關(guān)于重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信技術(shù)的研究

■ 張以健 湖南省長沙市消防救援支隊

重特大災(zāi)害對公共網(wǎng)絡(luò)設(shè)施有強大破壞力，所以構(gòu)建消防應(yīng)急通信系統(tǒng)對快速落實救援行動有著至關(guān)重要的意義。因為各類災(zāi)害具有突發(fā)性，無法預(yù)先判斷系統(tǒng)的通信容量標準，于是在重特大災(zāi)害發(fā)生時，便需要借助應(yīng)急技術(shù)維持火場和指揮部門的正常通信。

一、重特大災(zāi)害中的消防應(yīng)急通信

近些年，我國消防應(yīng)急通信處理能力在長期研究與實踐中得以實現(xiàn)高速發(fā)展。消防無線通信網(wǎng)屬于災(zāi)害應(yīng)急中的常用渠道，國內(nèi)消防無線通信能分三級，相應(yīng)的集群通信網(wǎng)也正在迅速開發(fā)中。一級通信網(wǎng)下包含消防部門對應(yīng)的集群網(wǎng)與公安集群網(wǎng)。在二級通信網(wǎng)中，涉及指揮人員的車載臺，也可以是手持臺。三級無線網(wǎng)下，包含后方的指揮人員手持臺與頭盔臺。其中的短波電臺與衛(wèi)星電話，屬于現(xiàn)代應(yīng)急通信中比較關(guān)鍵的構(gòu)成。

二、重特大災(zāi)害中消防應(yīng)急通信技術(shù)概述

（一）無線通信

一般情況下，消防領(lǐng)域的無線通信網(wǎng)包含三級組網(wǎng)，各組網(wǎng)對應(yīng)各自的技術(shù)條件。結(jié)合上文所述的應(yīng)急通信現(xiàn)狀劃分，一級組網(wǎng)可保障消防指揮中心對不同轄區(qū)消防資源的迅速調(diào)動，保證相互之間的溝通順暢。而二級組網(wǎng)則是深入到應(yīng)急救援任務(wù)中，保障消防總隊指揮人員能和支隊、中隊的指揮人員取得聯(lián)系。三級組網(wǎng)是保障消防指揮人員與消防隊員之間的溝通，對救援現(xiàn)場進行全面指揮。

（二）短波通信

短波通信屬于遠程通信的范疇，其在重特大災(zāi)害現(xiàn)場甚至在戰(zhàn)爭中都不會輕易受到干擾，網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼均不能制約此種通信過程。在構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)時，短波電臺可以作為備用通信方法。此種通信方式本身運行機理比較簡單，而且能保障信息的傳達質(zhì)量，使用成本較低。但無線網(wǎng)絡(luò)的短波波段當(dāng)前可達到的范圍還比較有限，無法投入遠距離作戰(zhàn)的任務(wù)中。

（三）衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信方式有突出的應(yīng)用優(yōu)勢，支持遠距離交流，覆蓋范圍廣，并且建設(shè)落成效率高、線路可靠、通信質(zhì)量優(yōu)、靈活度高。假設(shè)包括微波與光纜在內(nèi)的中繼線路無法正常工作，衛(wèi)星通信也能利用較短的時間恢復(fù)通信狀態(tài)，所以其在災(zāi)害救援中是不可或缺的通信方式。

（四）計算機網(wǎng)絡(luò)

便捷迅速是計算機網(wǎng)絡(luò)的一大特點和優(yōu)勢，使其成為現(xiàn)代社會中主要的通信方式之一。災(zāi)害發(fā)生后，隨著救援工作不斷深入開展，公共通信會逐漸恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下，消防人員可以借助計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)送災(zāi)害現(xiàn)場的環(huán)境影像及文字資料等。

三、優(yōu)化消防應(yīng)急通信技術(shù)運用效果的舉措

（一）深化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

重特大災(zāi)害中原本的通信設(shè)備可能出現(xiàn)故障，導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)的有序運轉(zhuǎn)受到影響。一般的通信網(wǎng)絡(luò)會發(fā)生信息丟失和卡頓等情況，嚴重的話通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸信息功能直接失效。因此，要優(yōu)化應(yīng)急通信技術(shù)運用效果需注重通信網(wǎng)絡(luò)的改進。比如，短波通信借助較短的電磁波完成信息傳遞的動作，支持在某一頻道中實現(xiàn)高效通信，確保各級指揮人員利用盡可能短的時間安排好救援任務(wù)，以提高救援效率與針對性，減少實際災(zāi)后損失。但短波技術(shù)的應(yīng)用標準較高，所以要求消防員擁有較強的短波通信技能，使此項通信手段的作用能真正發(fā)揮出來。對此，消防隊伍應(yīng)格外強調(diào)消防隊員日常的技能訓(xùn)練，保證災(zāi)害現(xiàn)場的消防員能借助短波通信獲得接下來的消防救援指令。運用短波技術(shù)改進通信網(wǎng)絡(luò)時，需強調(diào)兩個方面的內(nèi)容：

