应急通信论文范文

1应急通信装备应用现状

1.1通信意识不强

部分基层一线指挥员通信装备应用意识差，不注重通信装备的应用学习，在应急救援实战中还习惯于喊话下达命令，有装备不用或者有装备不会用等问题比较突出。

1.2通信装备组合应用少

因对通信装备的性能及工作原理了解较少，造成基层官兵通信装备应用单一化，往往只会单个通信设备拿来使用，一旦出现故障或者环境改变，不会寻求对相关联设备的组合使用，来弥补设备故障造成的通信问题，不能发挥其他通信装备的最大作用，特别是对灾害事故现场有线音视频传输通道的搭建研究较少，造成通信装备资源浪费，应用效率不高。

1.3音视频传输质量不高

当前，消防部队应急通信装备建设还处于起步阶段，音视频传输还只满足于“看得见、听得见”即可的状态，没有对音视频传输进行深入的研究和思考，对贴近实战、领导指挥决策所需要的战斗环节展示研究更少。

1.4通信保障连续性差

1卫星通信的优势与劣势分析

1.1卫星通信具有众多的优势（1）电波覆盖地域比较宽广。（2）传输路数多，通信容量大。（3）通信稳定性好、质量高。（4）卫星通信不受地域限制，运用方式灵活。

1.2卫星通信的一些劣势主要的方面有：（1）延迟现象比较常见。（2）传播过程中由于信号较差，容易出现信号中断的现象。（3）终端产品的选择面不广。

2卫星通信产品的多址体制方式的选择

卫星通信由于具有广播和大范围覆盖的特点，因此，特别适合于多个站之间同时通信，即多址通信。多址通信是指卫星天线波束覆盖区内的任何地球站可以通过共同的卫星进行双边或多边通信。目前比较常用的两种卫星通信多址体制方式为：TDM-FDMA（时分复用-频分多址）和MF-TDMA（跳频-时分多址）。（1）多址体制方式一：TDM-FDMA。（2）多址体制方式二：MF-TDMA。

3卫星通信在铁路应急通信中的应用网络架构

有时候会因为遇到突发性、严重的自然灾害、人为因素导致其他所有通信手段无法使用时，而应急指挥中心又急需现场相关资料，这时就可以利用卫星通信覆盖区域广和快速部署的优势将信息发送到应急指挥中心。常规卫星系统现场接入方式可以分成两种：一种是车载型，一种是便携型，这两种卫星接入方式可以视现场情况而定。而对于铁路应急通信人员来说，以上两种接入方式均可以采用，但在到达应急现场后，还需要在现场对卫星接入设备进行开设，考虑操作使用人员的技术水平和熟练程度，选择自动对星的车载或便携卫星设备就显得非常的方便，可确保快速建立通信链路保证通信。

