■ 肖鵬 四川省瀘州市消防救援支隊指揮中心
2021年5月,筆者所在支隊有幸參加了“應急使命·2021”應對特別重大地震災害檢驗性演練,支隊的動中通指揮車全程參與了通信保障工作。下面筆者根據演練中積累的經驗和個人理解,簡要介紹消防通信指揮車運行管理需要注意的重點。
供電系統為通信指揮車用電設備提供電力來源,是通信指揮車穩定運行的基礎。
為確保電力滿足設備使用需求,通信指揮車必須配備專用的獨立發電機。發電機功率必須滿足全車所有用電設備同時開啟時的最大功率需求,經測算,發電功率至少不能低于5000w。其次在續航時間方面,專用發電機一次性持續運轉時間必須至少達到8 小時。考慮到普通發電機的油箱較小,續航時間短,不能滿足通信指揮車供電需求,通信指揮車專用發電機應該能與通信指揮車共用油箱。
考慮到突然斷電可能對車載用電設備造成損害,通信指揮車應該安裝不間斷電源(UPS)。發電機發出的交流電不能直接為車載設備供電,必須通過UPS 整流后為車載設備供電。這樣可以確保電壓更加穩定,如果因發電機故障斷電,全車設備還可以通過不間斷電源供電持續工作2 小時以上,確保通信指揮車順利完成通信保障任務和所有車載設備安全關機。
通信設備時刻保持穩定通聯的關鍵在于通信鏈路暢通。做好消防通信指揮車運行管理的關鍵在于確保通信鏈路暢通。為了確保通信鏈路暢通,除了應該配備穩定可靠的通信裝備外,還應該充分運用各類不同的通信鏈路并互為備份手段,才能確保緊急狀態下的通信暢通。
目前消防通信指揮車配備的衛星天線主要分為靜中通和動中通兩種模式。它們的不同點在于,動中通衛星天線可以同時在車輛行駛或靜止狀態下自動尋星和對星,隨時保持衛星鏈路暢通,環境適應能力較強。而靜中通衛星天線只能在車輛靜止狀態下尋星和對星,使用局限性較大。雖然衛星鏈路可以為消防救援隊伍提供不依賴地面公網的鏈路,具備很強的環境適應能力,但目前消防專用衛星鏈路可以提供的帶寬僅有1 ~2M,雖然可以確保通信指揮車與后方指揮部之間的圖像傳輸,但受到帶寬和地面遮擋限制,存在較大的使用局限。
得益于近年來通信技術的蓬勃發展,第四代和第五代移動通信技術(4G 和5G)所能提供的互聯網訪問速度相較第三代移動通信技術(3G)獲得了極大提升。理論上4G 通信技術最大可以提供100Mbps 的網絡帶寬,而5G 通信技術最大可以提供10Gbps 的網絡帶寬,且在實測中也能達到上述網絡帶寬的70% 左右,所以公網鏈路能提供的帶寬其實是遠超衛星鏈路的。所以應用好公網通信技術,尤其是最新的5G 通信技術,對確保指揮車通信鏈路暢通具有重要意義。但考慮到消防通信指揮車通常情況下需要在公網信號覆蓋較差的地區開展通信保障作業,而當前5G 基站覆蓋范圍十分有限,因此4G通信技術依然要作為通信指揮車的主要通信鏈路技術加以采用。同時考慮到單一通信運營商的4G 信號覆蓋區域可能存在盲區,因此需充分應用多鏈路網絡聚合技術,將三大運營商不同信號強度的4G 鏈路聚合為一個整體鏈路,實現通信指揮車和前后方指揮中心之間的網絡穩定連接。
