王冠 呂凌

【摘 要】現(xiàn)有鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)有前端攝像不清晰、不可由指揮中心后端直接操控、無線抗干擾能力不強(qiáng)的不足。本設(shè)計(jì)方案將高清視頻技術(shù)引入鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)，通過集合SHDSL、光纖、無線寬帶以及高清視頻采集、存儲(chǔ)、分析和傳輸多種先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鐵路應(yīng)急救援指揮中心與事故現(xiàn)場(chǎng)之間的話音、數(shù)據(jù)和高清視頻圖像實(shí)時(shí)傳輸，為事故現(xiàn)場(chǎng)提供有線和無線通信服務(wù)，建立鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)與調(diào)度、鐵路自動(dòng)電話網(wǎng)的互聯(lián)互通。

【關(guān)鍵詞】高清 應(yīng)急通信 多機(jī)位 無線傳輸

1系統(tǒng)簡介

針對(duì)鐵現(xiàn)有鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)的前端攝像不清晰、不可由指揮中心后端直接操控、無線抗干擾能力不強(qiáng)的不足，本設(shè)計(jì)方案將高清視頻技術(shù)引入鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)，通過集合了SHDSL、光纖、無線寬帶以及高清視頻采集、存儲(chǔ)、分析和傳輸?shù)榷喾N先進(jìn)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援指揮中心與事故現(xiàn)場(chǎng)之間的話音、數(shù)據(jù)和高清視頻圖像實(shí)時(shí)傳輸，為事故現(xiàn)場(chǎng)提供有線和無線通信服務(wù)，能建立應(yīng)急通信系統(tǒng)與調(diào)度、鐵路自動(dòng)電話網(wǎng)的互聯(lián)互通。

2 總體設(shè)計(jì)方案

當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，工作人員可攜帶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備趕赴事故現(xiàn)場(chǎng)，搭建高清應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，將現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備通過野戰(zhàn)光纜、被復(fù)線等有線接入方式或?qū)拵o線接入方式，就近接入車站/基站傳輸系統(tǒng)，將現(xiàn)場(chǎng)話音、數(shù)據(jù)、高清視頻圖像傳送到應(yīng)急救援指揮中心，建立起應(yīng)急救援指揮中心與事故現(xiàn)場(chǎng)之間的通信網(wǎng)絡(luò)。

高清應(yīng)急通信系統(tǒng)由應(yīng)急救援指揮中心設(shè)備、車站/基站中繼設(shè)備及應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等三部分組成。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括：現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備、高清無線影音設(shè)備、數(shù)據(jù)終端、無線PBX交換機(jī)、無線手機(jī)等。

（1）現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備：現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備可從事故現(xiàn)場(chǎng)將語音、數(shù)據(jù)、采集的高清視頻圖像上傳到中心。（2）高清無線影音設(shè)備：高清無線影音設(shè)備具備高清視頻圖像采集功能，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備間的無線圖像傳送。（3）無線PBX交換機(jī)：無線PBX交換機(jī)為現(xiàn)場(chǎng)900M無線手機(jī)提供內(nèi)部通話和交換功能，同時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備的電話接口連接，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)900M無線手機(jī)與中心坐席電話互聯(lián)。（4）900M無線手機(jī)：900M無線電話與無線PBX交換機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工作人員之間的語音通信，以及和中心坐席的語音通信功能。（5）野戰(zhàn)光纜：通過野戰(zhàn)光纜在現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備與中繼側(cè)設(shè)備之間建立數(shù)據(jù)連接。（6）無線網(wǎng)橋：通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線網(wǎng)橋設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備與中繼側(cè)設(shè)備之間建立無線的數(shù)據(jù)連接。（7）高清快球攝像機(jī)：高清快球攝像機(jī)用來采集現(xiàn)場(chǎng)的高清視頻圖像，將事故現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝后通過現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備上傳到中心，指揮人員可后端PTZ控制。

中繼設(shè)備提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，提供從現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備到中繼站這段距離的傳輸通道，現(xiàn)場(chǎng)高清視頻圖像、語音等信息通過中繼站進(jìn)入傳輸通道，最后傳送至指揮中心。中繼設(shè)備根據(jù)中繼站與現(xiàn)場(chǎng)的不同接入方式而有所不同，包括：光纜接入設(shè)備、寬帶無線接入設(shè)備；前者屬于有線接入，后兩者屬于無線接入。

3產(chǎn)品性能參數(shù)

