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森林防火應急通信

一、行業背景

森林火災是森林最危險的敵人,也是林業最可怕的災害,它會給森林帶來最有害,最具有毀滅性的后果。而且森林火災時序萬變,消防員參與森林滅火,面臨的危險也是層出不窮。由于森林里面樹木林立,地形復雜,4G網絡一般覆蓋不到,當發生險情時,由于通信不暢,前方的情況無法傳給指揮中心,指揮中心也無法及時下達調度命令,從而更增添事故發生的概率。根據《應急管理信息化發展戰略規劃框架-2018-2022年》要求,基于森林防火的重要性,建設一張前端基于Mesh自組網,后端回傳基于LTE寬帶專網和衛星網的森林防火應急通訊網,是十分必要的。

 

二、方案介紹

森林防火應急通訊網主要由無中心的Mesh自組網前端和有中心的4G LTE專網指揮網絡后端組成,MESH自組網前端又由背負式寬帶自組網設備、Mesh基站、機載式寬帶自組網中繼設備和配套的單兵圖傳、耳機、手麥、接口線等配件組成,是一種采用全新的“無線網狀網”理念設計的移動寬帶無線通信傳輸系統。系統采用同頻組網技術,支持多跳中繼,每個節點可隨機移動,系統拓撲快速變化時也可快速重構路由。該通信系統利用Mesh設備的多跳中繼性,可為前端人員與現場指揮部之間打造穩定的寬帶通信鏈路,實現現場音視頻及數據信息的實時傳輸,實現可視化指揮調度。現場指揮部的信息通過4G LTE專網、4G公網或者衛星通信網回傳給總指揮中心,協同作戰。

此外選取適合的地點,將適量的遠距離無線Mesh基站安裝在鐵塔公司的無人值守機房,再利用山區地勢高的優勢,將無線信號全方位地發射到市級范圍,在直升機森林巡查飛過這些區域時,將不再依賴運營商提供的 4G 信號,也不再需要額外的通信費用,就可以不間斷地與地面的工作人員聯系,雙向大帶寬的技術,使得實時視頻和語音對講都成為現實,不僅如此,機上的觀察員還可以通過這些設備連接到指揮中心網絡,保持機上人員的手機和電腦等設備一直在線。


三、方案特點  

◆ 軟件無線電架構 采用通用的硬件平臺,支持動態加卸載波形,可根據實際信道條件和用戶狀態的變化在線配置工作頻率、帶寬、發射功率、調制速率和網絡拓撲等參數。

◆ 寬帶Mesh自組網不依賴基站,高效、快速組成無中心的無線寬帶網絡。支持多跳中繼,能有效拓展無線網絡的覆蓋半徑。

◆ 網絡具有自動選擇最佳路由特性,自組織、自愈合,自動實現鏈式、星狀等網絡拓撲。

◆ 一機多模,開機即用任一節點設備可同時作為信息采集節點、中繼節點或信息輸出節點,開機即用,實現高清視頻、語音、圖像等數據雙向傳輸,靈活機動、部署簡單。

◆ 全IP組網,易于互聯,提供IP接口,可實現與其它IP設備互聯互通。

◆ 融合通信混合組網,既有有中心的4G LTE專網指揮網絡,又有無中心的MESH自組網前端作戰網絡,既解決了復雜環境下的地下相互通信協同作戰的難題,又解決了后端指揮部實時了解前方作戰進展的需求。

 

四、相關設備介紹

1、背負式寬帶自組網設備ZCXH3512

背負式寬帶子網設備是一款使用非常靈活的產品,使用時由消防單兵攜帶,單兵圖傳或者其他前端視音頻采集器與之通過WIFI 連接,實現現場音視頻信息的采集與傳輸。

技術參數:

◆ 系統為無中心自組網系統,系統組網不需要基站或中心點支持,組成對等無中心結構網絡,任意節點的退出和加入不影響其他節點的正常通信;

◆ 寬帶Mesh、Wifi、可隨身攜帶,開機一鍵式使用,無需配置和更改參數;

