新一代水利衛(wèi)星通信系統(tǒng)在河南省移動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)中的應(yīng)用

□吳 星 □李延峰（河南省防汛通信總站）

1.引言

衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、組網(wǎng)機(jī)動(dòng)靈活、抗災(zāi)害能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是解決應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)動(dòng)通信的主要手段，在汶川大地震、玉樹(shù)大地震和舟曲泥石流的救災(zāi)工作中，衛(wèi)星通信發(fā)揮了不可替代的作用。鑒于發(fā)展衛(wèi)星通信的重要性，在原水利衛(wèi)星通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，水利部建設(shè)了新一代水利衛(wèi)星通信平臺(tái)，目前已經(jīng)投入運(yùn)行。新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有通信帶寬大，技術(shù)先進(jìn)，穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，特別是水利部對(duì)為防汛抗旱和水資源管理等水利業(yè)務(wù)提供服務(wù)的衛(wèi)星通信小站，一律免收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源頻率占用費(fèi)、入網(wǎng)費(fèi)、通信費(fèi)等費(fèi)用,切實(shí)降低各級(jí)防汛部門(mén)應(yīng)用衛(wèi)星通信資源的建設(shè)和運(yùn)行成本。為不斷強(qiáng)化河南省的防汛應(yīng)急通信能力，河南省計(jì)劃利用新一代水利衛(wèi)星系統(tǒng)，搭建移動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)。

2.移動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)構(gòu)建

河南省移動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)主要由三大部分組成：水利防汛衛(wèi)星主站、應(yīng)急指揮移動(dòng)站和省應(yīng)急指揮固定站。平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖1。

2.1 水利防汛衛(wèi)星主站

為增強(qiáng)防汛減災(zāi)能力，提高防汛指揮調(diào)度信息化水平，2008年水利部開(kāi)始建設(shè)新一代水利衛(wèi)星通信系統(tǒng)，系統(tǒng)已于2010年下半年投入運(yùn)行。水利衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器采取一次性購(gòu)置15年使用權(quán)的方式，采用Ku+C的方案；新一代水利衛(wèi)星通信平臺(tái)擁有27.2MHz衛(wèi)星資源，其中，Ku波段有22.2MHz，采用亞洲5號(hào)衛(wèi)星；C波段有5MHz，采用亞太6號(hào)衛(wèi)星；相比較以前，增加了抗雨衰能力強(qiáng)的C波段資源。

圖1 移動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)邏輯結(jié)構(gòu)圖

衛(wèi)星主站采用目前主流的DVB-S2技術(shù)體制，支持星型/網(wǎng)狀混合組網(wǎng)的方式。采用美國(guó)iDirect公司的產(chǎn)品，該系統(tǒng)代表了目前IP寬帶多媒體VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的主流，業(yè)務(wù)以數(shù)據(jù)、視頻和語(yǔ)音為主，廣播業(yè)務(wù)為輔。iDirect系統(tǒng)為T(mén)DM/TDMA體制，支持靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)IP協(xié)議平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了IP技術(shù)與衛(wèi)星通信技術(shù)的深層融合。與傳統(tǒng)的支持IP協(xié)議的衛(wèi)星系統(tǒng)相比，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)和帶寬資源的優(yōu)化配置，系統(tǒng)內(nèi)部提供TCP/IP協(xié)議加速，協(xié)議優(yōu)化，鏈路加密和QoS；系統(tǒng)支持的上行速率可以從64kbps擴(kuò)展到8Mbps，下行速率可以從64kbps擴(kuò)展到45Mbps，系統(tǒng)支持多入向載波，也支持多個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)共用主站基帶設(shè)備的應(yīng)用方式；在抗雨衰方面采取了對(duì)應(yīng)措施。

2.2 應(yīng)急指揮移動(dòng)站

應(yīng)急指揮移動(dòng)站由衛(wèi)星通信、承載系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用信息平臺(tái)三部分組成，共同完成現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信、指揮調(diào)度的任務(wù)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息的上傳和上級(jí)指揮調(diào)度指令的下達(dá)，保證各種業(yè)務(wù)的通信暢通?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用信息平臺(tái)是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮的基礎(chǔ)，應(yīng)急方案的制定是基于豐富的、實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的信息資源基礎(chǔ)上進(jìn)行的。應(yīng)急指揮移動(dòng)站主要由經(jīng)過(guò)特殊改裝的指揮車(chē)和車(chē)載通信設(shè)備所組成，包括衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話交換系統(tǒng)、視頻處理系統(tǒng)、移動(dòng)承載、3G通信系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等共8個(gè)子系統(tǒng)和其他附屬設(shè)施。應(yīng)急指揮移動(dòng)站到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，能夠迅速完成車(chē)體定位、車(chē)體支撐調(diào)平、接地裝置埋設(shè)、市電/發(fā)電機(jī)電源輸入、衛(wèi)星天線展開(kāi)對(duì)星、通信設(shè)備參數(shù)設(shè)置、衛(wèi)星通信線路開(kāi)通、無(wú)線調(diào)度系統(tǒng)天線設(shè)備的架設(shè)開(kāi)通（夜間打開(kāi)照明燈）等工作，建立并保持衛(wèi)星通信鏈路的暢通。

