CN114710773A - 一种应急协同指挥系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应急协同指挥系统。本申请的应急协同指挥系统包括：指挥中心和移动指挥车，所述指挥中心和所述移动指挥车之间支持多元传输链路，所述多元传输链路包括地面公网链路和卫星移动通信链路，所述卫星移动通信链路至少包括北斗卫星通信链路、天通卫星通信链路和宽带卫星通信链路；所述指挥中心用于通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，对移动通信终端进行指挥、调度和预警；以及为移动指挥车提供现场指挥策略，与移动指挥车协同指挥移动通信终端；所述移动指挥车用于通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，并从指挥中心获取现场指挥策略，根据现场指挥策略对移动通信终端进行协同指挥。

Description

一种应急协同指挥系统

技术领域

本申请涉及交通系统技术领域，尤其涉及一种应急协同指挥系统。

背景技术

近年来，在环境变化、气候影响等因素共同作用下，各类自然灾害发生频度与破坏程度呈上升态势，大规模路网基础设施受到自然灾害的影响也日益凸显，不仅造成交通路网设施直接损毁，同时极大影响通行效率，导致灾害救援的难度增大，进一步加大了灾害损失。

交通部门处置突发事件时，主要以电话或地面无线通信设备收发信息、组织救援。重特大灾害发生时，灾害现场电力、网络基础设施损坏严重，地面通信链路受损或中断，使得灾害现场无法通过地面固定有线或移动通信方式与后方指挥中心及时取得联系。灾害现场道路损毁状态大都依靠前方到达人员人工反馈，但由于缺乏有效通信手段和可用通信链路，应急移动通信能力严重不足，不能满足救灾现场信息实时回传要求，导致信息采集难，反馈周期长，现场应急通信面临巨大挑战。

发明内容

本申请实施例提供了一种应急协同指挥系统，融合多种传输手段，并采用后方与前方协同指挥的方式保证应急通信的效率和可靠性。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种应急协同指挥系统，包括：指挥中心和移动指挥车，所述指挥中心和所述移动指挥车之间支持多元传输链路，所述多元传输链路包括地面公网链路和卫星移动通信链路，所述卫星移动通信链路至少包括北斗卫星通信链路、天通卫星通信链路和宽带卫星通信链路；

所述指挥中心用于，通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，对移动通信终端进行指挥、调度和预警；以及为移动指挥车提供现场指挥策略，与移动指挥车协同指挥移动通信终端；

所述移动指挥车用于，通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，并从指挥中心获取现场指挥策略，根据现场指挥策略对移动通信终端进行协同指挥。

在一些实施例中，所述指挥中心和移动指挥车的本地均包括多元传输链路的通信接入模块，所述通信接入模块包括能够接入地面公网链路的第一接入模块，能够接入北斗卫星通信链路的第二接入模块、能够接入天通卫星通信链路的第三接入模块和能够接入中星卫星通信链路的第四接入模块；

其中，通信接入模块具有接入优先级，第一接入模块的优先级高于第二接入模块、第三接入模块和第四接入模块的优先级。

在一些实施例中，所述指挥中心包括远程指挥子系统，所述远程指挥子系统用于，

将现场指挥策略发送给移动指挥车，所述现场指挥策略包括调度信息、现场指挥权限信息；

以及，将调度信息发送给移动通信终端，所述调度信息包括救援位置信息、行进路线、活动区域、注意事项、联系人信息。

在一些实施例中，所述指挥中心包括指挥调度信息子系统；

所述移动指挥车能够访问所述指挥调度信息子系统，通过指挥调度信息子系统获得现场指挥策略，将所述现场指挥策略发送给移动通信终端。

在一些实施例中，所述指挥中心包括预警消息广播子系统，所述预警消息广播子系统用于，

获取预警消息，并生成所述预警消息的应急处置信息和联系信息；

将所述预警消息以及相应的应急处置信息和联系信息通过所述多元传输链路进行广播发送。

在一些实施例中，所述指挥中心包括求助响应子系统，所述求助响应子系统用于，

响应移动通信终端发送的求助信息，获取所述移动通信终端的用户信息和地理位置信息；

根据所述地理位置信息确定应援对象，所述应援对象包括临近的其他移动通信终端、所属驻地应急指挥中心；

将所述用户信息和地理位置信息发送给所述应援对象。

在一些实施例中，所述指挥中心包括定位追踪子系统，所述定位追踪子系统用于，

实时获取移动通信终端的地理位置，生成移动通信终端的轨迹信息。

在一些实施例中，所述指挥中心包括数据管理子系统，所述数据管理子系统用于，

获取移动通信终端和移动指挥车上传的多元数据，按照数据标准规范对多元数据进汇聚与存储，为应急协同指挥系统提供数据支撑。

在一些实施例中，数据管理子系统还用于，提供展示界面，通过展示界面展示与应用数据内容。

在一些实施例中，所述移动指挥车上装载移动通信终端群，移动通信终端群包括多频段的移动通信终端，所述多频段的移动通信终端包括：Ku频段的移动通信终端和Ka频段的移动通信终端。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

