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人防无线应急通信架构1. 引言人防无线应急通信是一种应急通信系统，旨在满足人防工程建设中的通信需求。
本文将介绍一个典型的人防无线应急通信架构，以帮助大家更好地了解和应用该系统。
2. 架构概述该人防无线应急通信架构主要由以下几个组成部分组成：2.1 通信设备人防无线应急通信所使用的通信设备主要包括：应急通信终端、无线对讲机、应急广播设备等。
这些设备可以通过无线方式进行通信，实现紧急消息的传递和交流。
2.2 通信网络在人防无线应急通信架构中，通信网络起到了连接各个通信设备的重要作用。
通常采用无线网络或者专用的防灾通信网络，确保通信设备之间的无缝连接和稳定传输。
2.3 通信控制中心通信控制中心是整个人防无线应急通信架构的核心，负责对通信设备和通信网络进行统一管理和控制。
控制中心具备监控、调配、故障处理等功能，可以对通信设备进行实时监控和远程操控。
2.4 应急指挥中心应急指挥中心是人防无线应急通信的决策与指挥中心，负责应急情况的调度和指挥。
应急指挥中心可以通过通信设备和控制中心进行实时通信和信息交换，保证应急指挥的高效和快速响应。
3. 架构特点人防无线应急通信架构具有以下几个特点：3.1 灵活性该架构可以根据不同的人防工程需求进行定制和部署，满足不同场景下的通信需求。
通信设备的灵活性和通信网络的可配置性，可以适应不同的应急情况。
3.2 可靠性通信设备和通信网络采用了双重备份和冗余设计，确保在应急情况下的通信可靠性。
同时，通信控制中心和应急指挥中心的冗余配置和容错机制，保证了系统的高可用性。
3.3 互联互通人防无线应急通信架构支持不同通信设备之间的互联互通，实现了信息的共享和集成。
通过通信控制中心和应急指挥中心的统一管理和控制，各个通信设备之间可以快速建立通信连接和实时交流。
4. 应用场景人防无线应急通信架构广泛应用于以下场景：4.1 自然灾害在自然灾害发生时，人防无线应急通信可以帮助救援人员建立紧急通信网络，实现救援指挥和资源调配的高效协同。
在这个特殊时期，应急通信系统发挥了重要作用。
有了这个系统，任何地方有一点风吹草动都能及时向上级反映，今天就来给大家介绍一下这个系统。
应急通信系统共分为六大功能模块，包含事件上报、事件处置、风险预警、指挥调度、信息披露和零报告，能够达到第一时间预警、上报、响应、处置，统一指挥管控和信息共享披露的效果。
通过统一入口也就是用户的终端，提供基础移动应用工作台，方便扩展应用，并通过用户终端管控医疗专用终端和自带设备。
在数据传输的网络通道方面，通过无线、移动网络安全接入，集成传输隧道加密，避免数据被中途窃取。
此外管理端的私有化部署、操作系统的安全加固、集约化的管理方式，同时所有数据一人一密加密存储，可接入国密、商密等加密算法进行多重加密，都保证了这套体系中数据的安全可靠性。
在发生任何突发事件时，为了方便指挥部门及时掌握信息，安装应急通信系统是很有必要的。
随着科技的发展，应急通信系统的功能越来越完善，给我们的生活带来了极大的便利。
应急无线指挥系统设计方案应急无线指挥系统设计方案为了适应日益增长的应急救援需求，无线通信技术的应用在公共安全领域得到广泛应用。
应急无线指挥系统是一种能够快速响应、快速部署，实现应急指挥调度和信息共享的无线通信技术。
本文将介绍应急无线指挥系统的设计方案，包括系统架构、技术方案和产品配置等内容。
一、应急无线指挥系统架构应急无线指挥系统架构采用“内部互联、外部接入、快速响应”的模式。
整个系统分为内部路由器和外部通信网两部分，内部路由器可以支持多种协议和多种接入方式，从而可以与不同的应急通讯终端进行连接。
外部通信网可以支持多种接入方式，也可以连接到不同的应急指挥调度平台。
二、应急无线指挥系统技术方案1. 通信方式：采用语音和数据混合通信方式，可以同时进行语音通信和数据传输，以实现快速准确的信息共享。
2. 通信协议：采用P25数字通信协议，可以保证通话质量和通话安全性。
同时系统也支持私有协议和第三方协议传输。
3. 系统安全：系统采用加密手段，对语音数据和传输数据进行加密以保证通话的机密性。
