融合通信平台在应急指挥领域的应用和探索

黄志峰，孙鹏飞，宋秦涛，陈云化

（海能达通信股份有限公司，广东 深圳 518057）

0 引言

（1）背景

随着经济高速发展，城市高强度开发，未来产业广泛布局，城市运行新旧风险交织，城市安全面临新形势。一是受区域地理环境影响，台风、暴雨、洪涝等自然灾害多发频发，影响时间长、范围广，人口、建筑物高度密集，城市生命线错综复杂，灾害性天气易与其他因素耦合引发衍生事故；二是城市开发强度大，工商贸制造业活跃，前期粗放式发展的弊端逐渐显现，安全隐患突出，发生群死群伤事故的风险依然存在；三是新产业、新业态迅速兴起，随着新型产业对经济的支撑作用持续增强，城市未知风险陆续呈现[3]。如何应对多样频发、突发的事故灾害，成为了应急管理部门的一项巨大挑战。

在国家相关部门的推动和支持下，目前我国已经具有基于统一的GIS 平台，融合了包括语音、视频、数据、会议等通信方式，各类信息可视化和各路资源统一调度的融合通信平台。

（2）必要性分析

在不同的历史时期，政府、公共安全、公用事业等各行业部门均建设了用于预防、处置事故灾害、紧急突发事件的救援处突指挥调度系统。由于局限于每个历史时期的经济环境、社会环境、城市环境，各个部门所建应急处置系统大多独立运行、业务单一、网络制式多样。

为了满足当代社会应急管理部门对多样频发、突发的紧急事件和事故灾害的应急指挥，需要多部门实现协同作战、信息共享，将多制式、多网络通信的系统实现互联互通，统一调度。

当代社会，人类已经进入了一个信息化时代。信息化代表着先进的生产力，充斥在人类文明的各项生产活动当中，更是当今时代发展的大趋势。而各种快速、稳定的通信网络，则是实现信息化的基础。

近年来，宽带技术和无线专网技术飞速发展，让指挥调度的手段也随之丰富起来，沟通手段正从单纯语音为主的通信方式向即时消息、语音、视频、会议、协同等多种通信方式融合的方向发展。针对于城市发展的多样化、紧急事件和突发事件的多样化和频发性，在以构建平安城市、智慧城市为目标前提下，以融合多种通信手段为支撑的综合指挥调度系统应运而生。

（3）亟待解决的问题

当前应急管理事业改革发展机遇与挑战并存、成绩与问题同在。应急指挥是应急事件处理的关键环节，是应急事件事中处理的核心手段，目前主要存在以下问题：

一是各个部门通信系统分割严重。应急管理厅组建不久，各部门信息资源对接尚未打通，部分业务仍依托于转隶部门原单位信息化资产进行业务支撑，尚未实现通信指挥的一体化，且通信系统品牌、设备、通信标准大多不一致。

二是应急管理协调联动瓶颈凸显。构建大国应急，要求具备省、市、县一体化、区域内全覆盖的应急管理协调联动能力。通过横向协调、纵向联动、区域协作，军地联动和社会参与等方式，开展综合性的应急管理工作。目前全国各级应急管理部门尚未将协调联动机制进行系统化支撑，限制了应急管理协调联动效率。

三是应急指挥融合支撑能力不足。原有应急指挥体系突发事件综合研判、应急现场指挥调度、前后方指挥联动等方面支撑能力不足，应急指挥智能化程度尚待提高，缺乏重特大灾害的综合应急处置能力。

1 系统架构设计

融合通信解决方案着眼于多种不同行业的救援处突系统的兼容包并、多种新旧系统的上下承接、异构网络的互联互通。深刻理解应急管理部门在各种救援处突事件中对于多部门力量协调、信息快速通知、过程态势掌控的重要性和迫切性。以统一接入、融合交换、稳定安全为目标，全力打造能将不同制式、不同网络的通信系统连成一张网络，实现不同制式的终端之间互联互通和统一调度的，能提供多样化的组网方案，满足用户各种需求场景的融合通信平台。为用户在日常多部门多系统联动、重大群体性事件维稳、自然灾害、大型安保等任务中提供必要的支持和保障。

系统采用三层架构，分别是接入层、平台层和接口层。接入层为各类异构网络提供接入服务，为互联互通提供稳定高效的通道。平台层提供语音、视频、短消息的调度服务，实现多种通信手段，支持多种媒体协议以及控制协议的扩展。接口层为指挥调度业务提供SDK服务接口，提供不同系统的接入能力。横向互联互通、纵向多层分级、管理分权分域的组网能力让实现统一调度、统一协调、全程可听可视变得简单。

平台采用全IP 网络架构，融合了业界主流的专网通信技术、SIP 通信技术、多媒体通信技术等，实现了各种专网通信产品互联互通。同时，平台通过外接网关实现与公网通信系统、专网P-LTE 宽带集群系统、视频监控系统、公网3G/4G/WIFI 接入的POC 系统对接，提供端到端的语音、数据、图像等综合业务应用。融合通信平台总体架构如图1 所示：

