融合通信平臺在應急指揮領域的應用和探索

黃志峰，孫鵬飛，宋秦濤，陳云化

（海能達通信股份有限公司，廣東 深圳 518057）

0 引言

（1）背景

隨著經濟高速發展，城市高強度開發，未來產業廣泛布局，城市運行新舊風險交織，城市安全面臨新形勢。一是受區域地理環境影響，臺風、暴雨、洪澇等自然災害多發頻發，影響時間長、范圍廣，人口、建筑物高度密集，城市生命線錯綜復雜，災害性天氣易與其他因素耦合引發衍生事故；二是城市開發強度大，工商貿制造業活躍，前期粗放式發展的弊端逐漸顯現，安全隱患突出，發生群死群傷事故的風險依然存在；三是新產業、新業態迅速興起，隨著新型產業對經濟的支撐作用持續增強，城市未知風險陸續呈現[3]。如何應對多樣頻發、突發的事故災害，成為了應急管理部門的一項巨大挑戰。

在國家相關部門的推動和支持下，目前我國已經具有基于統一的GIS 平臺，融合了包括語音、視頻、數據、會議等通信方式，各類信息可視化和各路資源統一調度的融合通信平臺。

（2）必要性分析

在不同的歷史時期，政府、公共安全、公用事業等各行業部門均建設了用于預防、處置事故災害、緊急突發事件的救援處突指揮調度系統。由于局限于每個歷史時期的經濟環境、社會環境、城市環境，各個部門所建應急處置系統大多獨立運行、業務單一、網絡制式多樣。

為了滿足當代社會應急管理部門對多樣頻發、突發的緊急事件和事故災害的應急指揮，需要多部門實現協同作戰、信息共享，將多制式、多網絡通信的系統實現互聯互通，統一調度。

當代社會，人類已經進入了一個信息化時代。信息化代表著先進的生產力，充斥在人類文明的各項生產活動當中，更是當今時代發展的大趨勢。而各種快速、穩定的通信網絡，則是實現信息化的基礎。

近年來，寬帶技術和無線專網技術飛速發展，讓指揮調度的手段也隨之豐富起來，溝通手段正從單純語音為主的通信方式向即時消息、語音、視頻、會議、協同等多種通信方式融合的方向發展。針對于城市發展的多樣化、緊急事件和突發事件的多樣化和頻發性，在以構建平安城市、智慧城市為目標前提下，以融合多種通信手段為支撐的綜合指揮調度系統應運而生。

（3）亟待解決的問題

當前應急管理事業改革發展機遇與挑戰并存、成績與問題同在。應急指揮是應急事件處理的關鍵環節，是應急事件事中處理的核心手段，目前主要存在以下問題：

一是各個部門通信系統分割嚴重。應急管理廳組建不久，各部門信息資源對接尚未打通，部分業務仍依托于轉隸部門原單位信息化資產進行業務支撐，尚未實現通信指揮的一體化，且通信系統品牌、設備、通信標準大多不一致。

二是應急管理協調聯動瓶頸凸顯。構建大國應急，要求具備省、市、縣一體化、區域內全覆蓋的應急管理協調聯動能力。通過橫向協調、縱向聯動、區域協作，軍地聯動和社會參與等方式，開展綜合性的應急管理工作。目前全國各級應急管理部門尚未將協調聯動機制進行系統化支撐，限制了應急管理協調聯動效率。

三是應急指揮融合支撐能力不足。原有應急指揮體系突發事件綜合研判、應急現場指揮調度、前后方指揮聯動等方面支撐能力不足，應急指揮智能化程度尚待提高，缺乏重特大災害的綜合應急處置能力。

