CN109831772B - 用于应急指挥的自组织网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明的用于应急指挥的自组织网络系统，所述系统包括：至少一个窄带战术自组网，用于应急作战分队内单兵之间的组网通信；至少一个宽带战术自组网，与至少一个窄带战术自组网通信；所述宽带战术自组网用于应急作战分队之间、和/或应急作战分队与前进指挥所之间的组网通信；其中，所述宽带战术自组网通过接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统，以供所述基本指挥信息系统获取应急任务区域的情形或发布指挥命令，使应急作战中前端的作战单兵与指挥信息系统无缝对接，实现指挥员从基本指挥所、前进指挥所直接指挥到单兵，解决应急指挥“最后一公里”通信的问题。

Description

用于应急指挥的自组织网络系统

技术领域

本发明涉及网络技术领域，尤其涉及用于应急指挥的自组织网络系统。

背景技术

在应急指挥战术通信领域，目前技术比较成熟，多采用集群对讲、单兵电台、卫星手持台等。该类技术手段仅限于为单兵间或单兵与上级的组网通信，没有考虑通信手段之间集成，无法实现应急指挥作战中指挥员在前进指挥所，甚至基本所对单兵状态的实时掌握和指挥控制。

应急指挥中，应急作战分队需要深入一线，独立执行作战任务，一是需要保障其应急作战分队内部的信息可靠、实时共享，二是要保障应急作战分队能与上级指挥机构保持顺畅的联络。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供用于应急指挥的自组织网络系统，实现宽、窄带自组织网络配合用于应急指挥的场景，解决现有技术的问题。

为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种用于应急指挥的自组织网络系统，应用于对应急任务区域中任务部队的应急指挥，所述系统包括：至少一个窄带战术自组网，由任务部队中单兵携带的第一自组网通信设备间无线通信交互形成，用于应急作战分队内单兵之间的组网通信；至少一个宽带战术自组网，由第二自组网通信设备间通信交互形成，且至少一第二自组网设通信设备能与至少一第一自组网通信设备通信，以建立宽带战术自组网与窄带无线自组网间的通信连接；所述宽带战术自组网用于应急作战分队之间、和/或应急作战分队与前进指挥所之间的组网通信；其中，所述宽带战术自组网通过接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统，以供所述基本指挥信息系统获取应急任务区域的情形或发布指挥命令。

于本发明的一实施例中，所述第一自组网通信设备包括第一自组网通信模块；还包括：音频采集模块、地理位置采集模块、及状态采集模块中的一或多种。

于本发明的一实施例中，所述窄带战术自组网用于传递单兵的语音数据、报文数据、地理位置数据、及状态数据中的一或多种。

于本发明的一实施例中，所述第一自组网通信设备为便携式通信设备。

于本发明的一实施例中，所述便携式通信设备包括：穿戴式通信设备和/或手持式通信设备。

于本发明的一实施例中，所述第二自组网通信设备的类型包括：供安装于前进指挥所的战术云节点设备、供设于车辆的车载式自组网通信设备、供设于能采集实时图像数据的飞行器的机载式自组网通信设备、及用于单兵的背负式自组网通信设备中的一种或多种。

于本发明的一实施例中，所述宽带战术自组网用于传递各第二自组网通信设备所发送的语音数据、报文数据、地理位置数据、文件数据、及图像数据中的一或多种。

于本发明的一实施例中，通信连接的第一自组网通信设备和第二自组网设通信设备之间的通信连接方式为无线方式，包括：WiFi、无线物联网络通信方式、或无线移动网络通信方式。

于本发明的一实施例中，所述接入网络系统包括：卫星通信系统设备、公网、及专网中的一或多种。

于本发明的一实施例中，所述第二自组网通信设备的类型包括战术云节点设备，其通过接入所述接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统。

于本发明的一实施例中，所述战术云节点设备对宽带战术自组网配置局域网IP地址，并对基本指挥信息系统实现基于智能路由通信协议的接入。

于本发明的一实施例中，所述第一自组网通信设备包括第一自组网通信模块，还包括：音频采集模块、地理位置采集模块、及状态采集模块中的一或多种；所述窄带战术自组网用于传递单兵的语音数据、报文数据、地理位置数据、及状态数据中的一或多种；所述第二自组网通信设备类型包括：供安装于前进指挥所的战术云节点设备、供设于车辆的车载式自组网通信设备、供设于能采集实时图像数据的飞行器的机载式自组网通信设备、及用于单兵的背负式自组网通信设备中的一种或多种；所述宽带战术自组网用于传递各第二自组网通信设备所发送的语音数据、报文数据、地理位置数据、文件数据、及图像数据中的一或多种；所述战术云节点设备，包括：一体化指挥信息系统移动端，用于根据所述宽带战术自组网传递的数据，生成关于任务地域中单兵、车辆、和/或飞行器的基于地理位置数据的综合态势，以供通过人机交互图形界面展示而据以实现对单兵、车辆、和/或飞行器的可视化指挥和/或信息查询。

