消防救援中衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用研究

劉訓(xùn)龍，王延尚

（青島市消防救援支隊，山東青島，266000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科技力量也在不斷增強(qiáng)，城市中各種高樓大廈林立，但是這些超級建筑也給我們的救援工作帶來了諸多的煩惱。在消防救援過程中，高層建筑失火非常考驗(yàn)消防人員的身體素質(zhì)，因?yàn)楝F(xiàn)在的科技對于高樓的火情控制仍然沒有太大的效果。為了能夠方便救援，現(xiàn)場信息的實(shí)時傳遞顯得尤為重要。但是一旦災(zāi)情發(fā)生，往往信息傳遞也會受到影響，這樣就給消防救援工作帶來了巨大的困難。而現(xiàn)在消防救援面對的也不僅僅是火災(zāi)情況，各種突發(fā)狀況的災(zāi)害都需要消防人員的支持，面對這種狀況，信息傳輸成為了現(xiàn)在消防救援過程中必須克服的問題。我們都知道，現(xiàn)代通信技術(shù)需要地面硬件設(shè)備的支持，一旦地面設(shè)備出現(xiàn)了故障，那么通信將無法使用。而衛(wèi)星通信作為一種小眾化的通信手段，受到地面問題的影響較小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)更為廣闊的覆蓋面積，如果能夠應(yīng)用在消防救援過程中，那么將會為該項(xiàng)工作提供巨大的幫助，為居民生命財產(chǎn)安全提供足夠的保障。

1 衛(wèi)星通信技術(shù)在消防救援中的優(yōu)勢

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)的所有終端設(shè)備及地球站通過發(fā)射天線利用反向鏈路將請求數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗖ㄊl(wèi)星，多波束衛(wèi)星接收信號并進(jìn)行放大，通過反向鏈路轉(zhuǎn)發(fā)至信關(guān)站，由信關(guān)站傳輸給地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理；地面網(wǎng)絡(luò)處理完成后，將回復(fù)數(shù)據(jù)傳輸給信關(guān)站，信關(guān)站利用前向鏈路將回復(fù)數(shù)據(jù)發(fā)送到通信衛(wèi)星，同樣進(jìn)行放大并通過反向鏈路轉(zhuǎn)發(fā)至多波束小區(qū)，從而完成數(shù)據(jù)的請求與接收流程。如果信關(guān)站與衛(wèi)星覆蓋小區(qū)不在同一顆衛(wèi)星的覆蓋范圍內(nèi)，則衛(wèi)星需要將信號通過星間鏈路轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)衛(wèi)星，由目標(biāo)衛(wèi)星發(fā)送給信關(guān)站。如圖1所示，為衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成。

圖1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成

而我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫耐ㄐ畔到y(tǒng)則需要建設(shè)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)專線，而無線通信技術(shù)則依賴于基站設(shè)施，這些設(shè)備在使用的過程中會受到天氣的影響，如果在災(zāi)害發(fā)生時，硬件設(shè)備容易受到不同程度的損壞，導(dǎo)致大面積的通信中端。與之相比，衛(wèi)星通信技術(shù)則受到地面的影響較小，能夠在地面設(shè)備出現(xiàn)故障時起到重要的通信保障作用。同時，衛(wèi)星通信技術(shù)覆蓋面積較廣，即使在偏遠(yuǎn)的地區(qū)也能夠?qū)崿F(xiàn)通信。并且，衛(wèi)星通信技術(shù)在我國的搶險救災(zāi)過程中也曾經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。比如在玉樹地震時，由于地面通信設(shè)備的損壞，出現(xiàn)了通信中斷問題，而此時，由我國通信運(yùn)營商負(fù)責(zé)的通信衛(wèi)星為搶險救援工作提供了有力的支撐。將有限的地面通信力量與衛(wèi)星通信相結(jié)合，形成了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與移動通信網(wǎng)、固網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相互補(bǔ)充和支撐的立體保障格局。受到該事件的影響，國內(nèi)部分專家呼吁，我國幅員遼闊，地質(zhì)復(fù)雜，各種災(zāi)害及突發(fā)事件頻發(fā)，建設(shè)衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)顯得尤其重要和迫切。

