环境移动应急指挥系统的软件平台建设项目可行性研究报告.docx
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环境移动应急指挥系统的软件平台建设项目可行性研究报告
环境移动应急指挥系统的软件平台建设项目可行性研究报告
一设计概述
一.1概要说明
环境移动应急指挥系统是由于环境、安监事件的不确定性和应急性为重要特征而组建的应急指挥平台。
系统采用轻便、易用、耐用的技术装备，有效的、快捷的在现场搭建临时指挥中心，便于后方专家领导及时了解第一手情报，对现场情况进行指挥调度。
环境移动应急指挥系统的软件平台应能够将现场进行联网，实现跨地域的统一监控、统一管理、统一指挥和资源共享，不受时间、地点、空间的限制对目标进行实时监控、实时管理、实时查看和实时指挥。
为移动应急指挥系统提供一种全新、直观、扩大视觉范围的管理指挥工具。
为了保证无论在任何时间、任何地点的通讯畅通，通信方式采用以无线3G、卫星传输为主导的传输机制，有线网络作为为辅传输方式。
考虑到运营商3G信号的传输问题，此次采用WCDMA和CDMA2000通信网络负载均的方式保证信号的优质化和不间断化。
卫星通信中的海事卫星其覆盖范围广、传输质量高而倍受好评，且海事卫星终端设备体积小便于携带，不受运营商基站范围限制。
综合考虑，环境应急移动指挥系统使用卫星加3G的传输方式同时适应不同网络环境使用。
一.2设计原则
Ø标准化原则
方案中设计的硬件设备、接口及工程改造都按照国际和国内相关行业标准规范进行的生产与加工。
Ø系统安全原则
应急指挥系统的安全设计从系统安全、数据及数据库安全两方面进行了设计,前者保证系统的正常运行的稳定性和可靠性，后者进行了数据保护，以维持系统的数据安全。
Ø先进性原则
本方案采用的核心技术都代表国内外较高甚至领先的水平，保证先进。
本方案选用的成品设备都是国内外的主流产品。
Ø高效稳定实用原则
方案设计坚持系统的稳定性、高效性、实用性的原则，对于用户要简单、实用，功能设计要清晰，查询内容要实用。
一.3实现目标
一个现代化的移动应急指挥系统不仅是一个调度中心，而且是一个计算机网络中心、通讯中心、监控中心、数据中心、信息制作发布中心。
指挥中心可以说是系统内各类信息的综合应用点，包括数据库的集成应用、数据的综合应用、实时监控数据及图像的显示、指挥决策系统的结果输出及发布（包括使用通讯工具发布调度指令）等。
移动应急指挥车内可实现现场通讯指挥、视频远程监控、实时数据远程传输等功能。
通过使用移动应急指挥车，可在短时间内在事发现场建立指挥系统，通过事发现场实时视频监控图像，使领导和专家在指挥中心远程了解现场情况，通过海事卫星终端和3G终端对突发应急事件抢险进行现场和外围全方位的高效有序的指挥和调度。
同时还可以获得事发现场周围的地理信息和事件处理的进行情况。
建立移动应急指挥系统的目标是：
一旦发生紧急事件，应急指挥车可迅速开到事故发生现场的二级安全区域，通过卫星、3G网络接入，最短的时间内让专家领导在指挥中心通过指挥车的视频和数据对现场情况进行实时监控，及时掌握现场状况，通过无线数据语音直接指挥工作，并可以把现场的图像及数据同步回传作为后期分析资料使用。
具体归纳为以下功能：
Ø通过车载海事卫星和3G传输终端与指挥中心网络相连接，及时提供现场情况给予指挥中心分期、处理；
Ø提供事故现场的实时视频监控；
Ø提供事故现场的实时采集数据；
Ø通技术手段实现移动应急指挥车与总部的语音对话功能；
Ø指挥中心发送指令在指挥车内实时显示；
Ø现场落实应急预案；
二总体构架
二.1总体架构
移动应急指挥系统主要由车载视频图像监控系统、车载数字对讲系统以及车载数据推送系统组成。
监控摄像头安装在车辆顶部，相应的电脑处理系统则安装在车内的操作台上，方便操作和使用。
通过使用这套系统，可以达到全程记录巡查过程、执法过程，可以清晰地记录下所巡查的整体状况，同时可以有效规范执法人员的行为和震慑违法人员，实现“四化”管理的要求。
