衛(wèi)星便攜站在消防救援應急通信保障中的共性問題研究

◆幸雪初

衛(wèi)星便攜站在消防救援應急通信保障中的共性問題研究

◆幸雪初

（湖南省消防總隊 湖南 410205）

衛(wèi)星通信系統有著不受地域限制、覆蓋范圍廣、通信距離遠、站點臨時搭建方便等特點，已經成為消防救援應急通信的主要手段之一。本論文對便攜站衛(wèi)星系統的產品組成和特點進行了分析，對目前國內便攜站衛(wèi)星系統的集成方式進行了歸納總結。在此基礎上，提出了消防救援建設便攜站系統應當考慮的關鍵問題，并對其進行了分析，提出了自己的觀點。

衛(wèi)星天線；應急通信保障；衛(wèi)星通信；便攜站；消防救援

0 引言

中國是一個災害頻發(fā)的國家，自然災害時有發(fā)生。隨著社會的發(fā)展，大型活動、突發(fā)的社會公共安全事故等人為活動越來越頻繁。消防救援隊伍是承擔處理緊急重大突發(fā)事件的主要職能部門，特別是消防救援隊伍在改革轉隸成應急救援的國家隊、主力軍后，進一步完善消防救援應急通信體系具有重大的意義。

衛(wèi)星通信系統有著不受地域限制、覆蓋范圍廣、通信距離遠、臨時站點搭建方便、可點對點、點對多點進行圖像、語音和數據的雙向傳輸，是建立臨時或者應急的通信方案中的首選。因此，多年來消防部隊都把衛(wèi)星通信作為消防應急通信的主要手段加以建設，經過幾年的實踐，消防衛(wèi)星網絡已經比較成熟，在處理突發(fā)事件中發(fā)揮越來越大的作用，成為必不可少的應急通信手段。但實踐中也發(fā)現存在一些問題，比如投資大、衛(wèi)星信道和網絡資源有限、維修使用中存在的問題多等。如何根據消防部隊承擔任務實際需求，探討消防衛(wèi)星系統建設的合理使用模式具有重大的現實意義。

本文就消防救援隊衛(wèi)星便攜站建設和使用過程中遇到的共性問題進行總結和分析。

1 消防衛(wèi)星通信系統應用情況

如圖1 所示，消防衛(wèi)星網絡是以美國COMTECH設備為核心的VSAT系統。由消防作戰(zhàn)指揮中心（中心站）和自然災害現場或公共安全事故現場的設備組成，兩者通過地球同步軌道衛(wèi)星亞洲7號Ku轉發(fā)器建立應急信道，實現全國各級消防作戰(zhàn)指揮中心和現場的綜合業(yè)務信息的實時互通和共享。

圖1 消防VSAT衛(wèi)星網管系統

消防衛(wèi)星應急通信系統現場側目前主要有車載站和可搬移站（便攜站）兩大類。車載站一般是將各種應急通信設備集成在具有一定越野能力的載車底盤上，因此系統配備多種應急通信手段，功能齊全，同時也具有良好的機動性，比較適合對影響道路不嚴重或者城市救援現場的應用。衛(wèi)星便攜站一般是由可以便攜式天線和便攜式設備箱及便攜式發(fā)電機組成，它具有重量輕，體積小，攜帶方便等特點，能由一到兩人攜帶和操作，適合在比較偏僻的山區(qū)或者對道路交通影響比較嚴重的自然災害事故現場的應急指揮救援。

消防衛(wèi)星通信系統經過多年的建設，系統容量目前已經接近極限，使用中已經多次出現網管輪詢速度緩慢，時常出現無法識別入網端站等問題，同時系統核心技術和設備屬于國外，存在重大的安全隱患，因此國家應急管理部消防局（以下簡稱消防局）于最近新建了一套具有自主核心技術的全國消防消防救援隊衛(wèi)星通信網管系統，與應急管理部消防救援局原有衛(wèi)星網管系統互聯互通。

考慮到消防救援隊隊伍應急指揮和救援的特殊性，衛(wèi)星便攜站更適合消防救援應急指揮和救援建設、使用，消防救援局建議加大便攜式衛(wèi)星通信系統的建設，而且新入網的VSAT便攜式衛(wèi)星通信系統將由新的衛(wèi)星網管系統進行統一管理。因此便攜式衛(wèi)星通信系統將在消防應急通信保障任務中凸顯出重要位置，其在項目建設和應用過程中會暴露出很多問題，在實際建設過程中需要加以系統研究和規(guī)范。

