姜琪

摘要：衛(wèi)星通信是建立在航天器與地球之間的無(wú)線電通信，不受任何條件和環(huán)境限制，在各行各業(yè)均得到了廣泛應(yīng)用。該文從重大災(zāi)情的救災(zāi)工作經(jīng)驗(yàn)分析，提出建設(shè)基于thuraya通信網(wǎng)絡(luò)的單兵視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，為特大地震發(fā)生后，保障災(zāi)害信息及救助信息的暢通提供了科學(xué)的思路，在一定程度上可以緩解震后電力、電信等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)被損毀的“信息孤島”問(wèn)題，對(duì)災(zāi)區(qū)開展救援工作起著促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：thuraya通信網(wǎng)絡(luò)，視頻系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1009-3044（2018）34-0028-02

1 背景

汶川特大地震發(fā)生后，汶川、北川等多個(gè)縣級(jí)重災(zāi)區(qū)基本被地震及隨之而來(lái)的次生災(zāi)害夷為平地，通信也全面中斷，不少地區(qū)成為與世隔絕的“信息孤島”，即使通過(guò)搶修，能夠恢復(fù)部分通訊，也因?yàn)槭艿酵ㄓ嵎?wù)高峰的情況影響，極易出現(xiàn)通訊堵塞。這一系列情況的后果就是外界救援隊(duì)不僅進(jìn)不去災(zāi)區(qū)，且無(wú)法掌握受災(zāi)的具體情況，給救援工作帶來(lái)了極大的困難，嚴(yán)重制約了震后救援工作的效率。“時(shí)間就是生命”，特大地震發(fā)生后，通信是抗震中的重中之重，無(wú)論采取什么應(yīng)急救援措施，信息的獲取，決策指揮、相互之間協(xié)調(diào)和溝通都要依賴通信作保障。

當(dāng)前的震后應(yīng)急通訊方式主要有海事衛(wèi)星電話、3G/4G單兵音視頻同傳系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊車等，但都存在或多或少的制約，如海事衛(wèi)星電話雖然信號(hào)穩(wěn)定，話音清晰穩(wěn)定.但是如果衛(wèi)星方向被遮擋、沒(méi)有指向衛(wèi)星方向，使用方法不當(dāng)就會(huì)信號(hào)不穩(wěn)定;3G/4G單兵音視頻同傳系統(tǒng)在特大地震移動(dòng)基站損毀后基本喪失其功能性;衛(wèi)星通訊車固然應(yīng)用場(chǎng)景較多，但如果災(zāi)后道路收到毀壞或交通擁堵，基本上連災(zāi)區(qū)都進(jìn)不了。基于上述情形，該文提出通過(guò)建設(shè)基于thuraya通信網(wǎng)絡(luò)的單兵視頻系統(tǒng)來(lái)確保特大地震后災(zāi)區(qū)通訊不中斷，災(zāi)情信息快速為外界所知，較好的支持了震后救援工作的開展。

2 全球三大衛(wèi)星服務(wù)供應(yīng)商對(duì)比

目前全球較為有影響力的衛(wèi)星服務(wù)供應(yīng)商主要有依星、海事衛(wèi)星、thuraya三家。銥星移動(dòng)通信系統(tǒng)是美國(guó)銥星公司委托摩托羅拉公司設(shè)計(jì)的一種全球性衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，屬于低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)，由分布在高度 765km 的 6 個(gè)軌道中共 66 顆衛(wèi)星組成。實(shí)現(xiàn)了5個(gè)“任何”（5W），即任何人（Whoever）在任何地點(diǎn)（Wherever）、任何時(shí)間（Whenever）與任何人（Whomever）采取任何方式（Whatever）進(jìn)行通信，是真正意義全球覆蓋的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，也是全球公認(rèn)的性能最好的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，但是其缺點(diǎn)也很明顯，就是資費(fèi)偏高;海事衛(wèi)星 通信系統(tǒng)前身是國(guó)際海事組織（IMO）考慮利用衛(wèi)星為船舶提供可靠的海上遇險(xiǎn)安全和商務(wù)通信，主要用于海事作業(yè)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。其缺點(diǎn)就是中國(guó)大陸通信質(zhì)量較差;Thuraya（舒拉亞）是由阿聯(lián)酋舒拉亞衛(wèi)星公司運(yùn)營(yíng)的全球性商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)。該衛(wèi)星系統(tǒng)由3顆距離地球 36000km的高軌衛(wèi)星組成。目前覆蓋除南北極、南北美外約160個(gè)國(guó)家和地區(qū)約三分之二的地球。信號(hào)好、搜星快，輕巧耐用，資費(fèi)低廉、靈活，是目前中國(guó)境內(nèi)使用性價(jià)比最高的衛(wèi)星通訊選擇。結(jié)合震后地震應(yīng)急救援工作的實(shí)際，該文主要選取Thuraya系統(tǒng)展開研究。

3 建設(shè)目標(biāo)

以衛(wèi)星設(shè)備為中心，建立臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在無(wú)常規(guī)通訊設(shè)備情況下，通過(guò)衛(wèi)星設(shè)備建立互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，搭建臨時(shí)指揮平臺(tái)。