1 系統架構設計

融合通信解決方案著眼于多種不同行業的救援處突系統的兼容包并、多種新舊系統的上下承接、異構網絡的互聯互通。深刻理解應急管理部門在各種救援處突事件中對于多部門力量協調、信息快速通知、過程態勢掌控的重要性和迫切性。以統一接入、融合交換、穩定安全為目標，全力打造能將不同制式、不同網絡的通信系統連成一張網絡，實現不同制式的終端之間互聯互通和統一調度的，能提供多樣化的組網方案，滿足用戶各種需求場景的融合通信平臺。為用戶在日常多部門多系統聯動、重大群體性事件維穩、自然災害、大型安保等任務中提供必要的支持和保障。

系統采用三層架構，分別是接入層、平臺層和接口層。接入層為各類異構網絡提供接入服務，為互聯互通提供穩定高效的通道。平臺層提供語音、視頻、短消息的調度服務，實現多種通信手段，支持多種媒體協議以及控制協議的擴展。接口層為指揮調度業務提供SDK服務接口，提供不同系統的接入能力。橫向互聯互通、縱向多層分級、管理分權分域的組網能力讓實現統一調度、統一協調、全程可聽可視變得簡單。

平臺采用全IP 網絡架構，融合了業界主流的專網通信技術、SIP 通信技術、多媒體通信技術等，實現了各種專網通信產品互聯互通。同時，平臺通過外接網關實現與公網通信系統、專網P-LTE 寬帶集群系統、視頻監控系統、公網3G/4G/WIFI 接入的POC 系統對接，提供端到端的語音、數據、圖像等綜合業務應用。融合通信平臺總體架構如圖1 所示：

圖1 融合通信平臺總體架構

2 融合通信在應急領域的應用

2.1 與窄帶集群系統的融合

調研發現，經過近20 年的發展，政府與公共安全、公用事業等部門都建立了專網通信系統。這些通信系統有力地支持了部門內的溝通、協調、合作和面向任務的指揮調度。由于各個部門建立專網通信系統的時間不同，選擇的制式不同，導致不同類型的專網通信系統共存，而這些通信系統之間無法互通，融合通信平臺能整合新舊系統，通過融合通信平臺互聯的不同無線專網系統，不僅實現了融合通信，還保持了原有專網的特性。

在現有TETRA 集群系統、MPT 集群系統等系統基礎上，建設PDT 集群系統，通過融合通信平臺可實現PDT 集群系統與TETRA 集群系統或MPT 集群系統互聯互通。調度服務器基于軟交換技術進行設計，遵循業務與控制分離、控制與承載分離的原則，提供信令解析、信令交換與控制等服務。媒體服務器采用高效的音視頻處理引擎，提供語音、視頻、多媒體會議等媒體業務所需的媒體資源處理服務，包括業務音提供、多媒體會議處理、交互式應答（IVR）、通知、高級語音業務等。連接關系圖如圖2 所示：

圖2 異構窄帶系統組網圖

通過無線網關和車臺，使MPT 模擬集群系統接入融合通信平臺，實現調度臺與MPT 集群系統的手臺/車臺的個呼、組呼等調度功能。

通過融合通信平臺無線接入網關和車臺，使TETRA 集群系統接入融合通信平臺，實現調度臺與TETRA 集群系統的手臺/車臺的個呼、組呼、個短消息、組短消息等調度功能。

通過PDT 集群有線接入網關，使PDT 集群系統接入融合通信平臺，實現調度臺與PDT 集群系統的手臺/車臺的個呼、組呼、緊急呼叫、全呼、短消息等調度功能。

通過融合通信平臺，通過協議交換和控制信令，可實現MPT、TETRA、PDT 集群系統終端之間組呼或組短消息（數字集群之間）互通功能。

2.2 多媒體系統的融合

在救援處置過程中，事故災害態勢千變萬化。時刻掌握事件處置過程，了解現場救援態勢，成為救援行動中的重中之重。

在多部門聯動救援行動中，不同部門不同行業的救援人員所攜帶的設備也會有所不同。融合通信平臺的視頻接入功能，能夠將不同系統、不同網絡的視頻設備的視頻圖像進行融合回傳到應急指揮中心。基于現場實時回傳的視頻畫面，應急指揮中心對現場態勢進行實時分析決策，決定事故災害現場是否需要增援，是否需要關水關電，是否需要交通疏導、人員疏散等。