于本发明的一实施例中，所述基本指挥所系统，包括：一体化指挥信息系统固定端，连接所述宽带战术自组网，用于获取关于任务地域中单兵、车辆、和/或飞行器的基于地理位置数据的综合态势，以供通过人机交互图形界面展示而据以实现对单兵、车辆、和/或飞行器的可视化指挥和/或信息查询。

于本发明的一实施例中，所述基于地理位置数据的综合态势通过人机交互图形界面展示为图像形式，其包括：汇聚整合所获取的单兵、车辆、和/或飞行器的位置信息，并分别按区分图层和/或需求叠加显示于一综合态势图像，以在该综合态势图像同步展示各单兵、车辆、和/或飞行器的实时位置和运动轨迹。

于本发明的一实施例中，所述信息查询包括：视/音频数据调阅；所述一体化指挥信息系统移动端，还用于将地理位置数据关联于获取自相关地点的视/音频数据，以在所述综合态势图像中各地理位置数据所对应位置点处设置供调阅关联的视/音频数据的入口控件，以供用户操作。

于本发明的一实施例中，所述一体化指挥信息系统移动端及固定端，集成移动VOIP服务部件而实现自动语音转接与话音自动激励功能，以完成模拟语音数据的数字化，用于对窄带战术自组网、宽带自组网、及接入网络系统中收发语音数据的通信设备进行统一拨号接入，以用于根据需求构建任意个收发语音数据的通信设备间的语音呼叫或语音会议。

综上所述，本发明的用于应急指挥的自组织网络系统，所述系统包括：至少一个窄带战术自组网，用于应急作战分队内单兵之间的组网通信；至少一个宽带战术自组网，与至少一个窄带战术自组网通信；所述宽带战术自组网用于应急作战分队之间、和/或应急作战分队与前进指挥所之间的组网通信；其中，所述宽带战术自组网通过接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统，以供所述基本指挥信息系统获取应急任务区域的情形或发布指挥命令，使应急作战中前端的作战单兵与指挥信息系统无缝对接，实现指挥员从基本指挥所、前进指挥所直接指挥到单兵，解决应急指挥“最后一公里”通信的问题。

附图说明

图1显示为本发明实施例中用于应急指挥的自组织网络系统的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，展示本发明提供的用于应急指挥的自组织网络系统的结构。

所述自组织网络系统应用于对应急任务区域中任务部队的应急指挥，任务部队中包含了各个单兵，而各单兵又由分组不同而分为多个应急作战分队，应急任务区域本地设有前进指挥所，远端设有基本指挥所。

所述用于应急指挥的自组织网络系统包括：至少一个窄带战术自组网及至少一个宽带战术自组网。

所述窄带战术自组网，由任务部队中单兵携带的第一自组网通信设备间无线通信交互形成，用于应急作战分队内单兵之间的组网通信。

于本发明的一实施例中，每个应急作战分队对应建立一个窄带战术自组网，班组内的各个单兵通过该窄带战术自组网进行相互通信。

所述第一自组网通信设备包括第一自组网通信模块；还包括：音频采集模块、地理位置采集模块、及状态采集模块中的一或多种，从而能采集音频信号(如单兵的语音信号)、地理位置信号等，并通过第一自组网通信模块在窄带战术自组网进行发送，也就是说，所述窄带战术自组网可以用于传递单兵的语音数据、报文数据、及地理位置数据中的一或多种。

于本发明的一实施例中，所述第一自组网通信设备为便携式通信设备；进一步的，所述便携式通信设备包括：穿戴式通信设备1和/或手持式通信设备2；所述穿戴式通信设备1优选为数字化头盔设备，单兵可以通过该数字化头盔设备采集并发送语音数据而能解放双手，亦能有效保护单兵安全。当然在其它实施例中，所述穿戴式通信设备1也可以例如为项链，耳麦，智能眼镜等等，并非以数字化头盔为限。

在一具体实例中，所述穿戴式通信设备1，具体可以包括降噪麦克风、音频采集和所述第一自组网通信模块三部分，可实现语音形式的指挥命令的收发、位置共享和战场视音频采集。进一步优选的，穿戴式通信设备1可实现例如单兵抗干扰自组网通信、通话背景自动降噪、PTT对讲自动检测、微光视频采集、及北斗卫星定位等功能。