1）第一時(shí)間、第一現(xiàn)場(chǎng)，突破地面通信條件的限制，以最便捷的方式將災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況送回中心，并面對(duì)面視頻通信交流。

2）減少一線工作人員在災(zāi)區(qū)停留時(shí)間，最大限度了解現(xiàn)場(chǎng)時(shí)時(shí)情況及災(zāi)害發(fā)展情況，為現(xiàn)場(chǎng)指揮人員提供最及時(shí)的圖像、音頻資料。

3）發(fā)生地交通不便，通訊不暢、辦公條件缺乏等情況下，通過(guò)應(yīng)急指揮系統(tǒng)建立臨時(shí)指揮部仍能夠正常展開工作。

4）通過(guò)應(yīng)急指揮系統(tǒng)前后方圖像能夠同步傳輸，并能進(jìn)行視頻通話，為領(lǐng)導(dǎo)的決策提供依據(jù)，迅速處理事故，有效地防止事故的擴(kuò)散。

5）指揮中心、現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以通過(guò)應(yīng)急指揮系統(tǒng)召開電視電話會(huì)議，有效溝通現(xiàn)場(chǎng)信息、匯總現(xiàn)場(chǎng)情況，進(jìn)行有效準(zhǔn)確的決策。

4 建設(shè)方案

整個(gè)基于thuraya通信網(wǎng)絡(luò)的單兵視頻系統(tǒng)由發(fā)送端、中心接收服務(wù)器、客戶端（接收端）三部分構(gòu)成。

發(fā)送端（移動(dòng)端）配備衛(wèi)星上網(wǎng)終端、攝像機(jī)、數(shù)據(jù)發(fā)送端。其中衛(wèi)星上網(wǎng)終端用于提供高速、穩(wěn)定的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通道，將音視頻數(shù)據(jù)回傳上星;攝像機(jī)用于現(xiàn)場(chǎng)視頻的拍攝采集;數(shù)據(jù)發(fā)送端主要采用基于衛(wèi)星業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的衛(wèi)星視頻服務(wù)器，用于音視頻圖像數(shù)據(jù)的編碼處理，支持多種回傳網(wǎng)絡(luò)形式，包括衛(wèi)星、3G/4G、Wi-Fi、以太網(wǎng)等，支持UDP、TCP傳輸協(xié)議，支持單徑、多徑并行等傳輸模式;

中心接收服務(wù)器應(yīng)采用市面主流高配置圖像處理專用服務(wù)器硬件， 安裝中心端控制軟件，網(wǎng)絡(luò)方面采用專線固定IP（預(yù)留10兆以上視頻專線）;

客戶端（接收端）直接安裝手提電腦上，用于收看接收到的音視頻內(nèi)容。

完整的基于thuraya通信網(wǎng)絡(luò)的單兵視頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

特大地震發(fā)生后，地面通信線路全部中斷，抗震救災(zāi)指揮部立即啟動(dòng)應(yīng)急方案，相關(guān)人員迅速響應(yīng)，成立為本省的通信協(xié)調(diào)指揮部，聯(lián)絡(luò)各地市、通報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況;應(yīng)急通信車載救援分隊(duì)前往災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)，確認(rèn)災(zāi)源現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)災(zāi)區(qū)造成的網(wǎng)絡(luò)中斷進(jìn)行通報(bào)并進(jìn)行相應(yīng)的指揮搶險(xiǎn)工作。單兵進(jìn)入災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)建立起視頻回傳系統(tǒng)，利用便攜型單兵視頻設(shè)備，結(jié)合高質(zhì)量解碼軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像回傳，為指揮中心提供現(xiàn)場(chǎng)圖像和音頻。本研究發(fā)送端與接收端均采用Thuraya衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通道，在地面所有通訊網(wǎng)絡(luò)都不能工作的情況下，發(fā)送端（移動(dòng)端）通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)的視頻流，接收端（接收端）也通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)接收現(xiàn)場(chǎng)發(fā)過(guò)來(lái)的視頻，并通過(guò)視頻全面掌握現(xiàn)場(chǎng)的情況以便實(shí)時(shí)的給現(xiàn)場(chǎng)的工作人員下達(dá)實(shí)時(shí)的命令指示。

5 結(jié)束語(yǔ)

通常在發(fā)生重大自然災(zāi)害時(shí)，比如特大地震發(fā)生后，地面基礎(chǔ)設(shè)施首當(dāng)其沖全軍覆沒(méi)，如電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、交通系統(tǒng)等，受災(zāi)地區(qū)通信基本全面癱瘓，外界無(wú)法及時(shí)了解受災(zāi)地區(qū)的情況，抗震救災(zāi)指揮部不能有效的組織救援工作，耽誤最佳救援時(shí)間，嚴(yán)重制約了震后救援工作的開展。目前國(guó)際上在應(yīng)急救災(zāi)工作中，因衛(wèi)星通信覆蓋范圍廣、受地面災(zāi)害影響小，因此衛(wèi)星通信在應(yīng)急通信中扮演著重要的角色，其應(yīng)用也日漸成熟，在實(shí)現(xiàn)物資調(diào)度、緊急指揮等方面，均發(fā)揮了重要的作用，為災(zāi)區(qū)開展有針對(duì)性的救災(zāi)活動(dòng)創(chuàng)造有利條件。

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