2 消防衛(wèi)星便攜站建設產品選型分析

（1）衛(wèi)星便攜站的產品表現形式和特點

衛(wèi)星便攜站由便攜式衛(wèi)星天線、便攜式衛(wèi)星通信箱及便攜式發(fā)電機等三部分組成。便攜式衛(wèi)星天線系統負責衛(wèi)星信號的接收和發(fā)射。便攜式衛(wèi)星通信箱負責綜合業(yè)務信息的采集、編碼、調制、解調、解碼及呈現，同時有的還配備輔助通信設備如微波單兵圖傳、3G/4G圖傳等。便攜式發(fā)電機主要在衛(wèi)星便攜站在無市電接入的情況下提供電源保障。

衛(wèi)星便攜站又根據衛(wèi)星通信天線的不同，分為自動衛(wèi)星便攜站、手動衛(wèi)星便攜站兩種。

自動衛(wèi)星便攜站一般為箱體式，匹配推拉桿便于搬移。配備的便攜式衛(wèi)星天線口徑一般為1米或者1.2米，且能夠進行自動對星，操作人員只需為天線拼裝完畢并為系統供電后，就可以啟動天線伺服，讓天線系統自行跟蹤目標衛(wèi)星，具有系統容量大、操作簡便，可靠性較高等特點，但由于天線系統增加了控制伺服，因此天線系統的重量就會相對比較重，體積相對較大，從而影響了系統的便攜性。

手動衛(wèi)星便攜站一般為背負式。配備的便攜式衛(wèi)星天線無控制伺服，天線口徑為0.9米或者0.75米，天線拼裝完成后需要操作人員根據現場經緯度，并輔助地質羅盤等儀器進行人工對星操作，操作相對復雜，需要操作人員熟練掌握相關操作要領和對星技巧，系統可靠性高，但由于天線系統不需要控制伺服，因此大大減輕了天線系統的體積和重量，也大大增加了系統的便攜性，更適合特需極端條件下的應急指揮和救援工作。

根據消防救援應急通信要求系統便攜性強，一般設置了專業(yè)人員崗位，操作人員培訓比較系統，技能性較強，對設備的自動化程度要求較低的特點，消防救援隊伍應根據應急救援指揮和救援單位的不同需求而進行有差異化的裝備。

（2）消防總隊級衛(wèi)星便攜站建設

消防總隊作為全省消防救援作戰(zhàn)指揮和救援的指揮機關，需要配備系統容量大，功能相對齊全的衛(wèi)星便攜站系統，實現在應急救援作戰(zhàn)指揮和救援現場建立一個臨時應急救援作戰(zhàn)指揮和救援中心，協調衛(wèi)星中心站來對應急救援作戰(zhàn)指揮和救援現場進行應急救援通信保障工作，因此，總隊一般可以配備自動便攜站系統。

同時考慮同時匹配單兵圖傳、4G等多種通信手段。多種通信手段相互補充，擴大系統的功能。

（3）消防支隊級衛(wèi)星便攜站建設

消防支隊一般作為處置自然災害和突然事件的先鋒，需要第一時間趕赴應急救援作戰(zhàn)指揮和救援的現場，采集并回傳第一手的現場影音資料和傳達指揮中心的應急救援指令，因此系統的功能就相對簡單，但要求具有高可靠性，同時還要求具有良好的便攜性。建議消防支隊應當優(yōu)先考慮手動便攜站天線系統。

3 衛(wèi)星便攜站建設過程中的主要考慮的問題

衛(wèi)星便攜站是相對比較成熟的產品，不存在太多技術的差異。消防救援隊伍在考慮本單位的衛(wèi)星便攜站建設時，應當根據實際情況選擇合適的產品集成模式，同時考慮產品在使用過程中維護和維修問題，確保產品戰(zhàn)斗力的發(fā)揮。

3.1 產品的集成模式

目前，全國范圍內提供的衛(wèi)星便攜站產品集成模式大致可以分為三種。

（1）高集成度衛(wèi)星便攜站

高集成度的衛(wèi)星便攜站主要是利用定制化的設計和生產，把天線系統和通信系統進行高度集成，整個系統設備的體積和重量得到最大的優(yōu)化，使整個系統設備可以小于18KG，大大提高了系統的便攜性，但是，由于系統設備的高度集成化，因此系統的功能在設計和生產時就已經固定，在后期的使用過程中就無法進行必要的功能擴展和升級改造等，同時維修相對比較復雜。

（2）模塊化衛(wèi)星便攜站

模塊化的衛(wèi)星便攜站主要是把便攜站系統的設備組成進行模塊化的設計，即天線部分、通信模塊部分、終端模塊部分及綜合保障部分，天線部分主要包括便攜站天線、衛(wèi)星功放和LNB；通信模塊部分主要是衛(wèi)星調制解調部分，終端模塊部分主要是視頻會議終端、顯示屏、音箱與麥克風等，綜合保障部分主要是便攜式發(fā)電機等。系統的各個模塊是一個重量輕、方便攜帶的整體模塊，模塊與模塊之間僅需要利用簡單的線纜進行連接，操作簡單方便，而且在不同應用場景的使用和功能需求時，可以根據需要進行功能擴展，同時具有良好維修性。

