卫星+自组网应急智慧平台

中星16号Ka频段高通量卫星通信网络的地面业务运营系统建有3个信关站（包含基带和射频系统）和1个运营中心（包含数据中心、网管和BOSS系统），运营中心部署在北京，3个信关站分别部署在怀来、成都、喀什。各个信关站之间通过光纤线路实现互联互通，运营中心与Internet、企业专网、公网等地面网互联。这3个信关站和运营中心分别支持30万终端接入，并可扩展至百万量级。相比于地面通信网络，具备如下优势：Ka频段高通量卫星通信网络具有覆盖范围广的优势，是其他通信方式很难比拟的，可快速实现灾害现场的全覆盖、无盲点，不受地理环境影响，抗灾害能力强的特点，提升灾害隐患地区的薄弱应急保障能力。通过将卫星通信与无线自组网、音视频会议、等技术手段进行融合，建立多体制、多系统兼容的综合性应急卫星通信指挥系统，实现指挥调度系统、卫星通信系统和现场调度系统的融合。可接入各种现有视频会议及视频监控系统，支持前后方的视频会议、监控采集系统的无缝接入，开放式的架构支持与多厂商设备兼容互通，从而实现视频会议、视频回传、视频会商等多种业务应用。并根据用户业务需求，进行免费调试，并提供设备之间兼容所需的辅材、转换设备、软件授权等，从而实现稳定的互联互通和平滑升级。

本项目将基于中星16号Ka频段高通量卫星通信网络，通过卫星自动便携站，并结合现场指挥箱和前端无线自组网通信终端，构建天地一体化卫星应急通信指挥系统网络。在应急场景下地面通信设备损坏或无网络覆盖的特殊应急区域内，利用卫星链路完成与外界通信，实现语音通话以及文件、图片、视频等数据的传输。通过“卫星+自组网通信模式”，实现不同通信模式之间的互联互通，构建广域覆盖、随遇接入、资源集成、便捷可靠的天地一体化通信系统。引入指挥调度相关设备，满足应急通信领域统一指挥调度、现场音视频回传、多点视频会议等要求。整体架构如下图所示：



1)3套卫星自动便携站：包括天线、4W射频收发单元、调制解调器、电池、无线路由设备、背包等。
2)3套现场指挥箱：包括安装华为音视频会议软终端、统一的多媒体输入输出接口、现场应急指挥调度板卡、以及其中1套集成嵌入无线自组网通信模块等。
3)1套前端无线自组网通信终端：包括集成在现场指挥箱的无线自组网通信模块、无线自组网手持式中继终端和单兵手持采集终端。
4)1套指挥调度网管平台：部署于用户地点，包含流媒体服务模块、音视频转换服务模块、音视频分析服务模块等。
通过本项目的建设，建立保障一线单兵、前方临时指挥点、后方指挥中心之间的话音、数据及图像等多种业务的应用需求，为灾害现场的指挥调度提供一个集话音、数据及图像等多种业务为一体的综合保障网络。在现场有、无地面网络（包括4G/5G蜂窝网）的情况下，通过中星16号Ka频段高通量卫星通信网络，支持包括普通语音、无线图传、单兵通信、视频会议和视频回传等多种业务。
1.2.1卫星便携站
0.6米一键通卫星自动便携站是智能化、集成化设计的便携式卫星通信设备，模块化的架构和易插拔的组件使该系统可以快速完成组装，轻便的材料和合理的结构设计使得设备重量极为轻便，整体重量为13.5Kg（天线裸重9.5Kg），可背负或装箱携行。组装简易，对星迅速，可终端使用现场3分钟内开通卫星通信网络。
本项目提供的卫星网络数据速率可达下行40Mbps，上行6Mbps，满足多路高清音视频同时传输的需求。适合于诸如石油和天然气勘探、通信、灾难管理、急救通讯等领域。产品具备如下优势：

整体性能 互通性：卫星自动便携站可与我国自主运营的Ka频段卫星通信网络兼容和互联互通，
抗风性：工作风速：≤14m/s，保全风速：≤18m/s ；
淋雨性：≤120mm/h；
防护等级≥IP65；
WIFI功能：内置WIFI，可直接接入使用
工作温度：-25℃～+55℃ ；
存储温度：-40℃ ～ +75℃；
VLAN划分：支持VLAN划分，提高用户信息保密性；
电池容量：电池可支持4小时供电，容量≥330Wh；
整体重量：卫星便携站重量（含天线、Modem、Transceiver等）≤13.5Kg；
携带方式：具备背负式背包、度轻量化携行箱两种携行方式；
配件：含电池、背包、度轻量化携行箱、配套线缆等；
测试资源：提供采购方所需测试卫星资源
卫星流量服务：每台卫星自动便携站含一年不长、不限流量的卫星网络链路使用（下行40Mbps，上行6Mbps）。
备注：本项目针对电源配置，将为每套设备增配2台移动电源，电池容量：不少于1000Wh; 电芯类型：动力锂离子电芯。