應(yīng)急指揮移動(dòng)站以機(jī)動(dòng)車(chē)為載體，衛(wèi)星動(dòng)中通使用較方便，但考慮到其投資較大、可靠性較差等因素，本次移動(dòng)站衛(wèi)星通信方式以靜中通為主。車(chē)體改裝主要包括車(chē)頂安裝靜中通衛(wèi)星天線、吸盤(pán)天線；在后備箱安裝兩臺(tái)機(jī)柜和特制配電設(shè)備，并安裝儲(chǔ)物柜、便攜式電纜盤(pán)和音箱；電源動(dòng)力系統(tǒng)的改裝。車(chē)載天線系統(tǒng)由1.2m自動(dòng)天線和伺服跟蹤系統(tǒng)組成。1.2m自動(dòng)天線包括天線頭、饋線系統(tǒng)和轉(zhuǎn)臺(tái)－滾筒式天線座架；天線頭由反射面和饋源支架組成；饋線系統(tǒng)由電動(dòng)極化饋源和波導(dǎo)組成；方位轉(zhuǎn)臺(tái)－俯仰滾筒式天線座架是由方位、俯仰兩大部分組成。方位部分由方位轉(zhuǎn)臺(tái)、方位座架、方位軸承和方位驅(qū)動(dòng)組成；俯仰部分由俯仰支撐、俯仰圓筒和俯仰驅(qū)動(dòng)組成。此外還有同步、限位裝置。伺服跟蹤系統(tǒng)是由天線控制單元（ACU）、信標(biāo)接收機(jī)、電子羅盤(pán)和GPS等組成。

采用3G作為移動(dòng)站和固定站之間通信的補(bǔ)充手段，可實(shí)現(xiàn)行進(jìn)中視頻的實(shí)時(shí)傳輸。通過(guò)車(chē)載設(shè)備使用各種有線、無(wú)線方式獲取聲音、圖像和數(shù)據(jù)，為車(chē)內(nèi)或遠(yuǎn)程的領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家提供現(xiàn)場(chǎng)綜合信息；利用衛(wèi)星等通信手段與省信息中心建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和通信，語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等應(yīng)用業(yè)務(wù)統(tǒng)一到IP協(xié)議上，為與地面業(yè)務(wù)的互通、異構(gòu)網(wǎng)的互聯(lián)、省應(yīng)急通信平臺(tái)的接入、未來(lái)業(yè)務(wù)的擴(kuò)充奠定基礎(chǔ)。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用信息平臺(tái)的主要功能是將各方面的信息及時(shí)、直觀地匯總到指揮車(chē)中，在應(yīng)急指揮車(chē)中實(shí)時(shí)監(jiān)控事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)工程參數(shù)、視頻圖像等，指導(dǎo)指揮和調(diào)度工作，減少盲目和錯(cuò)誤指揮，使得指揮調(diào)度的指令更加科學(xué)、完整、準(zhǔn)確。

2.3 省衛(wèi)星通信固定站

省衛(wèi)星通信固定站由衛(wèi)星通信系統(tǒng)、電視會(huì)商接入、視頻服務(wù)、電話專(zhuān)網(wǎng)接入和地面數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入組成。其中衛(wèi)星地面站系統(tǒng)主要由衛(wèi)星天線、上下變頻器、固態(tài)高功放、低噪聲放大器和衛(wèi)星路由器等組成，衛(wèi)星通信系統(tǒng)完成IP路由、衛(wèi)星信號(hào)傳輸和本地接入功能，為河南省防汛抗旱指揮中心到應(yīng)急移動(dòng)車(chē)站、水利衛(wèi)星主站之間提供一條專(zhuān)用IP通道。按電視會(huì)商、視頻通信、電話和數(shù)據(jù)等不同的業(yè)務(wù)，分配不同的IP地址，進(jìn)行不同的路由接入。與現(xiàn)有水利地面專(zhuān)網(wǎng)相結(jié)合，連接到全國(guó)水利地面專(zhuān)網(wǎng)，完成各種不同業(yè)務(wù)的通信。

3.結(jié)語(yǔ)

目前，移動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)已列入河南省國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)二期工程建設(shè)內(nèi)容，系統(tǒng)建成后可在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)搭建應(yīng)急指揮中心，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮和災(zāi)情信息實(shí)時(shí)傳輸，提升防汛抗旱調(diào)度指揮的支撐能力和技術(shù)保障水平，使防汛指揮如虎添翼。