车载视频图像监控系统负责采集现场的视频数据。
该系统由安装在车顶的高倍率、分辨率彩色一体化摄像机、高亮疝气照明大灯、车载全方位云台组成。
由摄像机摄取现场视频图像，通过3G实时传输到后端指挥中心进行图像存储，有效的记录现场真实数据。
车载数字对讲系统是通过3G、海事卫星等传输终端，双向传输语音信号，和指挥中心实时对讲，方便指挥中心的专家领导及时指挥现场情况。
通过3G、卫星一体化终端，保证信号强度的同时，优先切换信号好的链路，使传输不间断。
（需手动开启卫星解调器）
车载数据推送系统是负责接受指挥中心传输过来的实时数据、GIS地图信息等，通过车载触摸显示一体机实时接收和发送数据，便于指挥中心掌握车辆情况及行驶路线。
二.2系统拓扑
监控摄像机通过视频分配器把视频图像一份为二，一路传输给车载监视器，一路通过无线传输方式传输给指挥中心实时观看。
并通过模拟键盘进行摄像机的转动、控制等。
通过3G、卫星业务终端一键式切换传输链路，使应急时链路切换更加方便。
静中通天线使用时，通过馈线把天线拉至车厢外部，对准卫星进行调试，开始通讯。
通过一体化电脑，及时获取指挥中心推送数据信息，有效了解领导意图，并通过语音对讲明确思路，进行有效指挥。
二.3系统说明
移动应急指挥车到达距离现场1-3公里以内的安全地域后，立即建立与应急指挥中心的通讯连接。
与此同时，工作人员将根据现场地形地貌使用不同方式与后端指挥中心网络进行连接，并在指挥车内获得现场的视频监控图像和实时数据资料。
网络建立之后，可以通过车内的语音传输与后方总部进行对话，以便于总部对现场进行指挥。
移动应急指挥车在功能上可以分为两大系统：
移动应急网络通信系统和应急指挥现场信息平台。
这两大系统缺一不可，互为补充，共同完成应急指挥调度的任务。
其中，移动应急网络通信系统实现指挥调度指令的下达，与各方的联系，协调各方的进度安排。
应急指挥现场信息平台是应急指挥的基础，应急方案的制定是基于丰富的、实时的、准确的信息资源的基础上进行的。
移动应急指挥车以机动车为载体，通过车载设备使用各种有线、无线方式，获取声音、图像和数据，上传到指挥中心为领导和专家提供现场综合信息；利用3G、卫星通信手段与信息中心建立联系，实现通话、数据共享和通信推送功能。
应急指挥系统的主要功能是将各方面的信息及时、直观地汇总到指挥车中并上传至指挥中心时监控事发现场的相关视频图像等，让专家领导指挥和调度工作，减少盲目和错误指挥，使得指挥调度的指令更加科学、完整、准确。
整个系统的连接如下图系统框图所示：
三数据传输模式
三.1海事卫星
三.1.1发展介绍
国际海事卫星通信系统简称INMARSAT，于1979年7月16日正式成立，成员国由当时的28个已发展到目前的近百个，INMARSAT总部设在伦敦，主要负责操作、管理、经营INMARSAT系统的政府间合作机构。
现已成为世界上唯一为海、陆、空用户提供全球移动卫星公众通信和遇险安全通信业务的国际组织。
INMARSAT卫星通信最初只提供海上通信业务，它向广大的海上用户提供遇险呼叫、紧急安全通信、电话、用户电报、传真、各种数据传输、无线电导航等二十余种通信业务。
1982年开始提供全球海事卫星通信服务。
随着新技术的开发，1985年10月，INMARSAT大会通过了INMARSAT公约和业务协定的修正案，决定把航空通信纳入业务之内。
1989年又决定把业务从海事通信发展到航空、陆地移动通信领域，并于1990年开始提供全球性卫星航空移动通信业务。
为了适应海事通信事业和通信网络发展的需要，国际海事卫星组织于1993年正式改名为国际移动卫星通信组织，1999年改制为股份制公司，2005年初成功上市，至今运转良好，是全球移动卫星通信业务的主要提供者，在世界移动卫星通信领域占有极其重要的地位。
三.1.2通信体制和技术参数
三.1.2.1通信体制
系统采用了FDMA/TDM/TDMA/SDMA/SCPC等通信体制。
三.1.2.2频率范围
●馈线链路（卫星与地面站之间）：