事发现场人员要将信息传送到应急指挥中心，在铁路应急卫星通信系统网络建设时，可根据实际情况需要，按下文所述三种方案进行建设，如图1所示。

1存在的问题及对策

自通信车改装后投入使用以来，通过近5年来各种规模的应急演练以及2010年玉树7.1级地震、2013年青海省海西州5.0级地震的实际检验，该应急卫星通信车在使用中暴露出来很多的问题，总结情况如下:(1)原有车内设备机柜设计及布局不合理，使得各设备的供电及信号之间产生交叉干扰。其中部分通信设备的散热条件无法保证，电力线路杂乱无章。在实际使用过程中，不仅存在故障排查困难，同时还有因用电安全引发火灾等事故的重大隐患。鉴于上述情况，对机柜内设备进行了重新布局，只保留与卫星通信相关的通信设备及供电设备，将部分周边设备进行下架处理。(2)原车所用的视频编解码器及网络交换机等设备，经与原厂家联系后，确认部分产品已停产，另有部分已无法提供维修必须的备品备件。因而通过对此类设备进行维修，使其具备通信功能的做法不可行。因此更换掉原有的解码器，采用时下主流的视频会议设备及网络交换机，以确保应急通信车与指挥中心视音频信号的安全畅通。(3)原车卫星设备的配置不合理。该车是在原有箱式卫星便携站的基础上进行了改进，将便携站的全套设备安装于改装后的依维柯厢式货车内，天线部分做了车顶安装。由于车顶天线与功放采用软波导连接结构，长期风吹日晒会产生老化磨损。破裂后的波导产生微波信号泄漏，造成通信质量下降的同时，对现场操作的工程技术人员也会产生人身伤害。对此采取的策略是:平常不使用时对车辆加盖防尘遮雨罩，定期检查软波导的连接结构，如发现问题及时联系厂家更换或维修。(4)卫星系统对星时间长或无法正确对星。由于原有卫星系统未配备频谱仪或卫星信标机等对星设备，使得自动对星动作完成后无法对目标卫星的正确与否进行有效判定。因而，往往造成对不上或对错星的情况，无法实现正常通信。基于上述情况，对现有设备进行优化。其中，对已停产或无法提供维修服务的设备进行更换;部分尚能使用的设备作为现有链路的备份设备;使原有的单通路卫星应急系统升级成为具有一定抗灾能力的1∶1备份的卫星应急通信系统。此外，在寻星过程中尽量避免指挥车周围有高层建筑物、树木枝叶等阻碍，以免造成卫星波速回波反射［1］。(5)整车配重不合理，集成后车辆右后部偏重，影响车辆行驶的平稳性。因此，在满足基本通信功能的前提下对车厢设备，车顶卫星系统和后舱供电设备重新合理布局，调整车辆的平衡性。

2对策探索

目前，卫星通信技术是我国大范围区域内应急通信的主要技术手段，包括VSAT技术系统、BGAN技术系统。短波通信技术在地震应急救援现场的局域通信中也有很大的作用。这类应急通信系统应当具有高信噪比、大容量、高稳定性、全天候、盲区小、抗干扰、多通道、低功耗、小型便携、高机动性等基本特性［2］。在目前技术水平条件下，应进一步完善通过多种技术系统集成的震后应急通信系统，以解决地震后初期不同情况下地震现场与后方指挥中心的通信。

2.13G技术的应用据科学统计，不同震级的地震因为释放能量的大小不同，对震区内的通信环境的影响也有不同的差别。比如，Ms5.0～6.0级地震发生后，震区大部分地面网络或3G网络受损普遍轻微，Ms6.0～7.0级地震对地面网络或3G基站的破坏一般发生在高烈度区，而Ms7.0级以上的地震发生后，地面通信设施基本不可用［3］。应急通信车应根据地震现场的实际情况选择不同的通信方式，在地面通信设施受损较小的情况下可依托地面网络或者3G作为信道开展视频会议、语音通讯、数据传输业务，极端条件下使用VAST卫星网络，这样可大幅度提高地震应急通讯效率。3G网络与VAST卫星网络相比传输速度较快，下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s，上行速度峰值也可达384kbit/s。国内支持国际电联确定3个无线接口标准，分别是中国联通WCDMA、中国移动TD－SCDMA、中国电信CDMA2000。WC-DMA以其技术成熟、终端类型多、速率高、网络覆盖好等特点在3种3G网络中具有明显优势，因此可以采用WCDMA技术作为主用3G通信技术，实现应急通信车与指挥中心的3G通信，CD-MA2000或TD－SCDMA可作为备用的3G通信方式。

