消防地下应急通信

一、行业背景

地下多层建筑构造复杂，水泥钢筋墙体厚实，地下金属反射源繁多，现有无线通信装备在此类复杂环境下应用时存在信号覆盖范围小、信号损耗衰落大、抗多径效应能力差、带宽受限等缺点，无法完全解决信息稳定传输的问题。建立一套能在地下建筑群里稳定传输视音频的宽带应急通信系统应对突发事件，并实现复杂地下环境的图像侦查，一直受到消防部门的重视，也是作为通信行业需要攻克的难题之一。经过多年努力，由沈阳消防研究所牵头，联合深圳市中创鑫和科技有限公司共同研发的新型地下应急通信装备，很好地解决了地下应急通信难题。该研究计划项目《地下建筑应急通信技术研究及装备研制》（项目编号：2015JSYJC09），并于2017年通过专家组验收，取得成果登记证书。同时该系统产品具有架设简便、使用灵活、操作简单等特点，可广泛应用于公安、消防、人防、武警、部队、电力、石油、交通等部门。

二、方案介绍

地下应急通信系统主要由 Mesh 单兵图传、Mesh 中继台、Mesh基站和相应的单兵图传、耳机、手麦、接口线等配件组成，是一种采用全新的“无线网状网”理念设计的移动宽带无线通信传输系统。系统采用同频组网技术，支持多跳中继，每个节点可随机移动，系统拓扑快速变化时也可快速重构路由。该通信系统利用Mesh设备的多跳中继性，可为内攻人员与现场指挥部之间打造稳定的宽带通信链路，实现现场音视频及数据信息的实时传输，实现可视化指挥调度。另外通信指挥车的信息也可以通过4G LTE专网、4G公网或者卫星通信网回传给总指挥中心。示意图如下：

三、方案特点

◆ 软件无线电架构采用通用的硬件平台，支持动态加卸载波形，可根据实际信道条件和用户状态的变化在线配置工作频率、带宽、发射功率、调制速率和网络拓扑等参数。

◆ 宽带Mesh自组网不依赖基站，高效、快速组成无中心的无线宽带网络。支持多跳中继，能有效拓展无线网络的覆盖半径。

◆ 网络具有自动选择最佳路由特性，自组织、自愈合，自动实现链式、星状等网络拓扑。

◆ 一机多模，开机即用任一节点设备可同时作为信息采集节点、中继节点或信息输出节点，开机即用，实现高清视频、语音、图像等数据双向传输，灵活机动、部署简单。

◆ 全IP组网，易于互联，提供IP接口，可实现与其它IP设备互联互通。

◆ 融合通信混合组网，既有有中心的4G LTE专网指挥网络，又有无中心的MESH自组网前端作战网络，既解决了复杂环境下的地下相互通信协同作战的难题，又解决了后端指挥部实时了解前方作战进展的需求。

四、相关设备介绍

1、MESH自组网手持电台ZCXH3513

MESH自组网手持电台是一款使用非常灵活的产品，使用时由消防单兵携带，单兵图传或者其他前端视音频采集器与之通过WIFI 连接，实现现场音视频信息的采集与传输。

技术参数：

◆ 体积小，148*67*32.5mm；

◆ 重量轻，430g(含电池)；

◆ 卡扣设计，完全解放双手，省时省力，机动性强；

◆ 全双工双向数据传输，全IP透明数据传输；

◆ 组网灵活，快速部署；

◆ 可靠性高，防水防尘防震；

◆ 设备开机一键式使用，无需配置和更改参数，运维便捷；

2、MESH自组网背负电台ZCXH3510

MESH自组网背负电台是一款使用非常灵活的 Mesh 产品，它可以采用多种通信组合方式，应用于不同的使用场景。可以单兵背负使用，也可以使用三脚架作为中继使用，还可以在固定点安装，还可以在移动的车辆、船舶、机器人、无人机、无人船等上面使用，随时随地，一键开机使用，无需配置和更改参数。主要用于实现 Mesh 单兵终端之间，单兵与基地台之间的多媒体互联互通。

技术参数:

◆ 体积小，机身尺寸246.5*82*42mm（含电池）；

◆ 重量1.2Kg（含电池）；

◆ 大带宽，点对点峰值带宽可达82Mbps；

◆ 可扩展支持HDMI接口视频输入；

◆ 全双工双向数据传输，全IP透明数据传输；

◆ 组网灵活，快速部署；

◆ 军工三防设计，IP66防护等级，可靠性高；

◆ 设备开机一键式使用，无需配置和更改参数，运维便捷；

3、MESH自组网背负基站 ZCXH3701

MESH自组网背负基站可拆卸使用，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。

◆ 高集成度：基于紧凑型小型化的设计理念，集成Mesh自组网、LTE专网、WI-FI、GPS/BD、4/5G等多种通信手段；

◆ 体积小、重量轻，自带电池，背负移动使用，操作方便；

◆ 全IP：采用全IP透明数据传输，支持端到端的互联网协议，可以方便地与上级网络系统连接，构成多种专用指挥应用系统，也可接入公共基础网络；

◆ 环境适应性强：自带锂电池供电，IP67防护等级，适应室外环境；

◆ 操作维护方便：支持远程维护、在线升级等操作；

◆ 自主研发：拥有完整的核心技术和知识产权，可根据用户需求进行快速定制，灵活机动，部署简单；

4、LTE外挂基站 ZCXH7402

含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。

技术参数：

◆ 用于实现事故现场到前方指挥部的4G专网信号的覆盖，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，开机一键式使用，无需配置和更改参数；可配合卫星便携站、Mesh基站、Mesh中继台使用，无需连接线缆，采用无线互通。