同时还有透明、压缩和安全检查等机制，可加强保密措施。
4. 综合调度：利用GPS定位、视频监控和增强现实技术等，实现多维度的信息共享和实时监控。
系统还支持蜂窝网络和宽带无线接入，以实现区域和全球范围内的数据通信。
5. 智能控制：系统具有自适应控制功能，能随时对网络负载、连接状态、通信中断等情况进行监测和调整。
而且能够提供稳定、高效和安全的数据传输。
三、应急无线指挥系统产品配置1. 通信终端：建议采用支持P25通信协议的数字通信终端，以实现语音和数据混合通信。
终端的频段范围要覆盖广泛，可兼容不同的网络和协议。
2. 信令控制设备：由于P25通信协议具有复杂的信令控制，必须配备相应的信令控制设备和信令处理器，以保证通话的质量和稳定性。
3. 系统后台：为了保障应急指挥的实时响应和决策，需要建立完善的后台管理系统。
后台系统可以对通话数据进行分析和挖掘，以实现全面的指挥调度和资源调配。
doi:10.20149/ki.issn1008-1739.2024.02.007引用格式:李鹏,范林涛.应急无线数字集群通信指挥系统设计及实现[J].计算机与网络,2024,50(2):131-135.[LI Peng,FAN Lintao.Design and Implementation of Emergency Wireless Digital Trunking Communication Command System[J].Computer and Network,2024,50(2):131-135.]应急无线数字集群通信指挥系统设计及实现李㊀鹏1,2,范林涛1,2(1.河北远东通信系统工程有限公司,河北石家庄050200;2.专网通信设备与技术河北省工程研究中心,河北石家庄050200)摘㊀要:应急无线通信指挥系统采用专网建设和公网使用相融合㊁固定基站和移动基站部署相结合的建设模式,旨在解决固定场所和应急现场的全域覆盖,在应急管理部门日常和应急情况下,满足无线通信网的通信和指挥需求㊂其中,专网通信采用370MHz 警用数字集群(Police Digital Trunking,PDT)专用数字集群通信制式,固定基站完成大区域薄覆盖,移动基站实现应急现场点覆盖,公网通信依托运营商的公共通信网络,采用较低成本的公网集群对讲(PTT Over Cellular,PoC)扩展服务实现广域覆盖㊂公网通信和专网通信有机融合,互联互通,满足应急管理部门的无线通信需求,降低了系统建设成本,增强了专网应用的灵活性和安全性㊂关键词:专网;公网;应急管理;警用数字集群;公网集群对讲中图分类号:TN929.52文献标志码:A文章编号:1008-1739(2024)02-0131-05Design and Implementation of Emergency Wireless Digital TrunkingCommunication Command SystemLI Peng 1,2,FAN Lintao 1,2(1.Hebei Far-East Communication System Engineering Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050200,China ;2.Hebei Engineering Research Center for Private Network Communication Equipment and Technology ,Shijiazhuang 050200,China )Abstract :In the emergency wireless communication command system,the mode of combining the construction of private networkand the use of public network as well as combining the deployment of fixed and mobile base stations is adopted,aiming at solving the problem of the full coverage of fixed