公安交通指挥通信系统

公安交通指挥通信系统作者：康学海安韬王建国来源：《现代电子技术》2008年第07期摘要：建设以车载卫星移动通信为核心的交通指挥通信系统，对于提升道路交通管理水平，提高交通管理部门的快速反应能力和综合处置能力是非常必要的。

介绍以卫星移动通信为核心的交通指挥通信系统的组成、系统网络结构、链路预算、系统设备配置和各种功能，并详细描述了终端IP网络的构建。

关键词：移动卫星通信;公安交通管理;IP网络;车载卫星中图分类号：TN914文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)07-191-Command and Communication System for Police Traffic Control，，(1.No.39th Research Institute,China Electronic Technology GroupCo rporation,Xi′an,710065,China;2.Beijing Traffic Management Bureau,Beijing,100083,China)Abstract：It is necessary to establish the traffic control communication system with centre upon mobile vehicle satellite communication on-the-move，which could improve traffic control ability，and traffic police′s ability of reacting quickly and solving question. The system composition，network structure，link budget，configuration and various function are introduced，the construction of the terminal IP network is described in detail.Keywords：mobile satellite communication;police traffic management;IP network;vehicle satellite以往的公安交通管理是以道路设岗、纠察违章、现场处置为基础开展工作，而通信工具主要依赖无线手持电台。

这种传统的通信手段在处理大的交通事故、车辆资料查询、城市道路疏通、大型集会现场时常常会显得效率低下，力不从心。

建设以车载卫星移动通信系统为核心的交通指挥通信系统，对于提升道路交通管理水平，提高交通管理部门的快速反应能力和综合处置能力，迅速恢复事故现场的交通畅通，扩大交通安全宣传范围，提高国民交通守法意识，保障类似奥运会这样大型活动的交通管理指挥调度，应对突发事件等具有超乎寻常的重要作用。

1 系统组成及链路预算1.1 系统组成交通指挥通信系统由“动中通”卫星移动通信车、中心站，大、小型指挥车组成，系统网络结构如图1所示。

系统采用计算机统一监控管理，具有图文显示、声控告警功能；中心站监控计算机能通过卫星信道遥控卫星移动通信车车顶的摄像机方向旋转；卫星移动通信车、大小型指挥车之间可组成无线局域网和有线局域网；考虑到系统的扩容和发展，中心站天线的口径和各种设备预留了余量，在工程设计中预留了卫星网络管理功能，用以对通信指挥车和日后增加的通信车的频率、功率、带宽进行管理、按需分配，节约卫星资源。

1.2 链路预算以亚洲3号卫星Ku波段转发器参数为例对系统链路参数进行了预算，预算条件列于表1，预算主要结果列于表2，预算的结果也同时适用其他Ku波段卫星。

从表1,表2所列数据分析，可得出下述结论：(1) 如果中心站、通信车互传的Modem仅使用Viterbi译码，降雨时要满足－，则要求ODU发射功率56.2 W；如果Modem使用Viterbi＋RS码，则ODU输出可降低约2.4 dB；如果Modem采用Turbo编码，则ODU输出可降低约4 dB；(2) 综合考虑各种因数，卫星Modem使用Turbo编码，通信车配置40 W ODU，中心站配置16 W ODU。

(3) 为提高系统可靠性，中心站ODU、Modem和LNB均采用1∶1热备份工作。

通信车的ODU、Modem采用1∶热备份工作，由于“动中通”天线极化需要实时调整(极化程序跟踪)，馈源旋转部分无法承受1∶1冗余LNA的旋转空间和重量，故LNA采用冷备份工作方式，综合业务复用单元也采用冷备份方式。

2 系统功能交通指挥通信系统要具备多种场合应用和灵活多变的能力，在卫星移动通信车、大小型指挥车上配置多种通信手段，以满足在不同场合、不同状态下对通信系统的需要。

交通指挥通信系统具有话音通信、数据通信、图像通信、图像采编及显示、信息存储、电视电话会议、网络管理和监控、GPS卫星定位和GIS地理信息导航等功能。

2.1 设备配置和业务功能2.1.1 话音通信卫星移动通信车配置卫星话音通道，提供多路话音通道并预留扩展插槽；配置海事卫星话音通信终端，在海事卫星网络覆盖区提供一路话音通道；配置中国移动GSM通信终端，在中国移动GSM网络覆盖区提供一路话音通道；配置公安网数字集群通信终端，公安网同频同播通信终端，在公安网覆盖区内各提供一路话音电路；同时配置公安网车载数字集群通信基站，在公安网覆盖区以外可以建立临时集群通信的覆盖网络，通过卫星通信链路与交通管理指挥中心进行通信。

2.1.2 数据通信和图像传输卫星移动通信车配置一路卫星高速数据通道和一路异步数据通道，可提供双向图像传输和数据传输；配置中国联通CDMA通信终端，在网络覆盖区提供一路数据通道和一路单向低速图像通道；配置移动数字广播电视(DVB-T)终端，接收数字图像；2.1.3 局域网通信卫星移动通信车配置局域网接入设备，保障车辆之间进行有线、无线局域网接入。