C频段上行6424.0~6575.0MHz
下行3550.0~3700.0MHz
●用户链路（卫星与用户终端之间）：
L频段上行1626.5~1660.5MHz
下行1525.0~1559.0MHz
三.1.2.3调制方式
系统采用了BPSK、O-QPSK、п/4QPSK、16QAM等调制方式。
三.1.2.4编码方式
系统采用了卷积码、Turbo码等编码方式。
三.1.3系统的构成
系统由空间段、地面站及用户终端三部分组成，如图1所示。
图1INMARSAT系统组成框图
三.1.3.1空间段
卫星通信系统使用的卫星，运行在地球静止轨道上，每颗卫星可覆盖地球表面约1／3面积，为除了南北纬75度以上的极区外的全球区域提供通信服务。
按照发展顺序，分别由INMARSAT-1、INMARSAT-2、INMARSAT-3、INMARSAT-4四代卫星组成。
第一代、第二代卫星共7颗，第二代卫星的容量为第一代的2.5倍。
它们均属全球波束，并分别定位在太平洋、印度洋、大西洋东区和大西洋西区四个洋区，这些卫星除了提供海上服务外，还可以为空中、陆地移动用户电话、用户电报、电子邮政、传真和数据等提供服务。
第三代卫星于1996至1998年2月期间发射，共5颗卫星，其中1颗为备份星，其容量为第二代的8倍，除全球波束外，每颗卫星具有5个可控制的点波束能对某些特定区域提供更高的功率和更大的容量；第三代分别定点在印度洋区、大西洋东区、大西洋西区、太平洋区上空。
第四代卫星于2005年至2008年8月期间发射，共3颗卫星，其容量为第三代的60倍，是迄今为止世界上最大、能力最强的商业卫星，第四代通信业务量绝大部分是作为IP分组交换数据进行传输，扩展了Inmarsat网络，提供增强的数字移动通信服务的能力，同时也支持传统的电路交换服务，例如语音和ISDN，支持现有后台管理系统，同时提供清晰的IP路由；第四代分别定点在亚洲和太平洋、欧洲和非洲、南北美洲区域上空。
表1卫星参数性能对比
INMARSAT-2
INMARSAT-3
INMARSAT-4
卫星颗数
4
5
3
覆盖方式
全球波束
1个全球波束
5个宽点波束
1个全球波束
19个区域点波束
228个窄带点波束
EIRP
39dBW
49dBW
67dBW
信道
4个信道
带宽4.5~7.3MHz
46个信道
带宽0.9~2.2MHz
630个信道
带宽200KHz
设计寿命
10年
13年
15年
卫星净重
700kg
1000kg
3100kg
是否支持导航
不支持
支持
支持
图2INMARSAT-3的全球波束覆盖图
图3INMARSAT-3宽点波束覆盖图
图4INMARSAT-4的覆盖图
图5INMARSAT-4区域/窄带点波束覆盖图
三代星以前的在轨卫星虽然还能工作，但目前主要起备份作用，目前主要由INMARSAT-3、INMARSAT-4两代卫星提供国际海事卫星通信服务，其中第三代星主要为B、C、D、M、Mini-M、M4、F系列等类型终端提供服务，第四代主要为BGAN、FleetBGAN、ISATPhone等类型终端提供服务。
三.1.3.2地面段
地面段由设在英国伦敦总部的卫星控制中心（SCC）、网络控制中心（NCC）、遍布全球的跟踪遥测指控站（TT&C）、通信网络协调站（NCS）、地面关口站（LES）等。
1）卫星控制中心（SCC）
卫星控制中心设在伦敦Inmarsat总部，它负责监视Inmarsat卫星的运行情况，保证卫星的正常运行。
卫星控制中心接收从全球测控站（TT&C）发来的数据将这些数据加以处理，并通过测控站对Inmarsat卫星进行控制和管理。
2）网络控制中心（NCC）
网络控制中心位于伦敦Inmarsat总部，负责对整个Inmarsat通信网的运营和管理。
具体表现为：
监测、协调和控制网络内所有卫星的操作运行，同时对各地球站（岸站）的运行情况进行监督，并协助网络协调站对有关运行事务进行协调。
3）跟踪遥测指控站（TT&C）
