浅析消防无线公网图传设备系统组成及使用配置实训

浅析消防无线公网图传设备系统组成及使用配置实训

张药祥

国家消防救援局昆明训练总队

摘要：当前，消防救援队伍使用的无线公网图传设备主要用于与前方指挥部或指挥中心实时进行语音、图像和视频传输，及时报告灾情信息并获取下达的任务和指令，极大地提高了灭火救援任务的工作效率和安全性，有助于更好地组织和协调救援行动。

关键词：消防  无线图传  系统组成 使用配置实训

Abstract:Currently,the wireless public network image transmission equipment used by fire rescue teams is mainly used for real-time voice image and video transmission with the front command center or command center,timely reporting of disaster information and obtaining issued tasks and instructions,greatly improving the efficiency and safety of fire rescue tasks,and helping to better organize and coordinate rescue operations.

Keywords:Fire,Wireless image transmission, System composition,Configuration training.

1 引言

无线图传设备是一种实现图像和视频远程传输的设备，通常由摄像头、图像处理器、无线发射器和无线接收器等组成，可以实时监控和获取远程地区的图像信息。随着4G、5G无线公网技术的普及和发展，无线公网图传设备可以在任何有4G、5G网络覆盖的地方进行工作，并具有更稳定的信号和更高的传输速度实现远距离图像传输，为设备的应用提供了更大的灵活性和便利性。

2 消防无线公网图传系统

消防无线公网图传系统是在灭火救援现场部署单兵终端、布控球等图传设备，通过4G、5G无线公网向前方指挥部或指挥中心传输清晰、连贯的视频图像，以及通过部署车载指挥视频终端将救援车辆出动、行进和到达现场的全程图像及时回传到指挥中心，实现前后方双向视频指挥。前方指挥部或指挥中心可以通过图像综合管理平台及时调看救灾现场的视频，分析研究指导救援；同时，现场的领导和指挥员也可通过手机或PAD查看现场视频了解情况，随时随地指导现场的抢险救灾工作。

2.1 系统架构

消防无线公网图传系统由前端设备、传输网络、系统平台、终端设备共4个部分组成。目前，前端设备有单兵、布控球等；传输网络为4G、5G公用网络；系统平台主要为图像综合管理平台；终端设备主要为前方指挥部或指挥中心音视频系统设备，救援现场图像传输APP系统设备等。系统架构图如图所示。

消防无线公网图传系统架构图

2.2 系统功能

2.2.1 高清视频实时传输

前端设备支持多种清晰度视频信息采集，系统采用无线网络传输，根据设备的不同可使用一张或者两张上网卡传输视频，在更大的带宽下可以传输高清视频。同时，利用视频压缩技术以及无线通信技术，更能够适应超低带宽下的视频传输，确保画面清晰流畅。

2.2.2 双向高清晰对讲

前方现场人员通过单兵设备外接耳机与前方指挥部或指挥中心进行双向对讲，及时进行信息沟通，便于汇报和指令的及时传达，也可方便统一行动指挥；系统支持回声抵消和噪声抑制，避免了串音和杂音现象，以及支持音视频同步传输和录制，方便前方指挥部、指挥中心对前方现场的情况更直观的了解。

2.2.3 GPS/北斗卫星定位

设备支持GPS/北斗定位系统，只要设备在线，就可以通过无线网络实时的向前方指挥部或指挥中心传输人员或车辆位置信息，并可与GIS系统对接实现前端设备在GIS电子地图上的实时定位，选择指定的设备可以进行轨迹跟踪，在行动路线上对车辆、人员做好监管。

2.2.4 视频录像存储

系统支持对视频、GPS信息及报警信息等录像存储，启动录像的方式有手动录像、报警录像、定时录像、计划录像等，存储空间大小根据实际需求，在系统设计时测算，存储位置有前端设备硬盘（或SD存储卡）存储、服务器平台存储、客户端本地存储三种可选。

2.2.5 多画面实时监控

前端采集的音视频经压缩编码通过无线网络传输至前方指挥部或指挥中心，除通过指挥视频终端或电视终端观看外，还可以通过PC、手机等客户端登录平台对音视频进行实时浏览监控。同时，系统支持单画面、多画面显示，可选择任意一路或多路视频观看，以及支持多路视频轮巡，将现场采集画面在特定的时间间隔内按顺序轮流切换至终端显示设备，也可在一个窗口内轮换显示全部的现场采集画面，画面切换间隔时间可灵活设置。