天线折收后，整体高度为231cm，宽度为500cm，长度为713cm，采用交错式折收后，天线更加方便收纳，在一线使用时更加容易单兵携带，为应急保障工作提供了更加稳定的保障。
1.2.2现场指挥箱
现场指挥箱根据采购人在应急情况下前方临时指挥点的需求进行定制，可与后方指挥中心进行视频会商，并将前方一线救援队伍或单兵上报的灾害现场各类图像、语音、数据集中展现和调度。现场指挥箱集成了高清摄像头、高清显示屏、麦克风、音响等音视频采集与呈现设备，部署华为音视频会议软终端、现场视频通讯调度平台实现视频会议、音视频指挥调度，并集成电池可在无电情况下连续工作。现场指挥箱采用集成一体化、便携设计，可以单兵携行或随车辆运输至使用地点，展开即可工作。
现场指挥箱具备如下功能：
1)现场指挥：快速搭建现场临时指挥部，通过卫星自动便携站接入中星16号Ka频段高通量卫星网络，利用高通量卫星通信链路快速建立前方临时指挥点与后方指挥中心之间的传输通道，确保前、后方指挥部之间的信息畅通。同时可与LTE、Mesh等多种通信手段互联互通，实现统一协调指挥；
2)视频会议：通过部署的华为音视频会议软终端服务，与采购方现有华为视频会议软终端服务连通，实现视频会商。
3)信息呈现：通过部署的现场视频通讯调度平台，可实现基于地图实时显示现场人员的位置、轨迹；可接入灾害现场采集的多路音视频，统一呈现；
4)音视频调度：通过部署的现场视频通讯调度平台，可实现灾害现场接入的多路视频上拉、视频回传、视频推送、云镜控制、视频对讲、视频会议。同时视频画面支持一、二、四、六分屏切换，可自动跟随人员变动更改。通过双击画面可以进行单画面放大，放大后的画面为原画质，再次双击还原。显示终端自定义的OSD内容（默认为人员名称）等视频调度功能。
5)即时通讯：通过部署的现场视频通讯调度平台，可回传、呼叫、求助。具备半双工单呼、全双工单呼、组呼、强拉、强拆、监听、录音等集群呼叫功能；
6)远程办公：使用现场指挥箱的华为音视频会议软终端功能时，具备企业邮箱、视频会议、音视频通话、直播、云笔记、云空间、企业OA、考勤打卡、待办审批等办公服务。能够和采购方现有的华为音视频会议系统实现兼容和互联互通（并提供音视频线缆/转接头/软件授权等所需要的保障服务）。
1.2.2.1详细组成
现场指挥箱采用集成一体化、便携设计，集成了音视频会议终端、高清摄像头、麦克风、音响、触摸屏等模块等音视频采集与呈现设备；配备处理器，部署音视频管理调度平台、华为音视频会议软终端服务等功能软件，实现视频会议、音视频指挥调度。


图 34 现场指挥箱图示
现场指挥箱集成电池可在无电情况下连续工作，并集成定位模块、wifi模块。
外部接口方面，具有多种类型接口接入通信链路和采集的音视频数据。
1)IP接口：接入前方采集的IP类型音视频数据，或者接入LTE、Mesh等通信网络，或者通过有线方式接入中星16卫星链路；
2)HDMI接口：接入前方采集的HDMI类型音视频数据；
3)无线接口：可通过无线网络接入高通量卫星网络。
现场指挥箱具有便携性、高可靠性的设计特点，
1)便携性设计：采用集成一体化设计，将所有功能处理、呈现、调度功能集成至便携指挥箱，用户无需其它设备可将音视频数据直接接入指挥箱。
2)高可靠结构设计：采用高可靠结构设计，采用铝合金外壳、减震泡棉等增强产品的抗震性、抗风性、防水性等，满足恶劣环境下的使用。
3)可扩展性设计：具备软、硬件扩容能力。
1.2.2.2结构化设计
现场指挥箱采用集成一体化、便携设计，集成了摄像头、高清显示屏、麦克风、音响等音视频采集与呈现设备；配备处理器，部署音视频管理调度平台、华为音视频会议软终端服务软件等功能软件，实现视频会议、音视频指挥调度。通过网口、串口、音频、USB接口、HDMI接口与外部音视频采集设备、外部通信设备、高通量卫星通信设备相连。
现场指挥箱的结构示意图如下图所示：