2.2短波电台的应用短波通信属于独立自主通信，不依赖其他有线和无线通信手段都必须具备的网络、传输线路、中继体和建筑等基础运行条件，抗毁能力最强，是实现中、远程无线联络的基本手段［4］。从点对点直通距离看，短波是所有无线通信方式中距离最远的一种无线通信手段。另外，短波通信设备简单，可以根据使用要求进行固定设置，也可以个人背负或车载安装进行移动通信，组网灵活，实时性好，特别是在救灾初期常常是主要依赖的通讯工具。因此，我们可以建设一套短波通信网络，由车载电台、便携式电台组成。车载电台用于组成指挥所通讯枢纽或作移动通讯使用，选择使用鞭形天线或双极天线，这样可以保证应急通信车在一般行进速度时正常通信，便携式电台具有体积小和重量轻等特点，一般采用鞭形天线，利用地波进行近距离通信，主要用于应急通信车无法抵达的陡峭山地灾害现场，由应急人员背负便携式电台进入地震现场，保障通讯联络，实现无盲区通讯。为了解决短波通信网与其他通信的融合问题，同时提高整个短波通信网络的可靠性，必要时可以配备多网系融合设备，通过该设备可以将短波无线通信和有线通信、卫星通信及超短波通信等通信手段进行融合，通过其他制式的承载网络，实现对短波系统的延伸和扩展，从而可以大幅度提高通讯效率［5］。

3结语

随着人们生活水平的发展，经济密度的提高，地震灾害对社会的影响也越来越显著，如何使地震应急卫星通信车在地震现场更好的发挥作用，不断提升地震应急卫星通信车对突发地震事件的应急及救援指挥能力，使其具有机动能力强、建立通信链路快、集成度高、通信距离远、通讯方式多样化、功能强大、减少地形敏感的特点，为新形势下的灾害应急救援工作、防震减灾事业做出更大的贡献，还需要不断思考和努力，同时也是青海省防震减灾工作亟待解决的问题。

1分析海事卫星应急通信网络发展

1.1提高网络能力应急通讯系统对数据带宽的要求越来越高，从而造成了海事卫星使用的L波段资源越发的紧张，目前已经无法继续满足出现紧急事件时，救助现场和应急指挥在带宽上的需求量。目前国际上已经加强了对海事卫星的研究，新一代的海事卫星系统在具有原系统特点的技术上提高了信号质量、稳定性以及覆盖范围，从而满足卫星通信对宽带的需求量。第五代海事卫星系统能够在支持89个固定点波束的同时支持多个“移动”点波束，这提高了海事卫星的通信能力，同时带宽也达到了3500MHz。与之配套应用的卫星终端的尺寸为20到60厘米，但却可以为系统提供50MB/s的带宽服务，这对系统传输动态图像和大量的数据传输提供了强力的支持。

1.2海外应急通讯机制在全球经济一体化的影响下，世界各国之间的交流明显增多，海外应急通讯需求也在不断的增加。例如，海地地震的发生。针对该种情况的发生，国家外交、能源、水利水电等大型企业都应当适当的建立海外应急通信机制。在海事卫星的利用上应当对以下问题进行重点考虑。首先，应当在海外组织配带便于携带的承载终端及相应的配套装备，以便在紧急事件发生时为移动通信提供保障。其次，应当在常驻的机构及组织中部署专线，同海事卫星进行网络互连，确保传输通道的可靠和稳定，并成功的将通信网络延至海外。最后，建立合理的网络通信化系统，系统应当合理的将短信、位置、视频、音频等功能进行集成，提供本体和远程一体化解方案。

1.3改善海上航空应急方案网络技术的进步推动了海事卫星的在航空领域上在通信上的发展，同时因为海事卫星在遇到危险后具有安全通信的功能，航空领域的通信的优先级为海事卫星中的最高级。航空领域通信的安全性为海事卫星在航空领域的通信安全提供了有利的支持。目前，在世界各国的推动下，海事卫星在能够完成原有的任务的基础上，对网络宽带进行了完善和优化，实现了在技术上的进一步创新，实现了在语音上的双向优先级呼救，并成功的将其应用到了带宽的终端中，同时在安全服务中加入了IP数据业务，并且建立了热备模式“海上安全数据服务器”；“远程会话”功能主要用于对海上应急工作进行协调；提高在飞行过程中对重要数据的传输能力，从而提高飞机的报告系统与通信地址能够被更好的利用。目前海事卫星正在加快将航空宽带和海洋宽带纳入到ICAO和GMDSS安全通信体系之中，这样在一定程度上也提高了应急通信能力[4]。

