一种基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统

摘要

本发明提出了一种基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统，包括指挥车；网络通信子系统用于进行本台指挥车与其他指挥车之间以及本台指挥车与指挥中心之间的无线通信；单兵图传子系统用于采集现场环境的视频信号和音频信号；视频及音频子系统用于采集现场环境的视频信号和音频信号并进行存储和传输；集中控制子系统用于控制整车设备操作，切换和控制视频信号、音频信号和电脑VGA信号；指挥处置子系统用于通过车载计算机、车内局域网交换设备实现现场电脑组网及资源共享；车载电源子系统用于向网络通信子系统、单兵图传子系统、视频及音频子系统、集中控制子系统和指挥处置子系统进行供电。本发明可以及时获得现场信息，提高决策的准确性和及时性。

说明书

技术领域

本发明涉及应急指挥技术领域，特别涉及一种基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统。

背景技术

卫星“动中通”是新兴概念，其是为了满足用户通过卫星在动态移动中传输宽带视频信息的需求产生的新应用，使用固定轨道卫星的Ku频段进行移动通信传输宽带视频信息，综合了FSS和MSS的优势的一种新业务应用。

动中通可以很好地解决各种车辆、轮船等移动载体在运动中通过地球同步卫星，实时不断地传递语音、数据、高清晰的动态视频图像、传真等多媒体信息的难关，是通信领域的一次重大的突破，是当前卫星通信领域需求旺盛、发展迅速的应用领域，在军民两个领域都有极为广泛的发展前景。

现有的将动中通技术应用到应急指挥车上的方案，存在以下问题：

(1)设备专用性设计不强，集成度较低

目前，大部分应急指挥车都是将各种通用的设备直接移植到车上安装使用，虽然能够满足使用功能需求，但很多设备指标达不到车载要求，存在着功能重叠，体积大，以及噪音大、电磁兼容性差等问题。

(2)分散管理，不易于使用维护

缺少针对整车设备的集中管理控制手段，设备分散控制，自动化程度不高，增加了维护管理和操作使用难度，指挥车的日常运转需要配备专门的技术人员。

(3)无法实现统一通信，协同指挥难度大

现有指挥车普遍应用卫星、3G、无线电台等通信手段，虽然指挥车上的通信手段较多，但多无法实现不同通信制式间的融合互通。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统，该系统可以及时获得现场信息，提高决策的准确性和及时性。

为实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统，包括：指挥车；网络通信子系统，所述网络通信子系统安装于指挥车上，用于通过车载短波电台和动中通卫星天线进行本台指挥车与其他指挥车之间以及本台指挥车与指挥中心之间的无线通信以及通过图像传输编解码技术将图像信息实时回传至所述指挥中心；单兵图传子系统，所述单兵图传子系统由单兵携带，并且与对应指挥车的网络通信子系统相连，用于采集现场环境的视频信号和音频信号，并将所述视频信号和音频信号发送至所述指挥车的网络通信子系统，以及接收所述网络通信子系统发送的语音指令；视频及音频子系统，用于采集现场环境的视频信号和音频信号，并进行存储和传输，以及与指挥中心进行视频会议；集中控制子系统，所述集中控制子系统与所述视频及音频子系统相连，用于控制整车设备操作，切换和控制视频信号、音频信号和电脑VGA信号，以及发布时间及信息；指挥处置子系统，所述指挥处置子系统与所述网络通信子系统相连，用于通过车载计算机、车内局域网交换设备实现现场电脑组网及资源共享，以及与指挥中心交换数据信息；车载电源子系统，所述电源车载电源子系统与市电、所述网络通信子系统、所述单兵图传子系统、所述视频及音频子系统、所述集中控制子系统和指挥处置子系统相连，用于向所述网络通信子系统、所述单兵图传子系统、所述视频及音频子系统、所述集中控制子系统和指挥处置子系统进行供电。

在本发明的一个实施例中，所述网络通信子系统在接收到所述单兵图传子系统发送的视频信号后，以及将所视频信号同步传输至所述指挥中心，并根据所述指挥中心的指令对所述视频信号的画面进行切换。

在本发明的又一个实施例中，所述视频及音频子系统包括：具有自动变焦镜头的摄像机和配备电动升降系统的摄像云台，用于对采集现场环境的视频信号和音频信号；数字硬盘录像机，用于对现场环境的图像进行录像、存储和回放；视频会议终端，用于本指挥车与其他指挥车和/或指挥中心进行视频会议；液晶显示器，所述液晶显示器镶嵌安装于车辆隔断上，用于显示接收到的视频信号对应的图像信息。

在本发明的一个实施例中，所述视频会议终端与网络交换机进行通信，向所述网络交换机发送视频会议信号，所述网络交换机将所述视频会议信号进一步发送至VOIP语音网关以与其他指挥车或指挥中心进行视频会议。