2 衛(wèi)星通信技術(shù)在我國消防救援系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過上述的分析可以發(fā)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)的地面通信技術(shù)來說，衛(wèi)星通信技術(shù)具有較強(qiáng)的抗災(zāi)害能力，在地面出現(xiàn)大面積的通信中斷狀況下，依然能夠利用衛(wèi)星通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，保證災(zāi)區(qū)的救援工作順利推進(jìn)。同時，借助于衛(wèi)星通信技術(shù)覆蓋廣闊的優(yōu)勢，能夠在偏遠(yuǎn)地區(qū)的救援工作中發(fā)揮巨大的作用。如圖2所示，我們都知道地球的半徑為6370km，地球同步衛(wèi)星的軌道距地距離為35786km，則由此可以計算出AS長度為41760km，弧AB長度為13000km。可以發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星通信的覆蓋面積可以提供更為廣闊的視野。

圖2 衛(wèi)星通信覆蓋面積示意圖

2.1 語音業(yè)務(wù)

衛(wèi)星通信技術(shù)在消防救援中的應(yīng)用是多方面的，但在應(yīng)用過程中，要根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行合理的調(diào)控，通過對衛(wèi)星通信技術(shù)的整合，可以對事故現(xiàn)場的信息進(jìn)行有效的采集和分析，很多信息都是第一時間獲取的，這樣一來，就可以有效保證信息分析的時效性和準(zhǔn)確性。語音業(yè)務(wù)是消防救援中最基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)之一，它主要體現(xiàn)在救援過程中各級人員對話的穩(wěn)定性。在具體的語音業(yè)務(wù)實(shí)施過程中，我們要做好各個方面的準(zhǔn)備工作，組織人員和救援人員要建立良好的語音溝通橋梁，最重要的是，要與指揮中心建立連接。事故發(fā)生的地點(diǎn)區(qū)域具有不可預(yù)測性，一些事故發(fā)生的地理位置比較遠(yuǎn)，或者網(wǎng)絡(luò)通信信號不好等區(qū)域，對救援工作的開展有一定程度上的影響，我們可以利用衛(wèi)星通信技術(shù)將消防救援和無線語音通信進(jìn)行有效的連接。以這種交互式的方法，不僅可以保證救援語音交流的流暢性，還可以支持各類移動衛(wèi)星電話等不同類型方式的溝通交流。從某種程度上來看，將衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用于消防救援中，可以打破地域限制和空間限制，使消防救援效率得到有效的提升。衛(wèi)星語音信號可以接入現(xiàn)場和后方語音綜合管理平臺，能夠?qū)⒏黝愋盘栒系揭黄穑瑵M足移動語音通信、有線電話之間的及時通信。

2.2 視頻業(yè)務(wù)

消防應(yīng)急救援處置過程中，包含各個方面的內(nèi)容，隨著事故種類的多樣化，及時高效的音頻視頻直播在消防救援中的作用越來越重要。視頻業(yè)務(wù)主要體現(xiàn)在現(xiàn)場指揮中的視頻連線會議上，根據(jù)視頻播放現(xiàn)場事故情況，將現(xiàn)場災(zāi)害影響資料和救援情況及時向上級匯報，使指揮人員對現(xiàn)場情況有更加直觀的認(rèn)知，便于指揮人員做出正確的決策。在接收視頻的時候，我們要保證接收的視頻信息有較高的清晰度，這對指揮人員做出正確的決策有著較大的影響，如果視頻傳輸不夠清洗，存在誤差，那么，就會影響指揮人員的判斷，嚴(yán)重情況下，會影響還會延誤救援工作的正常開展。正常情況下，公用網(wǎng)絡(luò)處于開放狀態(tài)，視頻一般是以3/4G進(jìn)行傳輸，以動態(tài)的方式對圖像進(jìn)行收集，但如果公用網(wǎng)絡(luò)癱瘓后或者現(xiàn)場沒有公用網(wǎng)絡(luò)時，衛(wèi)星通信技術(shù)就是一種非常不錯的選擇，它可以充分發(fā)揮衛(wèi)星高寬帶的應(yīng)用優(yōu)勢，使得傳輸?shù)囊曨l畫面飽和清晰。在衛(wèi)星移動站的應(yīng)用過程中，我們可以與視頻的終端建立聯(lián)系，將衛(wèi)星通道接入圖像傳輸中，通過平臺對視頻和圖像進(jìn)行整理，這樣就可以保證視頻會議開展的有序性。當(dāng)然，在使用衛(wèi)星通信的過程中，還能夠?qū)⑿l(wèi)星拍攝的照片直接傳輸?shù)浇邮战K端設(shè)備上，這種方式在現(xiàn)代技術(shù)方面能夠?qū)崿F(xiàn)，并且能夠?yàn)楝F(xiàn)場的救援工作提供更多的依據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)