2.1.4 电视电话会议系统卫星移动通信车配置电视电话会议终端，利用局域网将指挥车中电视电话会议分会场通过卫星通信系统接入公安专网，实现网内电视电话会议互通。

2.1.5 图像采编及显示卫星移动通信车外配置一架摄像头，并配置升降自动云台，用于满足现场图像采集的需要；配置专业级摄像机一套，并具有无线图像采集和传输功能；配置显示器，为采编人员提供显示监控的功能；配置音、视频编辑设备，对采集到的信息进行编辑、切换等；2.1.6 信息存储系统卫星移动通信车配置磁盘存储设备，用于图像、数据及话音的实时存储。

2.1.7 网络管理和监控卫星移动通信车和中心站均配置网络管理和监控设备，用于对站内设备的管理和监控,同时通过卫星链路中心站和通信车可以相互遥控，对设备进行管理和监控。

2.1.8 GPS卫星定位和GIS地理信息导航卫星移动通信车配置GPS卫星定位终端和GIS地理信息导航终端, 通信车通过卫星信道向中心站上报车辆所处位置，同时通过GIS地理信息导航终端获取车辆所处位置周边的地理信息。

2.1.9 信息安全卫星移动通信车和中心站通过配置群路保密设备，可实现网络和信息安全。

2.2 系统总体主要技术性能(1) 卫星数据业务速率总速率：大于双向2 Mb/s,其中：图像：384 kb/s～话音编码：4.8～64 kb/s。

(2) 传输协议：帧中继(3) 传输质量Eb/N0≥7 dB，BER优于－。

(4) 互联互通可接入地面电话网、移动电话网、广播电视网、国际互联网、公安内部网。

3 终端网络的构建本系统是一个以中心站和卫星移动通信车为交换节点的复合式网络，在该网络中可进行话音、图像、数据等业务的交换。

各站终端均以IP网络为主体构建，终端网络拓扑结构如图2所示。

3.1 网络结构(1) 端站1(卫星移动通信车)与中心站之间通过卫星链路进行通信；端站2(大型指挥车)、端站3(小型指挥车)通过有线或无线接入方式与端站1连接，组成一个以卫星移动通信车为交换节点的集中式网络。

(2) 端站1、端站2、端站3与中心站之间通过中国联通的CDMA网络组成一个以中心站为交换节点的集中式网络。

(3) 端站1、端站2、端站3与中心站之间通过内部数字电视地面广播方式和CDMA方式组成一个以中心站为节点的集中式道路查询网络。

3.2 话音业务卫星移动通信车话音业务由IP电话和模拟电话组成，通过卫星链路接入中心站电话网，并通过实时通信服务器与专网和公网连接；大、小型指挥车通过有线或无线局域网接入卫星移动通信车，通过卫星链路与中心站电话网连通，实现话音通信。

3.3 图像业务卫星移动通信车、大型指挥车、小型指挥车和中心站通过代理服务器相互控制其图像源，实现远程图像切换。

各端站的IP网络通过卫星链路连接到中心站的代理服务器，由中心站的网管中心授予各端站代理服务器适当的权限，就可以通过代理服务器接入指挥中心的主控制终端，控制其权限内的局内所有视频源。

中心站也可通过同样的方式控制各端站的视频源。

3.4 数据业务数据业务主要是将各端站的终端通过卫星链路接入中心站的数据查询服务器，便于各端站及时查询相关信息。

3.5 系统监控通过Delphi软件平台编写的专用监控软件对系统内各主要设备的状态进行监视和控制，并用RS 232,RS 485和LAN接口进行本地和远程控制。

3.6 系统安全由于系统有多种接入方式，因此极易造成系统病毒感染和系统冲突。

在系统设计时将系统划分成多个VLAN并封闭其多余的端口，能有效防止全系统病毒感染。

设计时合理配置三层交换机，可避免系统出现广播风暴造成系统拥塞。

系统终端业务IP网络如图3所示。

4 结语“动中通”移动卫星通信系统可广泛应用于高数据率卫星通信、新闻采集、公安值勤、打击恐怖主义等领域。

本文介绍了以卫星移动通信为核心的交通指挥通信系统的组成、系统链路预算、设备配置和功能，并详细描述了终端网络的构建。

该系统在北京公安交通管理局投入运行一年多来，软、硬件设备工作可靠，性能稳定。

系统的建设对于加强首都道路交通管理，提高交通管理的快速反应能力和综合处置能力起到了保证作用，该系统也可以推广到其他行业使用。

参考文献［1］甘仲民,张更新,王华利,等.毫米波通信技术与系统[M].北京:电子工业出版社,2003.［2］康学海.北京公安交通指挥通信系统方案论证.内部资料.［3］熊建芳,高继,任贺宇.嵌入式系统在智能交通中的应用[J].现代电子技术,2006,29(13):129-131.作者简介康学海男，1951年出生，西安人，中电39所副总工程师。

长期从事通信技术领域的研究。

安韬男，1980年出生，西安人，中电39所工程师。

从事卫星通信技术工程研究。