1.4完善地面应急通信方案海事卫星应急通信网络目前已经在我国的许多行业中得到了应用，并且取得了不错的效果，但在网络利用上的解决方案尚且不足。一方面为了确保宽带在使用上需要具有一定的稳定性，因此在接入方式上应当发展专网接入。从南极科考、四川汶川大地震等重大事件中对海洋卫星通信的应用案例中可以看出相关部门与政府部门利用专网接入的形式同海事卫星进行连接，这样海事卫星则可以独自享用带宽，在数据传输上的可靠性、稳定性、安全性都将会得到进一步的提高。另一方面对海事卫星的终端进行应用，建立现场延伸解决方案。合理的对SIP、甚高频、IP技术和协议进行应用，从而科学的将海事卫星设备、专用设备、无线设备联系到一起，确保组与组、端到端、现场同异地能够顺利的开展，同时应当利用现代的科技手段不断的提高现场通信中组合性、移动性，从而实现异地和现场的移动指挥，提高医疗救助、公共通讯、救灾抢险等应急能力。

2结论

对海事卫星移动宽带进行进一步发展对提高对突发事件、自然灾害的防护有着重要作用，同时对最大程度减少人员伤害和减少人民财产在突发事件中遭受损失有着重大的支持。海事卫星应急通信网络的发展对构建和谐社会、提高人们生活水平、促进各国之间的交流也有着重要意义。

作者：张骞令单位：中海油信息科技有限公司天津分公司

1.组成架构的选择与研究分析

1.1小型信息采集车加大（中）型指通车的两车架构为解决大（中）型指通车难以适应较复杂地理环境而无法到达第一现场的问题（如无法进入小街小巷等），可增配类似丰田霸道车型的小型信息采集车。利用其机动能力强的优点让它承担现场信息采集任务，而大（中）型指通车则就近负责构建指挥、决策平台，提供现场及远程的通信保障。这种组合架构有效地解决了应急现场信息采集的问题，使得大（中）型指通车的应用范围得到了较大的拓展。但因受到通信距离（1KM~3KM）的限制，小型信息采集车的作业须与大（中）型指通车保持在较近距离的范围内。这虽解决了现场信息采集的问题，但仍存在着一定的局限性，即无法彻底消除大（中）型指通车所固有的不足。无容置疑，两车架构的实用性比起单车架构的要强。

1.2小型信息采集（通信）车加大（中）型指通车的两车架构此架构主要是增强了小型信息采集车的通信能力，使之可以在较远距离上完成与之配套的大（中）型指通车甚至固定指挥中心的通信任务。而大（中）型指通车也可以在距现场较远的更加安全的地方开展指挥与通信作业。因小型车承载能力及安装空间限制，所配备的通信设备能力可能无法与功能完善，设备齐全的大（中）型车的相比。同时因其携带的小型化机动应急通信设备（要求其迅速运输和快速布置）采购价格往往不菲，故此种配置需要有较大的资金投入。

1.3中型指挥车加中型通信车的两车分设架构采用指通分离的两车分设结构：即指挥车配置音视频采集、显控、计算机网络、视频会议等系统以及与通信车的有无线接口，承担起指挥、决策保障任务。通信车根据所属行业与职能不同，有选择的安装有卫星通信、短波电台、微波无线图传、公网3G/4G、有线等通信手段中的一种或多种组合，以求提供完善的通信保障手段。因通信设备、指挥员及操作员分设于相距一定距离的两辆车上，故较好地克服了系统功能和车辆性能之间的突出矛盾。如基本避免了单一大型指通车所存在的对道路宽度、路况要求较高而存在的其通行性和机动性不足的问题，同时指挥决策与通信保障所必需的空间要求也得到了较好的满足。此架构拥有以下几个优点：（1）两车可分别选择体积不大、动力和越野性能更好的中型车辆，环境适应能力更强；（2）办公、会议与设备操作在空间上物理隔离，减少了设备噪声和电磁辐射以及操作人员对办公环境的干扰，使得举行会议和操作环境更加舒适和人性化；（3）使用起来更加灵活方便。指挥车上装设备少，重量轻巧，日常办公需要时亦可作为普通客车使用（一车两用）。但这种两车分设架构尚存在如下难点：即在联合使用之前，仍需要进行一定量的连接（即两车之间的点对点有线/无线互联互通）和调试工作。相对而言，对通信保障人员的操作技能和业务素质要求高。