可选的，所述穿戴式通信设备1还可包括状态采集模块，其包括例如运动传感器、生理传感器、设备状态采集器等中的一或多种，用于采集运动方向、运动速度、生理状态、能源、设备状态、设备感知信息等中的一或多种状态数据，并能通过接入窄带网络以传送该状态数据。

所述手持式通信设备2如手持对讲机等，其内部亦可集成与穿戴式通信设备1相同的各功能模块。

通过所述窄带战术自组网，单兵间可以实现应急作战分队内内位置、状态数据共享、以及实时语音对讲等功能。f

所述宽带战术自组网，由第二自组网通信设备间通信交互形成，且至少一第二自组网设通信设备能与至少一第一自组网通信设备通信，以建立宽带战术自组网与窄带无线自组网间的通信连接；所述宽带战术自组网用于应急作战分队之间、和/或应急作战分队与前进指挥所之间的组网通信；其中，所述宽带战术自组网通过接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统，以供所述基本指挥信息系统获取应急任务区域的情形或发布指挥命令。

于本发明的一实施例中，所述第二自组网通信设备的类型包括：供安装于前进指挥所的战术云节点设备6、供设于车辆的车载式自组网通信设备4、供设于能采集实时图像数据的飞行器的机载式自组网通信设备5、及用于单兵的背负式自组网通信设备3中的一种或多种。

机载式自组网通信设备5可以搭载在例如无人机、直升飞机等飞行器上，主要用于复杂环境下自组网设备空中通信中继和无人机视频采集传输，所述机载式自组网通信设备5可以本身带有摄像头或连接无人机已设置的摄像头，从而采集并传送视频，机载式自组网通信设备5本身也可以带有地理位置采集模块，从而，所述机载式自组网通信设备5可用于实现空中通信中继、无人机视频或图片的采集及编码及传输、北斗卫星定位等功能。

所述车载式自组网通信设备4主要作为语音、图像(如视频、图片等)、地理位置、报文(可以包含状态数据)等数据传送，并可实时共享给车载终端使用。所述车载式自组网通信设备4也具备如前述几个设备所具有的类似功能模块，如自组网通信模块，地理位置采集模块等等，从而实现抗干扰自组网通信、多业务宽带透传、语音实时指挥、北斗卫星定位等功能。

相似的，背负式自组网通信设备3由单兵背负，主要作为单兵接入宽带战术自组网，来传送语音、图像(如视频、图片等)、地理位置、报文(可以包含状态数据)等数据实时共享给其它第二组网通信设备使用。所述背负式自组网通信设备3也可以具备如前述几个设备所具有的类似模块，如通信模块，地理位置采集模块等等，从而实现抗干扰自组网通信、多业务宽带透传、语音实时指挥、北斗卫星定位等功能。

单兵通过携带背负式自组网通信设备3，作战车辆通过加装背负式自组网通信设备3，无人机、直升机通过加装机载式自组网通信设备5、前指通过编配战术云节点设备6，构建高速率的宽带战术自组网，实现语音、报文(可以包含状态数据)、地理位置、及图像(例如实时视频流数据，图片等)等数据中的一或多种。

需特别说明的是，所述窄带战术自组网和宽带战术自组网是基于无线通信协议建立，即各个第一自组网通信设备和第二自组网通信设备均具有无线通信模块来构建自组网，宽带战术自组网无线通信遵循的协议包括：WiFi、无线物联网络通信方式(如Zigbee、Lora、NB-IOT等)、或无线移动网络通信方式(例如移动网络运营商提供的4G/5G网络)。

优选的，所述第一自组网通信模块采用基于DSSS通信的自组网芯片实现单兵低速无线自组网，该芯片将通信和网络进行一体化设计，集成到第一自组网通信设备中，采用码分和时分向结合的方式，实现分队内通信和分队间隔离，采用高效多跳广播算法，使应急作战分队内单兵能够近实时的获得队友的状态数据、地理位置数据、语音数据等。

所述战术云节点设备6，其通过接入所述接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统。

战术云节点设备6作为战术级指挥平台和中心节点，实现云-管-端于一体。

于本发明的一实施例中，所述接入网络系统包括：卫星通信系统设备、公网、及专网中的一或多种，所述战术云节点设备6在战术级作战单元内部构建自组网通信，并作为接入所述接入网络系统中的卫星、公网(如固定公网、移动公网等)、专网(如短波通信网)等的接入点。

