高原寒區應急通信裝備的應用與維護研究

摘要：隨著我國信息技術和通信工程技術的發展我國許多地區已經實現了通信網絡的全覆蓋這為提高人們的生活質量打下了堅實的基礎。然而在高原寒區由于氣候復雜多變以及自然環境相對惡劣通信設備的穩定性會受到多種因素的影響因此其應用以及維護成為相關部門需要思考的重點問題。文章簡單分析了高原、高寒地區目前的氣候和環境特性并討論了在高原和高寒地區如何對應急通信設備進行應用和維護以提高應急通信設備的穩定性和可靠性延長設備的使用壽命。

關鍵詞：高原環境;應急通信;裝備;維護

中圖法分類號：TN915文獻標識碼：A

Application and maintenance of emergency communication equipment in plateau and cold regions

WANG Rui

（The 54th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Shijiazhuang 050081，China）

Abstract： In the plateau cold region， due to the complex and changeable climate and the relatively harsh natural environment， the stability of emergency communication equipment will be affected by various factors. Therefore， the use and maintenance of emergency communication equipment has become a problem that relevant departments need to consider. This paper analyzes the climate and environmental characteristics of the plateau cold region， and discusses how to use and maintain emergency communication equipment in the plateau cold region to improve the stability and reliability of emergency communication equipment and prolong its service life.

Key words： plateau environment， emergency communication， equipment， maintenance

近年來，隨著通信網絡技術的迅速發展，通信設備在各個行業中的地位日益突出，用戶對通信設備的穩定運行十分重視，對其使用與維護也提出了更高的要求。在高原寒區，應急通信設備的有效使用和科學維護是確保出現突發事件時能夠及時進行救援的關鍵。我國幅員遼闊、地勢復雜，尤其是西南地區地勢高、氣候惡劣，在此環境下要確保應急通信設備的正常運行十分困難。因此，在高海拔地區如何正確使用和維護應急通信設備，直接關系到通信工作能否順利進行，而研究應急通信裝備在高原寒區的使用和維護顯得尤為重要。

1? 高原寒區的氣候特征

高原寒區主要指高地、低氣溫的山岳地帶。我國不同地區呈現出明顯的地理地勢差異，青藏高原、云南、內蒙古、甘肅等部分地區屬于高原寒區，其突出特點是地質復雜、氣候惡劣。在這些地區之中，又以青藏高原地區的高寒特征最為突出。本文以青藏地區為例，對其典型特點進行了歸納。

1.1? 常年氣溫極低

青藏高原的凍結期很長，多數高寒地區也擁有這一特點，每年10月中旬開始結冰，持續到第二年4 月。一般來說，青藏高原的冬季溫度維持在約-15℃以下，冬季平均氣溫在零下20～ 40℃，最低溫度可達-45℃。同時，該區域的晝夜溫差也很大，一般可達到約20℃，且在嚴寒的氣候條件下會形成大量積雪，不利于道路通行，對交通造成很大阻礙，妨礙通信設備的正常運輸。

1.2? 氣候干燥

由于青藏地區地勢較高、空氣較稀薄，因此太陽輻強，紫外線的威力也更大。青藏高原雨水稀少、氣候干燥，經常出現風沙、冰雹、雨雪等災害，沙塵暴的發生頻率是其他地區的數倍。

2? 高原寒區對應急通信裝備的影響

2.1? 材料

由于高原寒區氣溫低、紫外線強且晝夜溫差大，因此應急通信裝備的電氣特性發生了變化，而應急通信設備的穩定性也會被這種惡劣的環境所影響。較強的紫外線輻射加速了塑料、橡膠等部件的老化，會導致材料的使用壽命急劇縮短[1 ]。在實際工作過程中，由于高原山區多為陡峭的山坡，地形復雜，加上凍土的存在，給應急通信光纜的鋪設和維護帶來了一定的困難。而在某些地區，由于山區地形的阻隔，通信線路難以鋪設，維修工作也很困難，嚴重時可能會造成無法挽回的損失。

在高原寒區，夜間的信號電離層較低，會對應急通信裝備造成很大的干擾，最終導致工作效率下降。加之山地地形的限制，信號的傳輸品質差，因此難以進行有效通信。此外，通信光纜因受熱不均會產生熱脹冷縮現象，使得光纜接頭接觸不良，從而影響信號的平穩傳遞，也會影響應急通信裝備的維修。某些應急通信裝備的金屬零件長時間處于低溫狀態時，極易出現冷脆和破損。同時，應急通信裝備內的氣體濃度較低的情況下，內部流動性較差，不利于散熱，低氣壓也會使應急通信裝備內的空氣流通速度變慢，從而影響其穩定性。此外，沙塵暴等嚴重自然災害也會對應急通信裝備造成一定的影響。