通信技術的高速發展帶來帶寬的指數級增長，除了承載傳統的語音業務之外，圖片、視頻等數據業務也呈現出爆炸式增長。LTE（Long Term Evolution，長期演進）集群系統作為下一代專網通信集群技術正在受到越來越多國家和地區的政府與公共安全部門的青睞，其4G 通信標準，高達幾十兆的無線帶寬使得高清視頻回傳與接收，地圖以及其他APP 應用的部署變得簡單。融合通信平臺擁有與公網互通的能力，讓應急管理部門不僅能夠進行語音溝通，還能“看得見、看得清、看得遠、看得全”。整合分散獨立的系統，滿足現代應急指揮調度中心的高效指揮調度需求。

融合通信平臺支持語音、視頻、短消息多種業務融合調度。以融合通信平臺融合視頻監控系統、視頻會議系統、LTE 專網系統、POC 系統為例進行說明，系統連接圖如圖3 所示。

融合通信平臺與國內視頻監控平臺的對接采用GB/T28181-2011 國標協議，實現PUC 平臺與視頻監控平臺的雙向視頻傳輸功能。即通過融合通信平臺可調看、轉發視頻監控點視頻、視頻監控平臺可調度融合通信平臺內的LTE 終端、POC 終端、執法記錄儀等終端的視頻。

融合通信平臺與視頻會議系統的對接采用H.323協議，實現融合通信平臺與視頻會議系統的雙向視頻會議功能。即通過融合通信調度臺可加入到視頻會議中參會、視頻會議系統可接入到融合通信平臺的多媒體會議中、融合通信調度臺可查看視頻會議中推送的會場視頻圖像、融合通信調度臺可把平臺內的圖像（如監控、LTE 終端、調度臺等終端的圖像）推送到視頻會議中顯示。

視頻會議系統的組網體系包括H.320、H.323、SIP三種協議族，目前最主流的也是被各廠家所使用的是H.323，H.323 是由ITU-T 制定的通信控制協議，H.323為現有的分組網絡PBN（如IP 網絡）提供多媒體通信標準，它規定了不同的音頻、視頻或數據終端協同工作所需的操作模式，為LAN、WAN、Internet 上的多媒體通信應用提供了技術基礎和保障。

2.3 專網公網的融合

隨著時代和科技的發展，公網通信技術及其商業應用也在飛速發展。政府和其他各部門工作人員基本人手一部智能手機，上面可以搭載辦公應用，包括基于移動寬帶互聯網的POC（Push-to-Talk over Cellular，公網一鍵通）應用。同時固定電話仍然是應急管理部門與其他政府部門辦公室的標配，依然是對外聯絡的重要渠道。應急管理各個職能部門自建的專網無線通信系統在應急管理中也還在起著重要作用，如何將這幾大網絡融合互通，為應急指揮提供公專融合的通信手段，是應急指揮中的重要課題。

圖3 多媒體融合設備組網圖

融合通信平臺支持語音、視頻、短消息多種業務融合調度。以融合通信平臺融合內線電話、外線電話、林業超短波無線通信系統、公網PoC 系統為例進行說明，系統連接圖如圖4 所示：

圖4 公專融合組網圖

電話網關支持PRI 信令，通過E1 線分別與內線電話程控交換機、電信運營商的PSTN 程控交換機連接，實現融合通信平臺與內線電話和外線電話系統的語音接入。

超短波無線通信系統網關與超短波無線通信系統的無線中轉臺通過IP 網絡連接，實現融合通信平臺的調度臺與超短波無線通信系統的手臺/車臺的個呼、組呼、緊急呼叫、全呼、個短消息、組短消息等調度功能。

PoC 有線接入網關與部署在公網上的PoC 系統通過IP 網絡連接，實現融合通信平臺的調度臺與公網手機的個呼、組呼、緊急呼叫、全呼、個短消息、組短消息、視頻呼叫、會議等調度功能。