指挥中心和移动指挥车之间支持多元传输链路，多元传输链路能够构建出空天地一体的应急通信网络架构，实现应急通信的全范围覆盖，满足重大自然灾害环境下，重点灾害区域现场通信不间断传输需求，能够实现应急通信延时低、容量大、速率快的传输要求，且能够达到多网资源融合1MHz的实际带宽，能够为灾害现场提供有效的通信链路，特别是在自然灾害产生遮挡物的不利条件下，北斗卫星通信链路能够提供第一重保底通信手段，实现应急通信，保证通信的可靠性。

以及，通过部署移动指挥车在重点灾害区域现场搭建可移动的应急通信环境，提供第二重保底通信手段，配合移动指挥车与指挥中心的协同指挥，进一步保证应急通信的可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中一种应急协同指挥系统结构示意图；

图2本申请实施例中一种应急协同指挥系统的传输链路示意图；

图3本申请实施例中一种应急协同指挥系统的层级结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

如前所述，在交通路网设施受到损毁的情况下，研究人员采用了北斗卫星定位技术进行灾害应急救援。但现有技术多是针对特定自然灾害灾后条件的研究，对近距离的灾后现场，没有相应的解决。

在目前的自然灾害应急通信体系中，前后方一体化应急移动通信指挥不畅，大范围自然灾害中动态的交通状态推送、时空数据交互和灾害现场实时数据处理时效性不强，空-天-路等不同监测平台间数据与信息交互难。使得应急数据更新慢、指挥协同困难、救援不及时。这极大的限制应急移动通信指挥的快速开展，对交通路网通行能力以及评估灾后损毁趋势造成巨大挑战。

针对大范围重大自然灾害现场点位多、面积广、地形分散、地质条件复杂的自然条件，本申请实施例聚焦低延时、高带宽、全覆盖、强时效性的应急通信能力需求，提出交通路网一体化的应急协同指挥系统。本申请实施例基于北斗卫星高精度的定位和通信，结合天通卫星通信、宽带卫星等多星技术融合，进行空天地一体应急通信网络的应急协同指挥系统，实现空、天、地应急通信无缝对接。

具体地，如图1所示，提供了本申请实施例中一种应急协同指挥系统的结构示意图。本申请实施例的应急协同指挥系统包括：指挥中心和移动指挥车，指挥中心和移动指挥车之间支持多元传输链路，多元传输链路包括地面公网链路和卫星移动通信链路，卫星移动通信链路至少包括北斗卫星通信链路、天通卫星通信链路和宽带卫星通信链路。

地面公网包括光纤电缆网络等地面有线网络、交通行业专网等地面无线网络和WiFi、微基站等无线自组网络。北斗卫星通信链路和天通卫星通信链路实现不同类型的窄带信号传输，例如北斗卫星通信链路实现短报文传输，天通卫星通信链路实现音频传输，而宽带卫星通信链路，例如中星卫星通信链路能够实现视频等宽带信号传输，通过本实施例的多元传输链路能够实现区域全覆盖，特别是因自然灾害产生遮挡物的遮挡条件下，多元传输链路中的北斗卫星通信链路作为保底通信手段，实现应急通信。

所述指挥中心用于，通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，对移动通信终端进行指挥、调度和预警；以及用于为移动指挥车提供现场指挥策略，与移动指挥车协同指挥移动通信终端；

所述移动指挥车用于，通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，并从指挥中心获取现场指挥策略，根据现场指挥策略对移动通信终端进行协同指挥。

本实施例的移动通信终端为应急通信的前端，用于灾害现场或灾后现场的环境数据采集，包括多种类型的移动通信终端，例如静中通车载式终端、Ku频段便携式背负终端、Ka频段便携式背负终端等宽频带终端，天通手持终端、北斗便携终端等窄频带终端。

需要说明的是，图1中示出了应急协同指挥系统包括一个指挥中心和N个移动指挥车。实际应用中，指挥中心可以为一个或多个，例如采用分布式的方式构建分布式指挥中心，以使系统更可靠、数据处理效率更高。

