CN109729513A - 一种消防应急通信*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种消防应急通信***，其解决了现有消防应急通信***通信效果较差和效率较低的技术问题，其包括信息采集***、信息传输***、现场指挥***和辅助保障***；信息采集***，用于采集灾害事故现场图像、数据和语音信息；信息传输***，与信息采集***连接，用于实现信息采集***与现场指挥***间信息的传输；现场指挥***，与信息传输***连接，用于现场指挥员查看灾害事故现场各类图像、数据、语音信息；前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度；辅助保障***，与现场指挥***连接，用于为事故现场各类应急通信装备提供电源保障、应急通信装备的运输；本发明可广泛应用于通信技术领域。

Description

一种消防应急通信***

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种消防应急通信***。

背景技术

各类重大事故及地质性灾害事故的发生，给人们的生活、社会的稳定和国家的发展都带来了很大的损失，事故发生的时刻，应急救援工作的快速展开是与时间赛跑，争取黄金救援时间的关键；应急指挥通信保障，对灾害救援工作的顺利进行起着关键性作用，是确保灾害救援应急指挥工作高效开展的必要手段。

随着社会经济不断发展，城市化建设进程不断加快，高层地下建筑、超大综合体建筑、以及石油化工企业大量涌现，给灭火救援工作带来巨大压力和挑战；消防部队的灭火救援实战中，还存在通信装备建设不适应新形势新任务的需要、移动通信网络覆盖不均衡、现有信号覆盖技术手段不满足消防实战需要等问题，影响了通信保障实际效果。

发明内容

本发明就是针对现有消防应急通信***通信效果较差和效率较低的技术问题，提供一种通信效果较好和效率较高的消防应急通信***。

为此，本发明提供了一种消防应急通信***，其包括信息采集***、信息传输***、现场指挥***和辅助保障***；

信息采集***，用于采集灾害事故现场图像、数据和语音信息；

信息传输***，与信息采集***连接，用于实现信息采集***与现场指挥***间信息的传输；

现场指挥***，与信息传输***连接，用于现场指挥员查看灾害事故现场各类图像、数据、语音信息；前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度；

辅助保障***，与现场指挥***连接，用于为事故现场各类应急通信装备提供电源保障、应急通信装备的运输。

优选的，信息采集***包括图像采集模块、数据采集模块和语音采集模块。

优选的，图像采集模块包括单兵图传、无人机、音视频触控球和云台摄像机。

优选的，信息传输***包括运营商公网、政府无线专网、消防无线专网。

优选的，信息传输***还包括消防卫星专网，用于运营商公网中断情况下，灾害事故现场到前方指挥部、后方指挥部的通信链路建立。

优选的，现场指挥***包括移动指挥模块和现场调度模块。

优选的，辅助保障***包括供电模块和车辆运输模块。

优选的，供电模块采用智能电源箱。

本发明综合利用公网、专网资源，依托实战指挥平台、一体化业务***和图像、语音综合管理平台，建设轻型化、一体化、标准化、模块化的事故救援应急通信***，有益效果如下：

(1)实用性

***中各模块具备故障分析和容错能力，建成的***安全可靠，稳定性强，***具备4G公网、4G专网、Mesh、Wifi等多种网络接入能力，不同网络内的设备可根据现场网络信号强度，自动切换到信号覆盖最强的通信链路，确保通信顺畅，同时达到路由抗毁，提高***在灾害事故现场的可用性。

(2)兼容性

***应兼容目前消防部队已使使用的应急通信装备，充分利旧，采用市场通用的接入标准，整合多种通信手段和现有通信装备，实现现有及未来应急通信装备的互联互通和可视化集成管理。

(3)开放性

采用开放性的体系结构，便于***扩充，使相对独立的分***易于组合调整；具有适应外界环境变化的能力，即在外界环境改变时，***可以不作修改或仅作小量修改就能在新环境下运行。

