摘要：重特大災(zāi)害事故具有受災(zāi)區(qū)域廣，破壞性強的特點，特別容易導致公共通信網(wǎng)絡(luò)中斷；陰雨天氣衛(wèi)星通信設(shè)備因雨衰也難以保證正常工作。消防救援人員個人通信裝備除面臨信號傳輸困難外，還存在電池無法及時充電的問題。在山區(qū)執(zhí)行救援任務(wù)時，消防救援隊伍使用的對講機通信易受地形影響。調(diào)頻單向廣播具有頻率較低、傳輸性能好、受天氣影響小，接收終端多且成本低的特點，可考慮用于下傳各類信息等，在大區(qū)域災(zāi)害事故救援指揮通信保障中具有特定優(yōu)勢。該文就將調(diào)頻單向廣播用于災(zāi)害區(qū)域信號覆蓋，保障消防救援隊伍指揮通信的可行性及方法進行了探討。

關(guān)鍵詞：消防；調(diào)頻廣播；應(yīng)急通信；無線通信；單向通信；指揮

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.07.023

中圖分類號：TN 943 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）07-00-03

Feasibility Study of Using Unidirectional FM Broadcasting for Regional Disaster and Accident Rescue Command

YANG Haocheng

（Kunming Training Brigade of the National Fire and Rescue Bureau， Kunming 650029， China）

Abstract： Major disasters and accidents have the characteristics of wide affected areas and strong destructive power， which are particularly prone to causing interruptions in public communication networks; In rainy weather， satellite communication equipment cannot guarantee normal operation due to rain attenuation. In addition to facing difficulties in signal transmission， personal communication equipment for firefighting and rescue personnel also faces the problem of batteries not being able to be charged in a timely manner. When carrying out rescue missions in mountainous areas， the intercom communication used by firefighting and rescue teams is easily affected by the terrain. FM unidirectional broadcasting has the characteristics of low frequency， good transmission performance， less weather impact， multiple receiving terminals， and low cost. It can be considered for transmitting various types of information， and has specific advantages in communication support for large-scale disaster and accident rescue command. This article explores the feasibility and methods of using FM one-way broadcasting for signal coverage in disaster areas to ensure the command and communication of firefighting and rescue teams.

Keywords： fire protection; FM broadcasting; emergency communication; wireless communication; unidirectional communication; command

地震、洪澇等重特大災(zāi)害事故具有受災(zāi)區(qū)域廣大、災(zāi)害破壞性強等特點。重特大災(zāi)害事故發(fā)生后，地面的電力設(shè)施、通信網(wǎng)絡(luò)、交通設(shè)施往往會遭到嚴重損毀，造成消防救援隊伍指揮通信保障困難。災(zāi)害發(fā)生后陰雨天氣時衛(wèi)星通信設(shè)備會因雨衰影響而不能正常工作。以上場景的災(zāi)害事故救援行動往往持續(xù)時間長，個人通信裝備充電也是必須面對的現(xiàn)實問題。

在進行救援行動指揮時，整個災(zāi)區(qū)各種信息將從多渠道匯集到前方指揮部，有些信息事關(guān)救援行動成敗、人民群眾及救援人員生命安全，需在盡可能短的時間內(nèi)及時下發(fā)通報?；谝陨弦蛩兀谰仍犖樵谒煨写髤^(qū)域重特大災(zāi)害事故處置救援行動時可考慮使用以下傳重要信息為主，可快速架設(shè)、較大功率、傳輸性能好、覆蓋區(qū)域大、受眾面廣、終端廉價的通信手段。普通收音機可接收的單向調(diào)頻廣播是一個值得考慮的通信方式[1]。

1 我國調(diào)頻公共廣播頻段

根據(jù)《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定》（中華人民共和國工業(yè)和信息化部令第46號），我國調(diào)頻公共廣播使用無線電波頻段為VHF 87～108 MHz。該頻段覆蓋距離小于中波、短波廣播，電臺以本地大功率發(fā)射為主，接收終端包括普通收音機、車載收音機、部分支持FM的手機等。公共調(diào)頻廣播的頻段低于消防救援隊伍普遍配備的350/370 MHz頻段對講機，發(fā)射功率大，沿地表具有更佳的傳輸特性，與衛(wèi)星設(shè)備相比，公共調(diào)頻廣播基本不受雨雪天氣影響。

2 調(diào)頻無線信號測量

為測量調(diào)頻廣播信號的覆蓋范圍，測試人員采用頻譜分析儀、便攜式收音機、袖珍收音機、最大發(fā)射功率50 W的調(diào)頻發(fā)射機等來對無線調(diào)頻廣播信號進行測量評估。測量區(qū)域為云南省昆明市，場景包括市區(qū)室外、郊縣室外、市區(qū)大型商業(yè)綜合體室內(nèi)，市區(qū)地下、山區(qū)等。測量方式包括了固定測量和移動測量。測量的指標為定量的場強值及音質(zhì)感官評價度。我國規(guī)定調(diào)頻廣播最低可用場強值是：城市地區(qū)60 dBμv/m，農(nóng)村46 dBμv/m。本評價聲音質(zhì)量時測試人員使用可聽度分制，如表1所示。