◆ 通信協議:支持 TCP/IP 標準協議,以及業務數據同網段透明傳輸;

◆ 支持VLAN功能,組播功能,RIP 協議等 IP 功能;

◆ 多個Mesh之間可實現動態發現,動態速率自適應,功率控制以及切換;

◆ 部署靈活,使用簡單,攜帶方便;

◆ 天線:全向天線,增益不小于3dBi,專網使用;

◆ 工作頻段:510MHz-580MHz,中心頻點可調,工作頻段可根據應急管理部規劃后的工作頻段進行調整;頻率可配置調整,工作頻率調整步進 250KHz,便于頻率的精準配置;

◆ Mesh射頻:MIMO 2×2

◆ 頻寬:5M/10M/20M可調;

◆ 系統帶寬:單跳≥70Mbps;

◆ 傳輸距離級跳數:不小于 5km,跳數不小于 6 跳,連接 6 跳后,鏈路帶寬不小于 2.5Mbps;

◆ 設備接口:2 個以太網接口以及 wifi接口,wifi發射功率 250mw,覆蓋半徑100 米;

◆ 組網能力:支持最低組網容量不低于32 個;  

◆ 工作環境:工作溫度:-30℃~+60℃,相對濕度:不低于 90%;

◆ 支持GPS/北斗定位;

◆ 發射功率:1W;

◆ 防護等級:IP66;

◆ 電池供電:不少于8小時;

◆ 支持 AES 或 DES 加密功能。

 

2、Mesh基站 ZCXH3709

Mesh基站安裝于通信指揮車,或者安裝在鐵塔公司的無人值守機房,利用山區地勢高的優勢,將無線信號全方位地發射到森林范圍,在直升機森林巡查飛過這些區域時,將不再依賴運營商提供的 4G 信號,也不再需要額外的通信費用,就可以不間斷地與地面的工作人員聯系。


技術參數:

◆ 實現災害事故現場到前方指揮部的Mesh信號自動覆蓋,在基站中配置4G上網卡,在公網信號好的區域,通過4G公網傳輸至后方指揮部;

◆ 一鍵式操作:開機直接使用,基站開機一鍵式使用,自動覆蓋周圍信號,自動和Mesh中繼臺聯網,可讓戰斗員快速投入戰斗,無需配置和更改參數。并且能夠配合4G專網基站使用,只要在信號覆蓋范圍內就可開機自動入網;

◆ 多網融合:支持Mesh、4G公網(含4G公網模塊)、4G專網,根據公網4G信號、專網4G信號和Mesh信號質量,自動切換,選擇信號質量好的鏈路進行傳輸;在同一個Mesh網絡中,允許有多個節點開啟4G功能,與4G網絡通信,并保證單兵業務通信的就近原則,即單兵在保證業務不斷開的情況下,離哪個開啟4G的Mesh節點近,就從哪個節點發送業務數據給4G網絡;

◆ Mesh網絡和4G網絡協議融合(無線鏈路層互通):Mesh網絡和4G網絡協議融合,無需通過另外一個設備,無需通過設備之間線纜互聯,實現信號接力,利用4G專網基站實現專網信號的區域覆蓋,利用Mesh手段將信號延伸至建筑物內部,實現圖像、數據、語音信號的全覆蓋。

◆ 具有自動防環路檢測功能:系統具有自動檢測功能,自行優化傳輸鏈路,避免多個Mesh設備外部端口二層級聯時形成環路,保證網絡正常工作;

◆ 配置不變的情況下,通過任意形態的Mesh設備進行無線中繼多跳,多跳鏈路中的設備位置可以任意進行交換,支持不小于6跳,最末端帶寬不低于4M,開機一鍵式使用,無需配置和更改參數;

◆ 工作頻段:512-582MHz(專網使用),能夠快速調整頻率,可加入頻率一致的設備形成的通信網絡,不同頻率的Mesh基站分為若干個小組進行通信,每個小組之間互不干擾;

