關(guān)于重特大災害消防應急通信技術(shù)的分析

徐　彬（福建省公安消防總隊信息通信處，福建福州350003）

關(guān)于重特大災害消防應急通信技術(shù)的分析

徐彬（福建省公安消防總隊信息通信處，福建福州350003）

消防應急通信在重特大災害的應急搶險中具有重要作用，建立高效、完善的消防應急系統(tǒng)對提高消防部隊的反應速度及救援效率具有重要意義，也是消防部隊指揮部門實現(xiàn)災害現(xiàn)場全面指揮調(diào)度的保障?；诖?，本文主要對我國重特大災害消防應急通信的現(xiàn)狀進行分析，并詳細介紹了我國重特大災害消防應急通信的相關(guān)技術(shù)，僅供參考。

重特大災害；消防部隊；應急通信技術(shù)

1　引言

重特大災害的發(fā)生直接會導致常規(guī)公眾通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的損壞，因此，建立消防應急通信網(wǎng)絡(luò)對保障消防工作的順利開展具有重要意義。但由于災害事件的發(fā)生具有一定的不確定性，無法準確的確定其對系統(tǒng)所需的通信容量及能力，這種情況下，就需要專業(yè)的應急通信技術(shù)來為通信網(wǎng)絡(luò)的正常運行提供保障。目前，重特大災害消防應急通信的基本通訊手段是衛(wèi)星通訊，其它通訊手段作為輔助，主要目的在于建立一個可行有效的消防應急通信技術(shù)體系，在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的無線應急通訊網(wǎng)絡(luò)及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為災情及消防信息的傳遞提供有力保障。

2　我國重特大災害消防應急通信的現(xiàn)狀

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國消防應急通信技術(shù)水平在不斷提升，但在一次次災害實踐中發(fā)現(xiàn)消防應急通信技術(shù)仍存在諸多不足之處，具體表現(xiàn)為：①所建設(shè)的基本通信網(wǎng)絡(luò)缺乏一定的專業(yè)性和指導性；②短距離災區(qū)的具體報道信息無法及時傳遞；③由于各個地區(qū)經(jīng)濟及科技發(fā)展存在一定差異，導致各地消防部門所使用的通信設(shè)備及系統(tǒng)也各不相同，在信息傳遞及交流上存在一定的滯后性。上述不足不利于建立完善的消防應急通信體系，限制了信息之間的傳遞和交流，不利于災區(qū)救援工作的開展。目前，消防應急通信常用的網(wǎng)絡(luò)為消防通信網(wǎng)，一般將其分為三級，消防一級無線通信網(wǎng)主要為消防部門的800MHz集群網(wǎng)和350MHz的公安集群網(wǎng)，當前一級網(wǎng)的覆蓋率可達80%；消防二級無線通信網(wǎng)由各指揮員的車載臺或手持臺組成，頻率多為350MHz；消防三級無線網(wǎng)由后方指揮員的手持臺或頭盔臺組成，使用頻率主要是350MHz。短波電臺通信網(wǎng)和衛(wèi)星電話通信網(wǎng)是應急通信網(wǎng)的重要組成部分，但由于全國各地消防部門裝備及技術(shù)體制不統(tǒng)一，無法構(gòu)建全國統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)進行正常通信。

3　重特大災害消防應急通信框架設(shè)計

按照“快速反應、機動靈活、指揮高效、通信暢通”的總體要求，在常規(guī)消防通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建以衛(wèi)星通信專網(wǎng)為主，公用衛(wèi)星電話、短波設(shè)備、超短波電臺等為輔的消防部隊重特大災害應急通信系統(tǒng)，通過多種通信手段保證消防部隊在任何時間、任何地點的指揮通信是暢通的，從而解決跨區(qū)域、長距離、大范圍，特別是公網(wǎng)通信癱瘓情況下的重特大災害應急救援通信網(wǎng)絡(luò)。

3.1構(gòu)建重特大災害消防衛(wèi)星通信專網(wǎng)

