高原寒區(qū)應(yīng)急通信裝備的應(yīng)用與維護(hù)研究

摘要：隨著我國信息技術(shù)和通信工程技術(shù)的發(fā)展我國許多地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋這為提高人們的生活質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而在高原寒區(qū)由于氣候復(fù)雜多變以及自然環(huán)境相對惡劣通信設(shè)備的穩(wěn)定性會受到多種因素的影響因此其應(yīng)用以及維護(hù)成為相關(guān)部門需要思考的重點(diǎn)問題。文章簡單分析了高原、高寒地區(qū)目前的氣候和環(huán)境特性并討論了在高原和高寒地區(qū)如何對應(yīng)急通信設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用和維護(hù)以提高應(yīng)急通信設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性延長設(shè)備的使用壽命。

關(guān)鍵詞：高原環(huán)境;應(yīng)急通信;裝備;維護(hù)

中圖法分類號：TN915文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application and maintenance of emergency communication equipment in plateau and cold regions

WANG Rui

（The 54th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Shijiazhuang 050081，China）

Abstract： In the plateau cold region， due to the complex and changeable climate and the relatively harsh natural environment， the stability of emergency communication equipment will be affected by various factors. Therefore， the use and maintenance of emergency communication equipment has become a problem that relevant departments need to consider. This paper analyzes the climate and environmental characteristics of the plateau cold region， and discusses how to use and maintain emergency communication equipment in the plateau cold region to improve the stability and reliability of emergency communication equipment and prolong its service life.

Key words： plateau environment， emergency communication， equipment， maintenance

近年來，隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，通信設(shè)備在各個行業(yè)中的地位日益突出，用戶對通信設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行十分重視，對其使用與維護(hù)也提出了更高的要求。在高原寒區(qū)，應(yīng)急通信設(shè)備的有效使用和科學(xué)維護(hù)是確保出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行救援的關(guān)鍵。我國幅員遼闊、地勢復(fù)雜，尤其是西南地區(qū)地勢高、氣候惡劣，在此環(huán)境下要確保應(yīng)急通信設(shè)備的正常運(yùn)行十分困難。因此，在高海拔地區(qū)如何正確使用和維護(hù)應(yīng)急通信設(shè)備，直接關(guān)系到通信工作能否順利進(jìn)行，而研究應(yīng)急通信裝備在高原寒區(qū)的使用和維護(hù)顯得尤為重要。

1? 高原寒區(qū)的氣候特征

高原寒區(qū)主要指高地、低氣溫的山岳地帶。我國不同地區(qū)呈現(xiàn)出明顯的地理地勢差異，青藏高原、云南、內(nèi)蒙古、甘肅等部分地區(qū)屬于高原寒區(qū)，其突出特點(diǎn)是地質(zhì)復(fù)雜、氣候惡劣。在這些地區(qū)之中，又以青藏高原地區(qū)的高寒特征最為突出。本文以青藏地區(qū)為例，對其典型特點(diǎn)進(jìn)行了歸納。

1.1? 常年氣溫極低

青藏高原的凍結(jié)期很長，多數(shù)高寒地區(qū)也擁有這一特點(diǎn)，每年10月中旬開始結(jié)冰，持續(xù)到第二年4 月。一般來說，青藏高原的冬季溫度維持在約-15℃以下，冬季平均氣溫在零下20～ 40℃，最低溫度可達(dá)-45℃。同時(shí)，該區(qū)域的晝夜溫差也很大，一般可達(dá)到約20℃，且在嚴(yán)寒的氣候條件下會形成大量積雪，不利于道路通行，對交通造成很大阻礙，妨礙通信設(shè)備的正常運(yùn)輸。

1.2? 氣候干燥

由于青藏地區(qū)地勢較高、空氣較稀薄，因此太陽輻強(qiáng)，紫外線的威力也更大。青藏高原雨水稀少、氣候干燥，經(jīng)常出現(xiàn)風(fēng)沙、冰雹、雨雪等災(zāi)害，沙塵暴的發(fā)生頻率是其他地區(qū)的數(shù)倍。

2? 高原寒區(qū)對應(yīng)急通信裝備的影響

2.1? 材料

由于高原寒區(qū)氣溫低、紫外線強(qiáng)且晝夜溫差大，因此應(yīng)急通信裝備的電氣特性發(fā)生了變化，而應(yīng)急通信設(shè)備的穩(wěn)定性也會被這種惡劣的環(huán)境所影響。較強(qiáng)的紫外線輻射加速了塑料、橡膠等部件的老化，會導(dǎo)致材料的使用壽命急劇縮短[1 ]。在實(shí)際工作過程中，由于高原山區(qū)多為陡峭的山坡，地形復(fù)雜，加上凍土的存在，給應(yīng)急通信光纜的鋪設(shè)和維護(hù)帶來了一定的困難。而在某些地區(qū)，由于山區(qū)地形的阻隔，通信線路難以鋪設(shè)，維修工作也很困難，嚴(yán)重時(shí)可能會造成無法挽回的損失。

