面向消防應急指揮的融合通信平臺建設與應用

杜恩華

（上海市松江區消防救援支隊，上海 201620）

0 引言

隨著經濟社會的不斷發展，城市現代化進程的不斷加快，對消防救援隊伍的響應速度、調度指揮、現場作業、科學施救等綜合能力提出更高要求，消防救援面臨的形式更加嚴峻，險情處置難度不斷提升[1-3]。滅火和救援過程中，通信聯絡作為消防部隊指揮作戰的神經網絡和中樞系統，在很大程度上決定了任務能否成功完成。面對當前多樣化的通信系統，如何打破系統間的通信壁壘，形成合力統一作戰，縮減消息傳遞層級，提升指揮者決策的精讀與速度，并且在最大限度保證一線救援人員的生命安全，是消防救援通信保障亟需解決的關鍵問題。

1 消防通信現狀

消防現有通信系統主要包括無線對講通信系統、公網通信系統和衛星通信系統三類[4]。公網對講通信系統包括350 M警用數字集群通信系統、350 M常規對講系統、現場應急通信系統和短波通信。其中，350 M警用數字集群通信系統為消防救援隊伍配備350 M數字集群終端入網使用，消防救援隊伍新配備終端均為防爆終端，但受制于公安350 M 數字集群通信系統自身的載波容量限制，目前給消防救援隊伍分配的通信容量不足，而且通信組優先級較低，在關鍵時刻可能存在通信不暢的問題[5-6]。350 M常規對講系統包括350 M常規指揮網以及部分地區使用的350 M PDT數字同播系統。常規指揮網作為點名通信和本地指揮通信的手段，在總隊及各支隊駐地均建設了基站。同時，總隊和支隊還配備了移動便攜基站使用，通過4G回傳至指揮中心。在建設了350 M PDT數字同播系統的支隊使用同頻同播技術進行對講通信，同頻同播系統具有交換中心，能夠與指揮平臺有線互聯。現場應急通信系統包括窄帶自組網、中轉臺、對講直通等通信手段，作為指揮層向前方延伸的重要手段進行使用。短波通信在部分地區作為應急通信手段之一進行使用，短波通信具有傳輸遠的通信優勢，能夠作為專網無線對講通信的有效補充。公網通信系統包括公網對講平臺、普通有線電話和手機。各消防救援隊伍根據當地網絡情況使用不同的公網對講平臺，包括移動和對講、電信天翼對講以及消防救援總隊的公網對講平臺，不同平臺間無法互聯互通，只能服務于當地通信，無法實現全省的互聯互通。衛星通信系統主要包括海事、銥星、天通等衛星電話，以及便攜衛星站等語音通信方式。

2 消防融合通信需求

傳統的消防通信平臺無法將前述不同制式的通信系統和手段進行有效的整合，導致指揮中心的扁平化指揮調度水平遲遲未能得到有效提高，其中亟需解決的問題主要有以下幾個方面：首先，使用的通信系統不同往往導致處于上層級別的領導或調度員無法在緊急情形下直接調度到前線指揮員，指令需要逐級傳達，過程復雜，誤傳率高；其次，聯合行動往往是在緊急情況下進行，當要統一指揮調度時，需臨時更換通信設備，容易存在指揮員操作不熟悉、配額不足、分組不明確等情況，從而影響指揮調度的效率；最后，通信系統的不同也會導致領導的指令需要多次通過不同的通信手段傳遞，容易出現指令下達不及時，從而錯失行動時機[7-10]。如何融合各種通信手段，建成與機關指揮體系緊密結合，能夠跨層級、跨區域統一指揮調度，各部門合成作戰的一體化通信指揮系統成為當務之急。

為此，亟需建設面向消防應急指揮的融合通信平臺，在接入層面實現各種語音系統的互通、定位信息匯總、視頻信息匯總，完成整體數據傳輸。

（1）在接入層面實現各種語音系統的互通。融合通信平臺要通過有線或者無線對接方式，完成無線對講通信系統、公網通信、衛星通信等多種異構網絡的融合與互聯互通，將所有通信手段的信令、信息接入同一平臺，形成語音數據信息的交換和交互。實現語音的對話互通、語音會議、指揮分組等調度功能。