在消防救援工作中，往往會用到大量的機(jī)械和器材設(shè)備，而當(dāng)?shù)刭|(zhì)災(zāi)害發(fā)生時，往往道路會受到破壞，如果無法選擇合適的運(yùn)輸途徑，那么會影響救災(zāi)的速度。這就需要實(shí)時掌握災(zāi)區(qū)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，而衛(wèi)星通信技術(shù)同樣能夠?yàn)槲覀兲峁┧璧臄?shù)據(jù)信息。衛(wèi)星通信中一般會包含兩種數(shù)據(jù)，一種是地理信息數(shù)據(jù)，能夠?yàn)槲覀兎治鰹?zāi)區(qū)的地理信息狀況提供依據(jù)。指揮人員在得知災(zāi)情狀況后，能夠通過下載的衛(wèi)星地理信息數(shù)據(jù)對受災(zāi)區(qū)的周邊狀況進(jìn)行分析，找到最適合前往災(zāi)區(qū)救援的道路，在這種情況下，救援所需的設(shè)備和器械能夠以最快的速度運(yùn)送到所需地區(qū)。同時通過對地理信息的分析，可以發(fā)現(xiàn)周邊地區(qū)的活動狀態(tài)，保障物資運(yùn)送的安全。而另外一種數(shù)據(jù)則是文件傳輸數(shù)據(jù)，在救災(zāi)過程中救援人員可以將災(zāi)區(qū)的信息以圖片、視頻和文字的形式實(shí)時傳送出去，對于災(zāi)區(qū)狀況的實(shí)時呈現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。

2.4 移動式救援業(yè)務(wù)

當(dāng)?shù)孛鏋?zāi)害發(fā)生時，往往不止一個地區(qū)出現(xiàn)受災(zāi)狀況，而不同地區(qū)的災(zāi)情可能存在差異，針對這種情況，在各個救援地點(diǎn)設(shè)立移動應(yīng)急指揮部顯得尤為重要。移動應(yīng)急指揮部承擔(dān)著現(xiàn)場救援工作的指揮，現(xiàn)場救援狀況的反饋，以及與指揮總部的溝通交流。這個時候，可以利用衛(wèi)星通信技術(shù)中的移動通信能力，將應(yīng)急指揮車作為衛(wèi)星信號的接收裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)動靈活的部署，方便對于救援現(xiàn)場的指揮。

3 結(jié)束語

現(xiàn)在消防救援工作涉及到方方面面的突發(fā)事件，并且一般事件的發(fā)生都會對周邊的通信設(shè)備造成破壞，沒有通信力量的支撐，消防救援工作就非常被動。而現(xiàn)在，隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，能夠提供語音、視頻以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N信息的支撐，將消防救援現(xiàn)場的狀況實(shí)時傳輸出去。這種方式在救援過程中能夠極大的提升消防人員的救援效率，方便指揮人員進(jìn)行合理的調(diào)度，改善傳統(tǒng)救援工作中采取盲目手段的現(xiàn)狀，極大的提升我國消防救援工作的效率，更好的保障人民的生命財產(chǎn)安全。