为操作人员热负荷1 000 W, 10个人。

所有的热量总和为4 258 W。

当环境温度为40℃时, 车厢内温度降低到30℃时的冷负荷为4 258 W, 工作时降温需 (4 258 W/9 000 W) ×60 min=29℃, 满足《人民防空指挥信息系统建设规范》环境温度为40℃时, 车厢内温度40 min内降低至不高于30℃的规定要求。

1.2.2 低温工况

按《人民防空指挥信息系统建设规范》环境温度为-30℃时, 车厢内温度60 min内上升至不低于0℃。

不考虑太阳辐射、电子设备的发热、操作人员的发热量和载车自带的暖风系统, 车体对环境的传热为主要负荷。

在公式 (6) 中:K——车体壁的传热系数;一般情况下取1.5 W/m2·℃。

F——车体传热几何面积, m2;

T——车体内外最大温差, ℃。

代入数据, 得到Q=1.5×80×[0- (-30) ]=3 600 W。

环境温度为-30℃时, 车厢内温度升高到0℃时的热负荷为3 600 W, 工作时升温需 (3 600 W/4 500 W) ×60 min=48℃, 满足《人民防空指挥信息系统建设规范》环境温度为-30℃时, 车厢内温度60 min内升高至不低于0℃的规定要求。

在高温和低温工况下整车的温控系统都能够满足要求, 另外对《人民防空指挥信息系统建设规范》中关于整车在高温和低温工况时的温控时间要求也能满足。

2 结束语

通过上述计算方法我们可以计算出移动指挥通信方舱的温控系统性能参数, 根据这些参数来进行空调系统的选型或者设计, 能够达到有效控制方舱内温度的目的。

参考文献

[1]麻友良.汽车空调技术[M].北京:机械工业出版社, 2009.

[2]张蕾.汽车空调[M].北京:机械工业出版社, 2006.