2.2.6 云台和镜头控制

终端支持多种云台和镜头控制协议，可支持本地和远端云台和镜头控制功能，方便本地和指挥中心控制前端带云台功能的摄像机，快速获取现场全面图像信息。

2.2.7 移动指挥和会商

系统除了支持在前方指挥部或指挥中心进行指挥调度和会商外，针对智能手机和PAD终端开发了移动APP客户端软件，可以通过智能手机或PAD随时随地查看现场情况，也可参与指挥调度和视频会商。

2.2.8 设备管理及系统维护

系统具备前端设备管理功能，使用客户端登录平台侧，就可以了解前端设备的在线状况、设备参数等相关信息，对于授予权限的账号可以对前端设备的参数进行修改、配置，使前端设备的各项运行参数符合实际应用需要，结合实时网络状况达到较好的使用效果。远程设备升级和系统自维护功能使整个系统的维护高效、快捷，省时省力。

3 消防无线公网图传设备

3.1 前端设备

3.1.1 单兵

消防无线公网单兵设备是一款智能手持终端，主要用于发生火灾时，前端单兵与前方指挥部、指挥中心建立网络实时传输，通过此设备查看火灾现场情况，并通过设备下达指令，实现多级远程协同指挥。该终端具备高清摄像头、麦克风、扬声器、HDMI设备连接等功能，可以实现语音、图像和视频的采集和传输；此外，该设备还配备了GPS定位功能，可以实时查看消防队员的位置信息。

3.1.1.1 设备硬件构成及使用功能

硬件构成：主机，电源适配器，Type-c数据线，耳麦（有线或蓝牙），HDMI数据线，网卡转接线，摄像机及三轴稳定器、三脚架。

使用功能：OLED液晶屏显示；音、视频输入接口；内置无线公网模块，GPS/北斗定位；音频处理技术；低传输带宽下，实现全高清视频传输；内置大容量锂电池，可长时间连续不间断工作。

3.1.1.2 设备安装

安装SIM卡：办理公网流量卡，并将卡对应安装在单兵主机的SIM卡槽内。

连接摄像机：使用接口相符的HDMI数据线连接单兵与摄像机。

连接耳麦：有线耳机直连耳机孔，蓝牙耳机通过蓝牙方式接入单兵。

安装摄像机支架：移动拍摄时，将摄像机安装于三轴稳定器并进行平衡调试；固定拍摄时，将摄像机安装于三脚架。

3.1.1.3 参数配置

①连接单兵的WiFi热点

单兵解锁，依次选择属性参数设置、网络模式选择、网卡，在电脑（或手机）上连接WiFi处找到名称为单兵标志的WiFi热点（热点名称确定：状态信息查询、AP热点信息、查询热点名称）。

②进入单兵配置页面

单兵WiFi热点连接成功后，在浏览器输入域名进入配置登录页面，输入用户名、密码进入单兵配置页面。

③服务器设置

在配置模块内选择服务器设置，配置单兵登录到服务器的相关参数。

④视频参数配置

在配置模块内选择视频，设置OSD，按照格式要求填写名称（名称与服务器设置里的设备名称一致），勾选时间标签、字体颜色改为白色（取消选择“设备位置电量信息”）并进行保存。OSD台标名称及设备名称格式如下：

总队级格式为：**（省、直辖市）消防救援总队4G单兵；

支队级格式为：**（省、直辖市）**（市级名称）消防救援支队4G单兵；

消防站级格式为：**（省、直辖市）**（市级名称）**（县区级名称）XX消防站4G单兵；

轻骑兵格式为：**（省、直辖市）**（市级名称）**（县区级名称）前突小队卫星单兵。

⑤GPS报警参数配置

在配置模块内选择GPS报警，启用GPS/IMU上报，填写GPS上报服务器地址（与服务器设置里的服务器IP一致）。

⑥蓝牙配置

在配置模块内选择蓝牙配置，在蓝牙设备列表里选择需要连接的设备并点击连接蓝牙，蓝牙配置信息显示“连接成功”即完成配置。

⑦卫星WIFI配置

在配置模块内选择网络，网络模式选择“优先WIFI”，配置相关参数并保存。

⑧卫星有线连接配置

在配置模块内选择网络，网络模式选择“优先有线”，配置相关参数并保存。

3.1.2 布控球

无线公网布控球是一款功能全面、携带方便的无线视频应急指挥一体化产品，为用户提供高清、流畅、稳定的视频效果，能实现定位、应急、视频、云台操作、双向对讲等功能；是针对突发紧急事件的一整套应急指挥设备，为实现应急指挥的“通信畅通、现场及时、数据完备、指挥到位”提供技术保障，可广泛应用于应急指挥、公安、刑侦、交巡警、消防、人防应急、边防、城管、电力、路政等领域。

