徐　彬（福建省公安消防總隊(duì)信息通信處，福建福州350003）

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

徐彬（福建省公安消防總隊(duì)信息通信處，福建福州350003）

消防應(yīng)急通信在重特大災(zāi)害的應(yīng)急搶險(xiǎn)中具有重要作用，建立高效、完善的消防應(yīng)急系統(tǒng)對(duì)提高消防部隊(duì)的反應(yīng)速度及救援效率具有重要意義，也是消防部隊(duì)指揮部門實(shí)現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)全面指揮調(diào)度的保障?；诖?，本文主要對(duì)我國(guó)重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并詳細(xì)介紹了我國(guó)重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信的相關(guān)技術(shù)，僅供參考。

重特大災(zāi)害；消防部隊(duì)；應(yīng)急通信技術(shù)

1　引言

重特大災(zāi)害的發(fā)生直接會(huì)導(dǎo)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(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)保障消防工作的順利開展具有重要意義。但由于災(zāi)害事件的發(fā)生具有一定的不確定性，無(wú)法準(zhǔn)確的確定其對(duì)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(yīng)急通信技術(shù)來(lái)為通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行提供保障。目前，重特大災(zāi)害消防應(yīng)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(gè)可行有效的消防應(yīng)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(wú)線應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為災(zāi)情及消防信息的傳遞提供有力保障。

2　我國(guó)重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信的現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)消防應(yīng)急通信技術(shù)水平在不斷提升，但在一次次災(zāi)害實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)消防應(yīng)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(dǎo)性；②短距離災(zāi)區(qū)的具體報(bào)道信息無(wú)法及時(shí)傳遞；③由于各個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)及科技發(fā)展存在一定差異，導(dǎo)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(yīng)急通信體系，限制了信息之間的傳遞和交流，不利于災(zāi)區(qū)救援工作的開展。目前，消防應(yīng)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(jí)，消防一級(jí)無(wú)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(dāng)前一級(jí)網(wǎng)的覆蓋率可達(dá)80%；消防二級(jí)無(wú)線通信網(wǎng)由各指揮員的車載臺(tái)或手持臺(tái)組成，頻率多為350MHz；消防三級(jí)無(wú)線網(wǎng)由后方指揮員的手持臺(tái)或頭盔臺(tái)組成，使用頻率主要是350MHz。短波電臺(tái)通信網(wǎng)和衛(wèi)星電話通信網(wǎng)是應(yīng)急通信網(wǎng)的重要組成部分，但由于全國(guó)各地消防部門裝備及技術(shù)體制不統(tǒng)一，無(wú)法構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行正常通信。

3　重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信框架設(shè)計(jì)

按照“快速反應(yīng)、機(jī)動(dòng)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(tái)等為輔的消防部隊(duì)重特大災(zāi)害應(yīng)急通信系統(tǒng)，通過(guò)多種通信手段保證消防部隊(duì)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的指揮通信是暢通的，從而解決跨區(qū)域、長(zhǎng)距離、大范圍，特別是公網(wǎng)通信癱瘓情況下的重特大災(zāi)害應(yīng)急救援通信網(wǎng)絡(luò)。

3.1構(gòu)建重特大災(zāi)害消防衛(wèi)星通信專網(wǎng)

衛(wèi)星通信設(shè)備造價(jià)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(duì)普遍配備，因此，將衛(wèi)星通信專網(wǎng)定位在主要承擔(dān)重特大災(zāi)害通信保障方面，在技術(shù)體制上宜采用適合于應(yīng)急救援需要的、可隨機(jī)動(dòng)態(tài)快速組建現(xiàn)場(chǎng)指揮網(wǎng)的動(dòng)態(tài)SCPC技術(shù)；在獲取信道資源上宜采取長(zhǎng)期租用和臨時(shí)租用相結(jié)合的方式，有利于降低運(yùn)行費(fèi)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(dòng)中通”車載站，各國(guó)家陸地搜尋與救護(hù)基地配置一定數(shù)量的“動(dòng)中通”衛(wèi)星車載站和便攜站，各總隊(duì)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(duì)配置一定數(shù)量的“動(dòng)中通”衛(wèi)星車載站和便攜站，通過(guò)配置“動(dòng)中通”衛(wèi)星車載站保證動(dòng)態(tài)指揮的需要，通過(guò)配置便攜站保證道路毀壞情況下機(jī)動(dòng)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(jì)思路可在全國(guó)總隊(duì)、支隊(duì)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(wù)于分隊(duì)機(jī)動(dòng)通信、部隊(duì)行進(jìn)時(shí)通信，公安部消防局、總隊(duì)、支隊(duì)宜分別配置一定數(shù)量的車載式和便攜式衛(wèi)星電話；國(guó)家各陸地搜尋與救護(hù)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(duì)及戰(zhàn)區(qū)的指揮命令傳輸網(wǎng)，解決長(zhǎng)距離話音通信和指揮命令下達(dá)的問(wèn)題。

3.3完善消防超短波通信網(wǎng)

超短波通信是消防部隊(duì)常態(tài)通信的主要手段，也是應(yīng)急救援非常態(tài)時(shí)部隊(duì)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(jiǎn)單、有效的通話規(guī)則，可有效解決現(xiàn)場(chǎng)指揮問(wèn)題。

3.4建設(shè)消防短波無(wú)線通信網(wǎng)

