關于重特大災害消防應急通信技術的分析

徐　彬（福建省公安消防總隊信息通信處，福建福州350003）

關于重特大災害消防應急通信技術的分析

徐彬（福建省公安消防總隊信息通信處，福建福州350003）

消防應急通信在重特大災害的應急搶險中具有重要作用，建立高效、完善的消防應急系統對提高消防部隊的反應速度及救援效率具有重要意義，也是消防部隊指揮部門實現災害現場全面指揮調度的保障。基于此，本文主要對我國重特大災害消防應急通信的現狀進行分析，并詳細介紹了我國重特大災害消防應急通信的相關技術，僅供參考。

重特大災害；消防部隊；應急通信技術

1　引言

重特大災害的發生直接會導致常規公眾通信網絡設備的損壞，因此，建立消防應急通信網絡對保障消防工作的順利開展具有重要意義。但由于災害事件的發生具有一定的不確定性，無法準確的確定其對系統所需的通信容量及能力，這種情況下，就需要專業的應急通信技術來為通信網絡的正常運行提供保障。目前，重特大災害消防應急通信的基本通訊手段是衛星通訊，其它通訊手段作為輔助，主要目的在于建立一個可行有效的消防應急通信技術體系，在衛星通信網絡的基礎上，結合現有的無線應急通訊網絡及計算機網絡技術，為災情及消防信息的傳遞提供有力保障。

2　我國重特大災害消防應急通信的現狀

隨著科學技術的發展，我國消防應急通信技術水平在不斷提升，但在一次次災害實踐中發現消防應急通信技術仍存在諸多不足之處，具體表現為：①所建設的基本通信網絡缺乏一定的專業性和指導性；②短距離災區的具體報道信息無法及時傳遞；③由于各個地區經濟及科技發展存在一定差異，導致各地消防部門所使用的通信設備及系統也各不相同，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急通信體系，限制了信息之間的傳遞和交流，不利于災區救援工作的開展。目前，消防應急通信常用的網絡為消防通信網，一般將其分為三級，消防一級無線通信網主要為消防部門的800MHz集群網和350MHz的公安集群網，當前一級網的覆蓋率可達80%；消防二級無線通信網由各指揮員的車載臺或手持臺組成，頻率多為350MHz；消防三級無線網由后方指揮員的手持臺或頭盔臺組成，使用頻率主要是350MHz。短波電臺通信網和衛星電話通信網是應急通信網的重要組成部分，但由于全國各地消防部門裝備及技術體制不統一，無法構建全國統一的網絡進行正常通信。

3　重特大災害消防應急通信框架設計

按照“快速反應、機動靈活、指揮高效、通信暢通”的總體要求，在常規消防通信網的基礎上，構建以衛星通信專網為主，公用衛星電話、短波設備、超短波電臺等為輔的消防部隊重特大災害應急通信系統，通過多種通信手段保證消防部隊在任何時間、任何地點的指揮通信是暢通的，從而解決跨區域、長距離、大范圍，特別是公網通信癱瘓情況下的重特大災害應急救援通信網絡。

3.1構建重特大災害消防衛星通信專網

衛星通信設備造價高，技術使用管理要求人員素質較高，日常使用幾率少，不易在部隊普遍配備，因此，將衛星通信專網定位在主要承擔重特大災害通信保障方面，在技術體制上宜采用適合于應急救援需要的、可隨機動態快速組建現場指揮網的動態SCPC技術；在獲取信道資源上宜采取長期租用和臨時租用相結合的方式，有利于降低運行費用；在設備構成上，公安部消防局建立網管中心站和“動中通”車載站，各國家陸地搜尋與救護基地配置一定數量的“動中通”衛星車載站和便攜站，各總隊配置衛星地面站，構建通信子網管理控制本地衛星站，并選擇較大支隊配置一定數量的“動中通”衛星車載站和便攜站，通過配置“動中通”衛星車載站保證動態指揮的需要，通過配置便攜站保證道路毀壞情況下機動指揮的需要。

3.2建設公用衛星電話通信網公用衛星電話

按照常態通信的設計思路可在全國總隊、支隊大量配備使用。由于公用衛星電話分為車載式和便攜式兩種類型，分別服務于分隊機動通信、部隊行進時通信，公安部消防局、總隊、支隊宜分別配置一定數量的車載式和便攜式衛星電話；國家各陸地搜尋與救護基地分別配置兩套具備電話、數據及圖文傳輸功能的便攜式衛星通信終端，保證構建公安部消防局、總隊及戰區的指揮命令傳輸網，解決長距離話音通信和指揮命令下達的問題。

3.3完善消防超短波通信網

超短波通信是消防部隊常態通信的主要手段，也是應急救援非常態時部隊短距離作戰指揮的通信手段，需要增加使用頻率和配備數量，制定簡單、有效的通話規則，可有效解決現場指揮問題。

3.4建設消防短波無線通信網

短波通信由于設備較貴，天氣對設備影響較大，對操作人員素質的要求高，不宜在部隊大量配備。按照非常態通信的設計思路，可在國家陸地搜尋與救護基地和消防總隊少量配備，解決消防部隊遠距離指揮的通信聯絡問題。