跟踪遥测指令站直接对INMARSAT卫星进行控制和管理。
全球设立了四个测控站，加拿大的考伊琴湖（LakeCowichan）、彭南特角（PennantPoint）、意大利的福希诺（Fucino）和中国的北京（Beijing）。
4）网络协调站（NCS）
协调站是整个系统的一个重要组成部分。
每个洋区各设有一个NCS，直接归Inmarsat总部控制运营，负责管理各自洋区的网络核心资源（例如通信和信令信道）的分配。
大西洋区的NCS设在美国的南玻利（Southbury），太平洋区的设在日本的茨城（Ibaraki），印度洋区的设在日本的纳玛古池（Namaguchio）。
5）地面关口站（LES）
陆地地球站简称地面站，其基本作用是经由卫星与移动站进行通信，并为移动站提供国内或国际网络的接口。
各地面站分别由各国政府指定的签字者建设和经营。
现在大约有40个地面站分布在31个国家。
Inmarsat系统的每个地面站都有一个唯一的与之关联的识别码。
Inmarsat系统中的陆上地球站，在海事卫星系统中称为岸站（CES），航空卫星系统中称为航站（GES）。
地面关口站既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心。
该站采用天线口径为11~14米抛物面天线，工作方式为双频段（C频段和L频段）。
为了实现双频段工作，采用了两种办法。
（1）使用单一天线、双极化方式，通常采用具有双频段馈源的抛物面天线；
（2）使用两副分开的天下，每个频段用一副，C频段天线因馈源简单而便宜，L频段天线则小得多，但这两付天线还必须耦合在一起，以便跟踪卫星。
三.23G冗余传输方式
三.2.13G介绍
3G传输是一种新型的移动数据通信业务。
它最早是国际电联（ITU-R）于1985年提出的,当时命名为未来公众陆地移动通信系统（FPLMTS）。
由于当时预期该系统在2000年使用,并工作在2000MHZ频段,故于1996年正式改名为IMT-2000。
第三代移动通信系统大致目标是全球化、综合化和个人化。
全球化就是提供全球海陆空三维的无缝隙覆盖,支持全球漫游业务;综合化就是提供多种话音和非话音业务,特别是多媒体业务;个人化就是有足够的系统容量、强大的多种用户管理能力、高保密性能和服务质量，相对第一代模拟制式（1G）和第二代GSM、TDMA等（2G），第三代通信技术一般的讲，可以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。
它能够处理图像、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。
为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MBps（兆字节/秒）、384KBps（千字节/秒）以及144KBps的传输速度。
三.2.2传输优势
3G用户可随意分布和移动自己的网点，无需担心线路的维护或有线在移机时导致的通讯中断。
建设新的监测点无需进行拉线、埋线等工作。
较光纤或专线系统投资较少，设备安装方便。
终端价格比较低。
与DDN相比，较DTU或DDN专线Modem其终端价格便宜很多。
3G能最好地支持频繁的、少量突发型数据业务。
通信质量稳定可靠，永不掉线。
3G网络接入速度快，提供了与现有数据网的无缝连接。
由于3G网本身就是一个分组型数据网,支持TCP/IP、X.25协议，因此无需经过PSTN等网络的转接，直接与分组数据网（IP网或X.25网）互通，接入速度仅几秒钟，快于电路型数据业务。
采用TCP/IP协议，较以前的无线数据网络（集群，双向传呼，GSM短信息）而言，网络接入更加直接方便。
覆盖较好。
比较很多无线数据网络（集群，双向传呼，CDPD）而言，其网络覆盖是最好的。
三.2.33G传输拓扑
随着3G无线网络技术、数字视频压缩技术的发展，WCDMA/CDMA20003G无线网络上传输视频成为一种非常便利的行业应用.