在高原寒區(qū)，夜間的信號電離層較低，會對應(yīng)急通信裝備造成很大的干擾，最終導(dǎo)致工作效率下降。加之山地地形的限制，信號的傳輸品質(zhì)差，因此難以進(jìn)行有效通信。此外，通信光纜因受熱不均會產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，使得光纜接頭接觸不良，從而影響信號的平穩(wěn)傳遞，也會影響應(yīng)急通信裝備的維修。某些應(yīng)急通信裝備的金屬零件長時(shí)間處于低溫狀態(tài)時(shí)，極易出現(xiàn)冷脆和破損。同時(shí)，應(yīng)急通信裝備內(nèi)的氣體濃度較低的情況下，內(nèi)部流動性較差，不利于散熱，低氣壓也會使應(yīng)急通信裝備內(nèi)的空氣流通速度變慢，從而影響其穩(wěn)定性。此外，沙塵暴等嚴(yán)重自然災(zāi)害也會對應(yīng)急通信裝備造成一定的影響。

2.2? 通信車輛

高原地區(qū)多為高山峻嶺，含氧量低，因此容易造成通信車輛燃料燃燒不足，難以提高發(fā)動機(jī)的性能。在高原寒區(qū)，低氣壓會使車輛的各種液體的沸點(diǎn)下降，從而影響車輛的正常工作。而汽油的沸點(diǎn)降低會加大燃油的消耗，從而提高了通信車輛的使用成本。在冬季，部分地區(qū)的積雪很深而且道路濕滑，嚴(yán)重影響車輛的行駛。當(dāng)車輛間距增大、車速大幅減慢時(shí)，行進(jìn)的車隊(duì)會被截?cái)啵ぷ餍蚀蟠蠼档汀?/p>

應(yīng)急通信車輛分為大型、中型和小型三種類型。大型車輛長度超過8 米，通信能力最強(qiáng)，但機(jī)動性較差。而中型車輛的長度為5.5～ 8米，其搭載的設(shè)備相對齊全，而且機(jī)動性比較強(qiáng)。小型車輛的長度小于5.5米，雖然比較短，但機(jī)動性最強(qiáng)，搭載的設(shè)備較少，通信能力也較弱。而且高原的嚴(yán)寒低溫會增加車輛的故障率，與平原相比，通信車輛在高原寒區(qū)損壞時(shí)，維修和運(yùn)輸會受到地形的影響。

2.3? 通信光纖

光纖涂層和套塑材料的線膨脹系數(shù)比石英涂層材料大三個數(shù)量級，當(dāng)溫度上升時(shí)，涂布于纖維芯部的塑料膜就會發(fā)生膨脹，纖維的拉力逐漸增大，從而造成應(yīng)力損耗。高原的晝夜溫差非常大，因此光纖電纜內(nèi)外的熱量分布很不均勻。在白天，強(qiáng)紫外光能使纖維快速氧化以及硬化，縮短使用壽命。此外，風(fēng)沙大導(dǎo)致接線盒難以加固、振動大，也會使得接口處出現(xiàn)材料磨損現(xiàn)象，縮短器械使用壽命。在夜晚，隨著溫度逐漸降低以及光纖外殼材料的縱向壓縮，光纖內(nèi)部逐漸受到擠壓，當(dāng)光纖變形以后，一部分光信號被發(fā)射到光纖中，導(dǎo)致光纖損耗增加，影響了光纖的性能，使光纖的使用壽命大為縮短。

2.4? 通信電源

溫度是影響通信電源工作效率的重要因素，在通信設(shè)備中，蓄電池穩(wěn)定工作是保障通信系統(tǒng)安全的一個重要因素。特別是在寒冷的高原地區(qū)，通信設(shè)備處于極端惡劣的環(huán)境下，一旦失靈，維修難度會成倍增加。在較長時(shí)間的低溫下，電池性能、電解質(zhì)黏度、電導(dǎo)率均會下降，造成放電和充電提前終止，導(dǎo)致故障率提升，極大縮短電源的使用壽命。一些機(jī)房未安裝加熱器和未采用隔熱措施，溫度會低于0℃，甚至出現(xiàn)零下10℃的極低溫度，長時(shí)間的低溫環(huán)境會造成蓄電池電荷不足，在降低電池的有效容量的同時(shí)，也會影響氣體吸收能力，從而導(dǎo)致電池失效。

