李曉虎

摘? 要：隨著國家社會經(jīng)濟的發(fā)展和壯大，伴隨而來的是各種各樣的自然災(zāi)難和事故與日增多，其中火災(zāi)、工程事故、交通事故等造成的社會影響和財產(chǎn)損失特別嚴(yán)重。本文簡述了便攜融合通訊指揮系統(tǒng)的設(shè)計理念、部署架構(gòu)，闡述了平臺關(guān)鍵技術(shù)，并描述了平臺在應(yīng)急救援、聯(lián)合救災(zāi)情況下的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：融合通信;應(yīng)急救援;語音云;VoIP電話通信系統(tǒng)：RoIP

分類號：TN914;TE38

前言

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們的通訊手段也越來越多樣化，目前突發(fā)事件發(fā)生時各支救援隊伍都配備了專業(yè)的通訊方式，其中經(jīng)常使用的有常規(guī)GSM/CDMA/3G/4G公眾通信系統(tǒng)、有線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、VoIP電話通信系統(tǒng)和各種形式的短波無線通訊等;不同的通信手段有不同的優(yōu)缺點和不同的使用范圍，超短波常規(guī)通信系統(tǒng)部署方便，適用于小范圍使用，不適合長距離傳輸;有線電話網(wǎng)絡(luò)、GSM/CDMA/3G/4G公眾通信系統(tǒng)覆蓋范圍大，便于使用，但當(dāng)使用人數(shù)過多或地震等造成公眾通信設(shè)施損壞時，無法使用;衛(wèi)星通信穩(wěn)定、可靠，但衛(wèi)星資源有限，使用成本高。

一、平臺設(shè)計理念與架構(gòu)

1.設(shè)計理念

基于融合語音通信技術(shù)的融合指揮系統(tǒng)的設(shè)計借鑒了“云計算”的設(shè)計思想，橫向通過平臺接口接入有線/無線、不同頻率、制式的語音通信資源，實現(xiàn)多種通信制式和語音資源的匯聚，縱向通過語音平臺級聯(lián)，利用RoIP技術(shù)，對平臺內(nèi)各類匯聚的語音資源進行分類、匯接、轉(zhuǎn)換、統(tǒng)一管理，使各類語音資源在全國指揮調(diào)度網(wǎng)上呈“網(wǎng)格化”分布，形成覆蓋全國的“語音云”。

2. 系統(tǒng)架構(gòu)

我國部隊按照公安部局、省總隊、市支隊、市（縣、區(qū)）大、中隊的體制垂直管理和指揮調(diào)度，公安部局位于頂層，大、中隊則是通信應(yīng)用的基本單位。因此，按照部隊管理、指揮模式和實際需求，部局、總隊、支隊建立語音綜合管理平臺，實現(xiàn)各類語音資源的匯聚與管理，下級平臺向上級平臺逐層匯聚，同時為保障重（特）大災(zāi)害跨區(qū)域增援的應(yīng)用，系統(tǒng)架構(gòu)在行政垂直管理模式基礎(chǔ)上，還采用分級集成與分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的架構(gòu)模式，形成以作戰(zhàn)指揮部單位為核心的“星形”扁平化指揮結(jié)構(gòu)，即終端語音設(shè)備可直接受上級平臺和跨上級平臺的直接管理與調(diào)度。

二、平臺關(guān)鍵技術(shù)

1. 音頻檢測

應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)的實現(xiàn)基于多種通信系統(tǒng)，例如常規(guī)無線電，集群無線電，短波無線電，有線電話，衛(wèi)星電話等。因此，對于不同的通信系統(tǒng)訪問，可以通過音頻檢測方法來對其進行判斷和區(qū)分，通?；赩OX（語音），VMR（語音），COR（載波）三種檢測方法。

VOX根據(jù)外部輸入聲音的數(shù)字化電平值判斷語音輸入是否有效。判斷頻率范圍為100?3.2KHz。當(dāng)現(xiàn)場背景噪聲較低時，適用于電話通信系統(tǒng)，超短波通信系統(tǒng)和會議通信系統(tǒng)。