完成视频图像的实时传输，同时本地将地理信息系统、无线移动通信、本地视频监控和计算机网络有机地融合为一个整体，构建一套应急联动、视频监控、指挥调度等功能于一体的微型可移动无线监控指挥管理系统。
三.2.4实施方法
在车体内安装一台摄像机和3G无线车载视频服务器，摄像机的模拟视频信号经终端压缩编码为数字信号，经WCDMA/CDMA20003G网络实时传至中心平台；
构建集成地理信息系统、移动通讯系统和计算机网络系统融合的无线视频系统管理平台；
四软件平台功能
四.1平台介绍
将功能主要集成在现有宁东环保局在线监控系统中，运用现有的软硬件平台环境（包括服务器、网络以及数据采集分析处理系统等）构建。
1电子地图显示功能：
实现电子地图的缩放显示、地图漫游、距离量算、图层管理、属性信息查询、机构的重要信息查询等。
2中心监控：
多视窗多目标的监控、行驶轨迹的存储与回放、调度和通讯指令的下达等；车辆调度功能：
根据要环境执法或处理污染事故地址来指挥最优位置的车辆，使其在最短的时间内到达该位置，实现对车辆进行科学合理的智能调度；对车辆的不同状态可以进行区别显示及分组显示。
3数据管理：
车辆资料管理、紧急状态控制管理等。
4系统管理：
数据库的备份与恢复，系统登入权限管理、GPS用户的管理；通过对用户身份的验证控制用户所能使用的功能及所能浏览的车辆等。
5打印输出：
随时打印实时显示的地图图样及统计资料的信息。
四.2客户端功能
1、服务器软件特点：
（1）精心设计人性化托盘管理工具，方便启动、停止和配置服务器程序；
（2）支持上千路的3G远程执法记录仪和客户端的连接与传输
（3）可以单独使用，也可以多个联合起来组成大系统，扩展系统规模
（4）支持分布存储管理，多点存储功能，实现数据高度共享
（5）支持分级用户管理，设定各级用户，使用不同权限访问不同资源，
实现分级管理
（6）支持完善的日志功能，便于查询和整理。
（7）支持完善的web浏览器对服务器数据的管理，可以方便管理系统设备和各种资源在服务器管理界面中，可以轻松启动、停止、刷新视频监控服务，以及进行高级设置。
2、管理器软件
管理器用于对服务器端站点、设备、用户及权限的管理，可以实现远程登录管理。
属于管理员级别的客户端软件。
高级拥护和管理员可以登陆管理，普通用户和访客用户不可以登陆。
1）
管理器软件特点：
（1）精心设计人性化用户界面，操作方便、舒适；
（2）单站点登录、连接；
（3）可以修改服务器端的属性；
（4）用户自定义视频分组，更改分组属性；
（5）实现管理视频设备功能，修改设备的属性。
（6）支持用户分级管理，实现权限定制，可以进行用户的增删改等功能；
2）
站点管理
站点管理即服务器管理，用来管理服务器的参数设置和一些描述信息。
当选中左侧的“中心管理服务器”，会显示视频监控服务的一些参数。
3）
用户管理
用户管理功能可以实现用户的添加，类型的更改，用户访问资源的控制，用户的删除。
如下图为用户管理界面。
在这里可以控制观看者的权限，设置多个级别的用户。
来实现用户指挥权的限制。
4）设备管理
在设备管理中，界面如下图所示，用户可以对设备进行添加、修改、删除；视频组的添加、修改、删除。
在设备管理器的主界面，左侧视图栏显示设备的等级列表，其中包括服务器、视频组、和视频设备。
3、软件客户端
客户端软件由监控器和播放器组成，监控器用于实时浏览、管理视频，播放器用于播放存储的视频文件，使用监控器软件登录视频服务器站点，能够实现多画面实时视频浏览监控，同时提供多站点（服务器）登录、视频参数控制、PTZ控制、录像控制、逻辑分组和分组轮跳等功能。