sites and emergency sites and meeting the communication and command requirements of thewireless communication network in the daily and emergency situations of the emergency management department.Among them,the370MHz Police Digital Trunking (PDT )dedicated digital trunking communication system is used by the private networkcommunication,and the fixed base station enables a large and thin coverage with the mobile base station realizing the spot coverage ofthe emergency site.Relying on the common communication network of the operator,the public network communication uses the public network PTT Over Cellular (PoC)expansion service to achieve a wide area coverage at a lower cost.Through the organic fusion and interconnection of public network communication and private network communication,the wireless communication requirements ofemergency management departments can be met,which reduces the system construction cost and enhances the flexibility and security ofprivate network applications.Keywords :private network;public network;emergency management;PDT;PoC收稿日期:2023-10-210㊀引言应急管理部发布‘2020年应急指挥窄带无线通信网地方建设任务书“,全面开展应急指挥窄带无线通信网的建设㊂应急指挥窄带无线通信网是基于370MHz 应急专用无线电频率,采用警用数字集群(Police Digital Trunking,PDT)体制建设的数字集群网:主要立足于国家综合性消防救援队伍使用需求,用于各级指挥机构指令的上传下达;建设固定通信设施通过指挥信息网传输至各级应急指挥场所,建设移动通信设施实现灾害救援现场与后方指挥机构的互联互通;构建部-省-市-现场4级互通㊁固移结合的应急通信网㊂为响应应急管理部该无线通信网的建设要求,设计了应急无线数字集群通信指挥系统㊂该系统主要用于消防救援㊁森林消防㊁地震救援和煤矿安监等相关行业,能够有效提升应急救援指挥调度的能力和水平,对救援现场复杂多变的环境做出快速的反应,极大减少人员伤亡及财产损失,降低救援成本㊂1㊀系统总体架构应急无线通信指挥系统基于应急指挥窄带无线通信网的建设要求,采用370MHz PDT窄带集群㊁宽带公网数字集群等技术体制;固定部署与移动部署相结合;同时依托运营商公共移动通信设施推进移动端应急业务使用,实现全面覆盖的应急信息网络应用㊂本系统将PDT系统和公网PoC系统进行了有机融合[1],弥补了PDT窄带专网带宽窄㊁业务单一㊁覆盖范围有限的缺陷,扩展了应急指挥窄带无线通信网的使用场景㊂系统包含PDT核心网㊁PoC扩展服务㊁业务软件产品(统一网管㊁统一录音㊁统一调度)㊁同播控制器㊁同播基站㊁移动基站㊁自组网和各类终端㊂系统结构如图1所示㊂图1㊀系统结构2㊀关键技术应急无线通信指挥系统围绕着异地容灾[2]㊁集群同频同播[3]㊁智能判选及同步发送㊁互联网协议第6版/第4版(Internet