Azalea高速公路应急通信解决方案

Azalea（阿德利亚）高速公路应急通信系统解决方案伴随中国高速公路基础道路设施的系统化，其信息化指挥和控制系统设施逐渐成为高速公路综合系统的一个基础部分。高速公路作为生活和生产的交通动脉，道路的随时畅通和无事故运行是管理部门最为关切的问题，也是社会普遍关注的问题。试想，一个事故频发的高速公路，一个一旦出现事故就长时间瘫痪甚至全面瘫痪的高速公路，如何作为交通的动脉？所以说高速公路无小事！一个能够快速响应和灵活部署的通信系统成为迫切的需要和手段，来保障高速公路的畅通和安全运行。本文档通过高速公路应急通信系统的基本描述，结合Azalea(阿德利亚)网状无线网络技术，构建高速公路应急通信系统。高速公路应急通信对系统解决方案的挑战高速公路与一般的公路相比较起来，其突出优势在于一个“快”字，因为路好、全封闭、专供机动车辆高速行驶，所以在高速公路上行驶的车辆其车速比一般公路上的都要快得多。然而也正因为这个“快”字，而形成了“高速公路无小事”这另一现象特征。在高速公路上要么不出事而已，一旦发生事故，其后果和影响往往都是比较严重的，所以高速公路的管理必然是一个重中之中的工作。高速公路的管理涉及路政、排障、养护、收费、监控等多个方面，其中路政、排障和养护等方面由于时间和地点的不固定，以及部分省份对于公路管理按照路段来划分，在某些情况下，就可能会出现待处理现场地点和处理事件负责主体在空间距离上的不对称。由于待处理事件的突发性和地点的不固定性，应急通信系统必须可以快速灵活的部署，将地域的限制尽可能减到最小，同时系统必须可以方便的和高速公路已有的信息系统对接，通过已有高速公路信息系统的链路和控制平台，来进行统一的管理和操作，做到真正的远程监控，远程处理，统一指挥，统一调度。高速公路信息系统的现状和对应急通信系统的要求高速公路信息系统目前已经形成了非常完善的基础链路，大部分收费站已经可以通过埋设在高速公路下的光纤链路将监控视频图像、联网收费和车辆情况等数字化信息，通过IP网络直接传送到控制管理中心，已有信息系统的管理控制平台也应遵循这一标准。但是对于突发事件处理而言，突发地点不确定，不通过无线解决方案，就无法将现场视频与后方共享。应急通信系统必须承担所有应急处理信息的传递，如图像和语音信息，以及其他的设备操控数据等，所以应急通信系统必须提供高带宽并且保证应用的实时性。应急通信系统在和高速公路已有的信息系统通过IP网络对接之后，对于应急通信系统的管理和维护也将成为一个很大的问题，如何通过已有的管理平台来平滑无缝的对接和管理应急系统，并可以集中管理，是衡量一个应急系统非常重要的参量！Azalea(阿德利亚)高速公路应急通信系统解决方案---Overview高速公路的应急事件处理中，经常需要处理很多复杂的现场事件，如：1.混乱的事故现场2.交通拥堵的疏导3.医疗资源的协调4.抢险工程人员的协调5.其他……如此多的事件和资源在一个很短的时间内需要协调安排好，通过一个应急通信系统来解决，势必对应急通信系统提出非常高的要求，下图是对一个应急通信系统的简单描述：高速公路的特殊环境和事件处理的特殊要求决定了应急通信系统方案的独特性，如高带宽，高实时应用需求，系统必须可以灵活部署，灵活移动等！AzaleaNetworks(阿德利亚)是业界领先的无线网络设备制造商和解决方案提供商，将最先进的技术和方案引入中国，服务于中国的用户。Azalea全线系列产品Azalea网状无线解决方案，采用标准的802.11协议技术，兼容所有标准的无线Wi-Fi终端，提供一般无线网络所无法达到的高带宽，单载频最高物理层带宽可以达到54Mbps，并在此基础上，通过在无线网状路由器MSR上的灵活控制，将安全性，业务的控制和保障能力QoS，一般无线网桥所无法提供的高速上行链路和链路冗余，远距离传输能力，网络的自动发现和维护，接入点的高速移动支持等先进技术引入整体的方案中，同时提供集中，远程的调整和控制管理平台。