1.4小型采集车加中型指挥车加中型通信车的三车架构指挥车与通信车分设架构虽顺利解决了大（中）型指通合一单车架构的某些固有不足，但有时也会出现因受不利道路条件影响而使得中型指挥车和中型通信车均无法深入现场的特例现象，此时可增设一辆小型信息采集车与指挥车、通信车配套，形成相互协同的三车架构。小型采集车进入复杂环境下的现场内部深处，获得更加详细的第一手信息，并实时传送通信车，再传到指挥车，以便进一步的指挥决策和处理。三辆组成架构虽有很好的机动灵活性和较强的实用价值，但因需要配置更多的驾驶人员和操作人员，故人力资源投入量较大，也增大了组织协同与运维管理的难度，同时建设三辆车，资金需求量更大。这对人员较少且资金不充裕的应急职能单位来说，不宜采用此架构。

2.车辆选型

车辆类型的选择是装载平台建设方案中最为关键的问题。车辆选型不仅涉及车辆本身,还直接关联到车载应急通信系统的总体设计和产品选型,同时对应急处突的工作效能和工程投资等也有不可低估的影响。

2.1车辆选型原则秉承“立足实战、注重实用、符合实情、保障有力”的设计理念，改变应急车设计选型中“重设备、轻底盘”的不良做法。在满足系统技术要求的前提下（如选用车辆底盘必须是专业厂家成熟的定型产品，且应根据车辆的载荷来确定），宜选用中轴距较小、机动性、通过性及可靠性较高的车型。配重设计时应做到车辆的实际载重量不超过原车最大总质量的80%和载荷在前后轴上分配符合底盘性能要求，车辆侧倾稳定角不小于35度。以避免因系统集成后整车超重或车后部过重而影响车辆行驶的平稳性或爬坡能力。切忌不得单纯突出强调舒适性或外观美观而选择不符合应急要求的车辆作为装载平台的载体。

1系统结构设计

应急指挥车实现地震现场指挥部现场信息汇集与共享、地震灾情的动态评估和修正、辅助决策建议的及时生成、现场资源的调度和管理。在地震现场网络基础平台的支撑下，通过现场系统终端和指挥平台中的终端接口，实现现场队伍信息的及时汇集、分析与调度指挥，并通过地震现场通信系统实现前方指挥部与现场工作人员、国家指挥部、区域指挥部的不同应用系统之间的数据信息的共享和流转［2］。移动应急系统设计兼容性好，安全保护措施齐全，可靠性高，环境适应能力强，有较强的扩容能力。

1．1设计原则应急性:地震发生后，车辆可搭载应急人员在第一时间内赶赴地震现场，迅速建立起现场与指挥中心的通信链路;可靠性:以卫星通信和3G网络为主，辅以其它通信方式，确保在任何情况下地震现场都能与江苏指挥大厅通信顺畅;实时性:除卫星通信传输时间稍长外，3G网络和单兵视频系统延时小，可实时地将地震现场的灾情情况、图像、语音传回到江苏指挥大厅;灵活性:因地震发生的时间和地点不可预测，故若江苏发生破坏性地震时，指挥车可不受地震发生的时间和地点限制，随时可以在地震现场建立与江苏指挥大厅间的通信;可扩展性:随着信息技术的发展，通信方式和种类也愈加丰富，指挥车预留了一些接口，在不影响整体结构的前提下，可进行指挥车系统功能的增加，可以有效地提升指挥车综合性能。

