消防智能無線通信系統(tǒng)在滅火救援中的應(yīng)用探討

通化市消防救援支隊 吉林 通化 134000

社會經(jīng)濟(jì)在快速的向前發(fā)展,城市化建設(shè)進(jìn)程在逐漸推進(jìn),火災(zāi)形勢越來越嚴(yán)峻,隨著高層建筑以及大型的商業(yè)綜合體越來越多,新工藝以及新材料得到了更為廣泛的應(yīng)用,火災(zāi)發(fā)生的幾率也越來越大。應(yīng)急通信對于消防隊伍滅火和災(zāi)害事故搶險救援工作至關(guān)重要。為滿足消防隊伍在現(xiàn)場各種復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下通信需求,解決現(xiàn)有信號覆蓋技術(shù)手段不滿足消防實戰(zhàn)需要等問題,建立成體系的、智能的、融合的無線通信系統(tǒng)十分必要。

一、消防無線通信網(wǎng)的現(xiàn)狀分析

(一)消防無線通信系統(tǒng)裝備配備及運行情況。消防無線常規(guī)通信系統(tǒng)在整體開展以及建立的過程當(dāng)中,通常是依據(jù)現(xiàn)階段的救援指揮體系,主要分為城市消防覆蓋網(wǎng)、滅火救援指揮網(wǎng)、戰(zhàn)斗網(wǎng),通過轉(zhuǎn)信臺拓展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域。從實際情況上來看,部分地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá),無線通信裝備還停留在模擬常規(guī)技術(shù)上,由于缺乏相應(yīng)的設(shè)備,組網(wǎng)也不夠完整,導(dǎo)致管區(qū)的覆蓋面積得不到進(jìn)一步的擴(kuò)展,使得火場的通信處于比較混亂的狀態(tài)。有些城市建設(shè)了數(shù)字集群通信系統(tǒng)。數(shù)字集群通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量比較大,通話質(zhì)量得到了大幅度的提高,但是面對復(fù)雜高層地下、隧道等復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境,還存在信號延伸困難、通信不暢的情況。同時全國各地的洪澇、地震、泥石流、雪災(zāi)、臺風(fēng)等自然性災(zāi)害事故頻發(fā)、對無線通信網(wǎng)絡(luò)抗毀能力、快速部署能力要求越來越高。當(dāng)前通信系統(tǒng)還存在不適應(yīng)新形勢新任務(wù)需要、專網(wǎng)盲區(qū)多、信號不穩(wěn)定、通信設(shè)備雜、調(diào)度難度大等問題,影響了通信保障實際效果。

(二)消防無線通信頻率資源緊缺。消防無線通信系統(tǒng)在整體建立的過程當(dāng)中,其中最重要的就是頻率資源。現(xiàn)階段消,防救援隊伍在開展工作的過程當(dāng)中,無線通信使用的頻率資源最為緊缺,雖然消防救援隊伍會設(shè)置自己的專用頻點,但是數(shù)量非常有限,不能夠滿足實戰(zhàn)的需求。當(dāng)災(zāi)害的面積比較大時,需要開展大規(guī)模的跨區(qū)域聯(lián)合作戰(zhàn),此時頻率資源不足的問題就尤為凸顯,很容易造成同頻干擾的問題,不能夠滿足大型災(zāi)害現(xiàn)場的救援需求。

二、滅火救援無線通信組網(wǎng)技術(shù)體系

(一)滅火救援無線通信網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)。將城市消防滅火救援無線通信網(wǎng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的劃分,分別是消防一級網(wǎng)、消防二級網(wǎng)、消防三級網(wǎng),根據(jù)不同的情況對技術(shù)組網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。消防以及網(wǎng)站應(yīng)用的過程當(dāng)中,主要是對城市的消防管區(qū)進(jìn)行覆蓋,進(jìn)一步的保障城市消防指揮中心和其他轄區(qū)的指揮中心的聯(lián)系。在應(yīng)用車載電臺的過程當(dāng)中,需要保證可靠通信覆蓋區(qū)超過城市轄區(qū)的85%。消防二級網(wǎng)能夠進(jìn)一步的對作戰(zhàn)的現(xiàn)場進(jìn)行通信的覆蓋,保障指揮員之間的通信聯(lián)絡(luò)。消防三級網(wǎng)是為了更好的保障戰(zhàn)斗員和指揮員之間的聯(lián)系,加強戰(zhàn)斗班組、戰(zhàn)斗員與駕駛員之間的聯(lián)系。