3.1.2.1 设备硬件构成及使用功能

硬件构成：主设备（布控球主机），布控球配件（备用电池、电池充电底座、电源适配器、车充电源线），手提箱。

使用功能：一体化结构设计，高防护等级，保证远距离运输的安全；高清机芯，分辨率高达1080P；360度全向云台；支持双向语音对讲，支持蓝牙快速配对，支持手咪（蓝牙）；内置GPS、北斗双模模块和GPS天线；带有OLED状态显示；磁力复合吸盘设计，部署简单。

3.1.2.2 设备安装

安装SIM卡：办理公网流量卡，并将卡对应安装在单兵主机的SIM卡槽内。

连接手咪：通过蓝牙方式连接手咪。

安装支架：将磁力复合吸盘对应安装在三脚架上。

3.1.2.3 参数配置

①布控球接入电脑

在电脑上安装“设置”应用程序，网线连接布控球与电脑，布控球开机。

②配置布控球IP

将电脑IP设置为自动获取，打开“设置”应用程序，配置布控球IP（卫星网或指挥网IP）。

③修改电脑IP

给电脑分配一个局域网内IP地址，使其与布控球IP在同一网段。

④下载布控球插件、进入布控球配置页面

在浏览器输入配置域名，进入布控球配置页面。

⑤布控球接入图综参数配置

进入设备配置模块选择“系统”，在平台接入里配置公网（卫星网、指挥网）IP地址等参数并提交。

⑥布控球名称显示位置设置

进入设备配置模块选择“视频”，在视频叠加里修改相关参数，点击“开始录制”查看布控球名称及时间显示位置是否正确。

⑦布控球GPS上报位置配置

进入设备配置模块选择“卫星定位”，在基本配置里填写相关参数并提交。

⑧布控球WiFi配置

使用电脑WiFi连接布控球热点后，在浏览器输入配置域名进入配置页面，启用热点。

⑨布控球蓝牙耳机配置

打开配置助手搜索布控球AP设备名称点击进入配置页面，在其他配置里点击蓝牙并扫描连接耳机。

3.2 传输网络

在4G、5G公用网络连接正常且数据网络能够满足设备音视频正常传输的情况下，优先使用公用网络。否则，可通过架设卫星便携站为设备提供传输网络。

3.3 图像综合管理平台

图像综合管理平台可以实现各种子系统图像集成管理和音视频交互操作，将图像传输、视频监控、指挥调度、视频会议等系统融合，提供图像综合集成和可视化指挥调度应用，打破原先各业务和信息系统分离的孤岛现象。

3.3.1 主要功能

（1）提供一个资源汇聚管理平台，接入各类图像子系统的音视频，通过图像综合管理平台，用户可以跨网络、跨平台调用所需的音视频资源。

（2）实现电视电话会议系统、视频监控系统、指挥视频等图像子系统与业务单位图像系统之间的互连、互通、互操作。

（3）实现信息网、指挥调度网、卫星通信网、互联网、移动网等跨网图像资源共享。

（4）为一体化业务平台提供图像调用接口。

（5）实现与语音综合管理平台之间语音交互。

（6）图像综合管理平台通过与不同设备及系统的互联、互通、互操作，实现音视频等信息的采集、传输、交换、显示、存储、控制；进行身份认证和权限管理，保证信息的安全；提供与其他业务系统的数据接口。

3.3.2 平台特点

3.3.2.1 语音集成

语音综合管理平台“总机化”，语音终端“分机化”，实现不同语音终端间像拔打分机一样通信。各级指挥中心可以直接与语音综合管理平台内的无线话音通道（常规、集群、短波）进行对讲，实现指挥中心与前线的实时通信。

3.3.2.2 图像集成

图像综合管理平台“电视台化”，图像资源“频道化”，实现不同的图像资源包括电视电话会议、图像传输、监控、指挥调度等各类系统集成在统一平台管理下，按照频道发布，自由调用切换。