Protocol version6/4,IPv6/IPv4)双栈[4]㊁智能切换专网和公网&多模同号等技术目标进行研究,攻克了基于交换中心容灾倒切技术[5]㊁基于集群同频同播的无线通信覆盖技术㊁基于智能探测网络时延和上行空口数据智能判选技术㊁基于IPv6/IPv4双栈组网技术㊁基于多模同号自适应选网和网络智能切换技术等多个技术难题,实现了设计目标㊂2.1㊀异地容灾大部分通信系统采用具有主备冗余能力的交换管理控制中心来提高系统的可靠性,该方法有一定局限性,当交换中心整体故障时,整个无线通信系统将无法对外提供服务㊂还有部分系统采用双交换中心容灾机制,但双交换中心之间大多采用冷备工作模式,不支持数据同步操作,当某个交换中心故障时,故障倒切后业务恢复时间长㊂系统设计了一种多级冗余和数据主动同步设计方案,系统的2个交换管理中心以主备方式工作,2个交换管理中心㊁域内基站通过传输网络互联互通㊂当主用交换管理中心故障退出服务时,域内基站可以倒切至另一个交换管理中心,实现异地容灾㊂异地容灾系统结构如图2所示,在主用控制中心和备用控制中心设置互为镜像的2套交换管理中心设备㊂2套交换管理中心之间通过3条传输链路进行数据交互,一条链路负责主备交换管理中心之间的数据冗余,另2条链路负责主备交换管理中心㊁全线基站的传输冗余㊂系统中的基站通过传输网络分别连接到主备交换管理中心㊂为配合现场传输系统,以及防止网络环路,传输2与备用控制中心的网络连线断开㊂图2㊀异地容灾系统结构主用交换管理中心和备用交换管理中心都包含上下2架中心控制器,这2架中心控制器的静态配置数据完全相同,主用交换管理中心和备用交换管理中心之间会通过容灾通道进行静态数据的冗余,实现业务数据双向实时同步㊂当2架中心控制器中的某一架中心控制器出现故障时,另一架中心控制器会根据同步过来的动态数据建立资源并接管业务,避免业务发生中断㊂2.2㊀集群同频同播应急无线通信指挥系统集群部分采用370MHz 窄带PDT 网络覆盖,网络架构采用部㊁省两级架构设计,两级核心网互联互通,省㊁市所建基站统一接入省级核心网,原有常规㊁同播㊁集群等系统通过网关接入省级核心网㊂固定基站使用同频同播PDT 集群技术,频率采用四色原理[6]以地市为单位复用,固定基站充分利用指挥信息网构建通信链路㊂移动基站采用PDT 集群技术,通过卫星通信网㊁公网㊁有线专网㊁无线专网等方式实现随遇接入,应急指挥窄带无线通信网逻辑架构如图3所示㊂图3㊀应急指挥窄带无线通信网逻辑架构㊀㊀使用基于集群同频同播的无线通信覆盖方案,可以使用同一频率覆盖一省/市范围,消除了通信死角,提高了频谱利用率,实现了通信距离远㊁终端免越区的功能㊂为实现多个大区覆盖及在少量频点情况下实现多个基站分别覆盖不同的区域,需要使用集群同频同播技术,集群同频同播技术的核心是确保同一时刻不同基站在各自天线口面发送同频同相调试信号,保证同播区内下行信号同频㊁同相㊁同幅㊂系统采用基于卫星信号锁频技术㊁同播控制器统一管理的多同播基站覆盖拓扑结构来实现同播系统㊂使用卫星信号锁频技术,同时采用高稳定晶振,控制频率误差,保证同播基站的发射满足重叠区信号时延差小于1/8符号,约25μs;保证各基站的收发频率严格一致,频率误差不超过12Hz㊂在统一同播控制器的管理下,保证所有同播基站按照集群工作模式在同一时间发送基于卫星授时的统一时隙标签的空口数据㊂2.3㊀公专融合多模终端[7]是双模同号,用户无需感知公网链路还是窄带链路接入㊂因为信号原因,可能一种模式在线,可能2种模式在线㊂不同模式能够进行的业务有相同也有所不同,因此在进行业务时,系统需要根据多种因素匹配不同的通信链路㊂系统实时更新终端信号强度㊁模式状态,结合当前资源容量㊁业务需求和终端模式等参数,通过计算得出当前链路最优解,从而保证当一种模式链路不稳定时,信号能够通过另一种模式链路传输到终端㊂2.4㊀智能判选及同步发送在同播基站交叠区,终端发送的上行数据会被2个同播基站同时收到并送往同播控制器㊂收到相同或相近的数据,同播控制器需要甄别出重复或信号质量好的数据,避免出现重判㊁误判的情况发生,避免影响协议栈的处理流程㊂同频同播系统内,需要部署多个同播基站来扩大覆盖范围,同播控制器与同播基站采用基于IP的网络拓扑进行通信,IP网络具有拥塞㊁抖动㊁延时等不确定因素,有可能导致各同播基站发送下行空口数据不统一,导致在同播基站交叠区出现同频干扰的情况㊂在同播控制器上采用基于卫星授时同步㊁毫秒级精准定时㊁数据逐层校验的上行数据智能判选机制,对来自同播基站的上行空口数据进行时间和空间的多维度校验,保证对上行数据的成功判选㊂由于不同站点的传输时延都存在区别,系统需要根据各条传输链路时延进行自动补偿,满足同频同相信号调制㊂在同播基站上采用基于网络服务质量(Quality