淺析消防救援災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)集群衛(wèi)星通信一體化應(yīng)用

寧宇

文章主要結(jié)合目前消防救援隊(duì)伍在處置地質(zhì)及特殊災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的通信現(xiàn)狀，依托目前通信技術(shù)的發(fā)展及融合，將內(nèi)部集群通信與衛(wèi)星通信結(jié)合，建立完善可用的現(xiàn)場(chǎng)通信保障體系。

一、背景

我國地廣遼闊，近年來破壞性重大地質(zhì)災(zāi)害相繼發(fā)生，如地震、水災(zāi)等，對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施造成了嚴(yán)重的破壞，給搶險(xiǎn)救災(zāi)工作帶來了很大的困難。我國的森林、沙漠、海域面積大，無線通信網(wǎng)絡(luò)不能全部覆蓋這些區(qū)域，而這些區(qū)域經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性緊急事件，而在這些區(qū)域組織營救時(shí)經(jīng)常因通信不暢，導(dǎo)致救援任務(wù)困難重重。

隨著武警消防部隊(duì)轉(zhuǎn)隸改革，當(dāng)前面臨的任務(wù)發(fā)生了較大變化，尤其是特殊地質(zhì)災(zāi)害的救援處置，在重大地質(zhì)災(zāi)害的處置過程中，應(yīng)急通信指揮作為指揮調(diào)度的千里眼順風(fēng)耳，快速準(zhǔn)確不間斷的指令及各類信息傳遞尤為重要。當(dāng)前在救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，主要是依靠衛(wèi)星通信加短距離對(duì)講通信為主。衛(wèi)星通信主要負(fù)責(zé)和災(zāi)區(qū)內(nèi)外指揮中心進(jìn)行電話溝通、視頻會(huì)議等，短距離對(duì)講主要是救災(zāi)單位原先配備的350M專網(wǎng)等對(duì)講機(jī)，讓災(zāi)區(qū)臨時(shí)指揮中心和現(xiàn)場(chǎng)救災(zāi)人員進(jìn)行短距離調(diào)度通信。當(dāng)前這種模式，雖說可以讓災(zāi)區(qū)外和災(zāi)區(qū)內(nèi)的人員進(jìn)行調(diào)度通信，但也同樣存在一些無法解決的情況，比如災(zāi)區(qū)外指揮人員想和現(xiàn)場(chǎng)救援人員進(jìn)行通信調(diào)度，必須通過災(zāi)區(qū)臨時(shí)指揮中心人員進(jìn)行轉(zhuǎn)達(dá)，無法做到整體調(diào)度，而且受制于短距離對(duì)講通信距離限制，經(jīng)常會(huì)發(fā)生救災(zāi)人員聯(lián)系不上臨時(shí)指揮中心，臨時(shí)指揮中心聯(lián)系不上救災(zāi)人員等。由于災(zāi)區(qū)區(qū)域大，基本交通道路受損嚴(yán)重，很多地方應(yīng)急指揮車無法進(jìn)入，只能靠人工方式徒步進(jìn)入，故短距離通信對(duì)講機(jī)，即使在增加中繼臺(tái)等情況下，也勢(shì)必會(huì)存在很多盲點(diǎn)，導(dǎo)致不同區(qū)域救災(zāi)人員與現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)指揮中心或者和災(zāi)區(qū)外指揮中心通信不暢等情況。

重大自然災(zāi)害情況下，公共網(wǎng)絡(luò)（2G/3G/4G）、集群專網(wǎng)、IP專網(wǎng)等很可能出現(xiàn)阻塞甚至中斷，無法保障現(xiàn)場(chǎng)指揮通信。本文就充分利用寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)、寬窄帶融合通信技術(shù)（寬窄帶融合終端）、寬窄帶中繼通信技術(shù)（多媒體中繼終端），為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急指揮提供后勤保障進(jìn)行探討。

二、重大自然災(zāi)害處置中面臨的通信問題

（一）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度方式

當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度救援調(diào)度的實(shí)現(xiàn)通常包括四種方式：分別為通過公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的軟件對(duì)講，也稱為公網(wǎng)對(duì)講；通過專網(wǎng)基站實(shí)現(xiàn)的對(duì)講，也稱為專網(wǎng)對(duì)講；以及適用于較小對(duì)講范圍，通過設(shè)備本身天線實(shí)現(xiàn)的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式的數(shù)字對(duì)講，數(shù)字對(duì)講也可以借助中繼臺(tái)而達(dá)到更大的對(duì)講覆蓋范圍；以及通過衛(wèi)星通訊或者電話等來音視頻通話的調(diào)度方式。