(4)扩展性

***建设的不同阶段应可灵活配置、扩展***规模和功能，具有不断吸收新技术的能力，便于***将来改造、扩容、升级。

附图说明

图1为本发明实施例1的***框图；

图2为本发明实施例1通信***的拓扑图；

图3为本发明实施例2的***框图；

图4为本发明实施例2通信***的拓扑图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例1

如图1和图2所示，本发明提供了一种城市重大事故救援应急通信***，其包括信息采集***、信息传输***、现场指挥***和辅助保障***。

信息采集***，用于采集灾害事故现场图像、数据和语音信息；信息采集***包括图像采集模块、数据采集模块和语音采集模块。

图像采集模块，用于采集灾害事故现场图像类信息，包括单兵图传、无人机、音视频布控球、热成像仪、云台摄像机。

单兵图传，采用3G/4G单兵图传和Mesh单兵图传，通过3G/4G、Mesh技术手段，传输事故救援现场的数据、语音、图像等多媒体信号。

无人机，在发生大面积火灾时，从高空查看现场图像并能通过Mesh、4G公网等技术手段实时传输至前方指挥部和后方指挥中心。

音视频布控球：支持3G/4G公网，以及Wifi方式远程控制，通过3G/4G、Wifi、Mesh等技术手段，在无法保证人员安全的救援现场进行固定音视频传输。

热成像仪，支持通过Wifi或蓝牙连接智能接入网关将图像回传，用于浓烟、黑暗等场所图像信号的采集。

云台摄像机，支持通过Wifi或蓝牙连接智能接入网关将图像回传，用于单兵行进过程中稳定采集图像信号。

数据采集模块，用于采集灾害事故现场数据类信息，包括空气呼吸器采集装置、生命体征检测装置和室内定位装置。

空气呼吸器采集装置，支持通过Wifi或蓝牙连接智能接入网关将数据信号回传，用于回传消防员配备的空气呼吸器压力信号。

生命体征监测装置，支持通过Wifi或蓝牙连接智能接入网关将数据信号回传，用于回传消防员生命体征信号。

室内定位装置，配置蓝牙或Wifi模块，可定位作战人员的位置和高度，能在室内实现相对位置定位，能显示队友之间的相对方向和距离、队友之间需要相互定位、报警、撤离，用于回传消防员室内定位数据信号。

语音采集模块，用于采集事故现场语音类信息，包括350M对讲机、公网集群对讲机和公专融合智能对讲机。

350M对讲机，数模双制式，支持单频自组网，内置GPS/北斗卫星芯片，可支持电台之间相互定位，用于救援现场语音信号传输。

公网集群对讲机，支持国际组织3GPP定义的MCPTT、MCVedio、MCData等公网集群业务功能，实现实时短数据、多媒体消息发送等数据功能，用于公网可用环境下事故现场语音信号传输。

公专融合智能对讲机，可基于专网4G或公网提供专业的音/视频集群对讲，包括语音单呼，语音组呼，视频单呼，视频组呼，紧急呼叫，广播呼叫，临时组呼，话权优先级，群组优先级，多媒体消息、视频转分发功能，用于公网、专网等不同条件下语音信号传输。

信息传输***，与信息采集***连接，用于实现信息采集***与现场指挥***间信息的传输；信息传输***包括运营商公网、政府无线专网、消防无线专网。

运营商公网和政府无线专网均为现有资源，分别利用运营商公网基站和政府无线专网基站，通过4G公网和政府无线专网实现救援现场与各级指挥中心的信息传输。

消防专网模块包括4G专网基站、Mesh基站、语音通信基站、智能接入网关。

4G专网基站，含4G专网基站及多通信制式融合模块，实现救援现场到前方指挥部的4G专网信号覆盖，在野外空旷地覆盖半径不小于5km，在城市建筑群覆盖半径不小于2km，在信号屏蔽场所覆盖半径不小于800m，能够将4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理。

Mesh基站(含Mesh中继台)，Mesh基站可拆卸使用，实现救援现场到前方指挥部的Mesh信号自动覆盖，实现事故现场宽带Mesh、Wifi、4G专网信号的接力传输及信号延伸，支持多跳中继，每一跳中继之间至少保证穿透地下1层，水平2km的传输距离，至少包含3台Mesh中继台。

语音通信基站(含语音中继台)，实现现场语音无线信号覆盖，实现事故现场语音信号的接力传输及信号延伸，每一跳中继之间至少保证穿透地下2层建筑，水平5km的传输距离，兼容标准数字、模拟对讲机，至少包含3台语音中继台。