图1 融合通信平台总体架构

2 融合通信在应急领域的应用

2.1 与窄带集群系统的融合

调研发现，经过近20 年的发展，政府与公共安全、公用事业等部门都建立了专网通信系统。这些通信系统有力地支持了部门内的沟通、协调、合作和面向任务的指挥调度。由于各个部门建立专网通信系统的时间不同，选择的制式不同，导致不同类型的专网通信系统共存，而这些通信系统之间无法互通，融合通信平台能整合新旧系统，通过融合通信平台互联的不同无线专网系统，不仅实现了融合通信，还保持了原有专网的特性。

在现有TETRA 集群系统、MPT 集群系统等系统基础上，建设PDT 集群系统，通过融合通信平台可实现PDT 集群系统与TETRA 集群系统或MPT 集群系统互联互通。调度服务器基于软交换技术进行设计，遵循业务与控制分离、控制与承载分离的原则，提供信令解析、信令交换与控制等服务。媒体服务器采用高效的音视频处理引擎，提供语音、视频、多媒体会议等媒体业务所需的媒体资源处理服务，包括业务音提供、多媒体会议处理、交互式应答（IVR）、通知、高级语音业务等。连接关系图如图2 所示：

图2 异构窄带系统组网图

通过无线网关和车台，使MPT 模拟集群系统接入融合通信平台，实现调度台与MPT 集群系统的手台/车台的个呼、组呼等调度功能。

通过融合通信平台无线接入网关和车台，使TETRA 集群系统接入融合通信平台，实现调度台与TETRA 集群系统的手台/车台的个呼、组呼、个短消息、组短消息等调度功能。

通过PDT 集群有线接入网关，使PDT 集群系统接入融合通信平台，实现调度台与PDT 集群系统的手台/车台的个呼、组呼、紧急呼叫、全呼、短消息等调度功能。

通过融合通信平台，通过协议交换和控制信令，可实现MPT、TETRA、PDT 集群系统终端之间组呼或组短消息（数字集群之间）互通功能。

2.2 多媒体系统的融合

在救援处置过程中，事故灾害态势千变万化。时刻掌握事件处置过程，了解现场救援态势，成为救援行动中的重中之重。

在多部门联动救援行动中，不同部门不同行业的救援人员所携带的设备也会有所不同。融合通信平台的视频接入功能，能够将不同系统、不同网络的视频设备的视频图像进行融合回传到应急指挥中心。基于现场实时回传的视频画面，应急指挥中心对现场态势进行实时分析决策，决定事故灾害现场是否需要增援，是否需要关水关电，是否需要交通疏导、人员疏散等。

通信技术的高速发展带来带宽的指数级增长，除了承载传统的语音业务之外，图片、视频等数据业务也呈现出爆炸式增长。LTE（Long Term Evolution，长期演进）集群系统作为下一代专网通信集群技术正在受到越来越多国家和地区的政府与公共安全部门的青睐，其4G 通信标准，高达几十兆的无线带宽使得高清视频回传与接收，地图以及其他APP 应用的部署变得简单。融合通信平台拥有与公网互通的能力，让应急管理部门不仅能够进行语音沟通，还能“看得见、看得清、看得远、看得全”。整合分散独立的系统，满足现代应急指挥调度中心的高效指挥调度需求。

融合通信平台支持语音、视频、短消息多种业务融合调度。以融合通信平台融合视频监控系统、视频会议系统、LTE 专网系统、POC 系统为例进行说明，系统连接图如图3 所示。

融合通信平台与国内视频监控平台的对接采用GB/T28181-2011 国标协议，实现PUC 平台与视频监控平台的双向视频传输功能。即通过融合通信平台可调看、转发视频监控点视频、视频监控平台可调度融合通信平台内的LTE 终端、POC 终端、执法记录仪等终端的视频。

融合通信平台与视频会议系统的对接采用H.323协议，实现融合通信平台与视频会议系统的双向视频会议功能。即通过融合通信调度台可加入到视频会议中参会、视频会议系统可接入到融合通信平台的多媒体会议中、融合通信调度台可查看视频会议中推送的会场视频图像、融合通信调度台可把平台内的图像（如监控、LTE 终端、调度台等终端的图像）推送到视频会议中显示。

视频会议系统的组网体系包括H.320、H.323、SIP三种协议族，目前最主流的也是被各厂家所使用的是H.323，H.323 是由ITU-T 制定的通信控制协议，H.323为现有的分组网络PBN（如IP 网络）提供多媒体通信标准，它规定了不同的音频、视频或数据终端协同工作所需的操作模式，为LAN、WAN、Internet 上的多媒体通信应用提供了技术基础和保障。