3.1系統(tǒng)功能要求

（1）提供現(xiàn)場(chǎng)傳輸通道：基于區(qū)間光纖以太網(wǎng)接入技術(shù)，為事故現(xiàn)場(chǎng)至應(yīng)急中心提供傳輸通道。應(yīng)急通信系統(tǒng)需提供野戰(zhàn)光纜和寬帶無線兩種接入手段，用戶可根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)情況及基礎(chǔ)設(shè)施情況因地制宜選擇適當(dāng)?shù)慕尤敕绞健＃?）現(xiàn)場(chǎng)有線/無線內(nèi)部通信系統(tǒng)：在事故現(xiàn)場(chǎng)能提供 4 部專線電話和 4 部無線專用手機(jī)，它們不經(jīng)外線能互相撥打，與現(xiàn)場(chǎng)至應(yīng)急中心通道的通斷無關(guān)，是一個(gè)獨(dú)立的通信系統(tǒng)；也可直撥任意一部自動(dòng)電話。該功能能保證事故現(xiàn)場(chǎng)工作人員（如公安、工務(wù)等部門）的內(nèi)部通信，加強(qiáng)搶險(xiǎn)工作人員的內(nèi)部協(xié)作，同時(shí)使領(lǐng)導(dǎo)的決策能快速的得到貫徹執(zhí)行，為事故搶險(xiǎn)爭(zhēng)取時(shí)間，使事故損失降到最低。（3）現(xiàn)場(chǎng)高清視頻圖像上傳功能：能將事故現(xiàn)場(chǎng)的高清視頻圖像實(shí)時(shí)上傳到應(yīng)急指揮中心，圖像清晰，使領(lǐng)導(dǎo)能準(zhǔn)確、快捷的掌握現(xiàn)場(chǎng)的第一手資料；指揮人員能夠后端PTZ控制攝像機(jī)拍攝角度，保證領(lǐng)導(dǎo)對(duì)事故決策的正確性和及時(shí)性。高清攝像機(jī)具備本地SD卡存儲(chǔ)、斷線續(xù)傳等功能。（4）現(xiàn)場(chǎng)多路語音通信功能：可以為事故現(xiàn)場(chǎng)到應(yīng)急指揮中心提供 8 路話音通道，現(xiàn)場(chǎng)既有固定電話也提供無線手機(jī)，更便于現(xiàn)場(chǎng)人員使用。應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)配置語音終端，對(duì)攝像師進(jìn)行語音指揮，實(shí)現(xiàn)雙向?qū)崟r(shí)語音通信，所有電話都可以加入現(xiàn)場(chǎng)以及指揮中心的語音指揮系統(tǒng)，任何一部電話都可以直接呼叫語音指揮系統(tǒng)中的其它電話，以便于應(yīng)急中心各部門的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)事故搶險(xiǎn)的相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行電話調(diào)度指揮。（5）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信功能：現(xiàn)場(chǎng)通過應(yīng)急設(shè)備提供的數(shù)據(jù)接口可與應(yīng)急中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以便于應(yīng)急指揮中心與事故現(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)系。

3.2設(shè)備性能參數(shù)要求

（1）高清快球攝像機(jī)：高清快球攝像機(jī)的功能特性為：1）智能視頻功能：偵測(cè)：移動(dòng)偵測(cè)、視頻遮擋偵測(cè)；錄像：支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳功能保證錄像不丟失；圖像增強(qiáng)：支持透霧、強(qiáng)光抑制功能。2）系統(tǒng)功能：圖像清晰，最大分辨率達(dá)到1920*1080@30fps；精密電機(jī)驅(qū)動(dòng)，反應(yīng)靈敏，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，精度偏差少于0.1度；支持系統(tǒng)雙備份功能，確保數(shù)據(jù)斷電不丟失；

支持?jǐn)嚯娪洃浤芰?，上電后自?dòng)回到斷電前的云臺(tái)和鏡頭狀態(tài)；支持本地SD卡錄像。3）機(jī)芯功能：4倍光學(xué)變倍，16變數(shù)字變倍；支持自動(dòng)光圈、自動(dòng)聚焦、自動(dòng)白平衡、背光補(bǔ)償。

（2）無線接入設(shè)備：最大傳輸距離達(dá)到10KM；最大吞吐量達(dá)到300Mbps、自適應(yīng)速率、上下行帶寬可調(diào)；前向糾錯(cuò)，無線傳輸鏈路抗干擾、健壯穩(wěn)定；自動(dòng)重傳、系統(tǒng)冗余備份可靠；OFDM，MIMO，天線分級(jí)技術(shù)。

（3）現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備：現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備主要由視頻模塊，音頻模塊，數(shù)據(jù)模塊三部分組成。1）視頻模塊：視頻傳輸高壓縮率，低碼流，基于優(yōu)秀的H.264壓縮算法；視頻傳輸高清晰度， 可以實(shí)現(xiàn)25幀/秒（fps）的1080P視頻流傳輸；前端OSD顯示，可以實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，碼流以及文本。2）音頻模塊：語音模塊支持4部固定電話和4部無線手機(jī)；語音模塊無人接聽呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、呼叫保持、外線直接分機(jī)；語音模塊支持DHCP、PPPoE 動(dòng)態(tài)獲取IP 地址，增強(qiáng)組網(wǎng)方式的靈活性；3）數(shù)據(jù)模塊：數(shù)據(jù)模塊數(shù)據(jù)傳輸交互功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] TB 鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].