刘喜文，李玉杰，周世玮

（1.中国石油天然气管道通信电力工程总公司，河北 廊坊 065000；2. 中国电子系统工程总公司，北京 100039）

1 引言

由于能源企业的施工现场多处于野外，自然环境条件恶劣，现场施工复杂，安全风险因素大，作业现场往往缺乏通信基础设施，通常没有固定视频监控系统，很难及时了解事发现场的实际情况。即便有视频监控和通信系统，一旦发生事故，也极可能遭受损坏，难发挥及时观察事发现场情况的作用。移动应急通信系统是突发事件现场处置时的主要指挥工具，须满足移动指挥决策、现场应急处置和现场信息采集等应急需要。“平时”服务于日常生产经营和应急管理需要；“战时”根据总部、企业的指挥调度，开赴事发现场，采集现场多媒体信息，传送现场音视频、数据资料，提供决策支持和依据。

在技术实现上，遵照经济、实用的建设原则，力求功能突出，特别是多种通信手段必须互为补充（其中，卫星通信手段必须配置），确保平台能够应对最恶劣自然条件，能够处置最严重的突发事件。根据实际需求，我们设计了应急通信车和BGAN单兵通信系统两种接入措施。

2 应急系统架构和接入措施

2.1 系统构成

该套系统有现场的应急通信车、BGAN系统、无线传输设备，本地的有线通信系统将从现场采集的数据信息通过通信卫星、第四代海事卫星和光/电缆等传输介质传送到集团的应急平台（见图1）。

图1 应急系统网络拓扑图

在企业配备移动应急通信系统，一方面采集现场多媒体信息，并将现场各种音视频、数据资料传送至后方，为领导及专家进行决策提供支持和依据；另一方面，为领导对应急现场的指挥提供通信手段，可使集团公司领导及时掌握现场情况，与事发现场的应急指挥人员通过音视频等多种手段进行会商、应急指挥，提高处置突发事件的效率。

移动应急通信系统具有电话功能，具有固定电话、无线对讲、现场扩音等手段，集团总部应急平台和企业指挥机构可与现场进行语音通信，并能在现场进行语音指挥；具有现场声音和图像的采集、音视频信号的接入和传输功能,现场人员可在事发现场附近进行摄像，利用无线图像传输设备，将视频信号通过无线方式传至1～3公里内的现场指挥部,也可利用车载升降云台进行视频采集。配置多种通信终端，接受后方应急中心指挥调度；具有视频会议功能，可接入集团公司应急平台视频会议系统，进行异地会商。

具有现场有线或无线局域网接入功能。访问企业网络、Internet，收发传真、电子邮件，传送现场数据信息，访问集团公司应急管理系统。另外，应急现场的环境通常比较恶劣，因此要求系统具有较好的可靠性，适应高低温、降雨、粉尘、震动等影响，在现场的设备还应具备防爆性能。

在技术实现上，遵照经济、实用的建设原则，力求功能突出，特别是多种通信手段必须互为补充，考虑到突发事件如地震水灾等发生时，当地通信基础设施可能损坏，必须配置卫星通信手段，确保平台能够应对最恶劣自然条件，能够处置最严重的突发事件。

2.2 移动应急接入措施

（1）应急通信车。应急通信车以越野车和中型客车作为装载平台，集成各种通信设备，具备多种通信手段，具备全天候工作能力，可在现场快速开展各项业务，同时具备应急信息接入功能，从而实现“召之即来，来之能战，战之能胜”的移动应急目标。它适用于交通相对便利，车辆可以直接到达事发现场，且对带宽要求高的场合。

（2）BGAN单兵通信系统。BGAN单兵通信系统可以到突发事件现场移动采集信息，与应急通信车结合，临时构成现场应急指挥中心。BGAN单兵通信系统体积小、重量轻、可单兵背负、不受雨雪等天气影响，但带宽较小，最大492k，最高支持256k保障带宽业务。适用于需长距离背负，业务传输量小的场合。

表1 移动应急通信系统实施措施比选表

3 应急保障系统的整体设计

3.1 应急通信车设计

应急通信车以越野车和中型客车作为装载平台，集成各种通信设备，具备全天候工作能力，确保平台满足快速启动的移动应急需求，其组成见图2。

图2 应急通信车组成图

设备配置：卫星通信系统、视频系统、语音接入、讲系统、扩音广播、视频会议系统、辅助设备及车载配电系统和应急通信车企业接入系统组成。卫星通信系统选用“静中通”设备。满足移动情况下图像高质量实时传送需求。卫星传输链路按照2Mb/s速率设计（64kb/s～2Mb/s可调），实现“静中通”通信车与指挥中心的语音、图像、数据的双向传输。

3.2 视频系统

为了全方位的反应抢险救灾现场及工程施工现场，需配备高质量的摄像机系统，多角度，多方位的反应现场实情。配置视频会议终端，可以实现集团与现场的视频会商。视频系统为应急通信车视频业务功能的实现提供硬件支持，用于实现会议电视、图像采集与切换、无线图传系统图像的采集及接收等，系统结构如图3所示。

图3 视频系统连接图

根据技术规范和实际使用需求，需配备两台摄像机，车顶摄像和便携式三防摄像机。

（1）车顶摄像机。装在升降杆上，用于抢险救灾现场及工程施工现场多方位、多角度的图像采集，采用室外一体化夜视变速云台摄像机，360°无限位连续旋转；全天候环境设计，IP66防护等级。