VMR使用聲音檢測算法，根據(jù)聲音頻率和波形特征確定輸入是否有效，從而確定它是否是人類聲音。測定頻率范圍為100?1.2KHz。此方法旨在確保聲音清晰，并有效濾除風(fēng)，汽車聲音和振動。在高背景噪聲的情況下，不符合語音特性的音頻和其他音頻適用于短波通信系統(tǒng)和超短波通信系統(tǒng)。

COR根據(jù)無線電/移動臺接收到的載波檢測信號來判斷輸入是否有效。頻率范圍為100?3.2KHz。它的特性與VOX相似，但是COR可以確保無線電的有效傳輸并避免引起偽PTT的線路干擾。扳機。

2.噪聲抑制

數(shù)字濾波器技術(shù)。使用DSP數(shù)字濾波器，通過DSP芯片的IIR數(shù)字濾波器技術(shù)濾除3.2KHz以上的高頻和100Hz以下的低頻。

VAD靜音檢測。使用DSP芯片對數(shù)字化音頻執(zhí)行VAD檢測，以消除對隨機噪聲和高斯噪聲的誤判，從而確定音頻輸入是否有效。

回聲消除。為了避免尖叫，AEC（聲學(xué)回聲消除）算法用于消除MIC的回聲輸入。 AEC是當(dāng)前主流的回聲消除應(yīng)用技術(shù)。

3.增益控制

在音頻輸入輸出中，不同設(shè)備的輸入輸出的音頻電頻不同，噪聲抑制后的音頻增益將大大降低。 因此，音頻數(shù)據(jù)必須在自動增益控制（AGC）之后數(shù)字化，并且輸入和輸出。 具有放大功能的數(shù)字語音芯片可用于控制輸入和輸出語音增益，并且相應(yīng)的參數(shù)可通過交換控制單元進行調(diào)整。 輸入輸出增益范圍為-26dB?+ 12dB，基本可以滿足各種音頻信號的要求。

三、平臺在應(yīng)急救援中的應(yīng)用

1 聯(lián)合應(yīng)急救援

某地發(fā)生重大災(zāi)害事故，政府牽頭成立以為主體救援力量的聯(lián)合應(yīng)急救援領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)，并迅速調(diào)集相關(guān)社會聯(lián)動力量實施救援，為綜合調(diào)配資源，做好現(xiàn)場力量分布與部署，依托語音綜合管理平臺建立應(yīng)急通信指揮網(wǎng)，公安、超短波通信設(shè)備、交通、衛(wèi)生、環(huán)保、供水、供氣、供電等部門可通過手機或相關(guān)語音通信設(shè)備接入平臺，實現(xiàn)政府領(lǐng)導(dǎo)下的統(tǒng)一資源調(diào)度、任務(wù)分配和作戰(zhàn)部署。

2. 跨區(qū)域作戰(zhàn)中的途中通信

由于無線基站采用大區(qū)覆蓋和頻率復(fù)用機制，城市邊緣或交界處常規(guī)無線基站信號無法覆蓋，形成通信“盲區(qū)”。

3. 地震救援及山岳救援

地震災(zāi)害將嚴(yán)重破壞公共通信設(shè)施，導(dǎo)致公共通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓;山岳救援也是由于公共通信網(wǎng)絡(luò)沒有覆蓋導(dǎo)致基于公網(wǎng)通信設(shè)備的“無效”。

結(jié)束語

經(jīng)過多年的探索開發(fā)和功能完善，基于融合語音通信技術(shù)的融合指揮系統(tǒng)依托現(xiàn)代化通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺，同步配套相關(guān)機制建設(shè)，建成了實時監(jiān)控、過程管控、應(yīng)急指揮、在線考核等多功能于一體的救援應(yīng)急處理信息平臺，構(gòu)建了從現(xiàn)場微觀到大局宏觀全面覆蓋的數(shù)據(jù)可視化生產(chǎn)運行新模式，實現(xiàn)由傳統(tǒng)指令型向精準(zhǔn)、規(guī)范、智能、高效運行轉(zhuǎn)變，為政府、公安、專業(yè)救援隊伍、環(huán)保、通信、氣象、電力等多種應(yīng)急力量和社會聯(lián)動力量的聯(lián)合行動與高效協(xié)同。

參考文獻

[1]姜學(xué)赟.信息系統(tǒng)綜合集成應(yīng)用研究?？茖W(xué)與技術(shù)2013，4：406-410

勝利油田應(yīng)急救援中心