智能接入网关，集合蓝牙/Wifi、3G/4G、Mesh等通信技术于一体的路由接入设备，用于原有设备(如3G/4G单兵图传、空气呼吸器采集装置、生命体征监测装置、室内定位装置等)的接入，并能根据现场Mesh、4G专网的信号强度自动选择传输链路，其中，空气呼吸器采集装置、生命体征监测装置、室内定位装置需要具有蓝牙或Wifi接口。

现场指挥***，与信息传输***连接，用于现场指挥员查看灾害事故现场各类图像、数据、语音信息；前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度；现场指挥***包括移动指挥模块和现场调度模块。

移动指挥终端，用于前方指挥部的指挥员查看现场音视频资源；针对救援现场的一线指挥员和救援人员，采用智能集群大屏多模手持设计，高防护等级，防水防尘，可全天候使用，72小时待机；支持GPS/北斗双模定位、监控浏览、语音对讲、语音会议、参与会议、参与指挥、接受图像推送。

现场调度模块用于前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度，包括现场调度台和音视频切换控制台。

现场调度台，用于前方指挥部对救援现场各类图像、语音、数据调度及信息集中共享展现；将语音调度、视频调度以及数据信息等多种业务进行融合，统一呈现，统一管理，提供三屏显示功能，能将屏幕画面投影至前方指挥部大屏幕***。

音视频切换控制台，用于消防部队利旧的音视频布控球、3G单兵、视频监控设备的图像输出；包含视频浏览、图片抓拍、录像放像、语言对讲、报警联动、电子地图、电视墙管理；用户管理、认证管理、权限管理、设备管理、网络管理、日志管理等功能。

辅助保障***，与现场指挥***连接，用于为事故现场各类应急通信装备提供电源保障、应急通信装备的运输；辅助保障***包括供电模块和车辆运输模块。

供电模块采用智能电源箱，为救援现场、前方指挥部各类应急通信设备提供电源保障；具有电量显示、为电源模块统一充电能力，输出电压满足19V、16V、12V、9V、5V等电压值，部分电源模块抽出后可自动调整供电输出，单个电源模块能够根据不同电压需求自适应供电，总电量不小于1000WH(含100WH电源模块10个)，集成于1个电源箱。

车辆运输模块采用通信设备运输车，用于各类通信设备的运输；运输车包含便于应急通信装备模块化储运的货箱。

辅助保障***还包括相关辅助器材，用于各类应急通信设备的运输等其他辅助保障；包含各设备的备用电缆、野战光纤、防雨防晒篷布、等相关辅助器材。

当运营商公网、政府无线专网信号正常，建筑物内电力正常时：第一救援现场图像信号通过运营商公网传到后方图像综合管理平台，分发给各级指挥中心和前方指挥部；现场数据信号通过运营商公网传到后方实战指挥平台，再分发给各级指挥中心和前方指挥部；现场语音信号主要通过无线专网传输到前方指挥部，再通过语音综合管理平台传输分发给各级指挥中心。

当少数区域运营商公网、政府无线专网信号覆盖存在盲区，建筑物内电力中断时：利用4G专网实现现场专网信号的区域覆盖，利用Mesh技术将专网信号延伸至建筑物内部，将建筑物内部音视频和数据在前方指挥部进行汇集和分发，再通过公网或消防卫星专网传到后方指挥中心。利用语音通信基站和语音中继台将语音信号延伸到建筑物内部，将建筑物内部语音通信回传至现场指挥部，再通过公网或消防卫星专网传到各级指挥中心。实现灾害事故现场图像、数据、语音的全覆盖；建立以中队级为单位、以消防车为核心的通信节点，可自行组网提供服务，也可多级互联快速组网。

