應急指揮車的設計

張文昌，牛 福，劉志國，高振海，譚樹林

應急指揮車的設計

張文昌，牛 福，劉志國，高振海，譚樹林

目的：研制一種小型指揮車為西藏自治區(qū)國家突發(fā)急性傳染病防控隊裝備提供指揮平臺和信息通信平臺。方法：通過需求分析確定指揮車勤務功能，根據(jù)西藏當?shù)丨h(huán)境，對信息系統(tǒng)設備進行集成，對車輛進行改裝設計，研制適合該隊伍的指揮車。結果：指揮車具備現(xiàn)場辦公、話務、音視頻監(jiān)控及遠程會議功能，可較好地完成防控隊現(xiàn)場指揮和通信任務。結論：該應急指揮車功能完備，信息化水平較高，可為同類裝備設計提供參考。

指揮車；指揮通信；防控隊裝備

0 引言

西藏自治區(qū)國家突發(fā)急性傳染病防控隊主要負責西藏自治區(qū)在發(fā)生突發(fā)急性傳染病時的現(xiàn)場緊急防控、處置任務。西藏地區(qū)海拔高、道路差、地形復雜，研制一套車載式防控裝備系統(tǒng)，具有良好的機動性能，可自我保障，并可在突發(fā)性傳染病現(xiàn)場快速展開，將進一步提升西藏自治區(qū)應對突發(fā)性傳染病事件的防控能力。指揮車是該裝備系統(tǒng)的重要組成部分，用于現(xiàn)場及行進途中的指揮和通信聯(lián)絡，也可在展開作業(yè)時對現(xiàn)場進行圖像采集、數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控。指揮車的性能關系到整個裝備系統(tǒng)的信息化水平和作業(yè)效率。

1 指標及功能

1.1 指標

1.1.1 作業(yè)能力

（1）現(xiàn)場辦公。指揮席位：不少于2位；配備相應的辦公輔助設備。計算機網(wǎng)絡：有線網(wǎng)絡100Mbps，無線局域網(wǎng)絡56 Mbps。

（2）指揮通信。有線通信：語音通信外線端口2個。無線集群通信：通信距離應不小于3 km，終端數(shù)量10臺。海事衛(wèi)星電話：設置海事衛(wèi)星電話1部，作為與后方指揮中心應急通信的一種通信保障途徑。語音調(diào)度：配備語音調(diào)度設備，實現(xiàn)有線通信、無線通信、衛(wèi)星電話等語音設備的綜合調(diào)度功能。

（3）圖像傳輸。衛(wèi)星通信傳輸：衛(wèi)星通信設備傳輸1路雙向?qū)崟r音頻、視頻、文件資料數(shù)據(jù)。單兵無線圖像傳輸：傳輸距離不小于3 km，系統(tǒng)配備1套。音視頻接口：車內(nèi)應具有2路接口，車頂應具有1路接口，提供多路音視頻輸出接口。

