基于3G技术的消防通信应急指挥系统研究

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1 系统背景

城市火灾灾害具有突发性、随机性等特点,一旦发生或救助不及时,就会给人民的生命财产带来巨大的损失。随着城市建设日新月异,城市人口密度、建筑密度不断增大,建筑高度不断增加,人口流动性增大,在促进了城市的经济文化发展的同时也带来巨大的火灾隐患。目前,各个城市消防支队面临的主要问题是如何有效地实现现场和指挥中心的统一指挥,在现有条件下,充分利用有限的人力、物力资源高效地完成消防救灾任务,为此提出应用现代信息技术来解决消防过程中的矛盾。随着无线通信技术尤其是3G网络的快速发展和广泛应用,无线网络除了提供语音服务之外,还提供多媒体、高速数据和视频图像业务。基于3G通信技术可组成3G公众网组成多层次的通信网络,实现单兵与指挥中心之间、现场指挥车与指挥中心间的数据、图像等信息的可靠传递,在火灾时将火灾现场的图像和数据实时回传给指挥中心,以此作为现场决策的重要依据。

消防工作涉及到社会的方方面面,日常决策数据90%以上具有其空间特性,不论是大到消防队(站)、消防安全重点单位,还是小到消火栓等,共同的特点都具有空间分布的特性,如何有效利用在日常管理工作中采集的数据,更有效地对监管单位进行管理和在灾情发生后消防支队处置灾情时的决策指挥,地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)和视频监控、无线网络传输等技术将起到至关重要的作用。

2 无线通信技术介绍

2.1 3G 通信技术

3G是第三代移动通信技术的简称,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送语音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G),3G,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升,它能够在全球范围内更好地实现无线漫游,并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。第三代移动通信系统能够支持不同的数据传输速度,在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。目前国际电信联盟(ITU)接受的3G标准主要有以下三种 :WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。随着信息技术、网络技术和移动通信技术的不断成熟和普及,3G技术正在深刻改变着人们传统的工作、学习和生活方式,为公众、企业、政府乃至整个社会提供无线接入服务,提供随时(Anytime)、随地(Anywhere)、所有的人(Anybody)和事(Anything)的4A信息服务。本系统利用3G的高带宽解决了移动状态下视频数据的传输问题。

2.2 无线视频监控技术

本系统的无线视频监控系统主要基于移动通信网络的,目前中国移动、中国电信、中国联通的3G网络建设都在逐步完善。随着无线通信技术的日益发展,传输带宽不断提高,通信终端的实时信息处理能力飞速增强,无线多媒体应用日渐成为业内关注的焦点,也成为人们的必然需求,已广泛应用于消防监控、工地监控、交通监控、安防监控等领域。本系统采用最新的视频编码技术H.264,H.264标准采用了高精度、多模式预测技术用来提高压缩比以降低码流。H.264标准针对网络传输的需要设计了视频编码层VCL和网络提取层NAL结构,网络抽象层是提供“网络友好”的界面,从而使视频编码层能够在各种系统中得到有效的应用。

2.3 移动GIS 技术

空间信息技术和3G技术的结合是GIS应用发展的必然趋势。特别是随着空间信息技术获得长足进步,GPS系统的定位精度达到厘米级,PDA、智能手机、车载终端等智能移动设备出现,3G移动网络与各种移动终端设备的广泛结合,为GIS的移动应用提供了良好的支撑环境,GIS呈现出由桌面PC和工作站向移动终端发展的趋势。此时,将终端设备处于移动情况下使用的地理信息系统,称为移动GIS。移动GIS使得人们通过移动终端设备可随时随地获取有关地理信息的服务。它不是掌上电脑等个人数字助理(PDA)与GIS、GPS的简单结合,而有着更广泛的外延和更深刻的内涵。GIS和移动网络的有机结合为移动用户基于位置的信息交换、信息获取、信息共享和信息发布提供了便捷、经济的技术途径。本系统通过智能手机、车载电脑等智能移动设备,内置业务系统实现了移动办公,是移动Gis应用的很好体现。

3 系统设计

基于3G通信技术的消防应急指挥系统以计算机网络和通信技术为基础,集地理信息系统(GIS)、全球卫星定位系统(GPS)、视频监控、无线网络传输(3G)、计算机辅助决策、数据库管理等技术于一体,具有灾害现场应急指挥系统、消防车辆监控、消防水源管理等功能。通过无线视频传输实现现场图像和数据等重要信息及时与指挥中心进行实时传输,通过GPS车辆监控引导消防车辆和人员在最短的时间内赶到救援现场,通过将消火栓、消防水池、消防分区等消防水源信息进行数字化处理、存储和管理,为执勤及灭火救援特别是跨区域作战提供快捷、方便、直观的辖区道路、水源信息,为灾害现场实现不间断供水提供支持。