实施例2

如图3和图4所示，本发明提供了一种地质性灾害事故救援应急通信***，其包括信息采集***、信息传输***、现场指挥***和辅助保障***。

信息采集***，用于采集灾害事故现场图像、数据和语音信息；信息采集***包括图像采集模块、数据采集模块和语音采集模块。

图像采集模块，用于采集灾害事故现场图像类信息，包括单兵图传、无人机、音视频布控球、云台摄像机。

单兵图传，采用3G/4G单兵图传和Mesh单兵图传，通过3G/4G、Mesh技术手段，传输事故救援现场的数据、语音、图像等多媒体信号。

无人机，在发生大面积火灾时，从高空查看现场图像并能通过Mesh、4G公网等技术手段实时传输至前方指挥部和后方指挥中心。

音视频布控球：支持3G/4G公网，以及Wifi方式远程控制，通过3G/4G、Wifi、Mesh等技术手段，在无法保证人员安全的救援现场进行固定音视频传输。

云台摄像机，支持通过Wifi或蓝牙连接智能接入网关将图像回传，用于单兵行进过程中稳定采集图像信号。

数据采集模块，用于采集灾害事故现场数据类信息，数据采集模块采用北斗有源终端，具有北斗RNSS/RDSS定位功能、北斗RDSS应急通信能力，可实现单兵定位、位置共享、位置上报以及短报文通信等功能，在各种通信设备无法使用的事故现场，作为保底手段，通过短报文通信解决救援部队定位问题。

语音采集模块，用于采集事故现场语音类信息，包括350M对讲机、卫星电话和远程语音通信电台。

350M对讲机，数模双制式，支持单频自组网，内置GPS/北斗卫星芯片，可支持电台之间相互定位，用于救援现场语音信号传输。

卫星电话，为救援部队增加一种常规通信***不可用时的语音、数据通信手段；支持天通卫星网络和地面网移动、联通、电信的2G、3G、4G全网通网络，并支持卫星语音电话、卫星短消息和卫星上网功能。

远程语音通信电台，用于公网瘫痪情况下救援现场与前方指挥部、后方指挥部的远距离语音通信；可实现不小于80km的语音对讲、人员定位，支持数据、话音、文件传输。

信息传输***，与信息采集***连接，用于实现信息采集***与现场指挥***间信息的传输；信息传输***包括运营商公网、政府无线专网、消防无线专网、消防卫星专网。

运营商公网和政府无线专网均为现有资源，分别利用运营商公网基站和政府无线专网基站，通过4G公网和政府无线专网实现救援现场与各级指挥中心的信息传输。

消防专网模块包括4G专网基站、Mesh基站、语音通信基站、智能接入网关。

4G专网基站，含4G专网基站及多通信制式融合模块，实现救援现场到前方指挥部的4G专网信号覆盖，在野外空旷地覆盖半径不小于5km，在城市建筑群覆盖半径不小于2km，在信号屏蔽场所覆盖半径不小于800m，能够将4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理。

语音通信基站(含语音中继台)，实现现场语音无线信号覆盖，实现事故现场语音信号的接力传输及信号延伸，每一跳中继之间至少保证穿透地下2层建筑，水平5km的传输距离，兼容标准数字、模拟对讲机，至少包含3台语音中继台。

智能接入网关，集合蓝牙/Wifi、3G/4G、Mesh等通信技术于一体的路由接入设备，用于原有设备(如3G/4G单兵图传、空气呼吸器采集装置、生命体征监测装置、室内定位装置等)的接入，并能根据现场Mesh、4G专网的信号强度自动选择传输链路，其中，空气呼吸器采集装置、生命体征监测装置、室内定位装置需要具有蓝牙或Wifi接口。

消防卫星专网，用于运营商公网中断情况下，灾害事故现场到前方指挥部、后方指挥部的通信链路建立；消防卫星专网为轻型卫星便携站，利用卫星建立前方指挥部与后方指挥部的双向数据链路，配备于第一救援现场，能实现与消防局双向720P及以上的音视频会议，能接入消防应急通信视频***、实战指挥平台，实现视频的浏览、上传、分发等，可以将视频信息投送至现场大屏幕。

现场指挥***，与信息传输***连接，用于现场指挥员查看灾害事故现场各类图像、数据、语音信息；前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度；现场指挥***包括移动指挥模块和现场调度模块。

移动指挥终端，用于前方指挥部的指挥员查看现场音视频资源；针对救援现场的一线指挥员和救援人员，采用智能集群大屏多模手持设计，高防护等级，防水防尘，可全天候使用，72小时待机；支持GPS/北斗双模定位、监控浏览、语音对讲、语音会议、参与会议、参与指挥、接受图像推送。