在本发明的又一个实施例中，所述液晶显示器包括遮阳板显示器和头枕显示器。

在本发明的再一个实施例中，所述指挥处置子系统还用于查询信息、定位导航、预案检索以及发布指挥指令、标绘现场情况。

在本发明的一个实施例中，所述车载电源子系统包括车载发电机，所述车载发电机安装于所述车辆内。

在本发明的又一个实施例中，所述车载电源子系统还用于对车载蓄电池组进行充电。

在本发明的再一个实施例中，所述指挥车包括：车辆；防震装置，所述防震装置安装于所述车辆内的所有设备和机架上；隔音罩及消音器，所述隔音罩和消音器安装于所述车载电源子系统上。

在本发明的一个实施例中，所述车辆的车身采用碳纤维和玻璃钢材料制成。

根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统，可以在处理紧急突发事件中机动灵活、快速反应，实现通信保障、指挥调度、图像采集传输等功能，可以将现场情况通过车载卫星系统或3G链路高质量回传指挥中心，对现场通信进行组织，管理和控制，实现现场与远地指挥中心之间的远程双向语音联络、数据和图像等信息传输，使得指挥中心的指挥决策人员如临其境，及时获得现场信息，提高决策的准确性和及时性。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统的结构图；

图2为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统整体应用示意图；

图3为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统与动中通卫星天线的交互示意图；

图4为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统的3G通信链路的示意图；

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

为保障紧急突发事件现场的通信指挥任务，本发明提出一种基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统。该基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统采用先进的车辆改装技术、动中通卫星通讯技术、3G远程通讯技术、集群通信技术、数字视频处理技术、数字多媒体编解码技术、H.264图像压缩和无线传输技术、北斗卫星定位、TFDM数字移动图像传输技术等当今先进技术与设备，综合设计组成了一个功能较为完备的移动指挥中心。

动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称。通过动中通系统，车辆、轮船、飞机等移动的载体在运动过程中可实时跟踪卫星等平台，不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息，可满足各种军民用应急通信和移动条件下的多媒体通信的需要。

本发明提供的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统，在实际的突发事件的处理过程中，仅仅具备完善的后方应急指挥中心是不够的，现场指挥车仍然需要强大并可独立指挥的临时指挥中心，根据机动指挥的具体情况，本发明在设计中应遵循下列原则：

(1)先进性与实用性原则

本发明采用先进的设计思想，选用先进的集成设备，使得基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统在今后一定时期内保持技术上的先进性。同时，功能设计要贴切实际需求，便于使用与维护。

(2)开放性原则

本发明的系统设计及设备选型遵从国际标准及工业标准，使系统具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。系统设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务发展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。

(3)安全性原则

本发明的系统设计贯彻安全性原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。贯彻安全性原则体现在以下方面：提供了信道的加密；用户可以通过设置自或另加独立加密设备；实现更高的安全性；网络内部对资源访问的授权、认证、控制以及审计等安全措施：防止网络内部的用户对网络资源的非法访问和破坏；合理的物理安全防护措施。

(4)可靠性原则

本发明的系统的设计贯彻可靠性原则，使系统具有很高的可用性。可靠性原则体现在以下方面：选用技术先进、成熟高可靠性的设备；系统增益储备高；链路的可维护性好；可管理性原则。

图1为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统的结构图。

如图1所示，本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统包括：指挥车、网络通信子系统1、单兵图传子系统2、视频及音频子系统3、集中控制子系统4、指挥处置子系统5和车载电源子系统6。

在本发明的实施例中，指挥车可以选用中型旅行车、大型轿车或越野车等多种车型作为改装平台，从而保证工作人员拥有宽敞舒适的工作环境，并且为系统的运行和维护提供符合技术要求的环境条件。在保证整车性能的前提下对车辆进行改装，实现符合设备技术要求的工作环境，这是改装设计的重点。

具体来说，指挥车包括：车辆、防震装置和隔音罩及消音器。其中，防震装置安装于指挥车内的所有设备和机架上。隔音罩及消音器安装于车载电源子系统6上。

换言之，指挥车采用以下基本改装措施：

(1)所有设备及机架需采取防震措施；

(2)加装发电机隔音罩及消音器；

(3)车辆加装车载发电机，依靠车载发电机直接为车载设备提供AC220V电源；

(4)精确计算车辆上装设备配重，合理进行改装。

并且，车辆的车身采用碳纤维和玻璃钢材料等制成，综合使用碳纤维和玻璃钢等新兴材料，通过创新设计可以使车身结构更加合理，车内可利用空间也会更大，从而显著减轻指挥车的整备质量，实现轻量化设计，提高车辆的机动性。