3.3.2.3 数据集成

一体化业务平台“集市化”，信息资源“目录化”，实现不同系统间按浏览资源树的目录定位资源。

3.3.2.4 交互操作

音视频资源按数据信息组织，以目录服务形式发布，其它业务软件通过接口，按统一数据访问机制访问各类子系统提供的音、视频资源，实现对跨子系统设备的统一控制操作。

3.3.2.5 无线监控

平台支持无线单兵设备、无线车载视讯终端的接入，具备移动视频监控、事发现场侦察、移动指挥车与各级指挥中心协同应用功能。

3.4 终端设备

3.4.1 音视频系统设备

支持多路视频编码输入和解码输出，具备VGA、DVI、HDMI等多种接口可选，支持宽频高保真音质效果，支持视频双流、多流功能，满足远程监控、调度指挥等高质量视频应用要求。

3.4.1.1 高品质应用效果

图像：支持全高清视频输入和输出，活动图像帧率可选，具备流畅的全高清视频交互体验。

语音：采用音频处理技术，支持宽频立体声语音，提供高品质音质。

数据：内置智能双流、多流技术，可在一个会议中实现多路高清晰活动图像、1路或多路高清晰数据，以及在会议中共享数据。

3.4.1.2 强大的网络适应能力

智能纠错技术：在一定丢包率的情况下也可以实现互联网的多媒体通信。

智能网络修复技术：在恶劣的网络情况下，也保证图像不花屏、不破碎。

自适应传输技术：自动判断网络情况，并自适应网路传输。

3.4.1.3 多业务终端

具备多业务接入能力，可在一个终端上实现视频会议、视频监控、即时通信、VoIP、网络传真等多种业务的接入。

3.4.1.4 会议录像

具备会议录像功能，可以选择会议中的图像、声音、数据等任意一个或多个信息源进行录像；录像可通过USB接口保存在U盘或移动硬盘等设备上。

3.4.1.5 多画面功能

与MCU配合，终端的每路输出都具有多画面显示功能；多画面显示模式中，每个子画面的分辨率不变。

3.4.2 救援现场图像传输APP系统设备

结合消防图像综合管理平台的功能，基于Adroid系统平台开发的一套救援现场图像传输APP系统，可实现图像推送、图像查找、图像关注和移动会议等功能应用，在应急指挥和执行救援任务时为分析决策提供辅助。

消防救援现场图像传输系统由救援现场图像传输管理系统和救援现场图像传输APP组成，救援现场图像传输管理系统在消防指挥调度网部署。通过与消防图像综合管理平台进行服务对接，获取相应的业务视频、语音、数据信息向消防救援现场图像传输APP提供服务。

4 无线公网图传设备存在的问题

4.1 信号覆盖

在部分偏远地区或高楼大厦内部，4G、5G公用网络信号存在覆盖不到位的问题，以及发生重大灾害事故引发无线公用网络断网，导致通讯和数据传输受阻。因此，在大型活动或救援时，消防部门需与电信运营商联动合作，确保信号覆盖的稳定性和可靠性。

4.2 设备耐用性

消防救援的环境复杂恶劣，使用的设备需要具备防水、防尘、防爆、抗震等特性，以确保在各种极端条件下的可靠运行，同时在一定程度上也影响了设备的使用年限。

4.3 数据安全

随着4G、5G图传设备使用的普及，数据安全问题也日益凸显，需要加强对通信设备的安全管理，采取相应的加密和防护措施，防止数据泄露和被恶意攻击。

5 无线公网图传设备使用配置实训

4G、5G图传设备以其广阔的覆盖范围，较高的传输速度和稳定的信号质量，实时的图像和视频传输等特有的使用优势，在灭火救援行动中发挥着重要作用。

5.1 单兵的使用与配置

单兵在实际使用中发挥着音视频传输载体的重要作用，可与摄像机、无人机飞控等图像采集设备相连，将现场音视频传输至前方指挥部或指挥中心；同时，单兵体积小、质量轻易随身携带，具有机动灵活的使用优势。