现场调度模块用于前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度，包括现场调度台和音视频切换控制台。

现场调度台，用于前方指挥部对救援现场各类图像、语音、数据调度及信息集中共享展现；将语音调度、视频调度以及数据信息等多种业务进行融合，统一呈现，统一管理，提供三屏显示功能，能将屏幕画面投影至前方指挥部大屏幕***。

音视频切换控制台，用于消防部队利旧的音视频布控球、3G单兵、视频监控设备的图像输出；包含视频浏览、图片抓拍、录像放像、语言对讲、报警联动、电子地图、电视墙管理；用户管理、认证管理、权限管理、设备管理、网络管理、日志管理等功能。

辅助保障***，与现场指挥***连接，用于为事故现场各类应急通信装备提供电源保障、应急通信装备的运输；辅助保障***包括供电模块和车辆运输模块。

供电模块采用智能电源箱，为救援现场、前方指挥部各类应急通信设备提供电源保障；具有电量显示、为电源模块统一充电能力，输出电压满足19V、16V、12V、9V、5V等电压值，部分电源模块抽出后可自动调整供电输出，单个电源模块能够根据不同电压需求自适应供电，总电量不小于1000WH(含100WH电源模块10个)，集成于1个电源箱。

车辆运输模块包括通信设备运输车和助力小推车，通信设备运输车用于各类通信设备的运输，运输车包含便于应急通信装备模块化储运的货箱；助力小推车用于道路损毁时，通信设备的徒步运输，具有电动或油动等辅助动力功能。

辅助保障***还包括相关辅助器材，用于各类应急通信设备的运输等其他辅助保障；包含各设备的备用电缆、野战光纤、防雨防晒篷布、等相关辅助器材。

当运营商公网、政府无线专网信号中断，电力中断时：通过在前方指挥部搭建4G专网环境，并与消防卫星专网形成互联，现场图像信号通过消防卫星网传输到后方图像综合管理平台，分发给各级指挥中心和前方指挥部，或通过卫星电话、远程语音通信电台与前方指挥部、后方指挥部第一时间取得联络；同时，通过整合现有设备，形成2-3人即可背负携行，可深入灾害事故现场内部，第一时间回传现场语音图像的地质灾害前突单元。

当运营商公网、政府无线专网信号恢复，电力恢复时：现场图像信号通过运营商公网传到后方图像综合管理平台，分发给各级指挥中心和前方指挥部。现场语音信号主要通过政府无线专网传输到前方指挥部，再通过语音综合管理平台传输分发给各级指挥中心。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (8)

1.一种消防应急通信***，其特征在于，包括信息采集***、信息传输***、现场指挥***和辅助保障***；

信息采集***，用于采集灾害事故现场图像、数据和语音信息；

信息传输***，与信息采集***连接，用于实现信息采集***与现场指挥***间信息的传输；

现场指挥***，与信息传输***连接，用于现场指挥员查看灾害事故现场各类图像、数据、语音信息；前方指挥部对灾害事故现场各类图像、语音、数据调度及信息集中展现调度；

辅助保障***，与现场指挥***连接，用于为事故现场各类应急通信装备提供电源保障、应急通信装备的运输。

2.根据权利要求1所述的消防应急通信***，其特征在于所述信息采集***包括图像采集模块、数据采集模块和语音采集模块。

3.根据权利要求2所述的消防应急通信***，其特征在于所述图像采集模块包括单兵图传、无人机、音视频触控球和云台摄像机。

4.根据权利要求1所述的消防应急通信***，其特征在于所述信息传输***包括运营商公网、政府无线专网、消防无线专网。

5.根据权利要求1所述的消防应急通信***，其特征在于所述信息传输***还包括消防卫星专网，用于运营商公网中断情况下，灾害事故现场到前方指挥部、后方指挥部的通信链路建立。

6.根据权利要求1所述的消防应急通信***，其特征在于所述现场指挥***包括移动指挥模块和现场调度模块。

7.根据权利要求1所述的消防应急通信***，其特征在于所述辅助保障***包括供电模块和车辆运输模块。

8.根据权利要求7所述的消防应急通信***，其特征在于所述供电模块采用智能电源箱。