于本发明的一实施例中，所述战术云节点设备6对宽带战术自组网配置局域网IP地址，并对基本指挥信息系统实现基于智能路由通信协议的接入。

具体的，通过接入网设备连接卫星、移动公网等，将应急作战分队接入到基本指挥所的指挥系统，战术云节点设备6能同时接入但不限于上述2类设备，战术云节点设备6自动管理设备的在线状态，集成基于TCP/IP协议的智能路由器，通过动态路由协议，实现4G/5G、卫星等多条接入链路的热备及自动优选，消除路由拓扑中的环路，确保网络稳定运行。

进一步举例来讲，所述战术云节点设备6的智能路由算法可以采用MAC层信道感知路由算法，并加入地理信息、定位和能源判据，提高网络建立、维护效率，减小能源开销，实现高速的为应急作战分队及前进指挥所提供报文、语音、单兵状态数据、图片、视频流等信息的共享网络。

并且，在本发明的一或多个实施例中，所述战术云节点设备6还可作为综合处理终端，实现遂行作战任务地域基础信息装载、信息接入、融合处理、分发、以及信息上报等中的一或多种，从而提供任务区域的综合态势、信息查询、视频综合处理、末端信息接入、上级与友邻信息接收等中的一或多种云服务。

举例来说明所述综合态势和信息查询的具体实现：

所述战术云节点设备6，包括：一体化指挥信息系统移动端7(可以通过软件端实现)，用于根据所述宽带战术自组网传递的数据，从而生成关于任务地域中单兵、车辆、和/或飞行器的基于地理位置数据的综合态势，以供通过人机交互图形界面展示而据以实现对单兵、车辆、和/或飞行器的可视化指挥和/或信息查询。

详细来讲，所述基于地理位置数据的综合态势通过人机交互图形界面展示为图像形式，其包括：汇聚整合所获取的单兵、车辆、和/或飞行器的位置信息，并分别按区分图层和/或需求叠加显示于一综合态势图像，以在该综合态势图像同步展示各单兵、车辆、和/或飞行器的实时位置和运动轨迹。

在一实施例中，所述信息查询包括：视/音频数据调阅；所述一体化指挥信息系统移动端7，还用于将地理位置数据关联于获取自相关地点的视/音频数据，以在所述综合态势图像中各地理位置数据所对应位置点处设置供调阅关联的视/音频数据的入口控件，以供用户操作，指挥员可以实现在综合态势图上基于位置的视频调阅，简化视频调取操作的流程。

前进指挥所可在本地通过人机交互界面查看所述综合态势的图形，而远端用户(如基本指挥所系统)可通过WEB客户端方式(即B/S架构)直接访问战术云节点设备6，为指挥员提供清晰完整的任务地域的环境-人-装-物综合态势图。

于本发明的一实施例中，所述基本指挥所系统包括：一体化指挥信息系统固定端8，连接所述宽带战术自组网，用于获取关于任务地域中单兵、车辆、和/或飞行器的基于地理位置数据的综合态势，以供通过人机交互图形界面展示而据以实现对单兵、车辆、和/或飞行器的可视化指挥和/或信息查询。

于本发明的一实施例中，所述一体化指挥信息系统移动端7和固定端8，还可集成移动VOIP服务部件而实现自动语音转接与话音自动激励功能，以完成模拟语音数据的数字化，用于对窄带战术自组网、宽带自组网、及接入网络系统中收发语音数据的通信设备进行统一拨号接入，以用于根据需求构建任意个收发语音数据的通信设备间的语音呼叫或语音会议。

通过所述一体化指挥信息系统的移动端7、固定端8，可以为前进指挥所、基本指挥所提供所述基于地理位置数据的综合态势，并能实现对单兵的基于地理位置、语音、图像(如视频、图片等)、状态等数据的可视化指挥和综合信息查询。

综上所述，本发明的宽窄带一体的用于应急指挥的自组织网络系统，所述系统包括：至少一个窄带战术自组网，用于应急作战分队内单兵之间的组网通信；至少一个宽带战术自组网，与至少一个窄带战术自组网通信；所述宽带战术自组网用于应急作战分队之间、和/或应急作战分队与前进指挥所之间的组网通信；其中，所述宽带战术自组网通过接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统，以供所述基本指挥信息系统获取应急任务区域的情形或发布指挥命令，使应急作战中前端的作战单兵与指挥信息系统无缝对接，实现指挥员从基本指挥所、前进指挥所直接指挥到单兵，解决应急指挥“最后一公里”通信的问题。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种用于应急指挥的自组织网络系统，其特征在于，应用于对应急任务区域中任务部队的应急指挥，所述系统包括：