（二）通信瓶頸及存在問題

公網(wǎng)移動(dòng)通信。多數(shù)移動(dòng)通訊基站破壞，網(wǎng)絡(luò)堵塞癱瘓。即便是臨時(shí)搭載了區(qū)域移動(dòng)中繼，解決了現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的相互通道，也無法與高級(jí)指揮部進(jìn)行對(duì)接。衛(wèi)星通信。一是數(shù)量有限，不可能人人都用，二是無法形成有效的一體化指揮調(diào)度功能。

專網(wǎng)對(duì)講。專網(wǎng)通訊基站破壞，網(wǎng)絡(luò)阻塞甚至中斷，現(xiàn)場(chǎng)通過便攜或移動(dòng)式專網(wǎng)對(duì)講中繼可實(shí)現(xiàn)區(qū)域通信，也不能與其他網(wǎng)絡(luò)對(duì)接應(yīng)用。

公網(wǎng)對(duì)講。移動(dòng)通訊基站癱瘓，網(wǎng)絡(luò)中斷，目前消防隊(duì)伍普通應(yīng)用的公安移動(dòng)對(duì)講設(shè)備失效。

目前消防隊(duì)伍應(yīng)急通信裝備在一定程度上還無法做到無縫鏈接，特殊災(zāi)害條件下的應(yīng)急通信手段還相對(duì)獨(dú)立與單一，為進(jìn)一步解決通信融合問題，下面筆者就集群衛(wèi)星一體化通信的可行性進(jìn)行闡述。

三、集群衛(wèi)星通信一體化的可行性

（一）通信一體化系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

現(xiàn)場(chǎng)救援集群衛(wèi)星通信一體化系統(tǒng)是突發(fā)性緊急事件時(shí)通信需求的基礎(chǔ)保障，故名思議，集群衛(wèi)星通信一體化，就是在災(zāi)區(qū)在公網(wǎng)、專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況下，將災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)所有對(duì)講機(jī)建立重新建立融合通信，讓現(xiàn)場(chǎng)的短距離對(duì)講不在受制與距離限制，災(zāi)區(qū)外指揮中心可以調(diào)度到現(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)人，每一臺(tái)對(duì)講機(jī)，完善的系統(tǒng)是面對(duì)地震等突發(fā)性緊急事件時(shí)搶險(xiǎn)救災(zāi)的重要工作內(nèi)容?，F(xiàn)場(chǎng)救援集群衛(wèi)星通信一體化系統(tǒng)的建立，可以保證災(zāi)區(qū)所有救災(zāi)人員都可以在第一時(shí)間收到指揮調(diào)度，并且通過衛(wèi)星，將災(zāi)區(qū)內(nèi)、災(zāi)區(qū)外，所有有生力量進(jìn)行統(tǒng)一通話對(duì)講，統(tǒng)一調(diào)度。因此，對(duì)于地震、水災(zāi)等這種自然災(zāi)害的救援工作，建立起一套完善的現(xiàn)場(chǎng)救援集群衛(wèi)星通信。

在地震等重大災(zāi)難發(fā)生時(shí)，災(zāi)區(qū)公網(wǎng)和專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，在災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，只能使用近距離的數(shù)字對(duì)講。在災(zāi)區(qū)搭建指揮中心，在技術(shù)上可以通過衛(wèi)星便攜終端加中繼網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。但是上述現(xiàn)有技術(shù)二中的中繼網(wǎng)關(guān)一般都需要市電供電，而且體積龐大，只適用在通信車旁邊搭建，不適合隨身攜帶，并且本身需要根據(jù)災(zāi)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行配置設(shè)備，極為不便。

（二）系統(tǒng)功能特點(diǎn)

著力研發(fā)便攜式寬窄帶融合智能終端，將設(shè)備集成至手機(jī)尺寸，集公網(wǎng)對(duì)講、數(shù)字對(duì)講、公網(wǎng)數(shù)字中繼等功能與一身，在公網(wǎng)和專網(wǎng)都癱瘓情況下，便攜式寬窄帶融合智能終端，可以作為寬窄帶中繼功能，配合衛(wèi)星便攜終端等設(shè)備，特別是受災(zāi)嚴(yán)重區(qū)域，只能靠人徒步進(jìn)入救援的區(qū)域，做到隨時(shí)隨地可以搭建遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，多區(qū)域同時(shí)調(diào)度等，將災(zāi)區(qū)外、災(zāi)區(qū)內(nèi)的對(duì)講機(jī)通過集群衛(wèi)星一體化系統(tǒng)進(jìn)行融合通信，真正做到可以調(diào)度到每一個(gè)人。 同時(shí)可以利用設(shè)備搭載的GPS衛(wèi)星定位組件，定位救援人員的位置信息，讓指揮中心實(shí)時(shí)掌握推進(jìn)進(jìn)度。