2.2? 通信車輛

高原地區多為高山峻嶺，含氧量低，因此容易造成通信車輛燃料燃燒不足，難以提高發動機的性能。在高原寒區，低氣壓會使車輛的各種液體的沸點下降，從而影響車輛的正常工作。而汽油的沸點降低會加大燃油的消耗，從而提高了通信車輛的使用成本。在冬季，部分地區的積雪很深而且道路濕滑，嚴重影響車輛的行駛。當車輛間距增大、車速大幅減慢時，行進的車隊會被截斷，工作效率大大降低。

應急通信車輛分為大型、中型和小型三種類型。大型車輛長度超過8 米，通信能力最強，但機動性較差。而中型車輛的長度為5.5～ 8米，其搭載的設備相對齊全，而且機動性比較強。小型車輛的長度小于5.5米，雖然比較短，但機動性最強，搭載的設備較少，通信能力也較弱。而且高原的嚴寒低溫會增加車輛的故障率，與平原相比，通信車輛在高原寒區損壞時，維修和運輸會受到地形的影響。

2.3? 通信光纖

光纖涂層和套塑材料的線膨脹系數比石英涂層材料大三個數量級，當溫度上升時，涂布于纖維芯部的塑料膜就會發生膨脹，纖維的拉力逐漸增大，從而造成應力損耗。高原的晝夜溫差非常大，因此光纖電纜內外的熱量分布很不均勻。在白天，強紫外光能使纖維快速氧化以及硬化，縮短使用壽命。此外，風沙大導致接線盒難以加固、振動大，也會使得接口處出現材料磨損現象，縮短器械使用壽命。在夜晚，隨著溫度逐漸降低以及光纖外殼材料的縱向壓縮，光纖內部逐漸受到擠壓，當光纖變形以后，一部分光信號被發射到光纖中，導致光纖損耗增加，影響了光纖的性能，使光纖的使用壽命大為縮短。

2.4? 通信電源

溫度是影響通信電源工作效率的重要因素，在通信設備中，蓄電池穩定工作是保障通信系統安全的一個重要因素。特別是在寒冷的高原地區，通信設備處于極端惡劣的環境下，一旦失靈，維修難度會成倍增加。在較長時間的低溫下，電池性能、電解質黏度、電導率均會下降，造成放電和充電提前終止，導致故障率提升，極大縮短電源的使用壽命。一些機房未安裝加熱器和未采用隔熱措施，溫度會低于0℃，甚至出現零下10℃的極低溫度，長時間的低溫環境會造成蓄電池電荷不足，在降低電池的有效容量的同時，也會影響氣體吸收能力，從而導致電池失效。

另外，在高原寒區還有很多利用太陽能發電的電池裝置，多數通信站都選擇使用這種電池裝置。高原寒區的冬天很長，積雪厚且光照不足，電池往往難以很好地完成充電操作。如果惡劣天氣持續時間較長，甚至會導致電池過度放電。而過度放電也會對電池造成較大的損耗，這大大增加了高原寒區應急通信工程建設的經濟成本。

3? 高原寒區的設備使用及維護

3.1? 低溫

在高原寒區，年平均氣溫低于0℃，冬季氣溫為-20～-40℃，晝夜溫差很大，對設備運行的穩定性會產生很大的影響。在高原寒區，應急通信設備的使用和維護的關鍵在于隔熱和防凍，因此需要用到隔熱材料以及防凍劑，抑或是將通信設備運輸到室內等溫度較高的區域，并涂上防凍劑或防凍液。如果蓄電池未在最佳溫度下工作，應及時調整蓄電池的充電電壓，以確保電池的正常使用。

高原寒區的氣溫低于內陸地區，考慮到低溫環境對通信設備的影響，應采取冷防護措施，以減小外部溫度變化對設備的直接影響。而且還需要提高設備的耐寒性，確保應急工作的有效完成。應選擇符合高原寒區的環境特點的光纜，纜芯采用松套結構，是為了防止冷收縮，護套結構需采用塑鋼復合膠帶，防止因為溫度造成的護套的老化。除此以外，惡劣天氣還會對應急通信設備造成一定的影響，因此要盡量避免在暴風雪中使用相關設備，以提高設備的使用壽命。為了保證通信車輛的運行，相關人員要對熱平衡技術進行研究，以更好地對液壓系統進行冷卻[2]。

