融合指揮系統在應急救援中的應用

李曉虎

摘? 要：隨著國家社會經濟的發展和壯大，伴隨而來的是各種各樣的自然災難和事故與日增多，其中火災、工程事故、交通事故等造成的社會影響和財產損失特別嚴重。本文簡述了便攜融合通訊指揮系統的設計理念、部署架構，闡述了平臺關鍵技術，并描述了平臺在應急救援、聯合救災情況下的應用。

關鍵詞：融合通信;應急救援;語音云;VoIP電話通信系統：RoIP

分類號：TN914;TE38

前言

隨著網絡技術的迅速發展，人們的通訊手段也越來越多樣化，目前突發事件發生時各支救援隊伍都配備了專業的通訊方式，其中經常使用的有常規GSM/CDMA/3G/4G公眾通信系統、有線網絡、衛星網絡、VoIP電話通信系統和各種形式的短波無線通訊等;不同的通信手段有不同的優缺點和不同的使用范圍，超短波常規通信系統部署方便，適用于小范圍使用，不適合長距離傳輸;有線電話網絡、GSM/CDMA/3G/4G公眾通信系統覆蓋范圍大，便于使用，但當使用人數過多或地震等造成公眾通信設施損壞時，無法使用;衛星通信穩定、可靠，但衛星資源有限，使用成本高。

一、平臺設計理念與架構

1.設計理念

基于融合語音通信技術的融合指揮系統的設計借鑒了“云計算”的設計思想，橫向通過平臺接口接入有線/無線、不同頻率、制式的語音通信資源，實現多種通信制式和語音資源的匯聚，縱向通過語音平臺級聯，利用RoIP技術，對平臺內各類匯聚的語音資源進行分類、匯接、轉換、統一管理，使各類語音資源在全國指揮調度網上呈“網格化”分布，形成覆蓋全國的“語音云”。

2. 系統架構

我國部隊按照公安部局、省總隊、市支隊、市（縣、區）大、中隊的體制垂直管理和指揮調度，公安部局位于頂層，大、中隊則是通信應用的基本單位。因此，按照部隊管理、指揮模式和實際需求，部局、總隊、支隊建立語音綜合管理平臺，實現各類語音資源的匯聚與管理，下級平臺向上級平臺逐層匯聚，同時為保障重（特）大災害跨區域增援的應用，系統架構在行政垂直管理模式基礎上，還采用分級集成與分布式網絡結構相結合的架構模式，形成以作戰指揮部單位為核心的“星形”扁平化指揮結構，即終端語音設備可直接受上級平臺和跨上級平臺的直接管理與調度。

二、平臺關鍵技術

1. 音頻檢測

應急指揮業務的實現基于多種通信系統，例如常規無線電，集群無線電，短波無線電，有線電話，衛星電話等。因此，對于不同的通信系統訪問，可以通過音頻檢測方法來對其進行判斷和區分，通常基于VOX（語音），VMR（語音），COR（載波）三種檢測方法。

VOX根據外部輸入聲音的數字化電平值判斷語音輸入是否有效。判斷頻率范圍為100?3.2KHz。當現場背景噪聲較低時，適用于電話通信系統，超短波通信系統和會議通信系統。

VMR使用聲音檢測算法，根據聲音頻率和波形特征確定輸入是否有效，從而確定它是否是人類聲音。測定頻率范圍為100?1.2KHz。此方法旨在確保聲音清晰，并有效濾除風，汽車聲音和振動。在高背景噪聲的情況下，不符合語音特性的音頻和其他音頻適用于短波通信系統和超短波通信系統。

COR根據無線電/移動臺接收到的載波檢測信號來判斷輸入是否有效。頻率范圍為100?3.2KHz。它的特性與VOX相似，但是COR可以確保無線電的有效傳輸并避免引起偽PTT的線路干擾。扳機。

2.噪聲抑制

數字濾波器技術。使用DSP數字濾波器，通過DSP芯片的IIR數字濾波器技術濾除3.2KHz以上的高頻和100Hz以下的低頻。

VAD靜音檢測。使用DSP芯片對數字化音頻執行VAD檢測，以消除對隨機噪聲和高斯噪聲的誤判，從而確定音頻輸入是否有效。

回聲消除。為了避免尖叫，AEC（聲學回聲消除）算法用于消除MIC的回聲輸入。 AEC是當前主流的回聲消除應用技術。

3.增益控制

在音頻輸入輸出中，不同設備的輸入輸出的音頻電頻不同，噪聲抑制后的音頻增益將大大降低。 因此，音頻數據必須在自動增益控制（AGC）之后數字化，并且輸入和輸出。 具有放大功能的數字語音芯片可用于控制輸入和輸出語音增益，并且相應的參數可通過交換控制單元進行調整。 輸入輸出增益范圍為-26dB?+ 12dB，基本可以滿足各種音頻信號的要求。

三、平臺在應急救援中的應用

1 聯合應急救援

某地發生重大災害事故，政府牽頭成立以為主體救援力量的聯合應急救援領導機構，并迅速調集相關社會聯動力量實施救援，為綜合調配資源，做好現場力量分布與部署，依托語音綜合管理平臺建立應急通信指揮網，公安、超短波通信設備、交通、衛生、環保、供水、供氣、供電等部門可通過手機或相關語音通信設備接入平臺，實現政府領導下的統一資源調度、任務分配和作戰部署。

2. 跨區域作戰中的途中通信

由于無線基站采用大區覆蓋和頻率復用機制，城市邊緣或交界處常規無線基站信號無法覆蓋，形成通信“盲區”。

3. 地震救援及山岳救援

地震災害將嚴重破壞公共通信設施，導致公共通信網絡癱瘓;山岳救援也是由于公共通信網絡沒有覆蓋導致基于公網通信設備的“無效”。

結束語

經過多年的探索開發和功能完善，基于融合語音通信技術的融合指揮系統依托現代化通訊技術和網絡數據平臺，同步配套相關機制建設，建成了實時監控、過程管控、應急指揮、在線考核等多功能于一體的救援應急處理信息平臺，構建了從現場微觀到大局宏觀全面覆蓋的數據可視化生產運行新模式，實現由傳統指令型向精準、規范、智能、高效運行轉變，為政府、公安、專業救援隊伍、環保、通信、氣象、電力等多種應急力量和社會聯動力量的聯合行動與高效協同。

參考文獻

[1]姜學赟.信息系統綜合集成應用研究。科學與技術2013，4：406-410

勝利油田應急救援中心