王 芳

（太原市公安消防支隊(duì)司令部信息通信科，山西 太原 030024）

0 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各類災(zāi)害事故不斷發(fā)生，公安消防部隊(duì)作為一支人民武裝力量，擔(dān)負(fù)著《消防法》賦予的防火、滅火、搶險(xiǎn)救援等各類任務(wù)，肩負(fù)著搶救國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的重任。提高消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急聯(lián)動(dòng)、處置能力，快速高效的處理各類災(zāi)害事故是消防官兵當(dāng)前面臨的重要任務(wù)，如何建立一個(gè)高速、安全、有效的應(yīng)急通信環(huán)境，是消防部隊(duì)信息通信人員應(yīng)該不斷探索、研究的方向。

1 圖像傳輸系統(tǒng)

消防部隊(duì)在搶險(xiǎn)救援過程中，很多突發(fā)災(zāi)害事故不可預(yù)知，指揮人員可能無(wú)法全部親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行決策指揮，這時(shí)，通過圖像傳輸系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱圖傳系統(tǒng)）可將現(xiàn)場(chǎng)圖像、聲音實(shí)時(shí)傳輸至各級(jí)指揮中心，使相關(guān)指揮人員第一時(shí)間直擊事故現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，并作出準(zhǔn)確的分析判斷，從而有效地輔助指揮現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急響應(yīng)，提高對(duì)事故的快速反應(yīng)和應(yīng)急處置能力。

1.1 圖像傳輸系統(tǒng)分類

大體上分，圖像傳輸系統(tǒng)[1]可以分為無(wú)線圖傳和有線圖傳兩大類。無(wú)線圖傳系統(tǒng)從應(yīng)用層面來說，可分為固定點(diǎn)的圖傳系統(tǒng)和移動(dòng)視頻的圖傳系統(tǒng)兩大類。移動(dòng)視頻圖傳系統(tǒng)主要作用是將現(xiàn)場(chǎng)事實(shí)圖像傳回至指揮中心，提高決策的正確性和及時(shí)性，通常所說的無(wú)線圖傳就是指移動(dòng)視頻圖傳，主要包括3G（3rd Generation，第三代移動(dòng)通訊技術(shù)，即寬頻無(wú)線通訊技術(shù)）圖傳、COFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，編碼正交頻分復(fù)用技術(shù)）圖傳、CDMA（Code Division Multiple Access，碼分多址技術(shù)）圖傳、集群圖傳、微波圖傳、衛(wèi)星圖傳等。有線圖傳主要有光纖圖傳。

1.2 圖像傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

圖像傳輸系統(tǒng)一般包括3個(gè)部分:發(fā)射裝置，中繼系統(tǒng)，接收裝置，如圖1所示。發(fā)射裝置將攝像機(jī)采集的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并傳送到天線發(fā)射出去。中繼系統(tǒng)是指延長(zhǎng)傳輸距離、中轉(zhuǎn)傳輸信號(hào)的設(shè)備，可使用微波、衛(wèi)星、光纖、網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行中繼。接收裝置和發(fā)射裝置工作流程相反，將從天線接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。如果發(fā)射裝置和接收裝置集成在一起，就是所謂的“一體機(jī)”。

圖1 圖像傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

2 圖像傳輸系統(tǒng)在消防部隊(duì)的應(yīng)用

2.1 3G圖傳

根據(jù)公安部消防局《消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急通信建設(shè)方案》、《武警消防部隊(duì)信息化建設(shè)項(xiàng)目總體實(shí)施方案》等文件的要求，全國(guó)各總隊(duì)和支隊(duì)均配備了3G[2]圖像傳輸系統(tǒng)。3G圖傳系統(tǒng)由華平3G車載終端、中國(guó)電信3G圖像中心管理平臺(tái)、3G傳輸網(wǎng)和地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)四個(gè)部分組成。地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)采用100M指揮調(diào)度網(wǎng)專線實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)仉娦藕涂傟?duì)的通信聯(lián)絡(luò)，以太原支隊(duì)為例，支隊(duì)采用10M光纖連接至總隊(duì)一級(jí)網(wǎng)，各中隊(duì)采用4M光纖連接至支隊(duì)二級(jí)網(wǎng)。3G車載終端由音視頻編解碼模塊、車載室外云臺(tái)攝像機(jī)、監(jiān)視器、音頻輸入輸出接口、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、麥克、音箱等組成，安裝在通信指揮車，支持車載和單兵兩種方式，可通過消防圖像管理綜合管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與各級(jí)指揮中心視音頻通信。

