基于北斗短報(bào)文通信的新型防空警報(bào)器

陳衛(wèi)

摘 要：針對傳統(tǒng)防空警報(bào)系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下的不足，提出了基于北斗短報(bào)文的通信技術(shù)和指定說話人語音合成技術(shù)，建設(shè)基于北斗短報(bào)文通信的新型防空警報(bào)器，提高防空警報(bào)系統(tǒng)的抗毀傷能力和二次報(bào)警能力。

關(guān)鍵詞：北斗短報(bào)文通信；防空警報(bào)器；語音合成；二次預(yù)警

中圖分類號：E256 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.014

隨著空襲兵器，特別是高技術(shù)空襲兵器的發(fā)展，空襲的破壞效能迅速提高，已成為高技術(shù)強(qiáng)敵制勝的主要手段。一旦發(fā)生，大量建筑物被毀，居民生活環(huán)境惡化，生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅，極易引起心理恐慌和行動失措，動搖民心士氣。高技術(shù)空襲使防空不僅越來越困難，而且越來越重要，防空作戰(zhàn)的成敗已成為高技術(shù)局部戰(zhàn)爭勝負(fù)的決定性因素。因此，城市防空警報(bào)建設(shè)要適應(yīng)戰(zhàn)場環(huán)境，以實(shí)戰(zhàn)為背景和出發(fā)點(diǎn)，采用多種控制手段，豐富報(bào)知形式，不斷提高高技術(shù)戰(zhàn)爭條件下的抗毀傷能力和應(yīng)急應(yīng)戰(zhàn)能力。

1 防空警報(bào)器現(xiàn)狀分析

我國人防建設(shè)的總目標(biāo)是“建立統(tǒng)一高效的組織指揮體系、布局合理的防護(hù)工程體系、靈敏可靠的通信警報(bào)體系、精干過硬的專業(yè)隊(duì)伍體系、保障得力的人口疏散體系、現(xiàn)代化的科研和人才培育體系，努力提高人民防空的整體抗毀能力、快速反應(yīng)能力、應(yīng)急救援能力和自我發(fā)展能力，以應(yīng)付現(xiàn)代戰(zhàn)爭及重大災(zāi)害事故，有效地保護(hù)國家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全”。但是，人防建設(shè)的現(xiàn)狀與其建設(shè)總目標(biāo)尚有較大差距，主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

1.1 控制方式多樣性不夠

現(xiàn)有人防防空警報(bào)體系仍以傳統(tǒng)防空警報(bào)器為主，包括電動警報(bào)器、電聲警報(bào)器和手搖警報(bào)器等，通過有線或無線方式控制，控制手段不夠多樣，在現(xiàn)代遠(yuǎn)程精確打擊的戰(zhàn)爭形態(tài)下，其應(yīng)急應(yīng)戰(zhàn)能力有所欠缺。同時(shí)，現(xiàn)有指揮體系和通信警報(bào)體系架構(gòu)具有很強(qiáng)的上下層次關(guān)系，耦合性強(qiáng)，在戰(zhàn)時(shí)如果因首輪空襲造成通信、廣播電視中斷，二次預(yù)警報(bào)知能力嚴(yán)重不足，指揮通信受損，人員有效疏散難度更大。

1.2 報(bào)知形式單一

電動、電聲等傳統(tǒng)警報(bào)器均是通過不同的鳴叫方式播發(fā)警報(bào)，報(bào)知形式單一。由于現(xiàn)代城市建筑密集，人口稠密，工作節(jié)奏快，為免擾民，一般只選擇在每年的固定且有特殊意義的日期比如“9.18”才拉響防空警報(bào)，這在一定程度上造成了部分民眾對防空警報(bào)缺乏辨識能力。加之戰(zhàn)時(shí)高度緊張，單一的鳴叫報(bào)知形式可能會使部分民眾因缺乏防空警報(bào)辨識能力而導(dǎo)致恐慌和混亂。單一的報(bào)知形式也不利于平時(shí)的災(zāi)害預(yù)警。

為此，必須研制新型防空警報(bào)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)警報(bào)系統(tǒng)緊密結(jié)合、互為補(bǔ)充，以在因首輪空襲或其他原因造成通信、廣播電視中斷的情況下，及時(shí)有效擔(dān)負(fù)空襲警報(bào)并兼顧人員疏散、指揮引導(dǎo)及應(yīng)急通信任務(wù)，提高人防警報(bào)系統(tǒng)的二次預(yù)警報(bào)知能力，保障戰(zhàn)時(shí)人防工作的順利開展。

2 系統(tǒng)組成

2.1 結(jié)構(gòu)組成

該新型防空警報(bào)器主要由系統(tǒng)控制端和用戶終端構(gòu)成，通過北斗用戶機(jī)構(gòu)成基于北斗短報(bào)文的應(yīng)急通信鏈路。系統(tǒng)控制端位于人防指揮中心，由北斗用戶機(jī)和指揮控制軟件組成。用戶終端配置于小區(qū)樓宇、商場、超市、廣場、車站等人員密集場所或其他必要場所，由嵌入式終端控制器、北斗用戶機(jī)、語音合成模塊、調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)、電子顯示屏、高音喇叭和太陽能供電系統(tǒng)及應(yīng)急電源組成。系統(tǒng)總體組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)控制端通過指揮控制軟件編制警報(bào)信息和疏散預(yù)案，再由北斗用戶機(jī)對用戶終端發(fā)送警報(bào)報(bào)文。終端北斗用戶機(jī)接收到警報(bào)報(bào)文后，由終端控制器解碼和譯碼，送語音合成模塊合成指定說話人語音，通過高音喇叭播放警報(bào)話音，同時(shí)由調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)調(diào)頻發(fā)射，以為車載或其他調(diào)頻廣播接收機(jī)用戶接收。顯示屏用于顯示警報(bào)信息。