短波通信由于設(shè)備較貴，天氣對(duì)設(shè)備影響較大，對(duì)操作人員素質(zhì)的要求高，不宜在部隊(duì)大量配備。按照非常態(tài)通信的設(shè)計(jì)思路，可在國(guó)家陸地搜尋與救護(hù)基地和消防總隊(duì)少量配備，解決消防部隊(duì)遠(yuǎn)距離指揮的通信聯(lián)絡(luò)問(wèn)題。

3.5建設(shè)移動(dòng)消防指揮中心

目前，消防部隊(duì)缺少具有管理控制、決策指揮現(xiàn)場(chǎng)部隊(duì)的移動(dòng)通信指揮中心，應(yīng)加快其建設(shè)和完善的步伐。按照常態(tài)通信的設(shè)計(jì)思路，公安部消防局、總隊(duì)、支隊(duì)要至少配備1輛移動(dòng)消防指揮中心，構(gòu)建以車輛為載體，集成各類應(yīng)急通信裝備，實(shí)現(xiàn)在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的通信組網(wǎng)、指揮調(diào)度、情報(bào)信息支持等應(yīng)急機(jī)動(dòng)指揮通信功能，解決現(xiàn)場(chǎng)眾多通信裝備的管理控制、作戰(zhàn)部隊(duì)的精確指揮等問(wèn)題。

4　重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信技術(shù)

4.1無(wú)線同頻同播系統(tǒng)

目前，建立無(wú)線同頻同播網(wǎng)是消防無(wú)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(gè)地區(qū)內(nèi)布設(shè)多個(gè)同頻中轉(zhuǎn)臺(tái)，擴(kuò)大無(wú)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(wú)線鏈路同頻同播網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)A發(fā)出呼叫時(shí)，若同播站1和2同時(shí)收到此信號(hào)，系統(tǒng)同時(shí)對(duì)同播站1、2的信號(hào)進(jìn)行處理，并自動(dòng)對(duì)優(yōu)劣信號(hào)進(jìn)行選擇，確定主發(fā)同播站，在同播主站收到的移動(dòng)臺(tái)信號(hào)傳輸?shù)酵ブ行暮?，同播中心在?duì)該信號(hào)處理后發(fā)向各同播站，各同播站收到中心的信號(hào)，再進(jìn)行精確處理，并確定轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間，然后轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)同播。

圖1　無(wú)線同頻同播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在消防應(yīng)急通信應(yīng)用中，多基站同播可實(shí)現(xiàn)多方位覆蓋，移動(dòng)臺(tái)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(hào)的射入，這種情況下，移動(dòng)臺(tái)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(shí)也有效解決了消防通信的無(wú)線盲區(qū)問(wèn)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(duì)端的獨(dú)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(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(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(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行互通，且要經(jīng)過(guò)小站-衛(wèi)星-主站-衛(wèi)星-小站的“雙跳”過(guò)程，才能實(shí)現(xiàn)互通。

VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)地球站設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、造價(jià)低、可互操作性好、可使采用不同標(biāo)準(zhǔn)的用戶跨越不同地面網(wǎng)而在同一個(gè)VSAT衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行通信；VSAT可以支持多種業(yè)務(wù)，如數(shù)據(jù)、話音、圖文傳真、實(shí)時(shí)圖像等，通信速率高，可實(shí)現(xiàn)雙向非對(duì)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(yīng)業(yè)務(wù)量的變化；在地形復(fù)雜、地面通信覆蓋差的處置地點(diǎn)，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(yīng)用原理的示意圖見(jiàn)圖2。

4.3通信

3G，即第三代移動(dòng)通信技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)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(wù)，可以在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線漫游，并且可以進(jìn)行視頻流、圖像、音樂(lè)等各種媒體形式的處理，提供電話視頻會(huì)議、電子商務(wù)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等多種信息服務(wù)。

圖2　V S A T通信應(yīng)用原理的框架圖

3G通信技術(shù)在消防中應(yīng)用，首先在于組建3G單兵圖傳系統(tǒng)。3G單兵無(wú)線圖傳系統(tǒng)，是利用3G技術(shù)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng)，主要采用了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)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(jìn)行整合，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖3所示。

圖3　單兵圖傳系統(tǒng)拓?fù)鋱D

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(guò)攜帶的設(shè)備把采集到的現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)音視頻信息經(jīng)過(guò)視頻壓縮編碼模塊壓縮，再通過(guò)無(wú)線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，且3G網(wǎng)絡(luò)會(huì)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、編碼發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)通信指揮車和消防指揮中心，現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)通信指揮車和消防指揮中心再進(jìn)行解碼、解密，從而對(duì)接收到的信息進(jìn)行判斷處理，做出決策，再通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)將命令下達(dá)到3G單兵，從而實(shí)現(xiàn)滅火現(xiàn)場(chǎng)的智能化。

5　結(jié)語(yǔ)

在重特大災(zāi)害救援過(guò)程中，應(yīng)構(gòu)建統(tǒng)一高效的消防應(yīng)急通信體系，靈活使用無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息通信技術(shù)以保障消防應(yīng)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(lái)保障救援工作的順利進(jìn)行。

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

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

[3]趙天宇.淺析消防部隊(duì)重特大災(zāi)害應(yīng)急通信保障工作的現(xiàn)狀及對(duì)策[J].中國(guó)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(xué)本科。