（4）廣播照明。通過功放和喇叭提供高音喊話廣播功能；通過升降桿為其他作業(yè)車輛及環(huán)境提供場地照明。

（5）展收時間。展開時間：≤15 min；撤收時間：≤15 min。

（6）自持能力。改裝后，車輛的續(xù)駛里程不小于700 km。

1.1.2 自然環(huán)境條件適應性

（1）工作溫度：－25～46℃。

（2）貯存極限溫度：－41、＋70℃。

（3）濕度：≯95%（40℃）。

（4）抗風：能在8級風（風速20.1 m/s）條件下展收作業(yè)；收攏狀態(tài)，能通過40 m/s風速的模擬風載荷試驗。

（5）淋雨：收攏狀態(tài)，能通過（6 mm/min）淋雨試驗。

（6）天候：全天候。

（7）海拔高度：額定2 500 m（允許因海拔增加、氣壓下降引起的作業(yè)能力相應降低）。

（8）展開地：平坦硬實的地面。

（9）道路：改裝后不降低原底盤的通過性。

（10）生物：設計上，應能防止各類霉菌、真菌、白蟻和嚙齒類動物的有害影響。

（11）三防：設計上，應符合C1B1Nc1級。

（12）防火：非金屬材料應具有阻燃自熄性；車內(nèi)安裝滅火器。

（13）貯存性：改裝后不降低底盤原有的最長封存時間；上裝設備≮1 a。應適合車庫（棚庫）貯存條件；門、窗、孔口及外部箱蓋應能可靠鎖閉。

1.1.3 標準化

產(chǎn)品零部件標準化程度系數(shù)≮60%。

1.1.4 可靠性

（1）研制工作應遵循GJB 450—1988《裝備研制與生產(chǎn)的可靠性通用大綱》的有關要求。

（2）改裝不應降低底盤及所選裝機電設備原有的可靠性。

（3）整車平均故障間隔里程≮2 000 km。

（4）作業(yè)設備平均故障間隔時間≮200 h及天線等設備50次展收、作業(yè)任務循環(huán)。

1.1.5 維修性

（1）研制工作應遵循GJB 368A—1998《裝備維修性通用規(guī)范》的有關要求。

（2）改裝應盡可能不降低底盤和所選裝機電設備原有的維修性。

（3）依據(jù)GJB/Z 91—1997《維修性設計技術手冊》進行維修性設計。

（4）維修保養(yǎng)工作應適應后勤裝備維修體制。

1.1.6 安全性

（1）研制工作應遵循GJB 900—1990《系統(tǒng)安全性通用大綱》的有關要求。

（2）改裝不應降低底盤和所選裝機電設備原有的安全性。

（3）依據(jù)GJB/Z 99—1997《系統(tǒng)安全工程手冊》進行安全性設計。

1.1.7 人機工程

設計上，應符合GJB 2873—1997《軍事裝備和設施的人機工程設計準則》的有關要求。

1.1.8 環(huán)保

煙度排放應符合GJB 14761.6的規(guī)定。

1.2 功能設計

指揮車信息系統(tǒng)集成了多種通信方式，包括超短波集群、海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)、移動公網(wǎng)通信、單兵圖像傳輸?shù)取?/p>

該車可在行進中和現(xiàn)場展開工作中，通過集群車載電臺和手持機進行指揮調(diào)度；外線通過海事衛(wèi)星通信、移動公網(wǎng)、市話外線接入等手段進行話務通信；指揮車可將現(xiàn)場車外云臺攝像、車內(nèi)攝像、單兵圖像采集、無線/有線網(wǎng)絡監(jiān)控視頻等通過海事衛(wèi)星或3G公網(wǎng)傳輸至后方指揮中心[1]。

該系統(tǒng)充分考慮到惡劣復雜的的工作環(huán)境，操作方便、緊湊耐用、功能強大，解決了視頻采集、顯示、處理和傳輸問題，并且可以與后方指揮中心進行數(shù)據(jù)、話音、視頻對接，實現(xiàn)遠程指揮，信息拓撲圖如圖1所示[2-3]。

圖1 信息系統(tǒng)拓撲圖

1.2.1 現(xiàn)場辦公功能

車輛后排座椅可作為指揮席位進行現(xiàn)場指揮及辦公空間，配備相應的辦公輔助設備，如傳真機、計算機等。

1.2.2 語音調(diào)度、話務功能

配備超短波車載臺和10部手持終端，滿足車輛行進中和駐車的話務通信；具有接入地方電話網(wǎng)的端口4個，通過外接市話線或GSM公共移動網(wǎng)絡與公用電話連接，具備海事衛(wèi)星終端機，可在無公網(wǎng)情況下進行語音通信。

1.2.3 信息網(wǎng)絡構建

以無線網(wǎng)絡為主，有線網(wǎng)絡為備份的局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)：在2.4 GHz無線頻率下可提供56 Mbps帶寬的無線網(wǎng)絡。有線局域網(wǎng)：100Mbps有線局域網(wǎng)。

1.2.4 音視頻監(jiān)控功能

通過單兵圖像采集設備對現(xiàn)場進行視頻采集傳輸；對宿營車和移動實驗室內(nèi)部進行音視頻監(jiān)控；通過海事衛(wèi)星通信，可將現(xiàn)場圖像傳給后方指揮中心。

1.2.5 遠程會議功能

配有海事衛(wèi)星通信，通過Internet與后方指揮中心實現(xiàn)遠程會議。

2 信息系統(tǒng)設計

信息化系統(tǒng)主要由信息網(wǎng)絡、話務網(wǎng)絡、視頻傳輸系統(tǒng)3個部分組成。系統(tǒng)主要設備有：音視頻服務器、攝像頭、海事衛(wèi)星終端機、集群車載臺、3G無線路由器、無線網(wǎng)絡接入點（access point）、監(jiān)視器、單兵無線圖像傳輸系統(tǒng)等。

2.1 信息網(wǎng)絡

西藏自治區(qū)國家突發(fā)急性傳染病防控隊裝備系統(tǒng)局域網(wǎng)以無線網(wǎng)絡為主，有線網(wǎng)絡為補充。無線AP采用2.4 GHz（802.11g和802.11n）頻率提供最優(yōu)無線網(wǎng)絡覆蓋。

對外網(wǎng)絡，系統(tǒng)主要集成聯(lián)通3G、電信3G、海事衛(wèi)星3種通信方式，實現(xiàn)接入Internet。實際使用時，根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡狀況，選擇一種通信方式。為了解決無固定IP的情況下，實現(xiàn)應急指揮車和后方指揮中心的點對點視頻會議，系統(tǒng)創(chuàng)新性地采用路由器之間的VPN通信設計，實現(xiàn)了現(xiàn)場指揮車局域網(wǎng)和后方指揮中心局域網(wǎng)之間的通信就像在一個局域網(wǎng)內(nèi)一樣，可以直接呼叫彼此的IP地址。