2.2 功能組成

系統(tǒng)的功能組成如圖2所示。

指揮控制軟件是協(xié)助人防單位實(shí)現(xiàn)“科技人防”和“智能人防”目標(biāo)的重要一環(huán)，主要實(shí)現(xiàn)信息報(bào)知功能、動態(tài)決策疏散方案和路線規(guī)劃、管理功能。其中，信息報(bào)知功能又包括報(bào)文編碼、報(bào)文加密和報(bào)文發(fā)送等功能，可在緊急情況下給指揮人員一個(gè)迅速、準(zhǔn)確的警報(bào)報(bào)知工作平臺，預(yù)先存儲各種預(yù)案，并可根據(jù)需要自動執(zhí)行預(yù)案，同時(shí)提供手動發(fā)送功能，輔助人防指揮人員進(jìn)行更加快速、科學(xué)、準(zhǔn)確的決策。

用戶終端硬件平臺由終端控制器和控制接口構(gòu)成，用于對北斗用戶機(jī)、語音合成模塊、調(diào)頻發(fā)射機(jī)、電子顯示屏等外設(shè)進(jìn)行控制，接收北斗報(bào)文并完成報(bào)文解譯。

終端控制器用于對北斗用戶機(jī)、語音合成模塊及顯示模塊的控制，用戶終端嵌入式軟件運(yùn)行于終端硬件平臺嵌入式處理器上，基于嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)，主要完成對北斗用戶機(jī)的控制和報(bào)文解譯，進(jìn)行指定說話人語音合成及相關(guān)外設(shè)控制。

報(bào)文解譯模塊主要是對用戶終端接收到的北斗報(bào)文解譯，通過對報(bào)文進(jìn)行報(bào)文解幀、報(bào)文解碼獲得文本報(bào)文信息；指定說話人語音合成模塊是在語音庫的支持下，合成指定說話人的語音；外設(shè)控制模塊對硬件平臺的顯示模塊、語音合成模塊及北斗用戶機(jī)進(jìn)行控制。

3 新型防空警報(bào)器的特色與優(yōu)勢

基于北斗短報(bào)文通信的新型防空警報(bào)器將北斗短報(bào)文通信技術(shù)和指定說話人語音合成技術(shù)相結(jié)合，以短報(bào)文技術(shù)傳送警報(bào)器控制指令，以指定說話人語音合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)防空警報(bào)的語音報(bào)知。其特色與優(yōu)勢主要有以下2個(gè)方面。

3.1 通過衛(wèi)星控制警報(bào)器

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)具備獨(dú)特的短報(bào)文通信功能，在地面通信、廣播等設(shè)施嚴(yán)重受損的情況下，可發(fā)揮重要作用，在汶川和雅安地震救災(zāi)中獲得了重要應(yīng)用。短報(bào)文通信具有相對地面有線和無線通信手段覆蓋范圍廣、通信鏈路相對安全的優(yōu)勢。因此，基于短報(bào)文通信技術(shù)，構(gòu)建通過衛(wèi)星控制的新型防空警報(bào)器，進(jìn)一步擴(kuò)展了警報(bào)器的控制方式，有利于提高警報(bào)器在戰(zhàn)時(shí)和重大災(zāi)害中的應(yīng)急應(yīng)戰(zhàn)能力和抗毀傷能力。

3.2 通過合成指定說話人語音播發(fā)警報(bào)

“指定說話人語音合成”是指可合成特定人物的特定語音，可在戰(zhàn)時(shí)通信、廣播電視中斷情況下，由語音播報(bào)北斗鏈路傳送的短報(bào)文警報(bào)信息。這既可解決因部分民眾對傳統(tǒng)電聲警報(bào)缺乏辨識能力而導(dǎo)致恐慌和混亂的問題，又可通過語義清晰的語音及時(shí)、有效擔(dān)負(fù)空襲警報(bào)、人員疏散、指揮引導(dǎo)及應(yīng)急通信任務(wù)，保障戰(zhàn)時(shí)人防工作的順利開展，還可根據(jù)現(xiàn)場情況，合成相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)或公眾人物話音，安撫民眾，以消除恐慌心理和情緒。

該新型警報(bào)器應(yīng)急應(yīng)戰(zhàn)能力較強(qiáng)，綜合效益明顯，系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)較為松散，可與現(xiàn)有人防警報(bào)系統(tǒng)靈活結(jié)合部署，提高了在戰(zhàn)時(shí)因首輪空襲或其他原因造成的電力、通信、廣播電視中斷情況下人防警報(bào)器的二次預(yù)警報(bào)知能力和應(yīng)急作戰(zhàn)能力，有效解決因民眾對傳統(tǒng)警報(bào)缺乏辨識能力而導(dǎo)致的恐慌和混亂問題，提升了人防戰(zhàn)時(shí)應(yīng)戰(zhàn)、平時(shí)服務(wù)、應(yīng)急支援水平，符合“戰(zhàn)時(shí)防空與平時(shí)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)相結(jié)合”的人防基本原則，做到裝備拉得出、速度快，聯(lián)得上、信息準(zhǔn)，保障有力。

參考文獻(xiàn)

[1]張良.拉響城市上空的防空警報(bào)[J].生命與災(zāi)害，2016（5）：13-15.

[2]劉之軍.人防通信的特點(diǎn)及其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和通信值勤訓(xùn)練[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2014（34）：172.

〔編輯：劉曉芳〕