(二)應(yīng)用自組網(wǎng)技術(shù)建設(shè)無線通信系統(tǒng)。在當(dāng)前無線通信領(lǐng)域發(fā)展的過程當(dāng)中,無線自組網(wǎng)是一種正在發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它逐漸的滲透到了應(yīng)急通信領(lǐng)域當(dāng)中。自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)支持自組網(wǎng)自治愈,系統(tǒng)具有搭建簡單、可靠性高、覆蓋面大、節(jié)點可移動、去中心化等特點,支持鏈型、星型、混合型等任意組網(wǎng)模式。相比傳統(tǒng)通信網(wǎng),自組網(wǎng)通過單頻中繼技術(shù),每層通信網(wǎng)絡(luò)僅需1個350兆頻點進(jìn)行自組網(wǎng)基站之間聯(lián)網(wǎng),具備自動判選功能,自動選擇最好的信號中繼轉(zhuǎn)發(fā),不依賴于任何既設(shè)有線資源,只需要在高點完成全市主干網(wǎng)絡(luò)覆蓋,類同于發(fā)射一系列同步“通信 衛(wèi)星”,高山基站之間的可靠無線連網(wǎng)距離可達(dá)100公里至幾百公里。再結(jié)合各個地區(qū)主干網(wǎng),以及移動式自組網(wǎng)通信設(shè)備,還可以將信號延伸至地下空間、隧道、樓宇室內(nèi),通過無線多跳自組的形式,迅速為應(yīng)急現(xiàn)場搭建安全可靠、易拆易建、即用即通的專網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò),幫助指揮員實時掌控應(yīng)急現(xiàn)場情況,及時決策調(diào)度,處理突發(fā)事件和開展現(xiàn)場救援。高山基站還可接入互聯(lián)網(wǎng)卡,對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的管理和監(jiān)控。

(三)無線通信系統(tǒng)頻率配置。城市消防管區(qū)覆蓋網(wǎng)的范圍逐漸在擴(kuò)大,通過對基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的需求進(jìn)行優(yōu)化配置,結(jié)合本地移動通信系統(tǒng)的具體需求,調(diào)整無線通信的頻率。一級網(wǎng)建設(shè)選用雙頻點基站進(jìn)行自組網(wǎng),部分地區(qū)高山阻擋,為更好的進(jìn)行信號覆蓋并節(jié)約建設(shè)成本,可以采用有線與無線自組網(wǎng)相結(jié)合的方式,雙頻點基站可以有效的避免單頻自組網(wǎng)基站之間有線連接與無線連接對通信信號所造成的干擾。二級網(wǎng)作為現(xiàn)場滅火救援指揮網(wǎng)通過單頻自組網(wǎng)方式實現(xiàn)對轄區(qū)的信號覆蓋,節(jié)約頻點資源,針對大型商場地下、高層建筑和隧道及鄉(xiāng)鎮(zhèn)等基站信號覆蓋困難度較大的場景,可與便攜基站和車載基站等移動自組網(wǎng)通信設(shè)備組成的應(yīng)急通信網(wǎng)自動組網(wǎng)。設(shè)置應(yīng)急通信頻率,大型救援滅火行動在整體開展的過程當(dāng)中,電臺的數(shù)量會增加到最大化。此時需要對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,增加通信的信道,確保通信工作開展的過程當(dāng)中,不會出現(xiàn)堵塞引起混亂的情況。針對于通信頻率資源比較缺乏的城市,可以通過設(shè)置無支援關(guān)系的通信頻率復(fù)用,確保每一個大隊和中隊有專用的頻率。窄帶終端需具備PDT模式,必要時可考慮接入公安PDT集群通信網(wǎng),將來若建設(shè)應(yīng)急通信PDT集群網(wǎng),也可充分利舊,為窄帶終端快速升級。

(四)建設(shè)智慧融合無線通信系統(tǒng)。窄帶無線通信設(shè)備在滅火救援領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,是消防隊伍進(jìn)行指揮調(diào)度和應(yīng)急通信的必要裝備,隨著新時期新任務(wù)的變化,在指揮調(diào)度過程中,不僅要“聽得到”還要“看得清”,通過視頻實時進(jìn)行火情預(yù)判,掌握現(xiàn)場態(tài)勢,傳統(tǒng)視頻終端都是通過公網(wǎng)信號進(jìn)行傳輸,窄帶無線通信系統(tǒng)受制帶寬限制,不能有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。伴隨著通信設(shè)備智能化與信息化的不斷發(fā)展,基于窄帶自組網(wǎng)技術(shù)、LTE寬帶技術(shù)而產(chǎn)生的寬帶自組網(wǎng)通信設(shè)備有效的解決了無線視頻傳輸信號的需求。形成窄帶提供語音,寬帶提供數(shù)據(jù)的智能融合應(yīng)急通信系統(tǒng)。目前消防通信員攜帶終端種類繁多,戰(zhàn)時攜帶、操作不便,影響作戰(zhàn)效率,融合終端實現(xiàn)寬窄帶、公專網(wǎng)融合,可接入語音自組網(wǎng),PDT集群,有視頻采集任務(wù)時,可接入MESH自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、公網(wǎng)、LTE寬帶專網(wǎng),終端可根據(jù)現(xiàn)場信號情況自動在MESH自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、公網(wǎng)與LTE寬帶專網(wǎng)之間靈活選擇通信鏈路,充分利用應(yīng)急現(xiàn)場資源條件,真正實現(xiàn)“一部終端、多網(wǎng)接入”,有效減少單兵終端數(shù)量。

結(jié)束語

隨著消防救援隊伍的逐漸改革和轉(zhuǎn)型,傳統(tǒng)的消防救援隊伍已經(jīng)逐漸向現(xiàn)代化和職業(yè)化的方向發(fā)展,成為了綜合的應(yīng)急救援的主力軍,能夠解決各種復(fù)雜的滅火救援情況。在現(xiàn)代化的背景之下,消防救援隊伍在開展工作的過程當(dāng)中,需要加大力度對智能無線通信系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè),不斷的適應(yīng)新常態(tài)化下的救援工作,強化消防智能無線通信系統(tǒng)在滅火搶險中的應(yīng)用。