另外，在高原寒區(qū)還有很多利用太陽能發(fā)電的電池裝置，多數(shù)通信站都選擇使用這種電池裝置。高原寒區(qū)的冬天很長，積雪厚且光照不足，電池往往難以很好地完成充電操作。如果惡劣天氣持續(xù)時(shí)間較長，甚至?xí)?dǎo)致電池過度放電。而過度放電也會對電池造成較大的損耗，這大大增加了高原寒區(qū)應(yīng)急通信工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)成本。

3? 高原寒區(qū)的設(shè)備使用及維護(hù)

3.1? 低溫

在高原寒區(qū)，年平均氣溫低于0℃，冬季氣溫為-20～-40℃，晝夜溫差很大，對設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性會產(chǎn)生很大的影響。在高原寒區(qū)，應(yīng)急通信設(shè)備的使用和維護(hù)的關(guān)鍵在于隔熱和防凍，因此需要用到隔熱材料以及防凍劑，抑或是將通信設(shè)備運(yùn)輸?shù)绞覂?nèi)等溫度較高的區(qū)域，并涂上防凍劑或防凍液。如果蓄電池未在最佳溫度下工作，應(yīng)及時(shí)調(diào)整蓄電池的充電電壓，以確保電池的正常使用。

高原寒區(qū)的氣溫低于內(nèi)陸地區(qū)，考慮到低溫環(huán)境對通信設(shè)備的影響，應(yīng)采取冷防護(hù)措施，以減小外部溫度變化對設(shè)備的直接影響。而且還需要提高設(shè)備的耐寒性，確保應(yīng)急工作的有效完成。應(yīng)選擇符合高原寒區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)的光纜，纜芯采用松套結(jié)構(gòu)，是為了防止冷收縮，護(hù)套結(jié)構(gòu)需采用塑鋼復(fù)合膠帶，防止因?yàn)闇囟仍斐傻淖o(hù)套的老化。除此以外，惡劣天氣還會對應(yīng)急通信設(shè)備造成一定的影響，因此要盡量避免在暴風(fēng)雪中使用相關(guān)設(shè)備，以提高設(shè)備的使用壽命。為了保證通信車輛的運(yùn)行，相關(guān)人員要對熱平衡技術(shù)進(jìn)行研究，以更好地對液壓系統(tǒng)進(jìn)行冷卻[2]。

3.2? 惡劣天氣及復(fù)雜地形

在高原寒區(qū)，由于氣候長年惡劣，經(jīng)常發(fā)生沙塵暴、冰雹、雷電、強(qiáng)風(fēng)等災(zāi)害，所以更應(yīng)加強(qiáng)防范。沙塵暴等自然災(zāi)害頻發(fā)會對汽車行駛造成危害，為了減小危害發(fā)生的概率，必須在交通工具上加裝專用的空氣過濾器。而且在高原地區(qū)由于靜電等因素，會頻繁地出現(xiàn)接觸不良、線路破損等情況。所以，必須保證各裝置的接地線可靠、穩(wěn)固，而且需要有很好的導(dǎo)電性能。在設(shè)備較多的地方可以安裝質(zhì)量較好的公共接地線，以保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證人員和設(shè)備的安全。此外，由于應(yīng)急衛(wèi)星天線對氣候有嚴(yán)格要求，在大風(fēng)和冰雹天氣中，容易造成通信不穩(wěn)定的情況，所以在安裝天線以前，為了防止強(qiáng)風(fēng)突然襲擊通信設(shè)備，需要選擇防風(fēng)場所運(yùn)行設(shè)備，并注意預(yù)防雪、冰、洪水等災(zāi)害的發(fā)生。在雷電頻繁出現(xiàn)的地區(qū)，應(yīng)定期做好防護(hù)工作，并且及時(shí)排查，確保設(shè)備的安全。

針對某通信車輛在高原可靠性測試中出現(xiàn)的天線罩脫落問題，其主要原因是長途顛簸，后續(xù)可以通過提高卡口強(qiáng)度等措施解決該問題。而由于振動引起的其他品質(zhì)問題，今后將采取技術(shù)改進(jìn)和工藝優(yōu)化，以提高其在高原環(huán)境中的適應(yīng)能力。在通信設(shè)備的管理和維修中，要主動收集故障信息，并進(jìn)行故障定位，采取相應(yīng)的措施不斷改善通信設(shè)備的運(yùn)行狀況，提高環(huán)境適應(yīng)能力，保證通信系統(tǒng)的可靠性。