第一，要保障通信裝置的日常維護落實到位，避免在災(zāi)情現(xiàn)場使用時出現(xiàn)特殊情況，造成信號中斷，提高救援工作的難度。短波技術(shù)的運用成效關(guān)系著救援工作的效果乃至人民的生命安全，所以消防人員要對此技術(shù)有清晰的認知，在日常訓(xùn)練時可安排專門的時間，使用短波通信并講解有關(guān)的理論知識，明確運行原理，以此確保實踐操作順暢。第二，注重短波通信運用，消防員需能熟練操作相關(guān)設(shè)備，確保人員和裝備能充分融合，突顯出通信設(shè)備的作用，迅速下達及接收指令，讓身處災(zāi)害現(xiàn)場的救援者隨時掌握災(zāi)情的整體狀態(tài)，有效利用好所有的救援資源。

（二）積極運用信息化手段做好消防指揮工作

若想把重特大災(zāi)害產(chǎn)生的危害控制在最低，消防員必須服從統(tǒng)一調(diào)度，做好分組工作。這就顯現(xiàn)出消防指揮工作的重要性，所以要保證指揮工作的最優(yōu)效用，應(yīng)積極運用當(dāng)前的信息化手段落實各級指揮，同時還需強調(diào)相關(guān)裝備的應(yīng)用操作和消防指揮達到有效配合，確保災(zāi)害能在短時間內(nèi)得到控制及處理。為此，消防指揮人員需完成幾項基本工作：

首先，指揮人員需不間斷地觀察災(zāi)情，與救援現(xiàn)場進行有效通信，并能迅速確定救援方式，結(jié)合災(zāi)情變化進行調(diào)整，進而保障救援的效果。其次，指揮人員必須保持冷靜的頭腦，清晰的思路，根據(jù)實時獲取的反饋資料，下達合適的救援指令，巧妙運用可調(diào)度的救援資源，制定完整的救援計劃，并確保后方供給的連續(xù)性。再次，要增加通信技術(shù)的運用類型，形成多元化的通信渠道，以免僅依靠一種通信方式延誤救援行動。最后，負責(zé)信息處理的人員需正確處理各項災(zāi)情信息，確保災(zāi)害現(xiàn)場救援人員可以收到正確的信號，避免其他因素對信號的干擾。為此，應(yīng)當(dāng)注重有線、無線通信設(shè)施建設(shè)，擴大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，給傳達指令提供基礎(chǔ)保障。

（三）融入寬帶通信手段

現(xiàn)代重特大災(zāi)害救援中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起到關(guān)鍵性的作用，消防部門要借助寬帶信息手段形成支持全局調(diào)度的消防系統(tǒng)，以對災(zāi)害現(xiàn)場的救援行動進行全方位的把控。由于重特大災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境惡劣，救援工作非常復(fù)雜，救援人員進行相關(guān)工作時需確保信息輸送通暢，可實現(xiàn)隨時交流，才能保證救援工作的順利開展。在融入寬帶通信手段時，能采用的實際舉措有：首先，借助電子視頻終端，實現(xiàn)在線監(jiān)控。在日常的重特大災(zāi)害預(yù)演訓(xùn)練中，指揮人員借助監(jiān)控裝置能對演訓(xùn)全過程進行實時監(jiān)督。在實際的救援任務(wù)中，相關(guān)人員也能利用監(jiān)控設(shè)備全面及時地獲取災(zāi)情信息，確保救援人員能從多個角度掌握現(xiàn)場情況，提升營救方案的可行性。其次，建設(shè)寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，建立包含救援技能練習(xí)與線上點名等多項操作的辦公處理體系，增強應(yīng)急通信的落實效果。最后，網(wǎng)絡(luò)報警系統(tǒng)能保證輸送危險信號的及時性，確保現(xiàn)場救援人員可以快速獲得災(zāi)情信息并確定處理方案。尤其是GIP 裝置的三維影像功能可使消防員看到較為立體直觀的災(zāi)情現(xiàn)場，幫助其做出正確的判斷?？傊脤拵ЬW(wǎng)絡(luò)進行信息傳輸，既可以提高救援行動的速度，又能降低救援過程中的風(fēng)險。