至少一个窄带战术自组网，由任务部队中单兵携带的第一自组网通信设备间无线通信交互形成，用于分别建立一个所述窄带战术自组网的每个应急作战分队内的各个单兵之间的组网通信；其中，所述第一自组网通信设备为穿戴式通信设备和/或手持式通信设备；

至少一个宽带战术自组网，由第二自组网通信设备间通信交互形成，且至少一第二自组网设通信设备能与至少一第一自组网通信设备通信，以建立宽带战术自组网与窄带无线自组网间的通信连接；所述宽带战术自组网用于应急作战分队之间、和/或应急作战分队与前进指挥所之间的组网通信；其中，所述第二自组网通信设备的类型包括：供安装于前进指挥所的战术云节点设备、供设于车辆的车载式自组网通信设备、供设于能采集实时图像数据的飞行器的机载式自组网通信设备、及用于单兵的背负式自组网通信设备中的一种或多种；并且其中，所述战术云节点设备通过接入接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统；

其中，所述宽带战术自组网通过接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统，以供所述基本指挥信息系统获取应急任务区域的情形或发布指挥命令。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一自组网通信设备包括第一自组网通信模块；还包括：音频采集模块、地理位置采集模块、及状态采集模块中的一或多种。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述窄带战术自组网用于传递单兵的语音数据、报文数据、地理位置数据、及状态数据中的一或多种。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述宽带战术自组网用于传递各第二自组网通信设备所发送的语音数据、报文数据、地理位置数据、文件数据、及图像数据中的一或多种。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通信连接的第一自组网通信设备和第二自组网设通信设备之间的通信连接方式为无线方式，包括：WiFi、无线物联网络通信方式、或无线移动网络通信方式。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接入网络系统包括：卫星通信系统设备、公网、及专网中的一或多种。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二自组网通信设备的类型包括战术云节点设备，其通过接入所述接入网络系统通信连接至基本指挥信息系统。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述战术云节点设备对宽带战术自组网配置局域网IP地址，并对基本指挥信息系统实现基于智能路由通信协议的接入。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一自组网通信设备包括第一自组网通信模块，还包括：音频采集模块、地理位置采集模块、及状态采集模块中的一或多种；所述窄带战术自组网用于传递单兵的语音数据、报文数据、地理位置数据、及状态数据中的一或多种；

所述第二自组网通信设备类型包括：供安装于前进指挥所的战术云节点设备、供设于车辆的车载式自组网通信设备、供设于能采集实时图像数据的飞行器的机载式自组网通信设备、及用于单兵的背负式自组网通信设备中的一种或多种；所述宽带战术自组网用于传递各第二自组网通信设备所发送的语音数据、报文数据、地理位置数据、文件数据、及图像数据中的一或多种；

所述战术云节点设备，包括：一体化指挥信息系统移动端，用于根据所述宽带战术自组网传递的数据，生成关于任务地域中单兵、车辆、和/或飞行器的基于地理位置数据的综合态势，以供通过人机交互图形界面展示而据以实现对单兵、车辆、和/或飞行器的可视化指挥和/或信息查询。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述基本指挥所系统，包括：一体化指挥信息系统固定端，连接所述宽带战术自组网，用于获取关于任务地域中单兵、车辆、和/或飞行器的基于地理位置数据的综合态势，以供通过人机交互图形界面展示而据以实现对单兵、车辆、和/或飞行器的可视化指挥和/或信息查询。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述基于地理位置数据的综合态势通过人机交互图形界面展示为图像形式，其包括：

汇聚整合所获取的单兵、车辆、和/或飞行器的位置信息，并分别按区分图层和/或需求叠加显示于一综合态势图像，以在该综合态势图像同步展示各单兵、车辆、和/或飞行器的实时位置和运动轨迹。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述信息查询包括：视/音频数据调阅；所述一体化指挥信息系统移动端，还用于将地理位置数据关联于获取自相关地点的视/音频数据，以在所述综合态势图像中各地理位置数据所对应位置点处设置供调阅关联的视/音频数据的入口控件，以供用户操作。

13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述一体化指挥信息系统移动端及固定端，集成移动VOIP服务部件而实现自动语音转接与话音自动激励功能，以完成模拟语音数据的数字化，用于对窄带战术自组网、宽带自组网、及接入网络系统中收发语音数据的通信设备进行统一拨号接入，以用于根据需求构建任意个收发语音数据的通信设备间的语音呼叫或语音会议。

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