融合指挥系统在应急救援中的应用

李晓虎

摘  要：随着国家社会经济的发展和壮大，伴随而来的是各种各样的自然灾难和事故与日增多，其中火灾、工程事故、交通事故等造成的社会影响和财产损失特别严重。本文简述了便携融合通讯指挥系统的设计理念、部署架构，阐述了平台关键技术，并描述了平台在应急救援、联合救灾情况下的应用。

关键词：融合通信;应急救援;语音云;VoIP电话通信系统：RoIP

分类号：TN914;TE38

前言

随着网络技术的迅速发展，人们的通讯手段也越来越多样化，目前突发事件发生时各支救援队伍都配备了专业的通讯方式，其中经常使用的有常规GSM/CDMA/3G/4G公众通信系统、有线网络、卫星网络、VoIP电话通信系统和各种形式的短波无线通讯等;不同的通信手段有不同的优缺点和不同的使用范围，超短波常规通信系统部署方便，适用于小范围使用，不适合长距离传输;有线电话网络、GSM/CDMA/3G/4G公众通信系统覆盖范围大，便于使用，但当使用人数过多或地震等造成公众通信设施损坏时，无法使用;卫星通信稳定、可靠，但卫星资源有限，使用成本高。

一、平台设计理念与架构

1.设计理念

基于融合语音通信技术的融合指挥系统的设计借鉴了“云计算”的设计思想，横向通过平台接口接入有线/无线、不同频率、制式的语音通信资源，实现多种通信制式和语音资源的汇聚，纵向通过语音平台级联，利用RoIP技术，对平台内各类汇聚的语音资源进行分类、汇接、转换、统一管理，使各类语音资源在全国指挥调度网上呈“网格化”分布，形成覆盖全国的“语音云”。

2. 系统架构

我国部队按照公安部局、省总队、市支队、市（县、区）大、中队的体制垂直管理和指挥调度，公安部局位于顶层，大、中队则是通信应用的基本单位。因此，按照部队管理、指挥模式和实际需求，部局、总队、支队建立语音综合管理平台，实现各类语音资源的汇聚与管理，下级平台向上级平台逐层汇聚，同时为保障重（特）大灾害跨区域增援的应用，系统架构在行政垂直管理模式基础上，还采用分级集成与分布式网络结构相结合的架构模式，形成以作战指挥部单位为核心的“星形”扁平化指挥结构，即终端语音设备可直接受上级平台和跨上级平台的直接管理与调度。

二、平台关键技术

1. 音频检测

应急指挥业务的实现基于多种通信系统，例如常规无线电，集群无线电，短波无线电，有线电话，卫星电话等。因此，对于不同的通信系统访问，可以通过音频检测方法来对其进行判断和区分，通常基于VOX（语音），VMR（语音），COR（载波）三种检测方法。

VOX根据外部输入声音的数字化电平值判断语音输入是否有效。判断频率范圍为100?3.2KHz。当现场背景噪声较低时，适用于电话通信系统，超短波通信系统和会议通信系统。

VMR使用声音检测算法，根据声音频率和波形特征确定输入是否有效，从而确定它是否是人类声音。测定频率范围为100?1.2KHz。此方法旨在确保声音清晰，并有效滤除风，汽车声音和振动。在高背景噪声的情况下，不符合语音特性的音频和其他音频适用于短波通信系统和超短波通信系统。

COR根据无线电/移动台接收到的载波检测信号来判断输入是否有效。频率范围为100?3.2KHz。它的特性与VOX相似，但是COR可以确保无线电的有效传输并避免引起伪PTT的线路干扰。扳机。

2.噪声抑制

数字滤波器技术。使用DSP数字滤波器，通过DSP芯片的IIR数字滤波器技术滤除3.2KHz以上的高频和100Hz以下的低频。

VAD静音检测。使用DSP芯片对数字化音频执行VAD检测，以消除对随机噪声和高斯噪声的误判，从而确定音频输入是否有效。

回声消除。为了避免尖叫，AEC（声学回声消除）算法用于消除MIC的回声输入。 AEC是当前主流的回声消除应用技术。

3.增益控制

在音频输入输出中，不同设备的输入输出的音频电频不同，噪声抑制后的音频增益将大大降低。 因此，音频数据必须在自动增益控制（AGC）之后数字化，并且输入和输出。 具有放大功能的数字语音芯片可用于控制输入和输出语音增益，并且相应的参数可通过交换控制单元进行调整。 输入输出增益范围为-26dB?+ 12dB，基本可以满足各种音频信号的要求。

三、平台在应急救援中的应用

1 联合应急救援

某地发生重大灾害事故，政府牵头成立以为主体救援力量的联合应急救援领导机构，并迅速调集相关社会联动力量实施救援，为综合调配资源，做好现场力量分布与部署，依托语音综合管理平台建立应急通信指挥网，公安、超短波通信设备、交通、卫生、环保、供水、供气、供电等部门可通过手机或相关语音通信设备接入平台，实现政府领导下的统一资源调度、任务分配和作战部署。

2. 跨区域作战中的途中通信

由于无线基站采用大区覆盖和频率复用机制，城市边缘或交界处常规无线基站信号无法覆盖，形成通信“盲区”。

3. 地震救援及山岳救援

地震灾害将严重破坏公共通信设施，导致公共通信网络瘫痪;山岳救援也是由于公共通信网络没有覆盖导致基于公网通信设备的“无效”。

结束语

经过多年的探索开发和功能完善，基于融合语音通信技术的融合指挥系统依托现代化通讯技术和网络数据平台，同步配套相关机制建设，建成了实时监控、过程管控、应急指挥、在线考核等多功能于一体的救援应急处理信息平台，构建了从现场微观到大局宏观全面覆盖的数据可视化生产运行新模式，实现由传统指令型向精准、规范、智能、高效运行转变，为政府、公安、专业救援队伍、环保、通信、气象、电力等多种应急力量和社会联动力量的联合行动与高效协同。

参考文献

[1]姜学赟.信息系统综合集成应用研究。科学与技术2013，4：406-410

胜利油田应急救援中心