1．2系统结构根据上述原则，设计的系统连接框图如图2所示。

2系统功能设计

2．1通信网络为了确保地震现场的图像和灾害信息快速稳定地传输到江苏局指挥大厅，应急指挥车通信系统采用3G网络和无线局域网相结合方式，辅以应急通信车的卫星通信系统。地震应急通信网络主要包括:利用亚洲四号卫星或者联通3G网络，实现应急指挥车与中国地震局以及江苏省地震局的音视频、地震现场数据快速传输，打破了原有只能通过卫星传输单一局限，丰富了地震应急通信方式。同时，在指挥车内配有建伍牌车载对讲机，现场工作人员可以通过建伍牌无线对讲机与车内人员联系。另外，指挥车与通讯车采用双绞线相连，可使指挥车通过卫星通信系统与外界联系。在指挥车不能到达的地震灾害现场，可以通过救援人员带上背负式单兵系统，把实时灾害图像传回到指挥车内供专家分析和研判［3］。应急通信系统采用3G网络和无线局域网相结合方式，辅以应急通信车的卫星通信系统。在真实地震现场、大型综合地震应急演练需要传输大流量业务数据时，指挥车和通讯车相连启用卫星通信系统，而在其它不需要传输大流量业务时，数据通信采用3G网络，做到通信方式选择的多样化，如图3所示。

2．2视频会议与会商系统视频会议系统是地震现场与江苏指挥中心之间进行远程视频会商、处置决策的重要桥梁。江苏指挥车配备上海灵银电子有限公司生产的丽视LifeSizeExpress220视频会议系统，可以通过3G网络或者卫星通信系统与指挥大厅进行音视频实时互连。在指挥车内安装两台上海仙视GoodViewM32S132寸液晶电视，实现地震现场、指挥中心专家会商视频等信息的大屏幕显示。该系统采用专业音视频终端对视音频信息进行编解码，实现地震现场指挥部与指挥中心进行音视频互连。指挥车上配有四个视频输入源，分别为:一个车外升降杆云台摄像机、一个视频会议自带摄像头、一个车外移动有线远端摄像机以及一套单兵背负视频接入系统。在车内的两台液晶电视上可显示地震现场视频、车载工作站信号、指挥大厅视频、指挥大厅双流、单兵视频等信号。视频会商系统包括音视频切换部分，主要用于完成音视频信号的监视、收看和切换。由大连捷成UNTAV8*8－FL音视频矩阵、UNTVGA8*8－MVRVGA切换器、郎强LKV363AV转HD-MI转换器、LKV－385HDMI转VGA转换器等组成［4］，如图4所示。

2．3语音通信系统语音通信系统主要由世纪网通CNG3000VOIP语音电话、TK－3000无线对讲机、TK－868G车载对讲机、宝丽2050短波电台、百灵达ULTRAZONEZMX8210CROWNXLS402调音台、阿尔派PMX－F640功放以及LH－GB150广播喇叭组成。在地震现场，指挥人员以及现场人员只需带上自己的通信终端即可与指挥车进行语音通信。

1WSN覆盖控制技术研究

无线传感器节点主要部署在矿井巷道和工作面，不考虑巷道的高度和工作面高度的影响，节点部署的问题可简化为线性网络和平面网络的最少节点部署问题。

1．1线性网络在类似线性网络的巷道中感知的数据沿着线性路径汇聚到处于sink节点，因而临近sink的部分节点成为带宽容量和能量的瓶颈。如果节点是均匀的沿线部署，则临近sink的节点由于能量快速消耗而失效，导致网络分割，限制了网络生存周期，解决的方法是优化节点间的放置距离以获得期望的网络生存期。可以在节点初始能量固定的条件下，根据数据传输功率与距离的关系采用适当的放置算法放置节点。设d为发送节点和接受节点间的距离，假设节点沿一直线排列，如图1所示。节点初始能量为E，感知半径为D。若di记为节点i与节点（i＋1）间的距离，节点n为sink。单位时间内，节点在单位面积上产生C单位数据。为保证覆盖，那么对于任意的i都有dilD。