2.2 COFDM圖傳

COFDM 是一種無(wú)線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其基本原理是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配給傳輸速率較低的若干正交子信道中進(jìn)行傳輸。COFDM圖傳系統(tǒng)具有繞射、穿透能力強(qiáng)；抗干擾、抗衰落能力強(qiáng)；適合高速數(shù)據(jù)傳輸；適合高速移動(dòng)中傳輸；信道利用率高等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 CDMA圖傳

CDMA[3]是近年來用于數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的一種先進(jìn)的無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)，主要利用已建成的較完善的公共民用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，其基本原理是在發(fā)送端使用各不相同、相互（準(zhǔn)）正交的偽隨機(jī)地址碼調(diào)制發(fā)送信號(hào)，接收端采用同樣地偽隨機(jī)地址碼從混合信號(hào)中解調(diào)檢測(cè)出相應(yīng)信號(hào)。CDMA圖傳系統(tǒng)具有傳輸穩(wěn)定；傳輸速率高；網(wǎng)絡(luò)覆蓋率廣；終端價(jià)格低廉；按流量收費(fèi)、價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 340M集群圖傳

太原市公安局投資 3000萬(wàn)元左右，采用JoMobile Net組網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)，共建340M基站23個(gè)，按照市局要求，支隊(duì)通信指揮車上配備了 340M 無(wú)線圖傳終端。340M 集群圖傳系統(tǒng)采用時(shí)分多址（TDMA）方式，多基站協(xié)調(diào)工作，多個(gè)遠(yuǎn)端共享一個(gè)基站的帶寬，支持8路并發(fā)上傳圖像。其主要特點(diǎn)有:多遠(yuǎn)端與多中心同頻組網(wǎng)；高清晰度的圖像傳輸；保持出色的非視距與高速移動(dòng)中的傳輸能力；可擴(kuò)展性好。

2.5 微波圖傳

微波通信[4]是指利用微波作為載波攜帶信息并通過電波空間進(jìn)行傳輸?shù)臒o(wú)線通信方式，分為模擬微波通信和數(shù)字微波通信兩類。模擬微波僅適合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視距傳輸，且抗干擾性差、調(diào)試復(fù)雜，受氣候影響大、難以集中管理，現(xiàn)已逐漸退出市場(chǎng)。微波圖傳系統(tǒng)采用數(shù)字微波技術(shù)，基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)，利用微波信道傳送音視頻信息，具有頻帶較寬；可復(fù)用大量數(shù)字信號(hào)(寬帶高速數(shù)據(jù))；抗干擾能力強(qiáng)；保密性好；傳輸距離遠(yuǎn)；受氣候、地形影響較??；擴(kuò)展能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2.6 衛(wèi)星圖傳

衛(wèi)星通信[5]是以人造衛(wèi)星為中繼的一種微波通信方式，由空間部分（通信衛(wèi)星）和地面部分（通信地面站、移動(dòng)地面站）組成。通信衛(wèi)星作為一個(gè)空間懸掛的通信中繼站，使得一個(gè)地面站點(diǎn)可以跟其他地面站點(diǎn)保持站點(diǎn)間通信。消防部隊(duì)衛(wèi)星通信網(wǎng)遵照《公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，該網(wǎng)完成在滅火救援現(xiàn)場(chǎng)及其他重大災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)有效傳輸圖像、話音等數(shù)據(jù)信息的任務(wù)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)[6]主要使用公安部的Ku頻段衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源，或租用商用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，按照規(guī)定，公安部消防局配備公安部消防指揮衛(wèi)星地面站、各消防總隊(duì)配備總隊(duì)衛(wèi)星地面站和總隊(duì)指揮車載站、消防支隊(duì)和百?gòu)?qiáng)縣大隊(duì)配備支隊(duì)指揮車載站或便攜衛(wèi)星終端（有條件的支隊(duì)建設(shè)地面站），實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)及地面通信網(wǎng)傳輸?shù)讲烤帧⒖傟?duì)、支隊(duì)各級(jí)指揮中心。衛(wèi)星圖像傳輸系統(tǒng)中，通信指揮車拍攝的圖像通過衛(wèi)星被地面站接收，再傳至各級(jí)指揮中心，完成上級(jí)調(diào)度和下級(jí)反饋工作。衛(wèi)星通信具有覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)；頻帶寬，通信容量大；系統(tǒng)可靠，通信質(zhì)量好；通信機(jī)動(dòng)，不受地理環(huán)境影響；具有多址連接能力；可自發(fā)自收等優(yōu)點(diǎn)。