图2为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统整体应用示意图。图3为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统与动中通卫星天线的交互示意图。图4为根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统的通信链路的示意图。

网络通信子系统1安装于指挥车上，用于通过车载短波电台和动中通卫星天线进行本台指挥车与其他指挥车之间，以及本台指挥车与指挥中心之间的无线通信，并且可以通过图像传输编解码技术将图像信息实时回传到指挥中心。指挥中心通过350M基站与3G网络系统进行通信，3G网络系统进一步与各个指挥车通信，从而实现指挥中心与各个指挥车的通信交互。

如图2至图4所示，动中通卫星天线包括：双工器、低噪声下变频器LNB、功分器、上变频功率放大器BUC、天线面及远程位置调节器、伺服驱动控制器、天线控制电路、惯性传感器、DC电源、GPS单元。其中，双工器与天线面及远程位置调节器进行通信，天线面及远程位置调节器与伺服驱动控制器相连，伺服驱动控制器与天线控制电路相连，GPS单元向天线控制电路发送GPS定位信号。双工器与低噪声下变频器LNB相连，低噪声下变频器LNB进一步与功分器相连，功分器进一步与天线控制电路相连。天线控制电路与惯性传感器相连。上变频功率放大器BUC接收调制解调器的信号，调制解调器与网络交换机进行通信，网络交换机与VOIP语音网关进行通信。其中，网络交换机进一步连接至其他网络设备。

单兵图传子系统2由单兵携带，并且与对应指挥车的网络通信子系统1相连，用于采集现场环境的视频信号和音频信号，并将上述视频信号和音频信号发送至网络通信子系统1，接收网络通信子系统1发送的语音指令。

在本发明的一个实施例中，网络通信子系统1在接收到单兵图传子系统2发送的视频信号后，将视频信号同步传输至指挥中心，并根据指挥中心的指令对视频信号的画面进行切换。

指挥车配备了车载动中通系统、单兵图传子系统、3G视频网关系统，可以实现多链路组网。通过配备车载短波电台可以实现指挥车之间及指挥中心之间的无线通讯联系，可以实现快速、灵活的现场指挥调度。利用图像传输编解码技术手段将突发事件现场信息实时回传到指挥中心并对图像进行处理，构建集成语音、数据、图像于一体的现场指挥通信系统。

本发明通过单兵图传子系统2进行信息中继传输。单兵主要完成音视频信号现场采集的功能，将突发事件或者自然灾害的现场画面向指挥车进行传输。单兵采集的信号会在指挥车上进行显示。指挥车的网络通信子系统1根据现场具体情况通过语音直接指挥单兵的下一步动作。

单兵图传子系统2的覆盖范围：此系统的覆盖范围为以指挥中心接收点和指挥车之间，根据地理环境，在可视距离的情况下，可达到40KM以上。

单兵图传子系统2的图像传输流程如下：由单兵完成图像采集、然后通过无线背负式设备进行图像传输，单兵的传输距离与当地的地理和无线环境密切相关，可以覆盖1～3km的范围。单兵采集的实时视频图像由车载接收机接收下来，然后可以被指挥车统一调度，并可根据上级指挥中心的指示进行画面的切换，满足上级机关对前方全局的掌控需求。

视频及音频子系统3用于采集现场环境的视频信号和音频信号，并进行存储和传输，以及与指挥中心进行视频会议。

在本发明的一个实施例中，视频及音频子系统3包括：具有自动变焦镜头的摄像机和配备电动升降系统的摄像云台、数字硬盘录像机、视频会议终端和液晶显示器。其中，具有自动变焦镜头的摄像机和配备电动升降系统的摄像云台可以用于采集现场环境的视频信号和音频信号。通过高解晰、低照度摄像机配予自动变焦镜头，并配备电动升降系统及特制的摄像云台，可以实现全天候、全方位的现场监控功能。

视频及音频子系统3利用卫星通信、3G传输系统和TFDM无线图像传输系统，可实现单兵图传子系统2与指挥车、指挥中心之间的音视频传输。

数字硬盘录像机用于对现场环境的图像进行录像、存储和回放。具体来说，指挥车通过配备数字硬盘录像机可对现场图像进行录像，并可随时回放显示。同时利用视频切换矩阵可实现多源视频图像的灵活调用。

视频会议终端用于本指挥车与其他指挥车和/或指挥中心进行视频会议。其中，视频会议终端与网络交换机进行通信，向网络交换机发送视频会议信号，网络交换机将视频会议信号进一步发送至VOIP语音网关以与其他指挥车或指挥中心进行视频会议。指挥车利用视频会议系统，可以加入与指挥中心的视频会议。