（3）低集成度衛(wèi)星便攜站

低集成度的衛(wèi)星便攜主要是將衛(wèi)星便攜站系統設備集成到指定的通信箱內，設備可以根據功能需求進行配置集成，同時也可預留升級擴展能力，系統功能強大，功能擴展與維護也相對較為便利，但是由于系統配置設備多，因此系統設備的體積大，重量重，不太適合單兵攜帶，一般需要配合越野車使用。

3.2 產品特點分析

如表1所示。

表1 產品特點分析

3.3 產品功能分析

如表2所示。

表2 產品功能分析

3.4 衛(wèi)星便攜站使用中的問題

消防救援隊伍在應急救援作戰(zhàn)指揮和救援任務中，一般要根據各地區(qū)的實際情況來選擇建設衛(wèi)星便攜站產品模式。但產品的效能發(fā)揮重點在于產品的使用維護。

盡管衛(wèi)星便攜站技術簡單，但由于使用過程中頻繁裝拆，故障率一般比較高。所以在建設的時候應當從下面兩個方面考慮提高提高產品的戰(zhàn)斗力。

（1）盡量選擇本地企業(yè)提供服務

選擇本地企業(yè)或者相對交通方便、服務態(tài)度好的企業(yè)，對于提高產品的完好率非常重要。

（2）對于易損器件應考慮備份

在使用過程中頻繁裝拆，存在一些易損器。如導線、連接插座、天線緊固件等，建議在建設的時候考慮備份。

4 對湖南省消防救援隊伍衛(wèi)星便攜站建設方案的思考

湖南省消防救援隊伍地處中國中部、長江中游，多以丘陵地帶為主。衛(wèi)星便攜站的建設必須結合本地的實際功能需要，衛(wèi)星便攜站系統的建設宜重點以模塊化的便攜站產品建設為主。系統既能利用高機動性能的越野車前往應急指揮和救援現場，又可以快速通過單兵攜帶方式到達車輛無法到達的地方建立前場臨時指揮部，同時還能根據需要增加單兵圖傳模塊實現特殊應用場景的影音資料的采集和傳輸。

消防衛(wèi)星便攜站系統設備的建設不僅要考慮系統功能和操作的簡便，同時還要考慮系統的維修便利性，因此模塊的產品設計，即能很好的對系統進行故障定位，同時還能方便系統設備的維修和故障恢復，同時盡量選擇有成熟產品、技術實力雄厚的且能提供本地化服務的企業(yè)或者科研單位來配合消防救援隊伍衛(wèi)星便攜站系統的建設，在建設初期可以派遣操作和維修人員駐場學習和熟悉系統設備的組成及集成調試；建設完成后，建設單位還需要對各消防救援隊伍操作人員進行系統性的指導和培訓，讓操作人員熟練掌握系統的原理，系統設備的操作，系統故障定位及簡單系統故障修復，同時在出現重大應急指揮和救援任務時，建設單位技術人員應攜帶相應的備品備件協助進行現場通信保障任務，當系統出現故障時，能利用備用的系統模塊進行快速更換，以實現系統功能的快速恢復。

5 結束語

衛(wèi)星便攜站系統是一套應對自然災害和突發(fā)事件的重要應急通信裝備，因此在衛(wèi)星通信系統建設中消防救援隊伍需要認真細致對待，根據各地實際環(huán)境和功能需求來進行建設，確保系統建設完成后能最大限度發(fā)揮其應急救援作戰(zhàn)指揮和救援的應急通信保障功能，同時還要考慮系統的維護和保養(yǎng)工作，以確保系統裝備能實現24小時戰(zhàn)備執(zhí)勤狀態(tài)。另外，衛(wèi)星便攜站的應用也是今后消防救援應急通信體系建設和應用的重要內容之一。

[1]甘仲民，張更新.衛(wèi)星通信技術的新發(fā)展.通信學報，2006.

[2]魏英杰.動中通地面站衛(wèi)星天線伺服控制系統.無線電通信技術，2007.

[3]伍宗偉，姚敏立，蔡國新.車載低輪廓動中通的三軸穩(wěn)定分析與設計.壓電與聲光，2010.

[4]李全國.基于衛(wèi)星通信技術開發(fā)消防通信指揮系統[J].中國科技信息，2008.

[5]豐國炳.消防應急衛(wèi)星通信車設計研究[J].消防技術與產品信息，2008.