四、重特大災(zāi)害現(xiàn)場的消防應(yīng)急通信保障方式

（一）公共通信網(wǎng)絡(luò)

公共通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋內(nèi)容較多，如移動電話、4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)等。在落實應(yīng)急保障時，可借助公共通信網(wǎng)絡(luò)，使語音及視頻等內(nèi)容的傳達距離、通信帶寬，均得到有效擴展。利用公網(wǎng)信號當(dāng)前的覆蓋廣度，使救援資源能盡快到達災(zāi)害現(xiàn)場，并依托于公共通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息的遠程傳送。比如在4G/5G 下，能實現(xiàn)隨時發(fā)送災(zāi)害救援現(xiàn)場的影像資料，為遠程決策提供數(shù)據(jù)支持。

（二）衛(wèi)星通信體系

基于已有的消防衛(wèi)星頻率，努力建設(shè)全覆蓋式的衛(wèi)星系統(tǒng)，將地面站及移動站等均包含在內(nèi)。此處討論的消防衛(wèi)星系統(tǒng)基于衛(wèi)星地面站，以及移動式的指揮車等相關(guān)設(shè)備，直接通過消防衛(wèi)星專網(wǎng)進行內(nèi)部的視頻會議與傳送救援現(xiàn)場的資料等。此種系統(tǒng)的覆蓋率高，并且不容易被環(huán)境因素干擾，比較適用于各類突發(fā)性的消防事故救援。消防資源到達災(zāi)害現(xiàn)場的過程中，利用衛(wèi)星通信車等通信設(shè)備將災(zāi)害現(xiàn)場狀態(tài)實時更新上報，使后方指揮中心能按照災(zāi)情發(fā)展?fàn)顩r合理調(diào)度救援人員與設(shè)備，迅速制定出科學(xué)合理的消防指揮方案。

（三）短波通信保障

結(jié)合上文所述，短波通信方式不容易受到干擾，能在較為復(fù)雜的環(huán)境中完成遠程通信。重特大災(zāi)害環(huán)境中，大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施通常無法繼續(xù)使用，此時便可運用短波通信。例如，山火及洪澇等災(zāi)害波及范圍較廣的情況下，通過短波通信，基于中轉(zhuǎn)臺的作用，信號能在30 公里左右的范圍內(nèi)進行穩(wěn)定輸送。根據(jù)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用狀況來看，短波通信搭配中頻的數(shù)字化結(jié)構(gòu)，可在模擬中頻下，完成A/D 采樣，把獲取到的數(shù)據(jù)傳送到DSP 設(shè)備，并進行變頻與調(diào)節(jié)處理。該條件下，軟件無線電和中頻接收機能構(gòu)成多頻次的通信系統(tǒng)，而且和常規(guī)短波通信相較，運用DSP技術(shù)可進一步增強復(fù)雜災(zāi)情現(xiàn)場的通信適應(yīng)性。

（四）無線通信模式

現(xiàn)階段，消防部門大多數(shù)情況下會選擇無線通信方式，因為其在重特大災(zāi)害中有較好的適應(yīng)力，實際應(yīng)用中，能借助集群通信與普通手段組合的方式，構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)。其中集群通信技術(shù)的保密能力較強，可通過現(xiàn)場信號情況改進調(diào)度程序，適用于自然災(zāi)害的救援任務(wù)中。救援進行中，可以利用數(shù)字化的集群通信手段保障無線通信的覆蓋廣度，設(shè)備支持使用多種通信接口。技術(shù)應(yīng)用中，TETRA 系統(tǒng)在業(yè)務(wù)層中，基于Zone 階段，構(gòu)成交換模塊，對于重特大災(zāi)害的通信需要，能借助Zone堆疊出通信網(wǎng)絡(luò)。此通信系統(tǒng)是由遠程的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)及域控制裝置等構(gòu)成，通過不同等級的控制裝置，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，利于優(yōu)化通信質(zhì)量。

（五）融合通信系統(tǒng)

