塞罕壩林區數字無線通信問題探討

孫文國

摘 要：塞罕壩機械林場作為全國最大的人工林林場，總面積9.51萬hm2，森林覆蓋率達到72.3%，為了森林資源的永續利用，保護好這顆華北綠色明珠，守護京津冀的綠色屏障，利用數字化通信做好林區防火工作勢在必行。

關鍵詞：塞罕壩；數字通信；解決方案

中圖分類號 S762 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）10-117-02

1 塞罕壩林區基本概況

河北省塞罕壩森林公園地處北緯42°02′～42°36′、東經116°51′～117°39′，位于圍場滿族蒙古族自治縣北部壩上地區，北部隔河與內蒙古自治區接壤，總經營面積9.51萬hm2，森林覆蓋率72.3%。據中國林科院的核算，該公園當前資源總價值148.8億元，其中林木總價值近40億元，每年林木生長增值3億多元，現已成為集生態公益林建設、商品林經營、森林旅游和多種經營于一體的全國最大的人工林林場。

2 塞罕壩林區無線通信面臨的問題及需求分析

2.1 林業專業無線通信面臨的問題 （1）系統目前多采用單個模擬中轉臺或中轉臺組網通信模式，組網簡單，通信盲區較多；（2）系統調度管理功能簡單，網絡干擾嚴重但又沒有辦法得到解決；（3）模擬對講機技術平臺低，例如GPS定位等功能，開發難度大、傳輸速率低；（4）面臨無電源、無鏈路情況，需要解決。

2.2 塞罕壩林場林業專業無線通信的需求分析 模擬通信對應著數字通信；簡單組網對應著不同類型的組網解決方案；模擬平臺GPS定位對應著數字平臺GPS定位；現場通信對應著現場音視頻指揮調度。

3 林業無線通信數字通信的優勢

3.1 雙倍通話容量——節省頻率資源 林業頻率越來越緊張，單信道（12.5KHz）雙倍的通信容量，相對與原來模擬（25KHz）提高4倍。

3.2 數字平臺——GPS傳輸更簡單、方便 雙時隙，可一個時隙傳輸語音，一個時隙傳輸數據（GPS定位數據），容量更大，不干擾正常通信。

3.3 覆蓋范圍更廣的清晰語音通信 在更大通信范圍內保證清晰的話音質量，即使在覆蓋范圍的邊緣地帶，也依然清晰；擴大感知距離；靜態噪聲抑制。

3.4 降低投資成本 相對現有的模擬系統而言，雙時隙數字系統可以有效降低設備使用成本（系統復雜度、頻點、頻率費用、基站和天饋系統）。

3.5 更長的電池使用時間 模擬對講機電池耗電80%消耗在發射階段，由于DMR采用雙時隙TDMA技術，在同樣條件下，節約40%的電池工作時間。

3.6 純數字技術，保障通訊安全 在模擬信道上掃頻監聽，會聽到無法分辨的語音信號；在數字信道上監聽，由于信令或ID號不匹配，只顯示載波接收但無語音輸出（ID號可多達16 776 415個）。

3.7 與模擬系統兼容共存保障系統平滑升級為數字 雙模掃描，可支持掃描模擬和數字信道達到與模擬系統兼容共存；可由模擬平滑升級、過度到數字。

4 塞罕壩林業無線通信解決方案

4.1 林業無電源、無鏈路情況的解決方案 林業無電源解決方案——太陽能電池板供電：光伏系統供電，供電電壓穩定；林業無鏈路解決方案——無線微波、無線網橋組網。

4.2 林業大區域覆蓋解決方案

4.2.1 地市無線鏈路組網解決方案 依照地市、縣、現場3級指揮系統，構建3級通信網；采用TS-2601同頻同播系統，采用無線鏈路進行組網；在各瞭望塔架設同播基站，實現地市、縣、現場3級指揮調度；系統可采用同一個頻點，有效節省頻率資源。

4.2.2 地市無線鏈路組網解決方案——同頻同播系統 針對林業無鏈路情況，采用同頻同播系統無線鏈路組網方案；無線鏈路組網快速，不需要運營成本（鏈路租金）；同頻同播系統應用案例——塞罕壩機械林場總場同播系統，塞罕壩機械林場總場采用1個中心鏈路站和12個無線鏈路同播基站網絡。

4.2.3 林業數字IP互聯系統解決方案 塞罕壩林區很多地區沒有鋪設光纖，數字通信系統組網就需要數字系統的無線鏈路組網方案，可采用數字IP互聯系統無線組網解決方案：采用數字中轉臺IP互聯系統；利用無線網橋進行無線IP鏈路組網；實現一路（1時隙）本地呼叫，一路（1時隙）全網呼叫功能；數字IP互聯系統具有抗干擾能力強；利用TDMA技術實現了兩倍的呼叫容量。

4.2.4 林業數字同播系統解決方案 塞罕壩各林區在日常工作中，只需要本區域內的通信，在撲火戰斗等情況時，需求多區域大范圍的指揮調度，林業用戶需求可以區域靈活分組的無線通信系統，采用數字同播系統解決方案：可對基站進行靈活分組，各林區日常通信采用本地基站；在應急情況下，在調度臺處方便地實現全網通信；支持單基站多個信道，通信容量大；數字IP互聯系統具有抗干擾能力強；利用TDMA技術實現了兩倍的呼叫容量。

5 林業GPS定位解決方案

在發生林業火災時，領導需求快速準確地了解火場位置、范圍大小和各人員的地理位置，以便指揮調度，林場范圍大，采用GPS定位的方案是林業的主流選擇。GPS系統由3部分組成：空間部分——GPS定位衛星；地面控制部分——TS-8400調度系統；用戶設備部分——TC-880GM。在具有公網覆蓋的林區，定位人員數量大，可采用TC-880GM公網定位方案。可對火場滅火人員和巡山人員實現定位，GPS數據上傳至區（縣）防火辦，領導了解到現場人員位置情況。TC-880GM雙模機，包含集群對講機、常規對講機、GPS定位功能、手機等功能，手機通信可作為對講機通信的備份。利用公網（例如移動公司網絡）傳輸GPS數據，定位人員數量大。

6 林業應急撲火現場解決方案

6.1 應急撲火現場語音通信 依靠應急現場通信車，快速搭建語音通信指揮調度網，進行無線指揮調度；應急撲火火場通信網會分多個小組，需要多小組協調統一指揮作戰，語音通信是指揮調度的主要方式；也需要與縣、地市防火辦指揮網進行溝通；局部區域小范圍應急現場組網調度：可移動，方便靈活便于攜帶；針對山區林區無線應急通信設計，適用于快速、應急的臨時組網應用。

6.2 應急撲火現場視頻傳輸 林業移送視頻解決方案包括：迷你型、便攜型、車載型，其優點如下：應急撲火現場，語音通信效率低且易出錯；一目了然的現場視頻圖片，給遠程領導指揮調度提供便利；視頻可記錄存儲，方便事后分析和取證；視頻回傳至通信車后，可連接衛星設備，實現大范圍視頻傳輸。塞罕壩機械林場總場森林防火指揮部視頻系統，采用7套VS-5700移動視頻傳輸系統，實現應急撲火現場的視頻傳輸；視頻回傳至通信車后，連接衛星設備，實現大范圍傳輸。

（責編：張宏民）endprint