◆ 天線:全向天線,增益不小于8dBi,長度不大于1.2m,專網使用;

◆ 頻寬:5M/10M/20M可調;網絡系統帶寬不低于70Mbps;

◆ 發射功率:2×1000mW;

◆ 雙頻Wi-Fi(覆蓋半徑不少于50m);

◆ 防護等級:不低于IP66;

◆ 工作溫度:-30℃~+55℃;

◆ 重量:3.5kg;

◆ 尺寸:240×200x100mm(W×H×D);

◆ 支持電腦、手機端APP對周圍無線環境、頻率、頻寬等信息的批量管理配置,拓撲呈現,頻譜掃描。

 

3、機載式寬帶自組網中繼設備

機載式寬帶自組網中繼設備是安裝于無人機上的一款小型輕量化Mesh設備,用于現場作戰小組的空中中繼節點,形成空地一體的Mesh自組網絡,可以有效地解決樹林遮擋信號問題,大大提高Mesh的覆蓋范圍。

技術參數:

◆ 傳輸距離級跳數:≥ 10km,跳數≥ 6 跳;

◆ 傳輸速率:連接 6 跳后,鏈路帶寬不小于 2.5Mbps;

◆ 設備接口:1 個以上以太網接口(支持外置 wifi 模塊接口);

◆ 通信協議:支持 TCP/IP 標準協議;

◆ 續航時間: 1 個小時;

◆ 防水要求: IP65;

◆ 工作環境:工作溫度:-30℃~+60℃,相對濕度:90%;

◆ 整機重量:350g

◆ 支持 GPS/北斗定位;

◆ 支持 AES 或 DES 加密功能;

◆ 系統為無中心自組網系統,系統組網不需要基站或中心點支持,組成對等無中心結構網絡,任意節點的退出和加入不影響其他節點的正常通信。

 

4、4G LTE專網基站 ZCXH7403

含多通信制式融合模塊,實現救援現場到前方指揮部的4G專網信號覆蓋,在野外空曠地覆蓋半徑不小于5km,在城市建筑群覆蓋半徑不小于2km,在信號屏蔽場所覆蓋半徑不小于800m,能夠將4G專網、Mesh、Wifi等無線資源進行融合統一管理。

技術參數:

◆ 用于實現事故現場到前方指揮部的4G專網信號的覆蓋,在野外空曠地覆蓋半徑不小于5km,在城市建筑群覆蓋半徑不小于2km,在信號屏蔽場所覆蓋半徑不小于800m,開機一鍵式使用,無需配置和更改參數;可配合衛星便攜站、Mesh基站、Mesh中繼臺使用,無需連接線纜,采用無線互通。

◆ Mesh網絡和4G網絡協議融合:4G專網基站與Mesh基站協議層互通,無需通過其他設備,無需通過設備之間線纜互聯,通過Mesh基站內置的4G專網模塊和4G基站直接互聯互通;

◆ 頻點調節功能:可根據現場電磁環境快速修改調整中心頻點;

◆ 與消防部隊圖像綜合管理平臺對接:含音視頻、數據融合調度服務等音視頻通信,能實現與部消防救援局雙向720P的視頻會議,能接入消防圖像綜合管理平臺;圖像分辨率:支持[email protected]/30fps、1080i、720P、SIF/CIF;編解碼分辨率:800×600、1024×768、1280×1024、1280×720、1920×1080、1600×1200;

◆ 多網絡融合綜合管理:可管理在線設備數量不低于1000個,對災害事故現場4G專網、Mesh、Wifi等無線資源進行融合統一管理,互聯互通;

◆ 現場網絡設備偵測:支持對專網(LTE、Mesh)設備的統一管理,即:網絡覆蓋強度偵測、基站(中繼)用戶在線數、手工調整用戶工作網絡節點等;

◆ 工作頻段:586-626MHz,中心頻點可調,工作頻段可根據應急管理部規劃后的工作頻段進行調整;

◆ 系統容量:在線用戶數不低于1000,系統吞吐量不低于1Gbps;