1．2平面网络无线传感器网络以数据为中心，感知数据被逐跳转发至sink。根据平面上各点到sink的不同距离，可以将任务区域划分为多个以sink为中心的同心圆环。显然，处于不同圆环内的节点的任务也不同：最外层的节点只发送自身的感知数据，不转发数据；内层区域节点既发送自身的感知数据又转发外层邻居的数据（如图2所示）。网络的应用场景给定了网络覆盖率和生存期的要求，因而需要考虑部署多少节点才合适，若部署节点过少则不能保证覆盖质量或网络生存期，节点过多则节点费用上升，因此自然地提出了最少节点部署问题。

1．3异构网络的转发连通覆盖异构网络的转发连通覆盖可以表述为在一个给定的异构传感器网络里，如何唤醒尽量少的节点使得任务区域中的每个点都被覆盖，而且活跃节点都是转发连通的，也就是求异构传感器网络的最小转发连通覆盖集问题。当异构传感器网络中只有一个转发节点，而且链路是可靠的，即数据成功发送概率为1时，异构传感器网络的最小转发连通覆盖集问题简化为同构传感器网络的最小连通覆盖集问题，同构传感器网络的最小连通覆盖集问题已被证明是NP－Hard，因而异构传感器网络的最小转发连通覆盖集问题是NP－Hard的。异构传感器网络的最小转发连通覆盖集问题是找出尽量少的传感器节点，既能够覆盖任务区域且又是转发连通的，拟分两个2步骤寻找近似解：（1）唤醒近似最小的覆盖集。（2）构建转发连通的覆盖集。由于覆盖集节点不一定是转发连通的，因而需要加入一些节点以优化覆盖节点的转发路径，最终构成转发连通的覆盖集。

2WSN网络中p－Grid协议设计

在异构网络中，网络节点按簇划分，每个簇有一个高功率簇头节点和低功耗成员节点组成。在簇成员之间通常没有数据传输，在空闲状态不必相互发现对方，因此没有必要总是保持簇成员之间的交集属性。将数据传输看作write操作，将空闲状态的侦听看作read操作，为了节省能量，必须确保读群集和写群集之间的交集不能为空，即write∩write≠，read∩write≠。非对称的群组唤醒调度机制正是基于上述理念，设计出网格群组。一个读群集由网格中的一纵列组成，一个写群集由网格中的一横行组成。为了获得更高的能量节省率和更好的发现延时，设计出基于群组的p－Grid协议。p－Grid是基于群组的属性设计的。每个节点有两种操作模式：侦听模式和探测模式。侦听模式中，通过检查时隙头部是否出现增益电平来判断是否有报文传输；处在探测模式的节点处于唤醒状态，并且发送短的前同步码。每个节点在空闲状态保持侦听模式，需要邻居发现时，探测节点从侦听模式转变为探测模式，接着发送前同步码去探测邻居。当邻居们检测到前同步码，通过反馈REPLY信息来表明它们的存在。在p－Grid中，节点侦听模式中的侦听调度将等同于一个read群集，探测模式中的探测调度等同于一个write群集。由于read∩write≠，一个处于探测模式的节点肯定能够发现处于侦听模式的邻居。在群组周期内，依据读群集和写群集之间的非空交集属性，一个节点必能在有限时间内发现周围的邻居。

3p－Grid仿真结果分析

1研究背景

为实现对应急指挥车运行状态的实时监控，车辆的信息采集是一个重要的研究课题。车辆智能化管理系统能及时、快速、准确地发现和识别车辆系统中的故障及安全隐患，减少甚至避免由于车辆故障或安全问题带来的损失。因此，研究并开发车辆远程智能化管理系统十分必要。车辆远程智能化管理系统通过对车辆控制系统状态、车载设备及车辆位置等信息进行监测，发现车辆故障和安全隐患，达到车辆状态维护的目的。随着各种应急车辆的广泛应用，车辆远程智能化管理系统将发挥更大作用，其监控数据也具有巨大实用价值，还能为车辆的远程诊断提供数据参考。