图1所示的应急协同指挥系统，一方面，指挥中心和移动指挥车之间支持多元传输链路，多元传输链路能够构建出空天地一体的应急通信网络架构，实现应急通信的全范围覆盖，满足重大自然灾害环境下，重点灾害区域现场通信不间断传输需求，能够实现应急通信延时低、容量大、速率快的传输要求，且能够达到多网资源融合1MHz的实际带宽，能够为灾害现场提供有效的通信链路，特别是在自然灾害产生遮挡物的不利条件下，北斗卫星通信链路能够提供第一重保底通信手段，实现应急通信，保证通信的可靠性。另一方面，通过部署移动指挥车在重点灾害区域现场搭建可移动的应急通信环境，提供第二重保底通信手段，配合移动指挥车与指挥中心的协同指挥，进一步保证应急通信的可靠性。

本申请实施例的指挥中心和移动指挥车的本地均包括多元传输链路的通信接入模块，其中通信接入模块包括能够接入地面公网链路的第一接入模块，能够接入北斗卫星通信链路的第二接入模块、能够接入天通卫星通信链路的第三接入模块和能够接入中星卫星通信链路的第四接入模块；通信接入模块具有接入优先级，第一接入模块的优先级高于第二接入模块、第三接入模块和第四接入模块的优先级。

如图2所示，灾害发生后，移动指挥车到达灾害现场，通过卫星通信、地面固定有线通信和地面移动通信网络等方式与后方的指挥中心实现数据通信和中继通信。若移动指挥车无法到达灾害现场，救援人员携带各类移动通信终端前往灾害现场，例如通过北斗手持终端、北斗RD车载定位终端、无线短波电台及天通手持机，与移动指挥车实现点对点通信，此时的应急通信传输路径可以是灾害现场的各类移动通信终端至移动指挥车，再由移动指挥车到后方的指挥中心，确保数据能够可靠及时地上传到指挥中心。

这里的多元传输链路优先地面移动通信网络、地面固定有线通信等地面公网链路，若地面公网链路中断，采用卫星移动通信链路。对于公网、宽带卫星无法覆盖的重点灾害区域，由Ku宽带终端通过宽带卫星通信链路(例如中星宽带卫星)实现图像、视频传输，天通手持终端实现语音传输，北斗短报文实现指挥调度信息的文字传输。

本申请实施例的应急协同指挥系统包括远程指挥子系统、指挥调度信息子系统、预警消息广播子系统、求助响应子系统、定位追踪子系统和数据管理子系统，实现现场数据采集、实时定位、移动应急通信、应急指挥调度、信息实时回传、视频图像获取、次生灾害预警、数据分析处理和有效数据提取及提示。

具体地，数据管理子系统用于，获取移动通信终端和移动指挥车上传的多元数据，多元数据例如包括文字信息、语音数据、车载定位信息、视频数据、图片数据、终端定位信息等。按照数据标准规范对多元数据进汇聚与存储，为应急协同指挥系统提供数据支撑。

可选地，数据管理子系统还用于，提供展示界面，通过展示界面展示与应用数据内容。例如，数据管理子系统能够满足多媒体数据的接收查看功能，如手持终端回传的图片、语音、视频等，监控摄像头采集的监控视频和回传的实时视频等。

远程指挥子系统用于，将现场指挥策略发送给移动指挥车，所述现场指挥策略包括调度信息、现场指挥权限信息；以及，将调度信息发送给移动通信终端，所述调度信息包括救援位置信息、行进路线、活动区域、注意事项、联系人信息。

本实施例的远程指挥子系统能够实现远程指挥、远程安全保障与监控。将救援位置信息(例如计划好的目的地)、行进路线、活动区域、注意事项、联系人等信息发送给移动通信终端，对灾现场的救援人员进行定位，追踪救援人员的行进路线等信息。

本实施例中的移动指挥车能够访问指挥调度信息子系统，通过指挥调度信息子系统获得现场指挥策略，将现场指挥策略发送给移动通信终端。

实际应用中，应急指挥人员在灾害现场或灾后现场，通过移动指挥车上访问指挥调度信息子系统的平台界面，对救援人员进行调度指挥，使救援人员能够间接接收到指挥中心发来的救援目的地、行进路线、活动区域、注意事项、联系人等信息，保障救援人员通过移动通信终端与指挥中心进行数据交互。

本实施例中的预警消息广播子系统用于，获取预警消息，并生成所述预警消息的应急处置信息和联系信息；将所述预警消息以及相应的应急处置信息和联系信息通过所述多元传输链路进行广播发送。