（2）在接入層面實現定位信息匯總。融合通信平臺可以完成匯總消防救援總隊公網對講平臺、同頻同播系統、窄帶自組網終端的定位信息等，將位置信息回傳至指揮中心。同時在今后實現有線對接350 M警用數字集群系統和370 M ePDT無線通信系統后，可以將在網對講機定位信息回傳至指揮中心并在指揮中心大屏上進行顯示。

（3）在接入層面實現視頻信息的匯總。融合通信平臺可以完成消防總隊公網對講平臺的實時視頻匯總，同時包括接入該平臺的4G/5G執法記錄儀等終端。并將視頻信息按照標準視頻協議傳輸給視頻會議平臺，實現視頻會議的多方加入。

（4）完成整體數據傳輸。上述融合完成后的數據，可以通過API或者SDK的接口方式被第三方應用平臺調用，包括但不限于指揮調度、視頻會議等平臺。

3 消防融合通信平臺架構

消防融合通信平臺分為資源層、接入層、平臺層三大部分。具體平臺架構如圖1所示。

圖1 消防融合通信平臺架構

資源層為各種需要接入融合通信平臺的通信資源，包含不同頻段、不同制式、不同傳輸方式的通信系統或者通信終端，系統通常通過有線方式接入融合通信平臺實現完善的指揮調度和管理功能，終端通常通過無線方式接入融合通信平臺實現語音通信層面的功能。本系統中的接入資源包括有線接入資源PSTN網關以及無線接入資源集群車臺、常規車臺、公網對講手臺、短波電臺等，通過無線終端的接入可以調度對應的系統資源。

接入層主要負責所有音視頻數據的接入，由有線和無線兩種數據接入網關組成。有線數據接入網關負責系統類通信資源的接入，包括PSTN網關、公網對講平臺、同頻同播系統等；無線數據接入網關負責終端類通信資源接入，通常終端類通信資源通過空口與其他系統或者終端進行對接，從而可以將其他系統或者終端的通信資源接入數據接入網關，最后再匯聚到融合通信平臺里。

平臺層由融合通信平臺以及融合錄播平臺組成，上述兩個平臺具有統一的調度臺客戶端。平臺層主要負責所有接入數據的信令交互、數據互通、指揮調度的數據流程等工作，同時還負責對第三方應用平臺推送數據，幫助第三方平臺實現數據指揮調度功能。其中，融合通信平臺負責與接入層各網關對接以及負責對接第三方應用平臺（如視頻會議系統、智慧接處警系統等）；融合錄播平臺負責對經過融合通信平臺的語音、視頻進行詳細的錄音錄像，并可以在調度客戶端上進行播放。

4 消防救援現場的融合通信平臺應用

消防應急融合通信系統覆蓋第一救援現場、前方指揮部和后方指揮部。第一救援現場是消防救援作業的最前線，利用運營商公網基站傳輸火災現場的視頻圖像信息，無人機航拍火場整體態勢，布控球和單兵圖像傳輸使指揮者可以直觀掌握一線動態。通過消防無線專網傳輸救援人員實時狀態信息，包括空氣呼吸器運行狀態、實時位置信息、各種生理指標等，對生理指標達到預警值或位置數據在預設時間內無變化的人員進行危險指示標記，并向指揮員發出報警，保障陷入危險的救援人員在第一時間得到救助。語音調度與通信保障可利用公網 講機、350 M數字集群終端和350 M常規對講實現。第一救援現場的語音、圖像、視頻、數據等

消息通過公網網絡和專網網絡接入前方指揮部的融合通信平臺中，再通過公網網絡或衛星網絡使信息回傳至后方指揮部。部署于后方指揮中心的融合通信平臺可實現災害現場實況回傳和上級指令下發，自上而下構建部局、總隊、支隊三級指揮體系[8]，利用融合通信平臺的扁平化指揮 調度能力，后方指揮員可對一線救援人員進行“點對點” 指揮，有 效減 少了指揮層級，極大提高了整體的快速響應能力和消防救援效率。

5 結束語

融合通信平臺著眼于消防應急通信系統的兼容包并、多種新舊系統的上下承接以及異構網絡的互聯互通。深刻理解消防救援作業中指令快速傳遞、過程態勢全局掌控、人員狀態全面監控的重要性和迫切性。以統一接入、融合交換、穩定安全為目標，全力打造能將不同制式、不同網絡的通信系統連成一張融合通信網，為消防應急指揮提供必要的支持和保障。