（2）防爆摄像机。采用安防爆技术，安全可靠，通过防爆认证，符合石油天然气、化学工业等危险场合使用。传感器像素：不少于500万像素；静态有效像素：不少于1 020万像素；

3.3 语音接入系统设计

具备双向话音通信功能，可实现应急通信车与企业接入系统双向通话。车载电话、传真机、无线对讲系统、现场广播的语音信号经VoIP语音网关进行编码后输出IP流，通过卫星通信系统传输到主站，通过企业内外进入应急通信保障中心，转换电话语音送入电话网（见图4）。

图4 语音接入示意图

3.4 现场扩音广播系统

在应急通信车中需配备扩音广播系统，进行现场指挥。应急通信车配备有线麦克风、无线麦克风、AV功放、高音喇叭等设备，可用于现场的指挥调度；声音通过编码器编码后，通过卫星通信系统传输到应急通信车后由解码器进行解码，解码后的话音信号接入AV功放，由高音喇叭进行广播。

3.5 无线对讲系统

在应急抢险现场及工程施工现场，可以通过无线对讲系统进行现场通话和指挥，应急通信保障中心也可以通过卫星通信系统将声音传到应急通信车后，利用通过无线对讲系统进行现场通话。无线对讲系统包括中转台、接驳器和无线对讲机，它主要功能是实现对讲机与对讲机、对讲机与车载电话、对讲机与公网电话之间的相互呼叫通话。

3.6 BGAN单兵通信系统

BGAN单兵通信系统是应急通信车的功能补充，也可单独使用。系统实现图像传输、数据通信、语音通信及GPS定位等功能，可以临时构成现场应急指挥中心。系统采用第四代海事卫星，用于事发现场与指挥中心之间建立一个高效通信链路，将应急救援现场的语音、视频、数据实时传回指挥中心，指挥中心根据现场状况，组织多方进行电话、电视会商，实时发出相应指令，确保应急过程的信息交流全面、及时、稳定、高效、安全，满足现场应急救援、指挥等通信服务需求。

BGAN单兵通信系统设备力求小型化、轻重量，设备需集成性高，可由单兵背负，实现基本通信等功能。由BGAN终端作为接入与传输手段，接入便携电脑、电话、GPS、摄像机等终端设备。实现图像传输、数据通信、语音通信及GPS定位等功能。便携电脑配备无线网卡和视频采集卡，可进行视频采集，在公众移动通信网覆盖条件下，低速率数据业务的传送，通过公用通信网接入集团公司应急平台。

使用BGAN关口站专线通道，现场信息通过卫星落地后经过专线（公网）接入应急通信保障中心（见图6）；紧急情况下，使用具有固定IP地址的BGAN单兵终端，可建立BGAN-BGAN通道，将事故现场信息不落地直接传输到后方指挥中心。

图6 BGAN-BGAN点对点通信方式

4 系统应用实践

4.1 功能架构描述

移动应急通信系统是应急平台的功能扩展和延伸，其功能架构见图1。将事件发生现场的情况迅速反馈到指挥中心和企业应急机构，并将现场各种音视频、数据资料传送至后方，可使集团公司和企业领导及时掌握现场情况，与事发现场的应急指挥人员通过音视频等多种手段进行会商，为领导及专家进行决策提供支持和依据；另一方面，为领导对应急现场的指挥提供通信手段，有效解决现场信息采集、传输的“最后一公里”瓶颈问题，为领导应急决策、指挥调度和现场各专业组应急通信提供支撑。

4.2 移动应急通信系统总体功能

⊙ 具有现场声音和图像的采集、接入和传送功能；

⊙ 具备定位功能，能在地理信息系统显示位置信息；

⊙ 具备应急通信与应急指挥功能；

⊙ 支持包括卫星通信在内的多种通信方式，并具有针对实时图像和话音传输的QoS功能；

⊙ 支持使用固定电话、无线电话完成现场指挥通信；

⊙ 能够接受后方应急接入，具有视频会议功能，可接入集团视频会议系统，进行异地会商。

4.3 覆盖组织范围和业务范围

覆盖能源企业及施工队伍的野外作业场所，应急管理业务部门及支撑机构、应急现场指挥调度机构和应急抢险人员。

移动应急通信系统：“平时”主要服务于应急演练、应急监测，以及生产经营、安全监察、生产管理等。“战时”根据调度要求，开赴现场，建立现场通信和指挥通信；采集现场多媒体信息，并传送到后方，为分析、决策提供支撑；利用各种通信终端和设备，下达处置指令，进行人员指挥和资源调度。

5 结束语

本系统根据能源企业的现场作业的风险源的分析评估，设计应用一套完整、稳定的通信保障系统。综合利用移动卫星通信系统（应急通信车）、BGAN系统、现场视频采集和无线电通信等多种通信手段，为现场的图像、声音和数据进行全面的信息采集，为企业总部和行业专家的指挥决策提供支持，为能源企业的提供宝贵的第一手数据资料，并且保障现场应急事件处理中的通信传输通道。

[1]陈兆海．应急通信系统．北京：电子工业出版社

[2]夏克文，甘仲民．卫星通信．西安：西安电子科技大学出版社