整套的产品解决方案为高速公路的应急通信系统提供良好而完善的基础通信网络，管理部门可以快速，灵活的部署应急通信系统，将应急通信系统无缝接入到原有的高速公路信息系统中，而原有系统只需要做很小的调整，甚至是零调整，就可以建设具有远程实时监控，远程控制，联合调度和协调的应急处理系统或者联合高速公路应急事件调度中心。Azalea高速公路应急通信系统解决方案融合高速公路原有的光纤网络，通过逻辑上的划分，解决方案将高带宽的现场无线覆盖，远距离传输和调度指挥有机的结合在一起。在待处理事件发生地点，通过车载网状无线路由器，将现场实时图像等信息，以无线的方式将信息逐跳传送到有固定高速公路信息网络的接入点，指挥调度中心通过高速公路信息系统专网，接受现场信息，并以此来做判断，指挥，调度和协调！由于现场处理过程中，需要将现场图像传送到指挥处理中心，指挥处理中心也需要通过应急通信系统发布指挥和调度的语音和数据命令。高速公路应急事件处理对于通信系统有着非常独特的要求，如：应急通信系统必须可以非常灵活的部署，以应对事件的突发性由于事件处理过程中交互信息非常的多，所以对带宽的要求很高必须支持较长距离的信息传输，同时保证高带宽支持大部分的通信终端，以降低应急通信系统对于终端的局限性应急通信系统必须解决上述的问题，才可以真正的保证应急事件的完善而快速的处理。Azalea(阿德利亚)高速公路应急通信系统解决方案---BenefitsAzaleaNetworks(阿德利亚)长期专注于无线网状网的前沿技术研究和开发，无线网状网解决方案遵循IEEE802.11体系标准，同时将多项领先的专利技术融入到网络中，使阿德利亚无线网状网解决方案具有独特的技术特点和普遍兼容性。灵活快速的部署能力，以应对事件的突发性通过高速公路两边的网状网络，实现远距离传输，由于高速公路的环境变化比较大，网络的建设过程中需要尽可能的实现远距离和易安装，以减少整体成本，下表是经常采用的安装和取电方式：安装方式取电方式电线杆就近民用或工业用电，太阳能电源路灯杆直接路灯电源，太阳能电源墙体立杆就近民用或工业用电，太阳能电源车载系统车载电源单独立杆就近取电或者太阳能电源偏僻地区独立架设就近取电或者太阳能电源同时方案中采用的网状无线网络技术，相比于一般的无线网络，可以提供更好的后续扩展能力，比如随着高速公路建设里程的增加，只需要做非常简单的部署，不需要对原有的网络做任何物理改动，这也从另外一个角度来降低用户的方案整体拥有成本。有别于一般无线的网络，提供应急事件处理所需要的通信带宽应急通信系统中，由于现场实时视频图像对于带宽的要求非常高，尤其是在一些对图像质量要求较高的场景（一般一路视频的应用层带宽都在512kbps–2Mbps，个别可能达到8Mbps），一般的无线网络技术无法满足如此高的带宽要求，Azalea（阿德利亚）网状无线网络方案在Mesh网络路由器中采用多载频设计，可以提供2*54Mbps到4*54Mbps的最高物理带宽。由于无线介质的特殊性，Azalea无线路由器MSR提供的带宽随着现场环境的变化，自动采用不同的无线调制方式和跳频，分时复用技术，保证网络的有效带宽长距离的传输能力，面队突发事件地点的随机性对通信系统的挑战，同时保证有效的带宽由于应急事件的处理过程中，对于应用的实时性要求，而由于IP网络所采用的Best-Effort的设计思想，一般网络无法真正做到应用的带宽管理和质量保证。Azalea网状无线网络方案中，将多种队列调度算法，应用分类等技术融入到整体方案中，以此来保证应急通信系统应用对高实时性的要求。Azalea无线网状网产品采用多无线模块（Radio）设计，支持最少两个Radio，最多四Radio的硬件设计，多Radio系统较单Radio系统有明显的优势：单Radio系统仅有的一个Radio同时提供覆盖接入和回程传输，身兼两职，共享带宽，无法保证应用带宽。而采用多Radio的设计，在充分的硬件资源保证下，可使用1个或多个Radio单独完成覆盖，保证高速接入。