3.5建設移動消防指揮中心

目前，消防部隊缺少具有管理控制、決策指揮現場部隊的移動通信指揮中心，應加快其建設和完善的步伐。按照常態通信的設計思路，公安部消防局、總隊、支隊要至少配備1輛移動消防指揮中心，構建以車輛為載體，集成各類應急通信裝備，實現在災害現場的通信組網、指揮調度、情報信息支持等應急機動指揮通信功能，解決現場眾多通信裝備的管理控制、作戰部隊的精確指揮等問題。

4　重特大災害消防應急通信技術

4.1無線同頻同播系統

目前，建立無線同頻同播網是消防無線通信一種發展前景較好的模式，同頻同播網指在同一個地區內布設多個同頻中轉臺，擴大無線通信網的覆蓋范圍，保障覆蓋區通訊的可靠性。

如圖1所示為無線鏈路同頻同播網的系統結構圖。當移動臺A發出呼叫時，若同播站1和2同時收到此信號，系統同時對同播站1、2的信號進行處理，并自動對優劣信號進行選擇，確定主發同播站，在同播主站收到的移動臺信號傳輸到同播中心后，同播中心在對該信號處理后發向各同播站，各同播站收到中心的信號，再進行精確處理，并確定轉發時間，然后轉發到移動臺，實現同播。

圖1　無線同頻同播系統結構

在消防應急通信應用中，多基站同播可實現多方位覆蓋，移動臺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的射入，這種情況下，移動臺也可獲得良好的通信效果。因此，該系統可以最大限度地滿足消防通信大面積覆蓋的要求，同時也有效解決了消防通信的無線盲區問題。

4.2VSAT衛星通信系統

VSAT即為甚小口徑終端，由于VSAT系統天線口徑小、成本低、組網靈活、可以構成端對端的獨立通信網，也可以與蜂窩通信網、集群通信網結合組成大型的聯合通信網。VSAT衛星通信網主要由主站、VSAT小站和衛星轉發器組成。主站和小站通過衛星轉發器構成星形網絡拓撲結構，由于主站采用大口徑天線且發射功率大，因此主站發射的EIPIP高，且接收系統的C/T值大，而小天線口徑小、發射功率小，因此小站發射的EIPIP低，且接收系統的C/T值小，這種情況下，小站和大戰之間就能通過衛星轉發器進行互通，且要經過小站-衛星-主站-衛星-小站的“雙跳”過程，才能實現互通。

VSAT衛星通信系統地球站設備簡單、體積小、造價低、可互操作性好、可使采用不同標準的用戶跨越不同地面網而在同一個VSAT衛星網內進行通信；VSAT可以支持多種業務，如數據、話音、圖文傳真、實時圖像等，通信速率高，可實現雙向非對稱傳輸；VSAT衛星通信系統組網靈活方便，由于網絡部件模塊化，便于調整網絡結構，易于適應業務量的變化；在地形復雜、地面通信覆蓋差的處置地點，衛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通信應用原理的示意圖見圖2。

4.3通信

3G，即第三代移動通信技術，是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通信技術。3G通信技術的主要特征是提供高速數據傳輸業務，可以在全球范圍內實現無線漫游，并且可以進行視頻流、圖像、音樂等各種媒體形式的處理，提供電話視頻會議、電子商務、網頁瀏覽等多種信息服務。

圖2　V S A T通信應用原理的框架圖

3G通信技術在消防中應用，首先在于組建3G單兵圖傳系統。3G單兵無線圖傳系統，是利用3G技術進行視頻數據傳輸的新型系統，主要采用了目前國內先進的視頻壓縮算法H. 264、流媒體視頻壓縮技術，將3G數據通信和數字視頻壓縮編解碼技術進行整合，系統拓撲圖如圖3所示。

圖3　單兵圖傳系統拓撲圖

該系統由3G單兵、3G網絡和接收端三部分組成。3G單兵通過攜帶的設備把采集到的現場火災音視頻信息經過視頻壓縮編碼模塊壓縮，再通過無線通訊終端發射到3G網絡，且3G網絡會將收到的數據進行加密、編碼發送到現場移動通信指揮車和消防指揮中心，現場移動通信指揮車和消防指揮中心再進行解碼、解密，從而對接收到的信息進行判斷處理，做出決策，再通過3G網絡將命令下達到3G單兵，從而實現滅火現場的智能化。

5　結語

在重特大災害救援過程中，應構建統一高效的消防應急通信體系，靈活使用無線通信技術、計算機網絡信息通信技術以保障消防應急通信的暢通，提升消防系統的整體工作能力和效率，以此來保障救援工作的順利進行。

[1]李 成.基于重特大災害事故消防應急通信技術的研究[J].數字技術與應用，2014（11）：47.

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

[3]趙天宇.淺析消防部隊重特大災害應急通信保障工作的現狀及對策[J].中國科技縱橫，2016（8）：59.

TN914

A

2095-2066（2016）31-0270-02

2016-10-23

徐 彬（1978-），男，助理工程師，大學本科。