2系统设计

根据系统需求，应急指挥车辆智能化管理系统分为车载终端系统、数据通信与数据处理系统、监控信息管理系统三部分。其结构如图1所示。车载终端系统主要包括车辆电源、传输终端、天线及终端相关配套设备等，主要负责监测数据采集、传输以及接收来自监控服务中心的请求和应答。数据通信系统主要依靠车辆的卫星通信、2G/3G/4G移动公网通信进行远程数据传输。数据处理系统是车辆智能化管理系统的重要组成部分，它对车载终端采集的车辆信息进行分析和处理。监控信息管理系统位于监控服务中心服务器，是车辆智能化管理系统的核心，一方面对监测数据进行管理，并为系统用户提供数据及车辆控制服务，另一方面通过数据通信和数据处理系统与车载终端系统进行交互。车辆智能化管理系统的监测工作流程是一个闭环过程，车载终端系统、数据通信及数据处理系统之间处于循环交互状态。当用户参与到监控系统中时，客户端浏览器与监控信息管理系统作为系统另一个组成部分参与到整个系统循环中。系统的运行流程如图2所示。车载监控终端和监控服务器同时启动后才能进行车辆的远程监控。系统从车载终端系统的初始化开始，然后系统逐步进行各项处理，处理过程主要包括数据采集、数据传输、数据处理、数据管理等，最终为系统用户提供监控服务。在车辆智能化管理系统中，用户可以通过监控信息管理系统的可视化界面进行车辆的远程监控，监控信息管理系统将用户的操作指令存入系统数据库中。数据处理系统在处理完监控信息后读取该指令，通过数据通信系统将确认信息和控制指令发送给车载终端系统。车载终端系统进行分析，并利用该指令进行车载终端系统的调整。

3工程应用价值

应急车辆智能化管理系统实现了对车辆的实时监测与控制，解决了由于不能实时了解车辆运行状况，发现车辆安全隐患的问题，提高和保证了车辆的运行质量和运行安全。应急车辆远程智能化管理系统是工程应用系统，集成了多种技术和解决方案，包括电子电路技术、数据处理技术、数据通信技术、管理信息系统、地理信息系统、信息安全、服务器技术等。本系统主要面向特种车辆，车辆大部分操作和控制由车辆的控制系统完成。车辆控制系统通过CAN（控制器局域网）总线与车辆的各个模块或车辆组件进行通信。CAN总线技术在汽车工业中的应用使得对车辆详细运行情况进行实时监测成为可能，本系统通过采集CAN总线上的数据实现对车辆运行状况的监测。另外，在车载终端中加入GPS（全球定位系统）模块，监测车辆的行车记录。车辆远程管理系统能为系统用户提供以下主要功能：对车辆进行远程、实时的动态监测，对监测数据进行管理，对监测车辆进行相关控制等。应急车辆远程智能化管理系统的主体为车载监控终端及监控服务中心。车载监控终端负责监控系统的数据采集、数据通信以及指令执行。监控服务中心负责监控系统的数据通信、数据处理以及信息管理与显示等。应急车辆远程智能化管理系统的使用者是车辆监控用户及车辆集成商。监控用户可以直接从系统得到车辆运行状况，为车辆进行有目的、节约成本的维护，保证车辆在需要工作时能始终处于良好的运行状态。车辆集成商从监控系统的统计数据中可以获得车辆的运行质量及车辆内部系统潜在的设计缺陷，这些信息将为车辆设计的改进提供重要参考，同时也为发展目标客户提供数据支持。

4结束语

本文简单论述了应急车辆智能管理信息系统的初步结构和基本功能，具体实现还有待于进一步研究。无论在国外还是国内，对信息技术的日益重视和各相关部门的支持，使得在车辆定位导航这一基础上扩展的应急车辆远程智能化管理信息系统得到迅速发展，今后必将广泛应用于相关领域。