3.3? 低壓

需充分考慮低壓對通信設(shè)備的影響，尤其是氧氣稀薄環(huán)境下設(shè)備的狀況，低氣壓會造成柴油機(jī)的燃料消耗增加，使引擎速度下降。為了保證通信車輛在高原寒冷環(huán)境下的性能，保證其動力輸出效能等指標(biāo)能夠與平原地區(qū)一致，可以在低含氧量環(huán)境下，調(diào)節(jié)柴油發(fā)電機(jī)的油氣比，或直接拆下空氣過濾器，以確保其正常運(yùn)行。而且缺氧對供電系統(tǒng)有很大影響，因此需要在運(yùn)輸車輛上使用電力恢復(fù)式增益技術(shù)，所以在購置通信設(shè)備時(shí)，要注意降額系數(shù)，并要留意設(shè)備的正常工作海拔。

4? 高原寒區(qū)應(yīng)急通信裝備的應(yīng)用及維護(hù)對策

由于高原寒區(qū)特殊的地理和氣候環(huán)境，通信設(shè)備的組件在高原寒區(qū)會更加敏感和脆弱。結(jié)合高原地區(qū)的地形地貌和氣候特點(diǎn)，低溫、低壓對通信設(shè)備、通信車輛、供電設(shè)備等影響較大。因此，在高原寒區(qū)，裝備維修人員要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件和設(shè)備條件，對其進(jìn)行合理維修和利用。

4.1? 通信電源維護(hù)

在高海拔地區(qū)，供電品質(zhì)普遍較差，有時(shí)出現(xiàn)較大的電壓波動，停電的概率比較大，如果220V 的主電源偏差超過15%，則無法保障電力品質(zhì)，通信設(shè)備的正常運(yùn)行將會受到直接影響[3]。因此，采取高品質(zhì)調(diào)壓器、高性能 UPS 供電等應(yīng)急通信設(shè)施，是應(yīng)急通信穩(wěn)定運(yùn)行的最佳選擇。它能提高通信設(shè)備的使用壽命，也能保障應(yīng)急通信設(shè)備的正常運(yùn)行。根據(jù)高原地區(qū)的具體條件，相關(guān)部門可對平臺的供電、運(yùn)行、維護(hù)等進(jìn)行定期檢測，同時(shí)應(yīng)使用高性能的新型調(diào)壓器，以方便后續(xù)維護(hù)。在使用應(yīng)急通信電源前，必須進(jìn)行預(yù)熱，增大壓力保證正常供電。如果在不使用電源的情況下，必須對電池進(jìn)行放電，并定期監(jiān)控其運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，并及時(shí)進(jìn)行處理。在某些地區(qū)，全年采用交流供電，需要定期對蓄電池進(jìn)行人為充放電，以便活化有效成分，延長電池使用壽命。

4.2? 應(yīng)急通信設(shè)施維護(hù)

在高原寒冷地區(qū)，由于強(qiáng)烈的紫外線輻射會造成通信設(shè)備損壞，因此施工人員應(yīng)定期排查裝備的具體情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)進(jìn)行更換，防止因疏忽造成突發(fā)事件。由于氣候特殊，溫度較低，應(yīng)注意通信材料的耐寒程度，以避免出現(xiàn)冷脆等情況，從而影響設(shè)備的正常工作。此外。高原寒區(qū)多陡峭山脈，地形地勢崎嶇不平且積雪較深，對通信車輛的性能發(fā)揮會產(chǎn)生極大影響，低溫和低壓環(huán)境也可能提高燃油消耗量，因此工作人員必須定期維護(hù)和管理柴油發(fā)動機(jī)，并有效使用熱平衡技術(shù)來優(yōu)化加熱系統(tǒng)，降低燃油冷卻概率，提升燃油的燃燒效率。

5? 結(jié)語

高原特殊的地理位置和惡劣的氣候條件對設(shè)備的工作狀態(tài)產(chǎn)生不利影響，通信設(shè)備的使用壽命大大縮短。因此，通信工程師應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況分析現(xiàn)場環(huán)境對通信設(shè)備的具體影響，為應(yīng)急通信設(shè)備的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行提供保障，延長其使用壽命。此外，通信工程師應(yīng)結(jié)合低溫、低壓等實(shí)際條件，嚴(yán)格遵循有關(guān)技術(shù)規(guī)范，切實(shí)保障高原寒區(qū)應(yīng)急通信設(shè)備的使用性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王宜婷，李其祥，胡寶紅.探索高原寒區(qū)應(yīng)急通信裝備的使用與維護(hù)[J].中國設(shè)備工程，2021（5）：78?79.

[2]張一品，向陽，張弛.高原和高寒環(huán)境對通信裝備的影響分析[J].無線互聯(lián)科技，2015（3）：3?4.

[3]懷向芳.高寒環(huán)境對通信器件的影響與防護(hù)措施分析[J].學(xué)術(shù)論壇，2018（7）：11? 12+15.

作者簡介：

王銳（1984—） ，本科，工程師，研究方向：通信工程。