液晶显示器安装于指挥车上，用于显示接收到的视频信号对应的图像信息。具体来说，车载的液晶显示器镶嵌安装于车辆隔断上，在保证机构强度的前提下实现防震的设计、可变的空间利用、时尚的外观及为用户的使用提供极大的方便。在本发明的一个示例中，液晶显示器包括遮阳板显示器和头枕显示器。

通过上述对本发明涉及的通信方式的描述可知，本发明采用统一通信实现互联互通。基于网络环境，采用先进的IP软交换通信技术和其它信号处理技术，将不同频段的无线电台、模拟集群、数字集群、固定电话、移动电话等各种不同类型的通信设备组成一个统一的通信平台，实现语音、数据、视频信息交换和互通，在应急事件处理中为高效沟通和指挥调度提供有力保障。

集中控制子系统4与视频及音频子系统3相连，用于控制指挥车的整车设备操作，切换和控制视频信号、音频信号和电脑VGA信号。

在本发明的一个实施例中，集中控制子系统4还用于控制视频采集设备的放大、缩小、聚焦等、桌面电脑信号的大屏显示切换、天文作战时间与信息发布等，充分体现了现代化通信指挥车的高度集成及高度电子化优势。

指挥处置子系统5与网络通信子系统1相连，用于通过车载计算机、车内局域网交换设备共享计算机组网及资源，以及与指挥中心交换数据信息。由此，人员可以在指挥现场非常方便地进行文件的处理工作，使用联网的传真一体机办理打印、传真业务，也可与指挥中心交换数据信息。

在本发明的一个实施例中，指挥处置子系统5还用于依托机动指挥数据通信网络，安装部署统一的现场指挥业务应用软件，通过多种通信手段实现应急指挥情况接收，可进行信息查询、定位导航、预案检索、指挥决策、方案编制、作战指挥和现场情况标绘。

本发明的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统采用集中管控的方式，利用软硬件结合的集中控制手段，针对车载设备进行本地或网络远程集中管理与控制，具有集中度高、可靠性强、操作方便等优点，极大改善了车载设备控制分散，操作不便等问题，高度体现了集中控制的优势。通过使用该系统，能够显著提高应急处置效率，减少车辆维护和使用成本，降低系统对技术人员的依赖程度，更易于进行操作维护。

车载电源子系统6与市电7、网络通信子系统1、单兵图传子系统2、视频及音频子系统3、集中控制子系统4和指挥处置子系统5相连，用于向网络通信子系统1、单兵图传子系统2、视频及音频子系统3、集中控制子系统4和指挥处置子系统5进行供电。

在本发明的一个示例中，车载电源子系统6包括车载发电机，其中，车载发电机安装于指挥车内。由此，指挥车加装车载发电机，依靠车载发电机可以直接为车载设备提供AC220V交流电源。

在本发明的一个实施例中，车载电源子系统6还用于对车载蓄电池组进行充电。

由于电源质量的好坏直接关系到设备可靠运行，通过对指挥车加装车载发电机组，充分利用指挥车车载的发电机动力为车载设备提供AC220V电源，输出功率达到4.2KW。通过多种供电方式设计，为车内设备提供稳定的交、直流电源供应。车载电源子系统6的供电方式可自动切换，可直接与市电连接，在具有市电条件的现场，指挥车可方便地使用市电进行工作，而且还可为车载蓄电池组进行充电。

本发明采用的上述统一供电管理的方式，可以大大降低使用能耗。因为配电系统分离和分散会造成较大的空间和能源浪费，而本发明采用统一供配电管理后既解决了冗余备份问题，也解决了能耗浪费问题，降低了分立供电系统及空调散热系统的成本和配重。

需要说明的是，本发明的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统通过综合定制各种设备来实现多种功能的综合集成，按需定制功能和接口数量，统一供电，统一面板工艺材料与标识，可以有效提高功能集中度，降低能耗，提高空间利用率，同时也增加了美观性和可维护性。

根据本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统，可以在处理紧急突发事件中机动灵活、快速反应，实现通信保障、指挥调度、图像采集传输等功能，可以将现场情况通过车载卫星系统或3G链路高质量回传指挥中心，对现场通信进行组织，管理和控制，实现现场与远地指挥中心之间的远程双向语音联络、数据和图像等信息传输，使得指挥中心的指挥决策人员如临其境，及时获得现场信息，提高决策的准确性和及时性。

本发明实施例的基于动中通卫星通信的应急机动指挥车系统作为固定指挥信息系统的延伸和补充，是指挥体系由点、线到面的扩展，建成后将实现指挥信息系统在全区范围内全地域、全时域覆盖，形成一个完整的指挥信息体系，为战时作战指挥、快速动员、保障主力军团跨区机动，平时反恐维稳、抢险救灾、处置突发事件提供稳定、可靠、高效的信息基础网络平台，具有十分重大的战略和现实意义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。