播放器软件用于播放视频保存文件，支持快进、倒退、单帧等播放功能，方便事后仔细浏览、审核录像文件等。
客户端软件特点：
（1）精心设计人性化用户界面，操作方便、舒适；
（2）多站点登录、连接；
（3）多画面浏览，不同规格画面监控，全屏多窗口、单窗口模式；
（4）用户自定义镜头分组，分组轮跳浏览，可设定轮跳时间；
（5）支持远程录像和录像控制，锁定屏幕；
（6）支持断线重连，可以设置最大网络延迟；
（7）支持对视频编码器参数的远程控制；
（8）支持对视频编码器端摄像机云台PTZ的远程控制；
（9）支持事件提示、报警输出；
（10）提供视频录像文件播放器。
五设备介绍
五.1一体化智能转台摄像机
独有特性：
●机体由5mm-15mm厚铝合金材料制成，坚固密封
●光学窗口采用5mm厚钢化玻璃，平面设计，最大程度避
免图像扭曲和保护内置一体化摄像机；
●采用IP66防水设计标准；
●水平方向3600连续旋转和垂直方向125º转动（+180度自动翻转）；
●多种安装方式：
立装、倾斜30度安装、吊装
云台特性：
●精密电机控制，运转平稳，定位准确，反应灵敏
●水平手动控制速度0.1º-90º/秒
●垂直手动控制速度1º-40º/秒
●
●水平手动控制速度0.1º-90º/秒
●垂直手动控制速度0.1º-40º/秒
●预置目标速度：
水平90º/秒、垂直40º/秒
●可变水平自动扫描速度:
1º-40º/秒可设置
●可变削苹果扫描速度:
水平1-40º/秒、垂直1º-20º/秒
●具有红外照射功能，照射距离大于80米（室外）
摄像机特性：
●内置高清晰度和可变高倍一体化摄像机
●背光补偿调试功能
●可选彩色或黑白图像功能
●视频宽动态调节功能
●视频防抖动功能
●视频隐私遮盖功能，最多可支持24个隐私遮盖区域
●高速预置位的视频冻结功能
内置解码器特性：
●集成多协议解码控制器：
P/D协议
●可以选择软地址和硬地址设置
●内置中英文功能菜单，摄像机、云台功能可设置
●内置环境检测功能，实时检测转台内部温度
温度超过设定极限值，自动开启风扇
●断电记忆功能-可记忆断电前运行的动作
●上电自恢复功能：
用户可指定上电后云台和摄像机的动作
●成比例变速功能：
云台速度与变焦镜头的深度成比例不断下降
●云台方位显示，摄像机变倍显示，数据反馈PTZ状态
●具有水平自动扫描功能，俯仰角度能设置
●可设置虚拟零位
●具有削苹果扫描功能
●2条轨迹记忆功能
●4条预置位巡视功能，停留时间可设置
●255个预置位，预置位精度±0.1º
●5通道定时自动激活功能，定时运行各种用户预设动作
●3种雨刷控制方式选择
●内置8个方位指示功能（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）
●两路报警输入一路辅助输出
屏幕菜单特性：
●内置中英文菜单，支持中英文菜单随意切换
●具有菜单密码保护功能
●支持中文拼音输入法，可编辑输入中英文用户名、摄像机位置、预置位等标题
●可通过菜单设置、调用、删除预置位，预置位巡视，隐私遮盖设置
●屏幕可显示用户名、摄像机位置、预置位标题，转台内部温度，转台信息
防护特性：
●内置浪涌及雷击保护装置
●符合IP66标准、CE、FCC标准、ROHS认证等
机械构造：
●铝合金外壳
●高强度光学镀膜玻璃透窗，5mm厚
●重量：
10KG（UV90A-BM）；12KG（UV90A-
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