2.1 公共廣播覆蓋測量

測試人員選擇昆明市本地的云南廣播電臺音樂廣播來進行覆蓋測量評價，發(fā)射頻率97 MHz，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)查詢發(fā)射臺位于昆明市呈貢區(qū)梁王山，海拔2 820 m，天線高度89 m。為保證測到的場強數(shù)值與收音機對應(yīng)，測試人員將頻譜儀與測試天線連接，天線增益設(shè)定-50 dBi，且未刻意將天線升至6 m高度以上，保持與收音機天線同等高度，測量值取在同一水平高度不同方向的最大值。

2.1.1 室外覆蓋測量

測試人員在昆明市區(qū)隨機選取了室外6個點位，使用頻譜儀對97 MHz調(diào)頻廣播信號進行測試，并同步使用1個全波段收音機收聽該頻點廣播節(jié)目。測試結(jié)果如表2所示。

市區(qū)范圍內(nèi)室外信號測量結(jié)果雖有高有低，但音質(zhì)差異不大，音質(zhì)較好，清晰可辨。

2.1.2 室內(nèi)覆蓋測量

測試人員選擇了市中心某大型連鎖超市進行了室內(nèi)信號測試。該超市所處建筑地上共4層，超市位于2～4層。測試人員在每層分別隨機選擇兩個點位進行測量，同步使用1個全波段收音機及1臺可接收調(diào)頻廣播節(jié)目的國產(chǎn)智能手機接收廣播節(jié)目以評價音質(zhì)。經(jīng)測試在該超市內(nèi)部所有點位均能收聽到廣播節(jié)目，信號場強及電壓電平值雖低于室外測量記錄的數(shù)據(jù)，但收音機及手機接收音質(zhì)良好，偶有雜音，即使在超市3樓貨梯封閉空間內(nèi)，信號也與室內(nèi)其他位置差異不大。測量結(jié)果如表3所示。

2.1.3 山區(qū)森林覆蓋測量

測量地點選在昆明市西山森林公園，植被茂密。在森林公園中測試人員選擇了樹木稠密的5個位置進行測試，同步使用收音機收聽廣播節(jié)目；在山下公園入口處1人使用對講機與測試人員保持語音通信。信號接收測量與收聽結(jié)果與室內(nèi)測量結(jié)果較為相近。對講機僅在進入森林公園約400 m距離處呼通，其他點位均未呼通。

2.2 調(diào)頻發(fā)射機室外覆蓋測量

選用的調(diào)頻發(fā)射機質(zhì)量為5 kg，便于背負攜帶，射頻輸出功率為0～50 W可調(diào)，具有3.5 mm及6.5 mm音頻輸入接口各1個且音量獨立可調(diào)，測試人員使用一部手機播放測試音頻，用3.5 mm音頻線輸入發(fā)射機，發(fā)射機天線長度為2.2 m，玻璃鋼材質(zhì)，天線增益為5 dBi，中心頻點為96 MHz。天線架設(shè)于郊區(qū)25 m高建筑頂部，天線高度為6 m，建筑周邊相對空曠，視野良好，發(fā)射頻點避開了公共廣播電臺。

2.2.1 發(fā)射功率6 W信號測量

測試人員將發(fā)射機發(fā)射功率設(shè)為6 W，在不同距離上對信號進行了測試，最遠測通距離為5.2 km，測試數(shù)據(jù)如表5所示。

2.2.2 發(fā)射功率50 W信號測量

為避免信號干擾，50 W信號發(fā)射時采用測試人員先到測試點位再開機短時發(fā)射的方法，點位測量值記錄完立即關(guān)閉發(fā)射機，本次測試最遠測通距離22.7 km，相關(guān)結(jié)果如表6所示。

由此可見，采用調(diào)頻單向廣播大區(qū)制覆蓋，相對于350/370 MHz信號而言，具有傳輸性能好，單站覆蓋區(qū)域大，覆蓋效率高的優(yōu)勢；調(diào)頻廣播頻段在地下空間、山區(qū)、森林等場景下傳輸性能明顯優(yōu)于350/370 MHz頻段，設(shè)備組成簡單，且接收終端數(shù)量無限制。

