森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)案例分析

呂 珂

森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)案例分析

呂 珂

摘 要：為解決北京林業(yè)森林防火基礎(chǔ)設施和裝備建設嚴重落后問題，定制開發(fā)森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)，建立一個功能實用、操作簡單、高效可靠的防火信息指揮系統(tǒng)體系。介紹方案采用的技術(shù)，系統(tǒng)組成和功能特點。

關(guān)鍵詞：森林防火;數(shù)字移動無線;分級調(diào)度

林區(qū)既是國家重要的生態(tài)資源，又是火災易發(fā)地區(qū)，為了增強處置緊急突發(fā)事件和重特大森林火災的能力，必須要建設完備的森林防火通信系統(tǒng)。北京市森林防火模擬無線通信系統(tǒng)于1996年12月開始運用，共有模擬中繼臺24臺，分布在12個區(qū)縣;手持臺達1948臺;基地臺225臺;車載臺152臺。隨著數(shù)字化理念及數(shù)字產(chǎn)品的大力推廣和普及，數(shù)字化軟、硬件平臺的頻繁升級換代，模擬通信系統(tǒng)幾乎完全被孤立起來;再加上當今無線通信系統(tǒng)的多元化發(fā)展，尤其是頻譜民用化以后，使模擬電臺的干擾問題日益突出，嚴重影響了北京市森林防火的日常工作秩序。

1 需求分析

由于北京林區(qū)各區(qū)縣地形復雜，跨度大，現(xiàn)有模擬系統(tǒng)普遍存在以下幾個問題。

1．無線通信數(shù)字化的發(fā)展趨勢需求。工業(yè)和信息化部無【2009】666號文件確定模擬對講機退出市場，全部由數(shù)字對講機取代，國家在產(chǎn)業(yè)政策上已經(jīng)確定了無線通信由模擬轉(zhuǎn)為數(shù)字。

2．中繼臺的網(wǎng)絡覆蓋。由于北京地區(qū)各區(qū)縣地形復雜，跨度大，容易造成通信不暢，無法解決全區(qū) (縣)的通信覆蓋，通信盲區(qū)日益顯現(xiàn)。

3．電臺之間的系統(tǒng)干擾。隨著森林防火護林員隊伍的壯大，各單位使用電臺的數(shù)量不斷增多，在同一個信道上經(jīng)常出現(xiàn)通話干擾，話音質(zhì)量和通信接通率大大降低，正常通信難以保障，并且通信的私密性也無法保障。

4．設備嚴重老化，缺乏維修部件。由于模擬通信系統(tǒng)運行已經(jīng)超過10年，設備已出現(xiàn)老化，而且部分設備型號已經(jīng)停產(chǎn)，配件不全，只能更換為同類型號產(chǎn)品，致使系統(tǒng)維護成本升高。

5．通信系統(tǒng)亟待形成全市聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模。北京市初步建立了林火撲救指揮輔助決策系統(tǒng)，應用計算機技術(shù)，建立了林火管理網(wǎng)絡，把森林火險預報、火災統(tǒng)計、火災檔案、防火數(shù)據(jù)庫管理、林火衛(wèi)星監(jiān)測圖像的處理和林木撲救指揮輔助決策等工作納入到計算機管理，為撲救林火提供了強有力的技術(shù)支持。比較而言，通信系統(tǒng)還沒有形成區(qū)域聯(lián)網(wǎng)，各區(qū)域分而治之，不利于綜合管理調(diào)度，明顯滯后于網(wǎng)絡化、規(guī)模化、數(shù)字化的業(yè)務發(fā)展趨勢。

模擬通信系統(tǒng)存在技術(shù)體制差、通信質(zhì)量差、干擾嚴重、不能大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)、不能進行統(tǒng)一調(diào)度指揮、頻譜利用率低等問題，無法滿足現(xiàn)代化森林防火通信指揮、撲救的需要。因此，建立健全有效的森林防火通信系統(tǒng)，將會全面提高滅火作戰(zhàn)的綜合能力和處理效率，既能為森林火災撲救工作提供幫助，又能夠為后期信息平臺、業(yè)務平臺的建設提供基礎(chǔ)。

2 解決方案

為實現(xiàn)森林防火業(yè)務的通信需求，借鑒現(xiàn)有的模擬通信平臺，北京中瑞特通訊設備有限公司(以下簡稱CRTE)開發(fā)了森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)設計成一個數(shù)字通信平臺，采用DMR(數(shù)字移動無線)和TDMA(時分多址)技術(shù)，12.5 kHz信道上支持的用戶數(shù)量比模擬系統(tǒng)提高了1倍，在頻率使用、通話質(zhì)量、綜合業(yè)務功能等方面都有所提高。系統(tǒng)具有IP互聯(lián)功能，可以利用IP網(wǎng)絡有效地擴展信號覆蓋范圍，有效地解決了同頻干擾、無線互聯(lián)的問題，具有抗干擾能力強、語音清晰，通信距離遠、編組、組網(wǎng)靈活等特點。

系統(tǒng)針對北京市14個區(qū)縣進行全面覆蓋，著重覆蓋護林員重點活動區(qū)域及防火難點區(qū)域。依據(jù)電測數(shù)據(jù)、當?shù)貙嶋H地理環(huán)境狀況、單基站可覆蓋范圍及各護林站的分布情況進行基站選址。項目一期計劃建設1個市調(diào)度管理中心，14個分區(qū) (縣)調(diào)度管理中心，45個數(shù)字基站 (每基站4信道)，配套100部數(shù)字車載臺和300部數(shù)字手持臺。