2.3 专网公网的融合

随着时代和科技的发展，公网通信技术及其商业应用也在飞速发展。政府和其他各部门工作人员基本人手一部智能手机，上面可以搭载办公应用，包括基于移动宽带互联网的POC（Push-to-Talk over Cellular，公网一键通）应用。同时固定电话仍然是应急管理部门与其他政府部门办公室的标配，依然是对外联络的重要渠道。应急管理各个职能部门自建的专网无线通信系统在应急管理中也还在起着重要作用，如何将这几大网络融合互通，为应急指挥提供公专融合的通信手段，是应急指挥中的重要课题。

图3 多媒体融合设备组网图

融合通信平台支持语音、视频、短消息多种业务融合调度。以融合通信平台融合内线电话、外线电话、林业超短波无线通信系统、公网PoC 系统为例进行说明，系统连接图如图4 所示：

图4 公专融合组网图

电话网关支持PRI 信令，通过E1 线分别与内线电话程控交换机、电信运营商的PSTN 程控交换机连接，实现融合通信平台与内线电话和外线电话系统的语音接入。

超短波无线通信系统网关与超短波无线通信系统的无线中转台通过IP 网络连接，实现融合通信平台的调度台与超短波无线通信系统的手台/车台的个呼、组呼、紧急呼叫、全呼、个短消息、组短消息等调度功能。

PoC 有线接入网关与部署在公网上的PoC 系统通过IP 网络连接，实现融合通信平台的调度台与公网手机的个呼、组呼、紧急呼叫、全呼、个短消息、组短消息、视频呼叫、会议等调度功能。

2.4 应急前后方通信指挥系统的融合

在应急指挥领域，突发紧急事件的场景复杂且多样化。如突发事件、自然灾害、工程活动以及安全生产等。这类事件大多是在没有任何先兆的情况下发生，扩展速度快，涉及范围广，破坏性强，对快速反应能力和资源协调效率提出了很高的要求。

突发紧急事件的现场环境比较复杂且恶劣，比如事发地点不确定，建网环境恶劣，不确定使用频率，补给能力弱，并发事件多以及应急需求迫切等。目前应急管理各级部门已经或者正在建设各类现场应急通信设备，包括但不限于各种窄带自组网、宽带自组网、LTE 4G 移动基站、卫星通信等满足应急现场快速搭建、便携性需求的通信系统。在现场应急指挥时，如何将现场繁多的临时通信网络进行融合，同时让后方指挥中心能够迅速了解现场情况是急需解决的问题。

通过融合通信平台，可以提供一种可靠的、不依赖任何其他基础建设的、能够快速响应的通信指挥解决方案。系统连接图如图5 所示：

图5 前后指系统融合组网图

融合通信平台提供一机三屏的便携式现场指挥平台，其上搭载各种接入网关，能够与窄带自组网、宽带自组网、LTE 移动基站等设备迅速建立连接。同时能够通过公网链路或者卫星，将前方指挥中心与后方指挥中心连接，及时向后方提供现场的音视频情况，后方指挥中心还可以对应急现场进行音视频指挥。

现场指挥平台内置窄带自组网接入网关，与特定的窄带自组网设备通过IP 网络连接，实现融合通信平台的调度台与窄带自组网网络的手台/ 车台的组呼功能。

现场指挥平台内置宽带自组网接入网关，与特定的宽带自组网设备通过IP 网络连接，实现融合通信平台的调度台与宽带自组网网络的手台/ 车台/ 手机的个呼、组呼、紧急呼叫、全呼、个短消息、组短消息、视频呼叫、会议等调度功能。

现场指挥平台内置宽带LTE 移动基站接入网关，与LTE 移动基站设备通过IP 网络连接，实现融合通信平台的调度台与注册在LTE 移动基站下的设备的个呼、组呼、紧急呼叫、全呼、个短消息、组短消息、视频呼叫、会议等调度功能。

现场指挥平台内置4G/IP 路由器，与后方指挥中心通过4G 或者IP 网络连接，可以将现场的音视频信息同后方指挥中心进行互通，后方指挥中心可以发起对现场的视频会议、群发短信、视频呼叫等操作。

针对现场应急场景的应用需求，整个方案需要从以下方面考虑性能需求：

（1）前方指挥中心能够查看多路应急现场视频；

（2）后方指挥中心能过公网链路（3G/4G/卫星）等查看应急现场视频；

（3）前方指挥中心能够对应急现场发起多路视频单呼；

（4）前指发起多方参与的视频会议；

（5）整套方案安装启动时间短，采用便携式设计。

3 结束语

融合通信系统解决了多部门、多制式、多网络、多系统难以互联互通的难题，为统一调度、协同作战提供了坚实的软环境基础[4]。融合通信平台整合新旧系统，完善集视频调度、指挥通信、辅助决策、信息共享等功能，来适应当前动态化、专业化、合成化、信息化和规范化的实战需求。为用户在日常多部门多系统联动、重大群体性事件维稳、自然灾害大型安保的紧急通信等方面提供有效的保障和支持。融合通信技术的不断发展和日臻成熟，在更好地解决现有难题的基础上，加以对前沿先进技术的结合（如AI、大数据、云计算），必将为我国应急指挥工作的技术变革和创新发展带来源源不断的动力和坚实的支撑。