例如，当灾害现场发生自然灾害、泥石流、台风等气象次生灾害时，可通过预警信息群发功能对周边携带应急移动通信终端人员群发预警信息，通知应急处置信息及联系方式。以及在突发应急事件时，用户终端支持一键驱动预警，预警消息广播子系统能够通过广播预警、短信群发预警等方式随时向接入公网的用户终端进行预警。

本实施例中的求助响应子系统用于，响应移动通信终端发送的求助信息，获取所述移动通信终端的用户信息和地理位置信息；根据所述地理位置信息确定应援对象，所述应援对象包括临近的其他移动通信终端、所属驻地应急指挥中心；将所述用户信息和地理位置信息发送给所述应援对象。

例如，救援人员到达灾害现场后，遇有突发情况或次生灾害时，可通过移动通信终端的一键求救模块发送求助信息进行报警。指挥中心接收到报警信息后，迅速响应，通过指挥中心的报警响应界面，可了解当前求助人员的基本信息、所在地信息描述及周边人员信息，及时将相关信息发送给求助人员的紧急联系人、单位及所在驻地应急指挥中心。

本实施例中的定位追踪子系统用于，实时获取移动通信终端的地理位置，生成移动通信终端的轨迹信息。

例如，基于北斗手持终端或应急移动通信终端，对重特大自然灾害的前方人员进行定位及通信，可迅速精准的提供灾害现场情况，包括前方救援人员数量和位置分布，实时动态跟踪人员位置信息，回传人员在不同时间段的行动轨迹，为灾害现场的人员安全保障提供位置服务的基础数据。

又例如，基于北斗车载终端对重要的移动指挥车进行定位及通信，及时准确地提供车辆的位置、分布情况以及活动轨迹。在现场环境中实时生成灾害前方人员车辆的流动路线、活动轨迹回放。

为便于理解本申请的上述实施例，下面结合图3所示的层级系统架构，说明本申请实施例的应急协同指挥系统。

如图3所示，本实施例的应急协同指挥系统包括终端层、网络层、平台层、应用层和用户层。

终端层：采用各类终端实现灾害现场前端数据采集和数据传输，包括移动通信终端群，例如Ku频段便携式背负终端、Ka频段便携式背负终端、静中通车载式终端、北斗指挥型接收机、北斗手持终端、北斗车载定位终端、天通终端、无线短波电台等。这里的移动通信终端群可以装载到移动指挥车上。

其中，静中通车载终端包括装置在移动指挥车车顶的Ku频段的静中通车载天线，可以包括1.2m/1.8m两种口径，实现点对点的卫星站点开通。车载天线设备自动实现对星，快速、准确建立卫星通信链路，设备实现了上下变频模块小型集成，卫星端站可使用L波段中频接口接续终端用户。

Ku频段便携式背负终端例如采用0.8m的背负式自动便携天线，为前方应急救援人员提供较短时间内一键对星，完成定位、展开、跟踪卫星，并实现与移动指挥车之间的点对点卫星站点通信。

北斗指挥型接收机能够通过循环多次发送指令提高频度，用于发送大型报文数据或分组通播，将移动指挥车下属终端数量扩容，提供卫星精准授时服务。

北斗手持终端可实现自然灾害现场各区域的人员动态精准定位功能，短距离采用DMR(Digital Mobile Radio，数字移动无线通讯)制式进行语音交互或短信交互，实现通信链路自动寻优，提供一键SOS(国际摩尔斯电码救难信号)报警和下行广播功能，可实现长续航时间，保障灾后现场终端续航，宽温度扩大使用范围，满足重大灾害环境下的应急通信需求。

北斗车载定位终端具备北斗系统RDSS(Radio Determination Satel-liteSystem，卫星无线电定位系统)的通信功能和RNSS(Radio Navigation Satellite System，卫星无线电导航系统)的定位导航功能，可实现应急通信车和应急指挥车的短报文通信，可实现连续实时导航、测速、授时、精准位置服务以及上报定位信息等功能，是基于北斗卫星导航系统的定位和通信技术实现各种车辆平台指挥调度与安全保障的通用设备。

天通手持机分为智能型手机和功能型手机，可与运营商的电话号码进行互通，通话质量清晰可辨，能够满足应急通信的需求。

网络层：融合地面运营公网、交通行业专网作为固定的传输线路，结合北斗卫星、天通卫星及中星宽带卫星等卫星移动通信链路，Wifi、微基站等无线自组网通信链路，形成多网融合的多元传输链路，满足灾害现场信息的回传需求，实现前方救援现场与后方的指挥中心的信息互通。