◆ Mesh网络和4G网络协议融合：4G专网基站与Mesh基站协议层互通，无需通过其他设备，无需通过设备之间线缆互联，通过Mesh基站内置的4G专网模块和4G基站直接互联互通；

◆ 频点调节功能：可根据现场电磁环境快速修改调整中心频点；

◆ 与消防部队图像综合管理平台对接：含音视频、数据融合调度服务等音视频通信，能实现与部消防救援局双向720P的视频会议，能接入消防图像综合管理平台；图像分辨率：支持1080P@60/30fps、1080i、720P、SIF/CIF；编解码分辨率：800×600、1024×768、1280×1024、1280×720、1920×1080、1600×1200；

◆ 多网络融合综合管理：可管理在线设备数量不低于1000个，对灾害事故现场4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理，互联互通；

◆ 现场网络设备侦测：支持对专网（LTE、Mesh）设备的统一管理，即：网络覆盖强度侦测、基站（中继）用户在线数、手工调整用户工作网络节点等；

◆ 工作频段：586-626MHz，中心频点可调，工作频段可根据应急管理部规划后的工作频段进行调整；

◆ 系统容量：在线用户数不低于1000，系统吞吐量不低于1Gbps；

◆ 可进行信号过滤；

◆ VPN隧道：不低于32路；

◆ 天线采用便携桅杆；

防护等级IP67；

◆ 工作温度:-40℃~+55℃；

◆ 重量：12kg；

◆ 尺寸：375×263×140mm（W×H×D）。

5、融合通信背负基站 ZCXH7902

◆ 通过4G专网基站，对事故现场4G专网、Mesh、Wifi等无线资源进行融合统一管理，互联互通，开机一键式使用，无需配置和更改参数；

◆ 军工级专业设计，防护等级IP67；

◆ 小型一体化设计，重量轻，方便背负使用；

◆ 支持LTE专网手持机接入；

◆ 带WI-FI，支持手机、笔记本电脑等智能设备接入；

◆ 支持Mesh自组网设备接入；

◆ 支持4G全网通；

◆ 自带锂电池，使用时间≥4小时；

◆ 带BD/GPS，支持GIS，可实时定位；

◆ 支持远程管理；

6、相关配件

单兵图传

◆ 通信标准：SIP协议；

◆ 视频标准：H.264 High Profile；

◆ 视频特性：标准清晰度图像编码分辨率：QCIF、CIF、4CIF（D1），高清晰度图像编码分辨率：1280×720、1920×1080；

◆ 视频输入：1×Composite Video、1×HDMI；

◆ 标配1080P30全高清摄像机，具有屏幕可本地显示，带电池，支持独立工作，可录像、拍照；

◆ 音频标准：GSM/G.711,Audec；

◆ 音频特性：双向全双工语音对讲、快速回声消除、增强智能噪声抑制、增强自动增益控制、全线性回声抵消技术、回音拖尾处理能力；

◆ 音频输入：麦克风输入：MIC IN，3.5接口；

◆ 音频输出：线路输出：SPEAK OUT，3.5接口；

◆ 网络：可选支持10M/100M/1000M 快速自适应以太网、内置Wifi 802.11 b/g/n、4G/3G(FDD-LTE/TD-LTE/WCDMA/EVDO/TD-SCDMA)全网通；

◆ 存储：提供microSD卡接口，最大支持32G；

◆ 工作时间：不低于6小时；

◆ OSD功能：可提供数字、字母等信息用于OSD叠加；

◆ 外设接口：线控输入，采用航空接头、摄像机供电输出；

◆ 卫星定位：支持GPS和北斗双模定位；

◆ 工作环境温度：0℃至50℃；

◆ 重量：不大于约0.6kg；

手麦

◆ 支持PPT ；

◆ 7PIN雷默头；

◆ 麦克 -21±3dB@1kHz;

◆ 风灵 3.0V；

◆ 敏度 2.2K，0dB=1v/Pa;

◆ 颜色黑色；

◆ 外形尺寸 82*56*32.2mm;

◆ 工作温度 -30°C~65°C；

◆ 贮存温度 -40°C~85°C。

骨传导耳机

◆ 全骨传导：骨传导喇叭+骨传导麦克风，发送和接收均为骨传导方式声音；

◆ 失真小，还原度高，能清晰分辨出所熟识人的讲话；

◆ 两侧骨传导喇叭，双声道接收，佩戴时双耳开放,不影响使用者聆听周围环境的声音；

◆ 独特的VOX声控功能设计，解放使用者双手；

◆ 人体工程学设计，佩戴舒适，兼容各种头盔、空气呼吸器、防毒面具及其它防护用品；

◆ 防水防尘符合IP67；

◆ 配备安全自脱装置；

五、软件形式

系统软件能有效调度管理MESH无线自组网系统内的各个MESH节点。在系统软件主界面，基于地图实时显示现场人员及设备的位置、轨迹；一键音视频采集、回传、呼叫、求助；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；视频上拉、视频回传、视频推送、云镜控制、视频对讲、视频会议等视频监控、视频调度功能等。