1.2.3.2平台功能
指挥调度网管平台系统具备前线指挥过程中的态势展示、位置信息查看、音视频接入、音视频查看、音视频协同指挥、与指挥中心之间联动指挥等能力。指挥调度网管平台的整体建设着重考虑系统的科学性、性、功能的实用性以及使用的可靠性。它不但能够满足现在的要求，更主要的是能体现视频指挥的工作效率。平台可整合监测信息资源，建立健全任务与事件监测制度，可接入各部门监测监控数据、预测预报预警数据、移动轨迹信息。常态化下，作为运行管理的监控和信息发布中心；在任务与事件发生时，能够快速掌握事发地周边各监测监控数据的变化情况，掌握现场事件发展态势。
1.视频呈现
1)多样化视频布局：支持多画面布局、多模式切换。支持视频查看、视频会议画面支持一、二、四、六分屏切换，多样化音视频会议形式，可自动跟随人员变动更改，进行模式切换。

图 36 视频展示
2)现场图像调阅：支持查看平台在线视频源，基于实时在线地图，一张图就可以展示任务现场周围固定监控、手机、PC等多角度多维度的高清画面，现场实况清晰一览。
3)多方同步观摩，支持手机、PC多终端接入会议。
2.互联互通
1)一键视频指挥：支持一键发起音频、视频。指挥人员可通过PC或专网终端进行一键指挥，指挥人与救援人员立刻进入可视化对讲，指挥人可以观看到所有救援人员的画面，同时救援人员可以看到指挥人推送的画面以及自己的执法画面。
2)一键视频求助，当遇到紧急情况或者需要求助时，通过专网终端一键发送求助信息，系统自动将求助信号发送前置指挥所或后端指挥中心，迅速拉起和指挥人员的双方音视频对讲模式，无需任何操作，指挥人时间对求助人进行求助指导。
3)一呼百应：设备与设备直接可以通过Mesh网络自组相联，外部设备可以通过Wifi网络接入到系统，形成端到端的无缝通信连接，现场网络指挥部可与后方指挥中心通过高通量卫星连接，实现各种通信手段之间真正意义上的互联互通，做到不同通信手段通信终端的信息共享。
4)视频推送：指挥人员可将现场任意画面推送至救援人员，提升工作效率，也人员的安全，当遇到紧急情况时，通过视频推送，救援人员可以了解到不同方位地点救援人员的情况，前置指挥所以及一体化视频指挥平台，实现多终端灵活指挥，实时进行多方音视频远程交互。

图 37 视频交互
3.协同
1)讨论组功能，支持建立临时讨论组，发布通知，在讨论组内进行图片、文字发布及文件共享，实现与工作人员的图文交互，支持未读消息显示未读消息标注。

图 38 讨论组创建示意图
2)搜索功能：在人员及设备菜单中，支持人员、群组、在线视频源一键搜索；
3)设置对讲组，系统可以创建多个对讲组，由调度台预先创建好，系统初始化时存在一个全员的组（包含所有人，且不能被删除，新增人员时默认进全员组），每个对讲组中包含多个系统用户或第三方客户端。被加入到对讲组的人在终端上需要有文字（和声音等）提示。
4.协同指挥
1)合作协同指挥：可开展跨救援小组、跨地域、跨层级的多方指挥调度，指挥人员通过PC调度台实现多方视频指挥（至少支持9方同时指挥），另外，指挥人员通过移动终端实现多方视频指挥（至少支持6方同时指挥），指挥的形式包括：纯语音对讲指挥、文本指挥和无中心指挥，所有指挥视频在后端系统同步录音。

图 39 指挥调度系统架构
2)资源选择与操作：调度台对显示的资源选择后（选择的方式有单选、圈选、框选），可以对其进行一系列的操作，如调度台、执行终端：语音调度、视频调度、会议调度、指令调度；固定摄像头：视频查看。
3)扁平化指挥功能：基于GIS系统，指挥系统通过信息技术手段打破了行政层级，实现了横向指挥到面、纵向指挥到点的可视扁平化指挥，从而全面提升指挥中心扁平指挥、处置、综合作战的水平。
4)远程多方视频会商，横跨指挥中心、PC终端、移动终端的无固定场所会商,会商过程中可开启屏幕共享、电子白板，共享当前态势和部署，以便在应急救援过程中，及时组织沟通和协调，不是仅仅开会，支撑演练，虚实结合。
5.人员定位
地图显示与操作：调度台支持地图的实时查看，支持地图的放大、缩小，支持地图的拖动，支持地图的缺省范围设置（以调度服务器位置为中心，默认显示第N级层级，需要有修改中心坐标的界面），支持获取当前所在位置，支持2D，卫星开关（使用开关进行切换），支持实时路况开关（使用开关进行切换）。支持状态显示、轨迹显示与追踪、测距、标记等功能。</a></a>