2.7 光纖圖傳

光纖圖像傳輸系統(tǒng)是有線傳輸?shù)闹饕绞剑饫w通信具有傳輸頻帶寬，傳輸容量大；損耗低，中繼距離長(zhǎng)；抗電磁干擾能力強(qiáng)；重量輕、體積小，易敷設(shè)；泄漏小，保密性能好；耐腐蝕，不怕高溫，壽命長(zhǎng)；原材料豐富等優(yōu)點(diǎn)，光纖通信[7]與數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信一起并稱為現(xiàn)代通信三大傳輸手段。

3 各系統(tǒng)如何協(xié)同作戰(zhàn)，發(fā)揮作用

圖像傳輸系統(tǒng)可將事故現(xiàn)場(chǎng)圖像第一時(shí)間傳輸至指揮中心，并可通過系統(tǒng)平臺(tái)快速召開會(huì)議，供各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、專家與現(xiàn)場(chǎng)指揮人員進(jìn)行及時(shí)討論，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。但在選擇圖傳系統(tǒng)時(shí)，不可一味追求高價(jià)格，選擇設(shè)備最高配置，也不能盲目跟風(fēng)，看到別的地方買了某設(shè)備，就馬上著手購(gòu)買。事實(shí)上，各圖像傳輸系統(tǒng)都存在自身缺點(diǎn)[8]，比如:3G、COFDM、CDMA依賴于各運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)，保密性較差，網(wǎng)絡(luò)容易擁堵，而且現(xiàn)在3G覆蓋范圍還不太廣，在地震等重大災(zāi)害事故發(fā)生時(shí)，如果公網(wǎng)癱瘓，這些設(shè)備不能正常使用。集群通信主要依賴于各地集群基站。微波通信只能進(jìn)行“視距”直線傳播，傳播距離近。衛(wèi)星通信具有信號(hào)極弱（毫微微瓦級(jí)）；一次性投資費(fèi)用高；時(shí)延大，實(shí)時(shí)性差；衛(wèi)星資源有限等缺點(diǎn)。光纖通信缺點(diǎn)為:傳送電力、接口昂貴、強(qiáng)度較差、維修復(fù)雜昂貴、未經(jīng)時(shí)間長(zhǎng)久考驗(yàn)等。所以在實(shí)際使用過程中，要注意各系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)，將優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，最優(yōu)化保障通信暢通。

作為一名通信人員，要善于總結(jié)自己本單位的通信條件，根據(jù)本地地理位置，結(jié)合實(shí)際情況，注意數(shù)據(jù)加密[9]，選配合適的圖像傳輸系統(tǒng)完成信號(hào)接力。所以，各個(gè)圖像傳輸系統(tǒng)應(yīng)該協(xié)同作戰(zhàn)，共同發(fā)揮作用。未來 3G網(wǎng)絡(luò)通信必將是網(wǎng)絡(luò)首選，網(wǎng)絡(luò)覆蓋率也將逐步擴(kuò)大，3G圖傳必將承擔(dān)著主要傳輸任務(wù)，但從利用率角度看，3G網(wǎng)絡(luò)不可能將所有區(qū)域覆蓋，在山區(qū)、沙漠等盲區(qū)，衛(wèi)星圖傳可將圖像傳至信號(hào)區(qū)；在礦井、地下空間等盲區(qū)可以利用微波圖傳、光纖圖傳將圖像傳至室外，然后再利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸。

4 結(jié)語(yǔ)

圖像傳輸系統(tǒng)在消防部隊(duì)中應(yīng)用非常廣泛，該系統(tǒng)能將實(shí)時(shí)采集的現(xiàn)場(chǎng)圖像、語(yǔ)音信息傳送到現(xiàn)場(chǎng)指揮車和指揮中心，為上級(jí)指揮中心提供快速、科學(xué)的輔助決策信息，這對(duì)于貫徹“科技強(qiáng)警”、提高快速反應(yīng)能力和重大突發(fā)事件的處置能力起到了強(qiáng)有力的支持作用，可以有效地減少人民財(cái)產(chǎn)損失和國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失，具有十分重要的意義。

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