2.2 語音調(diào)度、話務網(wǎng)絡

2.2.1 公網(wǎng)3G、GSM、CDMA等市話通信

系統(tǒng)配備GSM/CDMA無線通話接入設備、海事衛(wèi)星電話、程控交換機，把GSM/CDMA設備、海事衛(wèi)星電話、本地市話接入程控交換機，實現(xiàn)多路電話通信，如圖2所示。

圖2 話務通信拓撲圖

系統(tǒng)采用TC-2000HK（4-12分機）程控交換機，實現(xiàn)同時外接4路外線，內(nèi)接12個分機。分機號按照從1～12，分別為801～812。使用時，把電話插入對應的插口，能夠?qū)崿F(xiàn)對外撥打或者接聽電話。

2.2.2 超短波集群通話

系統(tǒng)配備1臺車載式對講臺和10部手持式對講機，實現(xiàn)現(xiàn)場人員之間的通話業(yè)務。

2.2.3 海事衛(wèi)星電話

在沒有移動公網(wǎng)網(wǎng)絡信號時，以海事衛(wèi)星通話作為應急手段，通過Thrane IP手柄對外撥打電話。

2.3 視頻采集及傳輸

系統(tǒng)配備的圖像采集設備全部輸入視頻矩陣，視頻矩陣的圖像輸出給視頻終端和硬盤錄像機，視頻終端通過網(wǎng)絡，實現(xiàn)與固定站點的視頻通信。硬盤錄像機錄制需要保存的視頻信息，以供以后調(diào)閱。同時，信號面板上有1路輸入和1路輸出接入視頻矩陣，實現(xiàn)外部視頻源的輸入和輸出。視頻傳輸結構如圖3所示。

圖3 視頻傳輸示意圖

2.3.1 視頻矩陣

配備8路輸入、4路輸出的視頻矩陣，根據(jù)需要，把相應的輸入切換到相應的輸出，即可顯示選擇的視頻圖像。

2.3.2 單兵圖像采集系統(tǒng)

單兵圖像采集系統(tǒng)由1臺圖像發(fā)射機和1臺圖像接收機組成一個點對點圖像傳輸系統(tǒng)，如圖4所示。

圖4 單兵圖像傳輸系統(tǒng)結構圖

圖像發(fā)射機的音視頻輸入端連接攝像機或DV，將采集圖像由發(fā)射機發(fā)往接收機。圖像接收機通過話麥可與前端實時通話，指揮前端行動。

2.3.3 車頂云臺攝像

車頂攝像主要對現(xiàn)場狀況進行攝錄，攝像設備采用高清晰度彩色攝像機，配置萬向變速云臺、紅外照明、多功能解碼器等。云臺通過控制手柄，實現(xiàn)左

右360°及上下180°旋轉。

2.3.4 車內(nèi)攝像

指揮車內(nèi)裝有車頂攝像頭，可實現(xiàn)遠程視頻會議。

2.3.5 宿營車內(nèi)部監(jiān)控

配備高速云臺網(wǎng)絡攝像機，通過無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，把采集到的圖像傳輸?shù)街笓]車，實現(xiàn)其內(nèi)部視頻監(jiān)控。

2.3.6 移動生物安全實驗室內(nèi)部監(jiān)控

配備高速云臺網(wǎng)絡攝像機，通過無線網(wǎng)絡系統(tǒng)，把采集到的圖像傳輸?shù)街笓]車或宿營車，實現(xiàn)對其內(nèi)部的視頻監(jiān)控。

3 改裝設計

3.1 外部布局

整車外形尺寸（長×寬×高）=5 080 mm×2 100 mm× 1 916 mm（如圖5所示）。

圖5 指揮車外部尺寸圖

頂部安裝的天線主要包括海事衛(wèi)星天線、無線網(wǎng)絡天線、單兵圖像傳輸天線、集群車載臺天線等。云臺攝像和警燈安裝在車頂行李架上。

3.2 內(nèi)部布局

車廂后部安裝2個機柜，一個為17U標準機柜，裝有通信設備；另一個為非標準機架，主要安裝電源及轉換開關等。主駕座椅后部安裝1個顯示器，可顯示各路視頻畫面供后方指揮人員操作和監(jiān)視。車廂內(nèi)部布局如圖6所示，機柜布局圖如圖7所示。