調(diào)頻廣播的接收終端眾多，幾乎每輛機動車都有車載收音機，普通全波段收音機、袖珍式FM接收機也非常常見，另外部分手機帶有接收調(diào)頻廣播的功能，接收廣播無需公共通信網(wǎng)的支持。收音機供電非常方便，車載收音機可以由車載發(fā)電機蓄電池供電，普通全波段收音機、袖珍式FM接收機一般采用干電池供電。經(jīng)實際測試，在24小時不間斷開機的情況下，使用1只AA電池供電的袖珍式FM接收機（無揚聲器，耳機兼做接收天線）連續(xù)工作時間大于等于7天；本次測試使用的國產(chǎn)全波段收音機使用2只AA干電池供電，在中等音量連續(xù)播放模式下，工作時間達到了6天，而且干電池重量輕、體積小，隨身攜帶非常方便；從續(xù)航指標看，收音機對比對講機具有十分突出的優(yōu)勢。收音機價格便宜，1個普通全波段收音機價格小于等于200元，一個袖珍式FM接收機價格小于等于50元，可考慮將收音機及干電池作為救援人員標準的攜帶物資。結(jié)合以上因素，可考慮將調(diào)頻單向覆蓋用于大區(qū)域災(zāi)害事故救援指揮通信，作為消防救援隊伍備選或者是輔助的通信手段，全波段收音機和袖珍式FM接收機可批量采購下發(fā)至每一名救援人員，也可在災(zāi)區(qū)向受災(zāi)人員發(fā)放。

3 應(yīng)用場景

3.1 利用公共廣播傳輸指令和通報各類信息

在重特大災(zāi)害事故發(fā)生并導致公共通信中斷后，可考慮通過公共調(diào)頻廣播，充分發(fā)揮大功率發(fā)射臺的覆蓋優(yōu)勢，向受災(zāi)區(qū)域內(nèi)的所有消防救援隊伍廣播持續(xù)不間斷下發(fā)救援指令信息和各種提示通報甚至突發(fā)的事件信息，所有救援人員通過掃描可用頻道接收調(diào)頻廣播，接收上級下達的重要指令及信息通報。特別是在為個人通信裝備補充電能困難時，可充分發(fā)揮收音機價格便宜、能耗低、續(xù)航長、體積小、輕的優(yōu)勢，將收音機配發(fā)至每一名救援人員，以通過接收調(diào)頻廣播來獲取一些重要的信息與指令。一線救援人員可通過其他通信方式向上報告，前方救災(zāi)指揮部匯總信息后，通過調(diào)頻廣播第一時間發(fā)送指令至每一名救援人員及每一臺救援車輛?？蓪⒄{(diào)頻廣播作為消防救援隊伍輔助的通信手段，極端情況下，可能作為唯一通信手段。在災(zāi)區(qū)各個救援隊伍指揮所，可以將接收到的調(diào)頻廣播輸入前指的功放和揚聲器，將收到的信息進行廣播。

3.2 架設(shè)發(fā)射機傳輸指揮指令

災(zāi)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施遭嚴重損毀的情況下，當?shù)卣{(diào)頻廣播電臺也無法正常工作；或消防救援人員在山區(qū)、林區(qū)開展救援，信號傳輸受地形植被影響且無公共無線通信網(wǎng)時，消防救援隊伍可考慮自己選址架設(shè)高增益的全向天線，發(fā)揮其大區(qū)域快速覆蓋及傳輸性能的優(yōu)勢，選擇適當?shù)念l率利用調(diào)頻廣播對災(zāi)區(qū)和救援現(xiàn)場進行通信單向覆蓋，用于傳輸重要指令，及時向每一名救援人員通報安全提示及其他突發(fā)信息。

3.3 利用一對發(fā)射機進行雙向通信

在極端情況下，為克服通信距離遠及地形地物阻擋信號的影響，通信雙方還可以考慮通過兩套調(diào)頻發(fā)射機及天線分別使用兩個頻點，傳輸兩路單向廣播以構(gòu)建一個雙向通信鏈路，兩端使用收音機對應(yīng)接收信號，以實現(xiàn)短時間替代對講機、衛(wèi)星電話等進行雙向通信。

4 結(jié)束語

調(diào)頻單向發(fā)射設(shè)備組成簡單，可以只包括發(fā)射機、天線及麥克風，操作也十分簡單，接收方便、覆蓋面廣，可考慮作為消防救援隊伍通信保障的輔助手段。但是因采取公共頻段廣播發(fā)射的方式，傳輸?shù)膬?nèi)容可以被所有人聽到，故不適用于敏感信息的傳輸，各級消防通信保障人員平時也應(yīng)多關(guān)注各種通信技術(shù)的發(fā)展，加強學習與實踐，將其與應(yīng)急通信保障工作結(jié)合起來，確保在應(yīng)對重特大災(zāi)害事故時，做到指揮高效、通信準確、保障可靠。

參考文獻

[1] 高峰超．淺談區(qū)縣級應(yīng)急廣播體系的架構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用探討[J]．廣播電視網(wǎng)絡(luò)，2023，30（4）：39-41．