宽带通信系统在黄河防汛工作中的应用-论文网

宽带通信系统在黄河防汛工作中的应用
1 刘新鲜 2 杨国胜 3 刘菁
摘要：本文较为详细地介绍了具有黄河特色的实时移动采集系统的建设及在河南黄河防汛中的应用，完善了黄河防汛抢险信息采集、传输手段。
关键词：实时移动采集系统数字黄河应急移动通信 IP电话视频防汛抢险数据传输无线宽带传输
一、概述
1.1 系统建设背景
随着“数字黄河”工程建设的不断深入和完善，河南黄河河务部门县局以上计算机网络已经基本建成.
在“数字黄河”工程的总体框架下，根据黄河防汛、抢险的需要和“数字黄河”工程的建设要求，采用宽带无线接入、数字视频处理、IP数据通信等先进技术和现代治河理念，建立快捷可靠的河南黄河防汛实时移动采集会商系统，完善黄河下游工情采集体系，适应黄河险情突发性强的特点，保证信息高效、快捷、准确的传输，为防汛决策提供工情实时信息，争取防汛工作的主动，提高防汛实时决策水平，为维持黄河健康生命提供更好的信息保障。
1.2 系统建设的必要性
在黄河防汛遇到突发事件或险情时，依照常规通信方式已无法将突发事件现场和抢险现场的图像实时地传送到各级防汛指挥中心，
应急移动通信系统在黄河防汛抢险时，可随时在防汛抢险一线快捷、方便地临时建立一个现场信息采集中心和现场通信指挥中心。
现场通信指挥中心能迅速与就近的宽带无线接入中心站连接，沟通与黄河专网的连接。为抢险现场提供语音、数字和图像传输服务，保持信息的畅通传输,实现信息资源的共享。
二、国内外研究概况、水平及趋势
应急移动通信，就是在原有通信系统遭到严重破坏、性能下降或发生紧急情况时，如：抢险救灾、防洪、突发事件、重大国事活动、国内及国际通信援助、大型运动会、大型音乐会以及国防战备等。
目前，一些有能力的国家都建有自己的应急移动通信系统。我国作为世界上一个重要的大国，经过多年的发展，不仅建立了世界上最大和最完备的通信网络，也建立了完备的应急移动通信系统和一支强有力的专业应急通信队伍。
应急移动通信系统，价格都在几百万元以上，价格不仅昂贵，而且不符合黄河防汛通信的实际情况，很难直接应用到黄河防汛通信上。我们根据黄河防汛的实际情况，开发研制的具有黄河特色的河南黄河防汛实时移动采集会商系统共建设有17个无线基站和6辆移动车载通信设备只需150多万元的成本。具有成本低、功能齐全、使用方便、满足河南黄河防汛信息采集实际需求，具有推广使用的价值。
三、系统的技术原理
系统采用了目前最先进的H.264(MPEG-4/part10)视频压缩算法和G.729的音频压缩技术，拥有强大的视频压缩引擎, 在同等图像质量的前提下，其压缩比提高将近30%以上，带宽限制在1K—800K之间。同时G.729的音频压缩技术使音质更加流畅和动听, 采用了完全硬件的技术实现视音频实时编码、活动视频预览、音频预览、运动检测, 目前支持Windows NT/2000/XP和 Linux操作系统。图像与语音始终保持稳定同步，预览图像分辨率为4CIF，可达到VCD画质。支持移动侦测、时间发生器、水印，可动态设置帧率和图像质量、局域网延时不超过1秒（无B帧延时更短）。而国内外同类型的产品中，大部分还是采用的H.263或者Mpeg4的视频压缩算法，H.263虽然也可提供高质量的视频质量，但是需要的网络带宽很大，一般在1M—2M之间,这就给网络带来了限制，Mpeg4方面虽然采用了低带宽的压缩技术，但是却不能提供高质量的图像，而H.264却正好是取了两者的长处。这就确保了系统的先进性。
系统还在采集车上采用了天线自动定位单元，采用天线自动定位系统，可以使得现场采集车上的定向天线在30秒钟以内完成自动概略定向，且定向精度在1度以内，这种方法比国内外同类型产品定位速度快精度高，保证了正常的通信距离。
四、系统结构及功能
4.1系统总体结构
河南黄河防汛移动会商系统主要由无线宽带接入系统、现场采集车和移动采集点等三部分组成，并为视频会议系统提供网络接口。
信息的传输途径主要有两部分：一是黄河下游无线宽带接入系统或现有市局接入网，再就是移动采集无线网桥传输系统。采集车上安装无线网桥传输系统，并组建一套自成体系的无线网络，作为移动会商的主要传输手段；然后可利用黄河下游无线宽带接入系统或现有市局接入网接入到就近的基站。目前无线宽带接入系统一期采用5.8G的LP5850无线宽带接入系统已建成完毕，可以非常方便的接入到黄河专网，系统具有移动方便，运行安全可靠等特点。实时工情移动采集传输系统如图所示。

4.2系统功能
本系统是以移动会商决策为核心，以信息采集、通信和计算机网络为依托。系统的信息采集方式包括现场采集车、移动采集点、笔记本电脑。根据系统的总体功能要求，系统主要由信息采集模块、移动会商系统、车载局域网、供电系统、控制系统等五大部分组成。
应急移动通信系统可提供图像、IP电话及宽带服务等功能,信息采集车采集的各种数据通过无线设备链路与干线网络相连传送到各市局或省局指挥中心。应急移动通信系统是音视频转播、宽带及电话交换网络的移动延伸。各个信息采集车采用了GPS全球定位系统和电子罗盘等先进技术,能够准确的对信息采集车进行定位和方向的辨别。天线系统具有自动升降、左右转动及俯仰调整的功能。多媒体系统具有将两路视频和两路音频的IP压缩功能,同时还能提供两路IP电话和两个宽带接口，硬盘刻录机能对多媒体系统的两路音视频数据进行自动备份，用于对音视频数据的备忘和回放。电源系统具有外市电、UPS和逆变器三种供电方式可供选择,以满足在不同情况下使用。整个系统具有架设简便、易操作、维护方便等特点。
五、系统的应用
河南黄河防汛实时移动采集会商系统的建成，完善了黄河下游工情采集体系。在水利部组织的黄河防汛演习中保证了多个重要闸门的实时数据传输，在焦作市局、开封市局、新乡市局、濮阳市局的多处抢险现场保障了通信的畅通。实践证明该系统适应黄河险情突发性强的特点，保证信息高效、快捷、准确的传输，为防汛决策提供现场实时信息，争取防汛工作的主动，提高防汛实时决策水平，具有较大的经济效益和社会效益。