of Service,QoS)实时监控的Jitter Buffer 控制机制[8],实时调整同播控制器与各同播基站之间的空口数据交互速度,保证各同播基站在相同时间发送时隙标签相同的空口数据㊂2.5㊀IPv6/IPv4双栈技术应急无线通信指挥系统需要接入应急指挥信息网㊁卫星通信网和4G或5G公网,并且同时需要与用户其他通信系统互通,各系统组网方式和组网传输系统要求均不同,既有IPv4网络也有IPv6网络,需要提高系统的组网灵活性来适配不同的网络传输环境和设备部署方式[9]㊂系统采用了IPv4/IPv6双栈地址转换技术,能够根据不同的组网和传输链路要求将应急无线通信指挥系统的IP地址进行双栈或单栈转换同时支持IPv4和IPv6网络的接入,不改变系统组网架构,不依赖网络传输环境,无需依赖任何硬件设备,即可实现双栈网络通信㊂同时该方法也实现了对设备间通信的端口进行映射,避免了不同产品间的端口冲突或中间网络设备的限制㊂2.6㊀智能切换专网和公网&多模同号多模终端在PDT数字集群网㊁公网形成联合组网情况下,要实现2种网络业务的互联互通,实现快速便捷地发起业务并保持业务的流畅性和连续性,需要对2种网络的编号方案进行合理规划,在业务发起时自适应选择网络并在业务过程中实现网络的无缝切换[10]㊂3㊀应用案例以系统在某省建设方案为例,介绍其实施部署情况,在该省 统一规划㊁统一建设;协调一致㊁有序推进;共享共建㊁互联互通;公专结合㊁固移搭配 建设思路的指导下,在该省内分别部署PDT和PoC系统,两系统互为补充,终端可在2个系统下灵活切换㊂3.1㊀基站部署原则综合该省及各地市应急管理部门㊁消防救援队伍㊁地震局㊁煤监局㊁森林消防部门的地理位置,建设固定基站㊂固定基站的部署应遵循以下原则:①优先选用铁塔公司铁塔资源;②对于无线信号覆盖需求比较固定和频繁的地区,采取固定基站的方式进行覆盖;③站址选取在各应急部门所辖场地;④当A单位与B单位相距小于3km时,A/B 单位可共用固定基站;⑤当A单位与B单位相距超出3km时,A/B 单位各建设一套固定基站;⑥当A单位有多楼层需要进行信号覆盖时,使用射频电缆或光纤直放站在弱电井内将信号引入多个楼层㊂移动基站一般应用于应急事态下无线信号的临时覆盖和通信容量的扩容,移动基站的部署应遵循以下原则:①是固定基站的补充,是应急救援主要使用的模式;②开启时需先确认周边有无其他同频移动站信号;③可通过卫星㊁公网等链路连接至本地核心网㊂支援其他省应急救援时,可通过卫星㊁公网链路接入所在地核心网;④多站在现场开启时,需确认本基站和周边基站使用不同频率;⑤多站可通过Mesh自组网设备连接;⑥当本省站去他省支援救灾时,可接入所在地固定部署的PDT系统㊂3.2㊀系统部署方案系统部署方案包括省级㊁市级和区县级的部署,包含PDT系统㊁PoC系统㊂省级部署方案覆盖省应急管理厅㊁省消防救援总队㊁省地震局㊁省煤监局和省森林消防总队等单位㊂市级部署方案包括PDT系统㊁PoC系统,覆盖市应急局㊁市消防支队㊁市地震局㊁市煤监局和市森林消防队等单位㊂区县级部署方案包括PDT系统㊁PoC终端,覆盖区应急局㊁区消防队㊂3.3㊀无线频率规划方案省应急管理厅PDT系统无线设备按照‘应急指挥窄带无线通信频率规划“,符合应急管理部频率使用要求,遵循以下原则:①同站无三阶互调㊁邻频干扰,信道占用总带宽最小;②同一合路器最小信道频率间隔固定基站不小于300kHz,移动基站不小于50kHz;③频率复用站及复用区域无同频干扰;④较高的频谱利用率㊂同时,频谱规划还应遵循以下指标:①共信道抑制ȡ-12dB;②邻道选择性ȡ60dB(12.5kHz邻道);③互调响应抑制ȡ70dB㊂频率分组按任