5.1.1 跟随拍摄

DV摄像机连接单兵，并配合使用三轴稳定器确保在移动过程中画面稳定，在出动、返回前报告、点验装备，以及救援途中和现场全程移动跟拍。

5.1.2 固定拍摄

DV摄像机连接单兵，并配合使用三脚架对救援现场等场景进行固定拍摄。

5.1.3 参数配置

（1）连接单兵的WiFi热点；

（2）进入单兵配置页面；

（3）服务器设置；

（4）视频参数配置；

（5）GPS报警参数配置；

（6）蓝牙配置；

（7）卫星WIFI配置；

（8）卫星有线连接配置。

5.2 布控球的使用与配置

5.2.1 车载移动监控

可吸附在消防车的车顶，操作人员在车内用布控球客户端通过无线连接至布控球就可以实时查看布控球拍摄画面；

5.2.2 应急临时布控

可通过三脚架临时布控在制高点，实时进行监控；也可吸附在任何铁的物体上进行监控。

5.2.3 参数配置

（1）布控球接入电脑；

（2）配置布控球IP；

（3）修改电脑IP；

（4）下载布控球插件、进入布控球配置页面；

（5）布控球接入图综参数配置；

（6）布控球名称显示位置设置；

（7）布控球GPS上报位置配置；

（8）布控球WiFi配置；

（9）布控球蓝牙耳机配置。

5.3 使用与配置实训

5.3.1 训练目的

通过训练使参训人员熟练掌握无线公网图传设备的使用及配置。

5.3.2 场地

4G、5G公用网络信号正常的训练场，如图所示。

训练场地示意图

5.3.3 器材

单兵1台（含HDMI等接口的连接线），DV摄像机1台，三轴稳定器1台，摄像机三脚架1个，飞控支持HDMI输出视频的无人机1架；布控球1台及三脚架1个；笔记本电脑1台。

5.3.4 人员分工

1名参训通信员，按操作流程完成训练任务。

5.3.5 操作流程

（1）使用笔记本电脑对单兵、布控球进行参数配置；

（2）将DV摄像机安装在三脚架上，进行固定拍摄操作；

（3）将DV摄像机固定在三轴稳定器上并调平，连接单兵开机通过指挥部查看画面是否正常并按移动拍摄要求进行操作；

（4）将无人机开机确保飞控画面正常（是否起飞根据场地条件决定），通过HDMI线连接飞控和单兵，指挥部查看无人机画面是否正常；

（5）将布控球安装在三脚架上，进行固定拍摄操作，并通过笔记本对布控球云台进行操作控制，以及与指挥部进行对话操作。

5.3.6 操作要求

（1）操作前要对器材进行检查，保证器材完好；

（2）线缆连接必须正确；

（3）参数设置必须正确；

（4）汇报用语要规范。

5.3.7 评判标准

全部操作15分钟内完成。计时从“开始”的口令起，至收到“操作完毕”的报告为止。

5.3.7.1 有下列情形之一，做扣分处理（满分100分）

（1）单兵、布控球参数设置不得超过5分钟，每超过1分钟扣5分；

（2）DV摄像机安装在三脚架上进行固定拍摄不得超过2分钟，每超过1分钟扣5分；

（3）DV摄像机固定在三轴稳定器上并调平不得超过3分钟，每超过1分钟扣5分；

（4）移动拍摄时画面抖动扣10分；

（5）单兵通过HDMI线与无人机飞控连接并实现画面传输不得超过2分钟，每超过1分钟扣5分；

（6）布控球安装在三脚架上进行固定拍摄，并通过笔记本对布控球云台进行操作控制，以及与指挥部进行对话操作不得超过3分钟，每超过1分钟扣5分。

5.3.7.2 有下列情形之一，评定为不合格

（1）整个操作用时超过15分钟，成绩评定为不合格；

（2）人员未按要求统一着装（统一着备勤服、戴帽子、穿着通信马甲）。

6 结语

消防救援队伍使用的4G、5G无线公网图传设备在提升消防救援效率和安全性方面具有重要意义，通过实时通讯、数据传输和位置定位等功能，消防救援人员可以更好地应对各种灾害情况。同时，设备使用也面临着信号覆盖、耐用性和数据安全等挑战，需与相关部门和企业合作共同解决这些问题，推动无线公网设备的使用和发展更臻完善。

作者简介：

张药祥、男，国家消防救援局昆明训练总队教研十一室初级专业技术职务，专业技术9级，主要从事消防通信的教学培训等工作。

基金项目：昆明训练总队教学改革项目“《消防通信员分级培训模式及实践能力评估研究》”（编号：JG202315）资助课题。