4G移动通信技术消防应急指挥系统

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1概述

目前常用的无线传输方式主要有WLAN、数字微波、卫星通讯、3G、4g公众网等。卫星通讯系统每套数十万元，造价昂贵；WLAN和数字微波通信技术属于基站局域网方式，需要建立多个中心基站进行覆盖，由于消防队辖区范围广阔，采用WLAN或微波扩频通信方式覆盖辖区需要大量建设基站，建设投资规模之大对于消防队来说是不可想象的，即使建成，高额的维护成本也将是消防难以承受的；3G（即第三代移动通信技术）经过多年的普及，已为整个社会提供了几乎无处不在的无线接入服务，它们的网络几乎覆盖了我们火灾事故救援可能出现的所有现场，但其数兆的速率不足以支持流畅的高质量的视频传输；4G（即第四代移动通信技术）能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等，其100Mbps以上的传输速率完全足够支持火灾事故救援现场指挥部与指挥中心之间的任何多媒体信息传送。

2可行性分析

2.14G通信技术

4G通信技术即第四代移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上，峰值1Gbps的速率下载数据。很明显，在无线数据传输方面4G有着不可比拟的优越性。

2.2移动GIS技术

空间信息技术和4G技术的结合是GIS应用发展的必然趋势。特别是空间信息技术的长足发展，GPS系统定位精度已经能达到厘米级。PDA智能手机、车载终端等智能移动设备的出现、4G网络与各种移动终端设备广泛结合，为GIS的移动应用提供了良好的支撑环境，GIS正由桌面PC向移动终端发展。这种终端设备处于移动状态下使用的地理信息系统即为移动GIS。移动GIS使用我们可以通过移动终端设备随时随地获得相关地理信息服务。这种GIS与4G网络的有机结合为移动用户基于位置的信息获取、信息交换、信息和信息共享提供了便捷、经济的技术途径。

2.3无线视频传输技术

最新全IP视频传输技术在摄像机内置Web服务器，直接提供以太网端口。这些摄像机生成高质量JPEG或MPEG4、H.264数据文件可通过4G网络，实时传送到指挥中心。

3安全性分析

消防应急指挥系统依托消防指挥专网，涉及到网络安全保密问题，系统安全、稳定、可靠性至关重要。运营商成熟无线专网安全认证技术APN（网络接入点名称）可以限制非法SIM卡用户登录，实现UIM卡、用户名、密码、IP地址绑定功能，有效限制非法用户登录专网，从技术上完全可以保障网络安全。

4系统设计

基于4G通信技术的消防应急指挥系统以计算机网络和4G通信技术为基础，集地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）、视频监控、无线网络传输（4G）、计算机辅助决策、数据库管理等技术于一体，具有消防现场应急指挥、消防力量实时调度、消防车辆、人员、物资等动态管理等功能。基于GIS系统，使现场位置、环境、水源、道路、图像、视频、力量分布、物资储备等辅助决策信息有机集成，分级分层显示，为指挥员实时、直观、全方位、多层次获取决策信息提供便捷。这种基于4G技术的消防应急指挥系统是一个以统一的坐标系为基础，以基础地图数据、消防专题信息数据、属性信息数据为资源，以计算机网络为载体，以GIS、GPS、实时视频传输等现代信息技术为支撑，实时服务于调度指挥等工作的消防管理手段。

5主要功能

（1）消防力量动态管理。通过GPS、GIS系统，实时获取每一台消防车辆、消防员的实时位置，有效掌握消防力量的动态分布，为及时、就近调集力量提供依据。（2）报警定位。接处警人员通过报警人提供的信息与GIS定位信息比对，有效判断报警信息真伪，避免无效出警，节约消防资源。（3）就近调派消防力量。通过辅助决策系统圈点满足现场需要的就近消防力量、规划到达的最近最便捷路线，指导现场人员就近使用水源、物资，为有效处置火灾事故争取宝贵的时间。（4）实时掌握现场人员动态。对于进入危险场所的救援人员，可通过GIS系统实时监视其动态，为增援、救助、搜寻提供直观依据。（5）信息共享。实时将现场环境、力量分布、救援过程等视频、图像、数据信息上传至指挥专网，使用各级指挥员、领导、专家通过台式电脑、笔记本、PAD、智能手机等各种方式随时随地掌握现场情况，为现场指挥员提供远程技术支持。（6）移动指挥。通过无线接入，将接处警终端部署至移动指挥车上，使指挥车具备指挥中心的所有功能，实现随时随地移动指挥。

6优越性分析

（1）投资小，见效快。可以充分利用移动运营商现有的网络资源，部署方便快捷，无需昂贵的基站、卫星地面站等基础建设维护及传输线路、卫星信道租用等费用，实施成本低，建设周期短，可谓投资小，见效快。（2）覆盖范围广，易扩展。经三大运营商多年建设，4G网络现已基本覆盖县级以上城市，3G网络几乎覆盖了消防救援可能出现的所有现场，而灭火救援现场主要集中在县级以上城市，技术上可以采用3G、4G互为备份，优先使用4G网，4G网失效时降低视频传输质量，使用3G网，这样前端设备就可任意部署在公众3G、4G移动通信网络信息覆盖的任何地方，具有极强的机动拓展能力。（3）数据传输可靠度高。三大运营商网络的重叠覆盖，互为备份，在任何地点，都不会出现因某个运营商的服务中断而导致数据传输中断，效保证了系统信息传送的稳定、持续、可靠性。

7缺点及对策

移动运营商的基站依靠埋地光缆交换信息，依靠地方电网提供能源。如果出现地震等大型灾害事故导致大范围光缆断裂或大面积长时间的停电事故，所有3G、4G网络将可能全部中止服务，此时基于3G、4G移动通信网络的消防应急救援指挥系统将无法工作。不过按照已有的统计数据来看，能达到破坏程度的灾害事故发生的概率还是极低的。更何况消防部队大多都配备了卫星通信设备，全国消防部队可用卫星链路资源32M主要用于保障全国性的大型灭火救援事故现场通信或重大活动。

8应用价值

从近几年的消防应急通信实践来看，支队级及以下一线消防部队的较大现场是无法获得宝贵的32M卫星链路资源保障的。这正是基于4G通信技术的消防应急指挥系统发挥作用地方，只要购买运营商的无线数据流量就可便捷部署。鉴于基于4G的消防应急救援指挥系统诸多优越性，建议支队级消防部队，特别是经济落后、经费紧张无卫星通信设备的支队考虑部署基于4G的消防应急救援指挥系统。

作者：刘新科 单位：陕西榆林市公安消防支队