平台层：是应急协同指挥系统的核心部分，将灾害现场各类视频、语音、图片、文本等感知数据，汇聚成标准格式的应急通信协同指挥数据库中的数据，能够作为各类感知信息的共享交换平台，为应用层功能提供数据支持。

应用层：能够实现应急协同指挥系统的六大子系统功能，例如远程指挥子系统、指挥调度信息子系统、预警消息广播子系统、求助响应子系统、定位追踪子系统和数据管理子系统。能够满足数据采集、实时定位、应急指挥调度、信息实时回传和次生灾害预警等基本功能。

用户层：包括后方的指挥中心用户、前方的移动指挥车用户和灾害现场的移动通信终端用户。

综上所述，本申请实施例的应急协同指挥系统充分考虑应急移动指挥的高带宽传输需求，采取多星技术融合、功能互补的方式，采用静中通车载式终端、Ku频段便携式背负终端和Ka频段便携式背负终端作为宽带卫星接入手段，采用天通手持机及北斗终端群作为窄带卫星接入手段，构建以空天地一体的网络传输链路为基础的一体化应急通信网络架构，满足特重大灾后现场的应急通信需求。同时构建交通路网应急通信的应急协同指挥系统，解决重特大灾害发生时无公网情况下视频、图像、音频、数据的实时数据采集和信息交互，形成前方点位移动应急通信和后方固定通信协同的指挥保障的能力。

需要说明的是，本申请实施例中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种应急协同指挥系统，其特征在于，包括：指挥中心和移动指挥车，所述指挥中心和所述移动指挥车之间支持多元传输链路，所述多元传输链路包括地面公网链路和卫星移动通信链路，所述卫星移动通信链路至少包括北斗卫星通信链路、天通卫星通信链路和宽带卫星通信链路；

所述指挥中心用于，通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，对移动通信终端进行指挥、调度和预警；以及为移动指挥车提供现场指挥策略，与移动指挥车协同指挥移动通信终端；

所述移动指挥车用于，通过多元传输链路与相应类型的移动通信终端进行数据交互，并从指挥中心获取现场指挥策略，根据现场指挥策略对移动通信终端进行协同指挥。

2.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心和移动指挥车的本地均包括多元传输链路的通信接入模块，所述通信接入模块包括能够接入地面公网链路的第一接入模块，能够接入北斗卫星通信链路的第二接入模块、能够接入天通卫星通信链路的第三接入模块和能够接入中星卫星通信链路的第四接入模块；

其中，通信接入模块具有接入优先级，第一接入模块的优先级高于第二接入模块、第三接入模块和第四接入模块的优先级。

3.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心包括远程指挥子系统，所述远程指挥子系统用于，

将现场指挥策略发送给移动指挥车，所述现场指挥策略包括调度信息、现场指挥权限信息；

以及，将调度信息发送给移动通信终端，所述调度信息包括救援位置信息、行进路线、活动区域、注意事项、联系人信息。

4.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心包括指挥调度信息子系统；

所述移动指挥车能够访问所述指挥调度信息子系统，通过指挥调度信息子系统获得现场指挥策略，将所述现场指挥策略发送给移动通信终端。

5.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心包括预警消息广播子系统，所述预警消息广播子系统用于，

获取预警消息，并生成所述预警消息的应急处置信息和联系信息；

将所述预警消息以及相应的应急处置信息和联系信息通过所述多元传输链路进行广播发送。

6.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心包括求助响应子系统，所述求助响应子系统用于，

响应移动通信终端发送的求助信息，获取所述移动通信终端的用户信息和地理位置信息；

根据所述地理位置信息确定应援对象，所述应援对象包括临近的其他移动通信终端、所属驻地应急指挥中心；

将所述用户信息和地理位置信息发送给所述应援对象。

7.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心包括定位追踪子系统，所述定位追踪子系统用于，

实时获取移动通信终端的地理位置，生成移动通信终端的轨迹信息。

8.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述指挥中心包括数据管理子系统，所述数据管理子系统用于，

获取移动通信终端和移动指挥车上传的多元数据，按照数据标准规范对多元数据进汇聚与存储，为应急协同指挥系统提供数据支撑。

9.如权利要求8所述应急协同指挥系统，其特征在于，数据管理子系统还用于，

提供展示界面，通过展示界面展示与应用数据内容。

10.如权利要求1所述应急协同指挥系统，其特征在于，所述移动指挥车上装载移动通信终端群，移动通信终端群包括多频段的移动通信终端，所述多频段的移动通信终端包括：Ku频段的移动通信终端和Ka频段的移动通信终端。

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