淺談消防應急通信現狀及發展方向

尹黎 何富偉

四川省宜賓市消防救援支隊 四川 宜賓 644000

引言

消防部隊改革轉隸后，作為“國家隊、主力軍”，為適應“全災種、大應急”需要，消防救援隊伍承擔了包括地震地質災害救援、森林草原火災撲救等一系列重大災害救援行動。同時，在當前和今后一段時期，全國發生各類災害事故，尤其是特別重大災害事故的應急通信保障任務也交由消防救援隊伍承擔。應急通信保障工作順暢與否直接關乎防范化解重大安全風險、科學處置重大災害事故成敗，提升應急通信能力建設成為當前重點研究的一大課題。

1 宜賓消防應急通信現狀

轉隸以來，宜賓市消防救援隊伍立足“全災種、大應急”救援任務，以第一時間“組成網、隨人走，不中斷、聯得上，聽得見、看得清，能傳圖、能分析”為目標，全力加強應急通信隊伍和器材裝備建設，形成了“全天候、全地域、全時段”保障的應用新格局。目前，宜賓市消防救援隊伍共建成應急通信保障隊1支、保障分隊16支，配備動中通通信指揮車2臺、通信快反車17臺，衛星便攜站14套（其中超輕型衛星便攜站8套）、自組網設備2套、衛星電話232部、無人機29架、北斗有源終端10部、單兵圖傳設備71套、超短波電臺445部、短波電臺3部、公網對講機132部等一大批應急通信設備。

但通過實戰運用發現，當前消防應急通信仍然存在諸多短板。一是覆蓋面積較小。隨著經濟快速發展和工業化水平不斷提升，高層、地下建筑越來越多，消防通信盲區、斷點不斷增多。部分農村地區植被茂密，城鄉結合部發展迅速，鄉村地貌越來越復雜，應急通信基站建設滯后，導致通信覆蓋率較低。二是手段相對單一。受困于應急通信體制機制、標準制式、經費投入等多種因素，基層消防隊伍火場應急語音通信仍然以模擬單頻為主，存在覆蓋范圍小、抗干擾能力差、頻率資源有限等瓶頸問題，尤其是，隨著公安模擬基站的逐步撤銷，在一定程度上影響了火場一線應急通信。三是干擾影響較大。救援現場通常處于高溫、濃煙，這種情況下電子信號會受到極大的干擾，使傳統的消防通信系統在使用過程中不能保持暢通。特別是遇到雷雨天氣時，由于雷電干擾，消防通信系統容易出現故障，導致接收不到相關的報警或聽不清信息[1]。

2 消防應急通信常用手段

2.1 公網通信

依托手機網絡、公網對講機和移動單兵圖傳等公網通信的高容量、高質量、高速率和資費低等優勢，公網通信設備已作為消防應急救援的主要通信手段。公網對講機是將語音信號通過手機網絡信號的數據通道進行傳輸，實現對講通話的一種技術。具備成本低廉、建設工程周期短、適用性好、擴展性好、使用方便等優勢特點。移動單兵圖傳設備，憑借無線性、移動性、便攜性、高清晰、雙向性等諸多優勢，廣泛應用于救援現場偵查、圖像采集、應急指揮等，為前、后方提供清晰、連貫的高清視頻圖像，實現消防救援局、總隊、支隊、消防站和救援一線的現場互通互聯，為應急處理突發事件和遠程指揮調度提供了有力保障。

2.2 衛星通信

衛星通信是一種特殊的微波通信，利用衛星中繼站轉發無線電信號，實現多個地球站之間的通信。消防救援隊伍將衛星通信廣泛應用于公網癱瘓、地形復雜、道路受阻等惡劣條件下的應急救援通信保障工作。除了使用衛星移動業務的手持式衛星電話終端以外，消防救援隊伍還裝備有便攜式衛星站。特別是近年來，隨著技術的成熟，便攜式衛星站向集成化、輕型化轉變，重量可以減少至7.5kg，單人在短時間內即可完成操作。同時，各地消防救援隊伍還配備了Ku頻段靜中通、動中通等大中型車載衛星通信系統，滿足災害現場通信需求。

2.3 短波通信

由于短波是唯一不受地面網絡樞紐和有源中繼體制約的遠程通信手段，具有極高的抗毀能力和自主通信能力，因此一般都將其視作應急通信保障的重要手段，消防救援隊伍短波通信主要用于大區域、大規模災害救援，解決后方指揮中心、前方指揮部和救援一線之間的應急通信聯絡問題。消防救援隊伍的所有車載式和單兵背負式短波電臺都在同一個大網中，網內每部電臺同一設定唯一的6位數字ID碼，實現全網通呼、總隊子網通呼或任一電臺的選擇呼叫。

2.4 集群通信

集群通信系統主要由基站、移動臺、調度臺和控制中心組成，隨著數字技術的發展，集群通信系統已逐漸發展成為數字集群通信系統。當前，消防救援隊伍基本上都是依托公安建設的350M窄帶通信網資源，加入了公安PDT集群通信系統。PDT技術標準設計先進、功能豐富，非常適于應急響應時跨區域調度支援的任務場景。PDT為中國自主知識產權的技術標準，且產品核心技術和設計、生產都不依賴于外國企業，安全可靠。公安部門通過多年的發展，目前已形成全國范圍的規模效應，消防救援隊伍搭車借力，共建共用，起點高、經費投入少，使用效果好。