◆ 可進行信號過濾;

◆ VPN隧道:不低于32路;

◆ 天線采用便攜桅桿;

◆ 防護等級IP67;

◆ 工作溫度:-40℃~+55℃;

◆ 重量:12kg;

◆ 尺寸:375×263×140mm(W×H×D)。


5、多通信制式融合基站 ZCXH7205

◆ 通過4G專網基站,對事故現場4G專網、Mesh、Wifi等無線資源進行融合統一管理,互聯互通,開機一鍵式使用,無需配置和更改參數;

◆ 支持綜合接入Android手持終端視頻、音視頻布控球視頻、單兵視頻、固定監控視頻等多種視頻源;支持480p、720p、1080i、1080p等多種圖像分辨率,支持碼流傳輸帶寬自適應策略;支持終端間以及現場調度臺與終端間的實時視頻轉分發功能;

◆ 支持點對點多媒體消息,包括:文字、圖片、視頻、文件等;支持點到群組多媒體消息,包括:文字、圖片、視頻、文件等;支持歷史消息查詢功能;

◆ 防護等級:IP67;

◆ 工作溫度:-40℃~+55℃;

◆ 尺寸:280×246×60mm(W×H×D);

◆ 重量:4kg。

 

6、相關配件

單兵圖傳

◆ 操作系統: Andriod 6.1;

◆ 芯片:驍龍 660;

◆ 運行內存(RAM):3GB;

◆ 機身內存(ROM): 64GB;

◆ 屏幕尺寸: 5.5英寸;

◆ 屏幕分辨率: 200 萬像素;

◆ 主攝像頭:2000 萬像素;

◆ 副攝像頭:800 萬像素;

◆ 電池容量:4000mAh;

◆ 網絡制式:支持 3G、4G 全網通;

◆ 定位:支持北斗/GPS/AGPS;

◆ NFC:支持;

◆ 藍牙:Ver4.0,Class2 ;

◆ WLAN:IEEE 802.11b/g/n;

◆ 傳感器:支持光線傳感器/陀螺儀/指南針;

◆ 防水:IP68 標準,跌落高度 1.8m,整機防水;

◆ 配置:專業單耳對講耳掛、充電器、金屬背夾等。 

 

手麥

◆ 支持PPT ;

◆ 7PIN雷默頭;

◆ 麥克 -21±[email protected];

◆ 風靈 3.0V;

◆ 敏度 2.2K,0dB=1v/Pa;

◆ 顏色 黑色;

◆ 外形尺寸 82*56*32.2mm;

◆ 工作溫度 -30°C~65°C;

◆ 貯存溫度 -40°C~85°C。

 

骨傳導耳機


◆ 全骨傳導:骨傳導喇叭+骨傳導麥克風,發送和接收均為骨傳導方式聲音;

◆ 失真小,還原度高,能清晰分辨出所熟識人的講話;

◆ 兩側骨傳導喇叭,雙聲道接收,佩戴時雙耳開放,不影響使用者聆聽周圍環境的聲音;

◆ 獨特的VOX聲控功能設計,解放使用者雙手;

◆ 人體工程學設計,佩戴舒適,兼容各種頭盔、空氣呼吸器、防毒面具及其它防護用品;

◆ 防水防塵符合IP67;

◆ 配備安全自脫裝置;

◆ 無線PTT采用NFMI(近磁場感應技術),可與任意一套耳機進行配對,方便倉儲及使用。

 

五、軟件形式

系統軟件能有效調度管理MESH無線自組網系統內的各個MESH節點。在系統軟件主界面,基于地圖實時顯示現場人員及設備的位置、軌跡;一鍵音視頻采集、回傳、呼叫、求助;半雙工單呼、全雙工單呼、組呼、強拉、強拆、監聽、錄音等集群呼叫功能;視頻上拉、視頻回傳、視頻推送、云鏡控制、視頻對講、視頻會議等視頻監控、視頻調度功能等。

 

 

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