森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)，通過分級調(diào)度指揮、多種業(yè)務功能并存的方式，使森林防火調(diào)度指揮、日常語音數(shù)據(jù)業(yè)務工作、日常巡護監(jiān)管系統(tǒng)、GIS、應急撲救、拓展服務等多種業(yè)務共享一個數(shù)字通信平臺，并預留了與其他綜合管理系統(tǒng)互聯(lián)的接口，解決了模擬通信無法實現(xiàn)的功能要求，完全符合森林防火現(xiàn)階段及今后一段時期內(nèi)的應用需求，也完全滿足林業(yè)數(shù)字通信系統(tǒng)建設的需求。森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)架圖

3 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由林場無線基站設備、市 (北京市)調(diào)度指揮中心、區(qū)調(diào)度指揮中心、手持數(shù)字對講機和數(shù)據(jù)服務器系統(tǒng)等5部分組成。森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)組成如圖2所示。

圖2 森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)組成圖

1．林場無線基站設備。森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)基站，主要是將來自移動臺的話音、數(shù)據(jù)、呼叫處理信令傳送到調(diào)度中心，并接受調(diào)度中心的控制，實現(xiàn)數(shù)字無線信號的覆蓋。基站設備主要由信道單元、天饋單元、基站服務器單元等組成。其中，基站服務器單元基于工業(yè)控制計算機，由交換控制單元、配置管理單元和監(jiān)控單元組成;信道單元由多臺MOTO中繼臺XiR-R8200組成;天饋單元由合路器、分路器、天線、饋線等設備組成。

2．市調(diào)度指揮中心。它是森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)交換中心，負責全市、分區(qū)數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)的跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)匯接、組網(wǎng)路由控制和統(tǒng)一指揮調(diào)度。具備更平滑的擴容能力，能夠滿足系統(tǒng)未來擴容和發(fā)展的需要。包括：節(jié)點服務器、網(wǎng)絡交換機、有線調(diào)度臺等軟、硬件設備。

3．區(qū)調(diào)度指揮中心。由一臺計算機和若干網(wǎng)絡設備組成，安放在各級調(diào)度指揮中心，用于調(diào)度管理所轄地范圍內(nèi)的終端用戶。有線調(diào)度臺功能可定制，不受空間影響，不需要天饋線和防雷設備，比無線調(diào)度臺使用更可靠，架設更方便。有線調(diào)度臺通過IP網(wǎng)絡與系統(tǒng)連接，進行調(diào)度指揮操作;可根據(jù)用戶的需要選擇放置在辦公室或指揮中心等任何可接入IP網(wǎng)絡的地方。基本配置：調(diào)度臺專用計算機;控制臺 (有線調(diào)度臺硬件、喇叭、手咪);調(diào)度臺軟件。

4．手持數(shù)字對講機。由若干專業(yè)數(shù)字無線對講機組成，可用于林業(yè)防火人員間通話，及中文短信數(shù)據(jù)查詢等。P8668數(shù)字對講機是CRTE在MOTOROLA數(shù)字對講機的基礎(chǔ)上開發(fā)的一款彩屏對講機。內(nèi)置 CRTE的選件版軟硬件，可配合 MOTOTRBO和森林防火SUPOTRBO無線調(diào)度系統(tǒng)來使用，提供可定制的客戶所需功能。

5．數(shù)據(jù)服務器。安放在市調(diào)度指揮中心，用于實時存儲系統(tǒng)語音、數(shù)據(jù)、狀態(tài)及移動性管理等信息。

4 功能特點

森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)，除保留原有的模擬系統(tǒng)功能以外，增強了靈活的調(diào)度指揮功能、應急通信指揮功能、GPS、短信息等多方面的數(shù)據(jù)應用功能。充分滿足林業(yè)森林防火的實際需求。系統(tǒng)功能特點如表1所示。

總之，森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)，是一個功能實用、操作簡單、高效可靠的防火信息指揮系統(tǒng)體系，取代原有的模擬無線通信系統(tǒng)，解決了北京林業(yè)森林防火基礎(chǔ)設施和裝備嚴重落后問題。

表1 森林防火SUPOTRBO數(shù)字無線調(diào)度系統(tǒng)功能特點

［1］數(shù)字移動無線電(DMR)Tier1、Tier2標準，ETSI TS 102 361 －Tier1、Tier2(2007－12)［S］;

［2］中華人民共和國電子行業(yè)標準［S］.SJ/T11228－2000.

［3］全國森林防火通信組織管理工作規(guī)范［S］.國森防〔2011〕15號.

Abstract:To solve the serious lagging-behind problems of forest fire prevention infrastructure and equipment in Beijing forestry，a customized SUPOTRBO digital wireless dispatch system for forest fire prevention was developed，setting up a fire protection information command system of applicable functionalities，simple operations，and high efficiency and reliability．The technologies adopted，system composition and function features of the solution are introduced．

Key words:Forest fire prevention;DMR;Classification dispatch

呂 珂：北京中瑞特通訊設備有限公司 工程師 100036 北京

2012-05-21

(責任編輯：諸 紅)