1.系統(tǒng)功能組成

主要包括語音交換系統(tǒng)、視頻交換系統(tǒng)、用戶管理平臺(tái)、調(diào)度平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫等組成。

硬件包括4G-LTE對(duì)講機(jī)、寬窄帶融合智能終端、350M專網(wǎng)融合網(wǎng)關(guān)、4G-LTE視頻終端、衛(wèi)星便捷終端等。

2.日常災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

在平常非地震及特殊災(zāi)害時(shí)期，4G-LTE音視頻對(duì)講、350M專網(wǎng)融合網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，借助運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，和原有350M專網(wǎng)對(duì)講機(jī)相互補(bǔ)充，為搶險(xiǎn)救災(zāi)提供全方位、無盲區(qū)的通訊技術(shù)。

3.地質(zhì)等特殊災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

系統(tǒng)中寬窄帶融合智能終端、衛(wèi)星便攜終端，可以在發(fā)生災(zāi)情的第一時(shí)間，快速將災(zāi)區(qū)內(nèi)和災(zāi)區(qū)外建立通信，以及災(zāi)區(qū)不同區(qū)域之間進(jìn)行相互調(diào)度通信，現(xiàn)場(chǎng)畫面回傳。

原350M對(duì)講DMR模式+寬窄帶融合智能終端+衛(wèi)星便攜站（天通衛(wèi)星智能手機(jī)）組成遠(yuǎn)距離通信，可以使災(zāi)區(qū)外和災(zāi)區(qū)內(nèi)相互通信，或者災(zāi)區(qū)不同區(qū)域互通。

在地震等重大地質(zhì)災(zāi)害中，不同區(qū)域的救災(zāi)隊(duì)伍，可以隨身攜帶一臺(tái)衛(wèi)星便攜終端或者一臺(tái)天通衛(wèi)星智能手機(jī)，每個(gè)救災(zāi)人員或者小組攜帶一部350M專網(wǎng)對(duì)講機(jī)或者攜帶一部寬窄帶對(duì)講機(jī)。到達(dá)救災(zāi)地點(diǎn)，或者在前往救災(zāi)地點(diǎn)的途中，打開衛(wèi)星便攜終端或者天通衛(wèi)星智能手機(jī)的Wi-Fi熱點(diǎn)功能，并選擇一臺(tái)寬窄帶融合智能終端作為中繼，此時(shí)其他DMR對(duì)講終端就可以和災(zāi)區(qū)外的公網(wǎng)對(duì)講機(jī)實(shí)時(shí)通信。此時(shí)寬窄帶融合智能終端可以通過衛(wèi)星便攜站或者天通衛(wèi)星手機(jī)可以連接互聯(lián)網(wǎng)，此設(shè)備可以和災(zāi)區(qū)外聯(lián)網(wǎng)的對(duì)講機(jī)進(jìn)行通信，從而能讓災(zāi)區(qū)外指揮中心直接調(diào)度到現(xiàn)場(chǎng)救援人員，實(shí)現(xiàn)真正的全方位調(diào)度。

四、應(yīng)用前景

現(xiàn)場(chǎng)救援集群衛(wèi)星通信一體化系統(tǒng)的建立，可以保證災(zāi)區(qū)所有救災(zāi)人員都可以在第一時(shí)間收到指揮調(diào)度，并且通過衛(wèi)星，將災(zāi)區(qū)內(nèi)、災(zāi)區(qū)外，所有有生力量進(jìn)行統(tǒng)一通話對(duì)講，統(tǒng)一調(diào)度。在地震救援，森林救援、海事救援、沙漠救援等現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)各指揮中心與救援現(xiàn)場(chǎng)通訊暢通，解決現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度指揮決策困難等問題。該系統(tǒng)建立可用于各類特殊災(zāi)害處置現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急通信工作，包括海事部門、公安部門、地質(zhì)礦藏管理部門等。

作者單位：淄博市消防救援支隊(duì)