2.4 應急前后方通信指揮系統的融合

在應急指揮領域，突發緊急事件的場景復雜且多樣化。如突發事件、自然災害、工程活動以及安全生產等。這類事件大多是在沒有任何先兆的情況下發生，擴展速度快，涉及范圍廣，破壞性強，對快速反應能力和資源協調效率提出了很高的要求。

突發緊急事件的現場環境比較復雜且惡劣，比如事發地點不確定，建網環境惡劣，不確定使用頻率，補給能力弱，并發事件多以及應急需求迫切等。目前應急管理各級部門已經或者正在建設各類現場應急通信設備，包括但不限于各種窄帶自組網、寬帶自組網、LTE 4G 移動基站、衛星通信等滿足應急現場快速搭建、便攜性需求的通信系統。在現場應急指揮時，如何將現場繁多的臨時通信網絡進行融合，同時讓后方指揮中心能夠迅速了解現場情況是急需解決的問題。

通過融合通信平臺，可以提供一種可靠的、不依賴任何其他基礎建設的、能夠快速響應的通信指揮解決方案。系統連接圖如圖5 所示：

圖5 前后指系統融合組網圖

融合通信平臺提供一機三屏的便攜式現場指揮平臺，其上搭載各種接入網關，能夠與窄帶自組網、寬帶自組網、LTE 移動基站等設備迅速建立連接。同時能夠通過公網鏈路或者衛星，將前方指揮中心與后方指揮中心連接，及時向后方提供現場的音視頻情況，后方指揮中心還可以對應急現場進行音視頻指揮。

現場指揮平臺內置窄帶自組網接入網關，與特定的窄帶自組網設備通過IP 網絡連接，實現融合通信平臺的調度臺與窄帶自組網網絡的手臺/ 車臺的組呼功能。

現場指揮平臺內置寬帶自組網接入網關，與特定的寬帶自組網設備通過IP 網絡連接，實現融合通信平臺的調度臺與寬帶自組網網絡的手臺/ 車臺/ 手機的個呼、組呼、緊急呼叫、全呼、個短消息、組短消息、視頻呼叫、會議等調度功能。

現場指揮平臺內置寬帶LTE 移動基站接入網關，與LTE 移動基站設備通過IP 網絡連接，實現融合通信平臺的調度臺與注冊在LTE 移動基站下的設備的個呼、組呼、緊急呼叫、全呼、個短消息、組短消息、視頻呼叫、會議等調度功能。

現場指揮平臺內置4G/IP 路由器，與后方指揮中心通過4G 或者IP 網絡連接，可以將現場的音視頻信息同后方指揮中心進行互通，后方指揮中心可以發起對現場的視頻會議、群發短信、視頻呼叫等操作。

針對現場應急場景的應用需求，整個方案需要從以下方面考慮性能需求：

（1）前方指揮中心能夠查看多路應急現場視頻；

（2）后方指揮中心能過公網鏈路（3G/4G/衛星）等查看應急現場視頻；

（3）前方指揮中心能夠對應急現場發起多路視頻單呼；

（4）前指發起多方參與的視頻會議；

（5）整套方案安裝啟動時間短，采用便攜式設計。

3 結束語

融合通信系統解決了多部門、多制式、多網絡、多系統難以互聯互通的難題，為統一調度、協同作戰提供了堅實的軟環境基礎[4]。融合通信平臺整合新舊系統，完善集視頻調度、指揮通信、輔助決策、信息共享等功能，來適應當前動態化、專業化、合成化、信息化和規范化的實戰需求。為用戶在日常多部門多系統聯動、重大群體性事件維穩、自然災害大型安保的緊急通信等方面提供有效的保障和支持。融合通信技術的不斷發展和日臻成熟，在更好地解決現有難題的基礎上，加以對前沿先進技術的結合（如AI、大數據、云計算），必將為我國應急指揮工作的技術變革和創新發展帶來源源不斷的動力和堅實的支撐。