3.2? 惡劣天氣及復雜地形

在高原寒區，由于氣候長年惡劣，經常發生沙塵暴、冰雹、雷電、強風等災害，所以更應加強防范。沙塵暴等自然災害頻發會對汽車行駛造成危害，為了減小危害發生的概率，必須在交通工具上加裝專用的空氣過濾器。而且在高原地區由于靜電等因素，會頻繁地出現接觸不良、線路破損等情況。所以，必須保證各裝置的接地線可靠、穩固，而且需要有很好的導電性能。在設備較多的地方可以安裝質量較好的公共接地線，以保證設備運行的穩定性，保證人員和設備的安全。此外，由于應急衛星天線對氣候有嚴格要求，在大風和冰雹天氣中，容易造成通信不穩定的情況，所以在安裝天線以前，為了防止強風突然襲擊通信設備，需要選擇防風場所運行設備，并注意預防雪、冰、洪水等災害的發生。在雷電頻繁出現的地區，應定期做好防護工作，并且及時排查，確保設備的安全。

針對某通信車輛在高原可靠性測試中出現的天線罩脫落問題，其主要原因是長途顛簸，后續可以通過提高卡口強度等措施解決該問題。而由于振動引起的其他品質問題，今后將采取技術改進和工藝優化，以提高其在高原環境中的適應能力。在通信設備的管理和維修中，要主動收集故障信息，并進行故障定位，采取相應的措施不斷改善通信設備的運行狀況，提高環境適應能力，保證通信系統的可靠性。

3.3? 低壓

需充分考慮低壓對通信設備的影響，尤其是氧氣稀薄環境下設備的狀況，低氣壓會造成柴油機的燃料消耗增加，使引擎速度下降。為了保證通信車輛在高原寒冷環境下的性能，保證其動力輸出效能等指標能夠與平原地區一致，可以在低含氧量環境下，調節柴油發電機的油氣比，或直接拆下空氣過濾器，以確保其正常運行。而且缺氧對供電系統有很大影響，因此需要在運輸車輛上使用電力恢復式增益技術，所以在購置通信設備時，要注意降額系數，并要留意設備的正常工作海拔。

4? 高原寒區應急通信裝備的應用及維護對策

由于高原寒區特殊的地理和氣候環境，通信設備的組件在高原寒區會更加敏感和脆弱。結合高原地區的地形地貌和氣候特點，低溫、低壓對通信設備、通信車輛、供電設備等影響較大。因此，在高原寒區，裝備維修人員要根據當地的實際條件和設備條件，對其進行合理維修和利用。

4.1? 通信電源維護

在高海拔地區，供電品質普遍較差，有時出現較大的電壓波動，停電的概率比較大，如果220V 的主電源偏差超過15%，則無法保障電力品質，通信設備的正常運行將會受到直接影響[3]。因此，采取高品質調壓器、高性能 UPS 供電等應急通信設施，是應急通信穩定運行的最佳選擇。它能提高通信設備的使用壽命，也能保障應急通信設備的正常運行。根據高原地區的具體條件，相關部門可對平臺的供電、運行、維護等進行定期檢測，同時應使用高性能的新型調壓器，以方便后續維護。在使用應急通信電源前，必須進行預熱，增大壓力保證正常供電。如果在不使用電源的情況下，必須對電池進行放電，并定期監控其運行狀況，及時發現異常情況，并及時進行處理。在某些地區，全年采用交流供電，需要定期對蓄電池進行人為充放電，以便活化有效成分，延長電池使用壽命。

4.2? 應急通信設施維護

在高原寒冷地區，由于強烈的紫外線輻射會造成通信設備損壞，因此施工人員應定期排查裝備的具體情況，及時發現故障，并及時進行更換，防止因疏忽造成突發事件。由于氣候特殊，溫度較低，應注意通信材料的耐寒程度，以避免出現冷脆等情況，從而影響設備的正常工作。此外。高原寒區多陡峭山脈，地形地勢崎嶇不平且積雪較深，對通信車輛的性能發揮會產生極大影響，低溫和低壓環境也可能提高燃油消耗量，因此工作人員必須定期維護和管理柴油發動機，并有效使用熱平衡技術來優化加熱系統，降低燃油冷卻概率，提升燃油的燃燒效率。

5? 結語

高原特殊的地理位置和惡劣的氣候條件對設備的工作狀態產生不利影響，通信設備的使用壽命大大縮短。因此，通信工程師應結合實際情況分析現場環境對通信設備的具體影響，為應急通信設備的穩定、可靠運行提供保障，延長其使用壽命。此外，通信工程師應結合低溫、低壓等實際條件，嚴格遵循有關技術規范，切實保障高原寒區應急通信設備的使用性能。

參考文獻：

[1] 王宜婷，李其祥，胡寶紅.探索高原寒區應急通信裝備的使用與維護[J].中國設備工程，2021（5）：78?79.

[2]張一品，向陽，張弛.高原和高寒環境對通信裝備的影響分析[J].無線互聯科技，2015（3）：3?4.

[3]懷向芳.高寒環境對通信器件的影響與防護措施分析[J].學術論壇，2018（7）：11? 12+15.

作者簡介：

王銳（1984—） ，本科，工程師，研究方向：通信工程。