意2个频点频率间隔大于250kHz㊁任意2个频点产生的三阶互调不会影响组内其他频点的原则选取12对频率,并按颜色区分㊂该省每个地级市采用一个频率分组,同时相邻地级市不采用同一频率分组㊂4㊀结束语系统于2020年开始推广应用,创造产值达2.03亿元㊂项目成果已应用于国家应急管理相关部门㊂系统作为全国应急无线通信专网的核心枢纽系统,已完成与20多个省份系统级互联互通,进一步推进全国应急无线专网的建设㊂针对部分行业用户提出的智能化指挥㊁实景指挥和灾害预测等需求,系统还需要进一步研究与应急通信系统㊁灾害预测预警系统和其他相关系统的融合互通㊂同时,随着人工智能㊁大数据等技术的蓬勃发展,系统将进一步研究智能化指挥㊁实景指挥和灾害预测技术,打造为集应急管理㊁灾害预警和应急指挥为一体的智能应急无线通信指挥平台㊂参考文献[1]㊀龚乐中,闫路平,王俊人.公网PoC软对讲与PDT数字集群互通方案[J].通信技术,2017,50(1):84-88. [2]㊀马辉,袁蓉,赵国超.PDT在应急管理行业中的应用[J].警察技术,2021(7):15-18.[3]㊀张成斌.基于TETRA数字集群系统的异地容灾设计方案[J].计算机与网络,2020,46(2):60-63. [4]㊀尹韶峰.IPv4与IPv6双栈网络设计[J].微计算机信息,2010(26):90-92.[5]㊀彭盼盼,张松轶.专用无线通信系统异地容灾研究[J].计算机与网络,2018,44(9):63-67. [6]㊀李娜,魏江平,赵冰冰,等.基于 四色原理 的蜂窝小区分配及干扰对比[J].软件工程,2016(6):8-12. [7]㊀何平,肖海,刘兆元,等.LTE终端多模选网关键技术分析[J].电信科学,2012,28(12):131-134. [8]㊀黎敏,邓少波.基于延迟抖动的流媒体传输QoS机制[J].南昌大学学报,2009(10):490-493. [9]㊀黄萍.基于IPv6协议的双栈技术研究与应用[J].微型电脑应用,2022(1):206-208.[10]张力航,管鲍.警用宽带公专融合通信的研究[J].数字通信世界,2019(11):27-28.作者简介李㊀鹏㊀男,(1984 ),硕士,高级工程师㊂范林涛㊀男,(1982 ),硕士,高级工程师㊂。
城市应急通信无线解决方案目录1方案概述 (3)2组网示例 (4)3系统功能 (5)4系统技术指标 (5)5网络拓扑结构 (6)5.1网络回传方式 (6)5.2平面型网络 (7)5.3立体型网络 (7)5.4移动型网络 (8)6技术选型 (9)6.1第三代多模块mesh网状网组网 (9)6.1.1部署维护简单–自动配置、自动发现 (10)6.1.2网络稳定性–自动调节、链路自愈 (10)6.1.3多模块、多信道、多射频技术mesh (11)6.1.4车载移动支持 (15)6.2多业务无线网 (16)6.2.1标准终端支持 (16)6.2.2多用户安全接入 (16)6.2.3服务质量 (17)6.3安全性 (20)6.3.1WEP/TKIP/AES支持 (20)6.3.2MAC地址认证和SSID广播控制 (21)6.3.3802.1x认证 (21)6.3.4VPN透传 (22)6.3.5Mesh回程安全 (22)6.3.6Multi-SSID/VLAN (22)6.3.7非法设备发现 (23)6.4可管理性 (25)6.4.1Manager/One自有网管 (25)6.4.2SNMP和Syslog支持 (28)6.5模块化产品设计 (29)7方案优势 (30)1方案概述在某些不便于安装网络设备而组建有线网络代价太高的小区域的环境下，要使用网络就必须找到一种方便、灵活且成本较低的方式，无线网络的出现，使得原先几乎无法使用网络资源的环境进行网络交流成为可能。
例如野外作业、临时流动会议等不便安装网络设备的场所，可以通过无线产品迅速地建立起一个小区域的无线局域网络，所需要的只是为每个终端设备配置相应的无线适配器，通过无线信号进行交流，实现资源共享的目的。
应急组网主要包括：1、野外开阔地应急覆盖野外开阔地是无线网络覆盖最容易实现的场景之一。
在没有建筑物、山体以及高大树木障碍物的环境中，单个设备覆盖面积大，设备架设高度无额外要求。