3 未來消防應急通信發展方向

一方面，應急救援現場地理環境日趨復雜，高層建筑、地下空間建筑日益成為滅火救援的難點和重點，新時期消防工作對通信保障能力提出了更高的要求；另一方面，隨著通信技術的長足發展，消防應急通信將不僅使用語音無線通信保持指令溝通，還將廣泛通過無線圖傳設備將應急救援畫面、災害現場情況回傳后方，為指揮決策提供依據。建立高效、穩定、便捷的無線語音圖傳系統，將是以后的消防應急通信發展方向。而語音通信、無線圖傳技術融合的前提是網絡融合。融合部署在4/5G互聯網、4/5G-VPN、MESH、LTE、城域網等寬帶網絡上的視頻系統，衛星網、370M、短波、甚高頻等窄帶網絡上的音頻系統，將是主流技術支撐。

3.1 寬窄融合，公專結合

專網與公網，曾經是兩條平行線。專網因其超低延遲語音呼叫、網絡優先級、安全性等特點，被廣泛應用。網絡的寬帶化、可視化、智能化已經成為專網的發展趨勢。從語音調度、短數據傳輸的窄帶時代快速發展為圖像傳輸、視頻傳輸及數據庫訪問的寬帶時代。加快寬窄融合、專網公網融合標準制定和1.4GHz 頻段的寬帶數字集群專網建設已成為專網行業的共識。隨著云計算、大數據的應用，通過寬窄融合、公網專網融合以及5G的推進，無線專網在保證安全性的情況下，各專網間將打破信息孤島與外部連接，將成為物聯網的重要組成部分，成為萬物互聯的重要一環。

3.2 高通量衛星，通聯天地

消防救援部門租用的是亞洲9號衛星資源，亞洲9號衛星位于東經105.5度，全國各地區站點工作仰角較高，易于避開周圍的山體、建筑物、樹木等對信號的遮擋，有效避免了業務中斷。目前，消防救援局已完成衛星網管系統升級，帶寬從31兆升級為54兆，全國各地接入動中通、靜中通、便攜式衛星站數量近1000個。隨著救援新形勢，下步衛星通信將得到進一步升級和發展，各地將加大移動衛星站、便攜式衛星站、背負式便攜站等衛星通信設備的配備和使用，提升應對各類重特大災害的應急通信保障能力。

3.3 5G物聯，高效感知

消防感知網絡基于智能傳感、射頻識別、視頻圖像、移動互聯網等感知技術，依托指揮信息網、公共通信網和低功耗廣域網，面向在線動態監測預警和智能分析等應用需求，構建廣域覆蓋、靈敏真實、自動精準的源頭感知數據采集體系，推動形成“物視人事”的智能模式，為消防大數據分析應用打牢“強數據”基礎。

3.4 無人機應用

當前，消防救援方面，主要是將無人機應用于火情偵察，記錄救援過程和火場監控等工作，在一定程度上提高了救援效率，減少人員傷亡。隨著我國科學技術發展水平的不斷提高，無人機技術的發展水平也上升到了一個新的高度，在現在以及未來無人在消防救援中的應用方向已經凸顯。未來，無人機自動巡檢機場、無人機掛載水帶進行高層滅火、無人機掛載氣體檢測、無人掛載MESH進行高空大范圍自組網覆蓋、無人機拋投救援物資等基于無人機應用會逐步在未來消防救援中得到應用。

3.5 多網多系統融合，高效指揮

按照“多網融合、綜合多種通信手段”的發展思路，在充分整合現有通信裝備的基礎上，將公網與專網相結合、移動網與固定網相結合、空中網與地面網相結合、數據網與物聯網相結合，通過網絡通信協議層的充分融合，打造一個全方位、多層次的全場景災害現場立體通信保障體系。如圖1所示。

圖1 空天地一體化應急通信系統組網拓撲圖

多網融合通信系統采用“公專互補、寬窄融合、固移結合”的多維組網形態，充分利用4G公網、LTE寬帶專網、PDT窄帶專網、Mesh自組網、Ka/Ku衛星等多種技術手段，將指揮網、4G/5G、政務網、互聯網、衛星網、無線網等多網資源融合接入，以及語音系統、監控系統、會議系統、指揮系統、GIS系統、輔助決策系統等業務系統有機融合，可解決不同應用場景下語音、圖像、視頻、數據的高速傳輸，為應急響應中的救援隊伍、聯動部門、社會公眾救援與協作提供應急通信服務，確保協同救援和日常訓練中全地域、全過程、全天候的通信保障。

4 結束語

通過優化應急通信裝備配備結構和布局，配齊關鍵通信裝備，大幅提升應急通信裝備智能化、輕型化、集成化、模塊化程度，以及通信網絡的承載能力、抗毀能力，通過快速靈活機動部署、戰時網絡智能切換、通信組網彈性延展等方式，實現智能化全感知、可視化全融合和無縫遂行指揮，從而全面提升“全天候、全地域、全災種”應急通信保障能力。