同时，可使用1个或多个Radio单独完成回程传输，不同Radio各施其职。同时，通过对每个Radio的单独配置，使之分别工作在2.4GHz和5GHz频段的不同信道，有效降低共有频段的干扰，极大提升网络带宽。在上行的链路方面，一般的无线网络技术，远距离传输过程中，很难达到实时视频传输所要求的带宽，或者传输距离过短，并且在多跳的环境下，带宽的消耗非常严重！Azalea网状无线网络方案中，由于采用多载频设计，三层互连和射频管理等多项专利技术，保证多跳环境下最小的带宽消耗，并克服了无线干扰所导致的带宽抖动(jitter)，链路不稳等技术难点。支持大部分的通信终端，以降低应急通信系统对于终端的局限性Azalea高速公路解决方案采用标准的无线局域网技术，这一技术被越来越多的通信终端所遵守和采纳，如网络摄像机，Wi-Fi电话，一般的无线笔记本电脑等。通过这一标准的技术，通信系统可以保证所有标准的无线终端直接接入系统，使系统对于终端的限制降到最低。完善的安全和接入认证机制，保证系统的专用性由于应急通信系统一般不是作为基础网络设施来进行管理和维护，而且应急通信网络的临时部署和分散部署等特点，给维护管理工作造成了很大的困难，如果经常性的以人工或者分散的方式来做日常的维护工作，对于人力资源和费用都容易造成非常大的开销，无形中就加重了方案的总体拥有成本(TCO)，Azalea网状无线网络方案通过标准的设备管理协议，以及完整的管理方案，给用户提供完整，详细和集中的管理，真正地从用户的角度来保护用户投资。由于高速公路的应急通信系统，一般都是和高速公路的管理系统一起作为专有网络来做管理和使用，这就对一个基于无线介质的网络提出了非常高的接入控制和安全要求。Azalea网状无线网络将802.11i体系引入到整体方案中，同时支持多种扩展认证和加密技术，使一个以广播为基础的开放网络改造成为只对指定的用户和应用开放的专网，很好的和高速公路管理信息系统融合，形成一个整体而安全的网络。管理简单高技术低门槛设备配置方式多样，对于初级用户，可通过直观、易用的全中文Web管理界面对设备进行配置和管理；对于高级用户，可通过命令行进行各项参数的微调。阿德利亚公司还可提供功能强大的无线网络管理系统，支持：i.实时监控网络状态ii.及时发现网络故障iii.故障告警iv.远程设备配置v.远程批量系统升级Azalea（阿德利亚）高速公路典型案例分析---某高速公路应急通信系统为什么需要建设该无线应急通信系统高速公路与一般公路相比，具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为此，在高速公路上部署全程的监控系统必不可少。监控系统可实施交通流量和交通运行监视；对关键点进行气象检测；对关键路段实施交通适时控制；及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。设计方案及原则对高速公路进行实时视频监控主要面临以下三大问题：1．现有光纤资源不方便利用；2．监控点多，分布地域广；3．固定点监控，灵活度低，不能满足突发事件，应急通信要求；本方案针对此高速公路实际情况进行设计。该路段基本情况如下：1.两端收费站可提供有线接入2.全路段路线较直，基本没有高山和山洞等复杂地理环境3.要求14个固定点监控摄像头对主要路段进行日常监控4.要求全路段覆盖，满足通信路政车应急视频回传需求无线网络视频监控系统由主要由三部分组成：前端设备、无线传输网络和监控中心。高速公路视频监控基础网络采用阿德利亚室外无线路由器MSR4000和MSR2000混合搭建。考虑到两端收费站可以接入有线系统，为减少无线回传跳数，减少系统延时，特采用中间分段，向两边延伸，最后分别进入有线系统的组网方式。在2个收费站和中间分段处的两台设备采用MSR2000，其余地方使用MSR4000，如上图。本方案将高速公路应急通信场景中对于：1．在多跳网络中保证带宽最小的消耗2．接入网络的高带宽3．易