衛(wèi)星通信設(shè)備造價高，技術(shù)使用管理要求人員素質(zhì)較高，日常使用幾率少，不易在部隊普遍配備，因此，將衛(wèi)星通信專網(wǎng)定位在主要承擔重特大災害通信保障方面，在技術(shù)體制上宜采用適合于應急救援需要的、可隨機動態(tài)快速組建現(xiàn)場指揮網(wǎng)的動態(tài)SCPC技術(shù)；在獲取信道資源上宜采取長期租用和臨時租用相結(jié)合的方式，有利于降低運行費用；在設(shè)備構(gòu)成上，公安部消防局建立網(wǎng)管中心站和“動中通”車載站，各國家陸地搜尋與救護基地配置一定數(shù)量的“動中通”衛(wèi)星車載站和便攜站，各總隊配置衛(wèi)星地面站，構(gòu)建通信子網(wǎng)管理控制本地衛(wèi)星站，并選擇較大支隊配置一定數(shù)量的“動中通”衛(wèi)星車載站和便攜站，通過配置“動中通”衛(wèi)星車載站保證動態(tài)指揮的需要，通過配置便攜站保證道路毀壞情況下機動指揮的需要。

3.2建設(shè)公用衛(wèi)星電話通信網(wǎng)公用衛(wèi)星電話

按照常態(tài)通信的設(shè)計思路可在全國總隊、支隊大量配備使用。由于公用衛(wèi)星電話分為車載式和便攜式兩種類型，分別服務于分隊機動通信、部隊行進時通信，公安部消防局、總隊、支隊宜分別配置一定數(shù)量的車載式和便攜式衛(wèi)星電話；國家各陸地搜尋與救護基地分別配置兩套具備電話、數(shù)據(jù)及圖文傳輸功能的便攜式衛(wèi)星通信終端，保證構(gòu)建公安部消防局、總隊及戰(zhàn)區(qū)的指揮命令傳輸網(wǎng)，解決長距離話音通信和指揮命令下達的問題。

3.3完善消防超短波通信網(wǎng)

超短波通信是消防部隊常態(tài)通信的主要手段，也是應急救援非常態(tài)時部隊短距離作戰(zhàn)指揮的通信手段，需要增加使用頻率和配備數(shù)量，制定簡單、有效的通話規(guī)則，可有效解決現(xiàn)場指揮問題。

3.4建設(shè)消防短波無線通信網(wǎng)

短波通信由于設(shè)備較貴，天氣對設(shè)備影響較大，對操作人員素質(zhì)的要求高，不宜在部隊大量配備。按照非常態(tài)通信的設(shè)計思路，可在國家陸地搜尋與救護基地和消防總隊少量配備，解決消防部隊遠距離指揮的通信聯(lián)絡(luò)問題。

3.5建設(shè)移動消防指揮中心

目前，消防部隊缺少具有管理控制、決策指揮現(xiàn)場部隊的移動通信指揮中心，應加快其建設(shè)和完善的步伐。按照常態(tài)通信的設(shè)計思路，公安部消防局、總隊、支隊要至少配備1輛移動消防指揮中心，構(gòu)建以車輛為載體，集成各類應急通信裝備，實現(xiàn)在災害現(xiàn)場的通信組網(wǎng)、指揮調(diào)度、情報信息支持等應急機動指揮通信功能，解決現(xiàn)場眾多通信裝備的管理控制、作戰(zhàn)部隊的精確指揮等問題。

4　重特大災害消防應急通信技術(shù)

4.1無線同頻同播系統(tǒng)

目前，建立無線同頻同播網(wǎng)是消防無線通信一種發(fā)展前景較好的模式，同頻同播網(wǎng)指在同一個地區(qū)內(nèi)布設(shè)多個同頻中轉(zhuǎn)臺，擴大無線通信網(wǎng)的覆蓋范圍，保障覆蓋區(qū)通訊的可靠性。

如圖1所示為無線鏈路同頻同播網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。當移動臺A發(fā)出呼叫時，若同播站1和2同時收到此信號，系統(tǒng)同時對同播站1、2的信號進行處理，并自動對優(yōu)劣信號進行選擇，確定主發(fā)同播站，在同播主站收到的移動臺信號傳輸?shù)酵ブ行暮?，同播中心在對該信號處理后發(fā)向各同播站，各同播站收到中心的信號，再進行精確處理，并確定轉(zhuǎn)發(fā)時間，然后轉(zhuǎn)發(fā)到移動臺，實現(xiàn)同播。