融合通信系統(tǒng)能將視頻會議、語音調(diào)度等各系統(tǒng)整合起來，支持在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下工作，實現(xiàn)全方位通信效率的強化。出現(xiàn)重特大災(zāi)害后，原本較為完善的通信設(shè)施基本上都處于停滯的狀態(tài)，而為了支持在復(fù)雜環(huán)境中的正常通信，有關(guān)部門需全面構(gòu)建融合通信系統(tǒng)，綜合利用各項可調(diào)度的資源。以便支持消防救援過程中能選擇最順暢的通信路徑，完成必要的交流，保障救援指令準確及時下達。為達到上述效果，融合通信系統(tǒng)盡可能應(yīng)用各類網(wǎng)絡(luò)手段如有線通信、衛(wèi)星通信等。按照對應(yīng)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況與技術(shù)特點進行合理規(guī)劃，以免融合通信系統(tǒng)在使用期間被其他問題影響。為此，消防部門開展該系統(tǒng)建設(shè)時，主要借助各類消防專網(wǎng)，確保通信路徑能適應(yīng)復(fù)雜多樣的災(zāi)害現(xiàn)場。

（六）移動視頻系統(tǒng)

發(fā)生重特大災(zāi)害時，可利用移動式視頻通信方式，保證救援過程中的穩(wěn)定通信。災(zāi)害現(xiàn)場與附近的通信設(shè)施可能會受到不同程度的損壞，導(dǎo)致現(xiàn)場通信癱瘓。面對此種情況，可運用移動式視頻系統(tǒng)，給救援現(xiàn)場創(chuàng)造通信條件，借助更加直觀的視頻通信既能有效了解災(zāi)情，對現(xiàn)場救援人員下達行動指令，又可結(jié)合現(xiàn)場狀況，及時改變救援方案，確保應(yīng)急救援的安全與效率。但是，使用移動式應(yīng)急系統(tǒng)對有線環(huán)境、無線視距傳輸?shù)纫灿幸欢ㄒ?。重特大?zāi)害現(xiàn)場存在地區(qū)差異，實際的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)程度有很大區(qū)別，導(dǎo)致該系統(tǒng)極易被諸多外部條件制約，使現(xiàn)實的建設(shè)成果無法達到通信標準。針對以上問題，消防部門應(yīng)在前期建設(shè)中主動運用高新裝置與技術(shù)。例如，基于衛(wèi)星視頻系統(tǒng)，添加IP 手段，提高系統(tǒng)的可移動程度，為救援現(xiàn)場提供安全有效的通信保護。

（七）應(yīng)急通信指揮車

指揮系統(tǒng)是整個消防救援任務(wù)順利開展的關(guān)鍵。為了迅速應(yīng)對救援過程中的突發(fā)情況，要保證前方與后方的指揮中心了解到實時的災(zāi)情信息，并以此制定救援計劃，爭取利用最短的時間準確傳達救援行動安排。為達到此目的，可借助應(yīng)急通信指揮車作為臨時的前方指揮中心。此種指揮車本身自帶通信功能，能使前方指揮中心迅速落成，并且能組織視頻討論，依托通信組網(wǎng)完成現(xiàn)場偵察以及災(zāi)情信息采集等功能，“扮演”著通信樞紐的角色，保障現(xiàn)場信息傳輸順暢。重特大災(zāi)害的救援中使用應(yīng)急通信指揮車，其自帶系統(tǒng)可以把從現(xiàn)場采集到的影像與其他形式的資料，實時傳送至固定指揮中心，后者在收到數(shù)據(jù)后，在掌握災(zāi)害現(xiàn)場形勢的前提下，快速確定應(yīng)急救援方案，及時抑制災(zāi)情的進一步加重，確保救援行動的高效完善。另外，應(yīng)急指揮車還能較為靈活地移動，并具有啟用周邊各類可用無線通信裝置的功能，即便現(xiàn)場的信號條件并不好，也能盡量建立穩(wěn)定的通信的路徑，為現(xiàn)場救援做好通信支持。

五、結(jié)語

重特大的消防救災(zāi)任務(wù)中應(yīng)急通信具有不可忽視的實用價值，鑒于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極利用各類專網(wǎng)及通信手段，保障應(yīng)急通信的落實效果，迅速推進救援行動的開展。目前，各級消防部門都應(yīng)當(dāng)在增強隊員救援技能的同時，強化現(xiàn)場應(yīng)急通信的建設(shè)，以確保救援行動的高效開展。