圖6 指揮車內(nèi)部布局圖

圖7 機柜布局圖

4 結論

4.1 作業(yè)能力、基本功能和性能

該應急指揮車可滿足西藏自治區(qū)國家突發(fā)急性傳染病防控隊在傳染病突發(fā)事件現(xiàn)場應急處置時的指揮控制，以及語音、視頻、數(shù)據(jù)等業(yè)務的實時傳送，實現(xiàn)突發(fā)事件應急救援的指揮調(diào)度、預測預警、信息報送和遠程會診等主要功能，具體包括：（1）現(xiàn)場指揮及辦公功能。（2）現(xiàn)場指揮員對現(xiàn)場救援人員的指揮調(diào)度功能。（3）現(xiàn)場指揮員與后方基地的音、視頻通信功能。（4）現(xiàn)場數(shù)據(jù)（圖像、數(shù)據(jù)等）采集、存儲及衛(wèi)星通信傳輸功能。（5）救援現(xiàn)場無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕酒脚_功能。（6）視頻會議功能。（7）對宿營車、移動生物安全實驗室進行視頻監(jiān)控。

4.2 車輛性能指標符合情況

（1）該應急指揮車通過在西藏自治區(qū)的運輸及試用，可滿足高海拔地區(qū)車輛及設備的正常使用，能達到相應要求。

（2）淋雨：出廠實驗中，能通過強度不小于6 mm/min的淋雨試驗，能達到相應要求。

（3）標準化：研制工作遵循GJB 1856—1994《軍事后勤裝備研制及選型的標準化要求和審查規(guī)定》的有關要求，產(chǎn)品零部件標準化程度系數(shù)≥60%，能達到相應要求。

（4）可靠性：研制工作遵循GJB 450A—2004《裝備可靠性工作通用要求》的有關規(guī)定，改裝沒有降低底盤及所選裝機電設備原有的可靠性，通過5 000 km運輸及路試，整車平均故障間隔里程≮2 000 km，設備通過調(diào)試及試用，平均故障間隔時間≮200 h，能達到相應要求。

（5）維修性：研制工作遵循GJB 368A—1994《裝備維修性通用大綱》的有關要求，改裝不降低底盤和所選裝機電設備原有的維修性，維修保養(yǎng)工作應適應后勤裝備維修體制，能達到相應要求。

（6）安全性：研制工作遵循GJB 900—1990《系統(tǒng)安全性通用大綱》的有關要求，依據(jù)GJB/Z 99—1997

（????）（????）《系統(tǒng)安全工程手冊》進行安全性設計，改裝不降低底盤和所選裝機電設備原有的安全性。

（7）人機環(huán)境工程：車內(nèi)有空調(diào)、暖風和通風換氣裝置，能夠達到調(diào)溫性和換氣量等微環(huán)境要求，能達到相應要求。

在系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和交裝過程中，指揮車較好地完成了指揮任務，現(xiàn)場迅速展開辦公指揮，對系統(tǒng)其他車輛內(nèi)部實時進行監(jiān)控，通過公網(wǎng)3G或海事衛(wèi)星進行遠程視頻會議。所用信息設備基本為市場較先進設備，達到較高的信息化水平。

[1]張文昌，譚樹林，劉志國，等.武警方艙醫(yī)院衛(wèi)勤作業(yè)車設計[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，33（11）：86-88.

[2]張文昌，劉志國，譚樹林，等.無線網(wǎng)絡技術在衛(wèi)生裝備中的應用展望[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（11）：39-41.

[3]張文昌，劉志國，譚樹林，等.野戰(zhàn)醫(yī)院信息組網(wǎng)的設計[J].軍事醫(yī)學，2012，36（7）：543-547.

（收稿：2014-02-17 修回：2014-03-03）

Design of Emergency Command Vehicle

ZHANG Wen-chang,NIU Fu,LIU Zhi-guo,GAO Zhen-hai,TAN Shu-lin
（Institute of Medical Equipment,Academy of Military Medical Sciences,Tianjin 300161,China）

Objective To develop aminitype command vehicle used as the direction communication platform for nationale-mergency infectious diseases prevention and control team in Tibet.Methods The functionsof the vehiclewere determined by re-quirements analysis,then the devices of information system were integrated and the vehicle was outfitted.Results The vehicle could be used forhandling office affairs,speech communication,audio videomonitoring aswellas teleconference.Conclusion The command vehicle is effective,and can be a reference for likely products.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（3）：97-100，128]

command vechicle;command and communication;equipment for infection control team

R318；U270.2

A

1003-8868（2014）03-0097-05

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.03.097

西藏自治區(qū)國家突發(fā)急性傳染病防控隊建設項目

張文昌（1982—），男，碩士，助理研究員，主要從事信息系統(tǒng)方面的研究與設計工作，E-mail：wzszwc@163.com。

300161天津，軍事醫(yī)學科學院衛(wèi)生裝備研究所（張文昌，牛福，劉志國，高振海，譚樹林）

牛 福，E-mail：niufu@vip.sina.com