农业领域设计的应急通信指挥方案。农业应急场景(如洪涝、干旱、蝗灾、极端天气、重大动植物疫情等)具有地域广阔、网络覆盖差、用户分散、现场环境复杂等特点,因此对通信指挥系统的要求与城市环境截然不同。
农业应急通信核心要解决 “最后一公里” 和 “最后一段路” 的通信问题,确保在常规通信设施(光纤、基站)中断或薄弱的条件下,仍能建立可靠的指挥调度通道。
通信覆盖需求:覆盖农田、大棚、山区、水域等广阔且信号盲区多的区域。
业务需求:
语音通信:救援队伍、指挥中心、现场人员间的集群对讲与电话互通。
视频回传:现场灾情(作物倒伏、病虫害、水位)视频实时回传指挥中心。
数据交互:上报疫情数据、调度农机位置信息、发送预警信息。
位置服务:实时掌握人员(农技员、救援队)和车辆(农机、救援车)位置。
环境需求:设备需防水、防尘、防腐蚀,适应户外恶劣环境。
机动性需求:系统需具备快速部署能力,能跟随指挥车前移或通过便携设备深入一线。
平战结合:平时用于日常农业生产调度、农情信息采集,战时快速转为应急模式。
公专互补:综合利用公网(4G/5G)和专网(自组网、卫星)等多种技术,确保通信永远在线。
天地一体:构建“天空地”一体化通信网络,综合利用卫星、空中(无人机)、地面多种手段。
灵活组网:采用模块化设计,支持固定、车载、便携、单兵等多种部署形态。
简单易用:操作界面简洁,方便农业技术人员和基层工作人员快速上手。
该系统采用分层架构,确保在任何情况下都能找到可用的通信路径。
1. 指挥中心层(大脑)
核心平台:应急指挥调度软件平台(含GIS、视频监控、融合通信等功能)。
通信网关:融合通信服务器,实现不同网络(卫星电话、无线专网、公网)间的互联互通。
显示系统:大屏用于显示灾情态势、资源分布、现场视频。
2. 网络传输层(血脉)
公网:优先利用覆盖区域的4G/5G网络,成本低、速率高。
卫星通信:作为保底手段,在公网完全中断时使用。
卫星电话:用于关键语音通信。
卫星宽带:用于临时建立前线指挥所的网络连接,回传关键数据和小带宽视频。
自建专网:核心覆盖手段,在事发区域快速搭建局部专网。
宽带自组网(MESH):支持多跳中继,视频、语音、数据一体传输。可通过车载站、便携站、无人机机载站灵活部署,快速延伸网络覆盖。
窄带数字集群(PDT/DMR):解决大范围语音对讲需求,覆盖距离远,终端功耗低。
空中中继平台:
系留无人机:搭载通信基站(公网微站/专网MESH节点),升空100米,可持续悬停数小时,有效扩大覆盖范围5-10公里。
无人机(UAV):搭载小型MESH节点或4G基站,进行灵活侦察和中继。
3. 感知与应用层(手脚)
前端设备:
手持智能终端:防爆智能对讲机,支持专网对讲、公网对讲、GPS定位、视频回传(Android系统)。
单兵图传设备:便携式MESH视频终端或4G布控球,用于现场高清视频回传。
农机/车辆终端:安装车载MESH电台或GPS定位终端,实现车辆调度和管理。
物联网传感器:水位、土壤墒情、气象等传感器,自动上报数据。
灾情上报:
农技员或农户通过智能手机APP或专用终端,利用公网(首选) 或 卫星(公网中断时) 上报灾情文字、图片、位置信息至指挥中心。
队伍出动与通信组网:
指挥中心派出的救援/勘察车队搭载车载MESH基站和系留无人机系统赶赴现场。
沿途车队内部通过车载MESH和集群对讲保持通信。
到达现场后,系留无人机迅速升空,搭载的基站为方圆数公里范围内提供稳定的Wi-Fi或专网信号覆盖。
现场指挥与信息回传:
现场救援人员佩戴手持智能终端,在无人机提供的网络覆盖下,将现场视频、语音、数据回传至指挥车和后方指挥中心。
指挥车作为前线指挥部,通过卫星宽带链路与后方指挥中心保持高清视频会商和数据交互。
信息发布与调度:
指挥中心通过平台分析灾情,通过集群短信、APP推送、应急广播等方式,向受影响区域的农户发布预警信息和救灾指导。
通过GIS地图可视化调度附近的农机、物资、人员前往支援。
类别 | 设备名称 | 功能描述 | 应用场景 |
---|---|---|---|
指挥中心 | 应急指挥调度平台软件 | 核心大脑,实现融合通信、GIS地图、视频调度 | 固定指挥中心 |
融合通信网关 | 实现不同制式通信系统的互联互通 | 固定指挥中心 | |
网络覆盖 | 系留无人机空中基站 | 核心装备,搭载4G微基站或MESH节点,持久提供网络覆盖 | 快速建立现场区域通信覆盖 |
宽带自组网(MESH)设备 | 支持多跳中继,传输视频、语音、数据 | 车载、便携、固定站部署 | |
便携式卫星宽带站 | 快速建立前线指挥所与后方的卫星通信链路 | 公网完全中断的地区 | |
数字集群基站(PDT/DMR) | 实现大范围语音集群对讲 | 广域语音调度 | |
终端设备 | 防爆智能终端/对讲机 | 主力终端,支持专网/公网对讲、视频回传、定位、Android应用 | 一线人员手持 |
卫星电话 | 保底语音通信 | 极端环境下关键通信 | |
单兵图传设备 | 专业高清视频回传 | 专家远程研判灾情 | |
车载终端 | 集成MESH、GPS、视频监控 | 安装在指挥车、农机车上 | |
感知设备 | 无人机(多旋翼/固定翼) | 空中侦察、监测、中继、投送 | 灾情勘察、农药喷洒(平时) |
物联网传感器 | 采集土壤、气象、水文数据 | 自动化数据上报 |
分期建设:
一期:建设指挥中心平台,配备基础手持终端和车载终端,主要依托公网和商用卫星电话服务。
二期:采购系留无人机系统和宽带自组网设备,形成快速机动部署能力。
三期:扩展物联网传感器网络,深化数据分析与预警能力。
演练与培训:定期开展应急通信演练,让各级人员熟悉在不同断网场景下如何选择和使用正确的通信设备。
合作与共享:与当地电信运营商建立应急合作机制,必要时可请求运营商派出应急通信车(Cellular on Wheels, COW)增强特定区域的公网信号。
总结:本方案的核心思路是不依赖于任何单一网络,通过公网、专网、卫星网的融合,以及地面与空中平台的结合,构建一张弹性、可靠、随需而动的通信网络,彻底解决农业应急场景下的“通信盲、指挥乱”难题,为农业安全生产和防灾减灾提供坚强保障。