圖1　無線同頻同播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在消防應急通信應用中，多基站同播可實現(xiàn)多方位覆蓋，移動臺所處位置可能受到一方及多方的阻礙，也包括其它方向基站信號的射入，這種情況下，移動臺也可獲得良好的通信效果。因此，該系統(tǒng)可以最大限度地滿足消防通信大面積覆蓋的要求，同時也有效解決了消防通信的無線盲區(qū)問題。

4.2VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)

VSAT即為甚小口徑終端，由于VSAT系統(tǒng)天線口徑小、成本低、組網(wǎng)靈活、可以構(gòu)成端對端的獨立通信網(wǎng)，也可以與蜂窩通信網(wǎng)、集群通信網(wǎng)結(jié)合組成大型的聯(lián)合通信網(wǎng)。VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)主要由主站、VSAT小站和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器組成。主站和小站通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，由于主站采用大口徑天線且發(fā)射功率大，因此主站發(fā)射的EIPIP高，且接收系統(tǒng)的C/T值大，而小天線口徑小、發(fā)射功率小，因此小站發(fā)射的EIPIP低，且接收系統(tǒng)的C/T值小，這種情況下，小站和大戰(zhàn)之間就能通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進行互通，且要經(jīng)過小站-衛(wèi)星-主站-衛(wèi)星-小站的“雙跳”過程，才能實現(xiàn)互通。

VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)地球站設(shè)備簡單、體積小、造價低、可互操作性好、可使采用不同標準的用戶跨越不同地面網(wǎng)而在同一個VSAT衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)進行通信；VSAT可以支持多種業(yè)務，如數(shù)據(jù)、話音、圖文傳真、實時圖像等，通信速率高，可實現(xiàn)雙向非對稱傳輸；VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)組網(wǎng)靈活方便，由于網(wǎng)絡(luò)部件模塊化，便于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，易于適應業(yè)務量的變化；在地形復雜、地面通信覆蓋差的處置地點，衛(wèi)星通信可以確保通信連接的可靠性，且路由靈活，使用方便。VSAT通信應用原理的示意圖見圖2。

4.3通信

3G，即第三代移動通信技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術(shù)。3G通信技術(shù)的主要特征是提供高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)無線漫游，并且可以進行視頻流、圖像、音樂等各種媒體形式的處理，提供電話視頻會議、電子商務、網(wǎng)頁瀏覽等多種信息服務。

圖2　V S A T通信應用原理的框架圖

3G通信技術(shù)在消防中應用，首先在于組建3G單兵圖傳系統(tǒng)。3G單兵無線圖傳系統(tǒng)，是利用3G技術(shù)進行視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng)，主要采用了目前國內(nèi)先進的視頻壓縮算法H. 264、流媒體視頻壓縮技術(shù)，將3G數(shù)據(jù)通信和數(shù)字視頻壓縮編解碼技術(shù)進行整合，系統(tǒng)拓撲圖如圖3所示。

圖3　單兵圖傳系統(tǒng)拓撲圖

該系統(tǒng)由3G單兵、3G網(wǎng)絡(luò)和接收端三部分組成。3G單兵通過攜帶的設(shè)備把采集到的現(xiàn)場火災音視頻信息經(jīng)過視頻壓縮編碼模塊壓縮，再通過無線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，且3G網(wǎng)絡(luò)會將收到的數(shù)據(jù)進行加密、編碼發(fā)送到現(xiàn)場移動通信指揮車和消防指揮中心，現(xiàn)場移動通信指揮車和消防指揮中心再進行解碼、解密，從而對接收到的信息進行判斷處理，做出決策，再通過3G網(wǎng)絡(luò)將命令下達到3G單兵，從而實現(xiàn)滅火現(xiàn)場的智能化。

5　結(jié)語

在重特大災害救援過程中，應構(gòu)建統(tǒng)一高效的消防應急通信體系，靈活使用無線通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)信息通信技術(shù)以保障消防應急通信的暢通，提升消防系統(tǒng)的整體工作能力和效率，以此來保障救援工作的順利進行。

[1]李 成.基于重特大災害事故消防應急通信技術(shù)的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2014（11）：47.

[2]余德麒.論重特大災害消防應急通信技術(shù)[J].通訊世界，2016（5）：95.

[3]趙天宇.淺析消防部隊重特大災害應急通信保障工作的現(xiàn)狀及對策[J].中國科技縱橫，2016（8）：59.

TN914

A

2095-2066（2016）31-0270-02

2016-10-23

徐 彬（1978-），男，助理工程師，大學本科。