當前消防救援隊伍已依托通信運營商建設了遍布全國的消防指揮調度專網。很多重要的業務系統,比如消防接處警系統和圖像綜合管理平臺(視頻會議系統)就是依托指揮調度專網建設的,實現了接警調度、視頻指揮、戰場監視等重要功能,使消防救援部門具備了可視化指揮能力。作為消防通信指揮車,雖然可以使用衛星和公網作為通信鏈路,但可靠性與有線專網相比還是稍遜一籌。因此通信指揮車到達災害發生地后遂行通信保障任務時,即可考慮采用有線專網作為主要通信鏈路。其主要工作思路如下:將通信指揮車停放在靠近災害現場便于作戰指揮,靠近運營商通信基站的特定區域,從通信基站鋪設通信光纖至指揮車,通過運營商的調試,將指揮調度專網接入通信指揮車,提升專用網絡的穩定性和可靠性。
指揮視頻終端是實現通信指揮車視頻指揮功能的關鍵設備,通過指揮視頻終端,不但可以通過指揮車與后方指揮部建立視頻會議,還可以獲取公網圖傳畫面、營區監控畫面和偵察無人機畫面等,實現可視化指揮。為保證車輛行駛途中指揮視頻始終不掉線,消防通信指揮車應該同時配備一主一備兩臺指揮視頻終端。兩臺指揮視頻終端同時上線,其中一臺通過公網鏈路連接圖像綜合管理平臺,另外一臺通過衛星鏈路連接圖像綜合管理平臺。同一路車內攝像機畫面信號一分為二同時進入兩套不同的指揮視頻終端,任何一條通信鏈路中斷或者一臺指揮視頻終端出現故障時,可以立即切換到備用指揮視頻終端上,確保指揮視頻始終穩定運行不中斷。
視頻處理器是一種通過陣列切換的方法將多路視頻信號任意輸出至多路監控設備上的電子裝置。一般情況下矩陣的輸入路數大于輸出路數。就消防通信指揮車而言,可以使用視頻處理器實現多路視頻圖像(車內視頻指揮畫面、車外圖像采集回傳畫面、計算機畫面)輸出到會議大屏和設備操作區顯示器上。消防通信指揮車視頻處理器的輸出路數和輸入路數不得低于16*16。
消防通信指揮車特別是動中通指揮車需要在行駛途中開展通信保障工作,但車輛行駛途中的抖動問題幾乎是不可避免的,特別是車輛通過一些坑洼路面時抖動更為明顯,因此必須使用會議專用攝像機。高級的會議專用攝像機自帶云臺防抖功能,可以有效地降低車輛行駛途中的畫面抖動現象,提升視頻畫面質量。
通信指揮車的主要功能是為現場指揮調度提供通信保障服務,確保救援現場各類災情信息和作戰信息通過通信指揮車匯聚和下達,并且必須考慮記錄和保存滅火救援指揮調度全過程的音視頻資料。因此消防通信指揮車必須安裝硬盤錄像機,全程記錄和保存指揮調度決策全過程,為事后戰評總結和案例復盤提供資料。
很多消防通信指揮車雖然設計了單獨的設備操作區和作戰指揮區,但會議大屏往往設置在作戰指揮區,既是視頻指揮終端的操作屏,也是視頻指揮終端的擴展屏。由于操作員在設備操作區工作,不便于操作員觀察作戰指揮區大屏。因此必須考慮在設備操作區的設備柜中安裝顯示器(三聯屏),高度為2U(88.90mm),即可實現操作員對視頻指揮終端的可視化操作,而且可以確保設備操作區和作戰指揮區的工作能獨立運行互不干擾。
由于消防通信指揮車特別是動中通指揮車有時必須在行駛途中執行通信保障任務,車輛發動機和輪胎噪音很容易傳到車內,如果使用普通話筒,很容易導致環境噪聲被話筒拾取,從而進入會議系統影響語音效果。因此通信指揮車應首選會議專用降噪話筒,可以有效降低環境噪聲,確保通話質量的清晰。
調音臺(Mixer)又稱調音控制臺,它將多路輸入信號進行放大、混合、分配、音質修飾和音響效果加工,之后再通過母線輸出。因此調音臺是通信指揮車必須配備的重要設備之一,指揮視頻終端輸出的所有音頻信號必須通過調音臺進入功放和音響,會議話筒拾取的音頻信號必須通過調音臺進入會議終端。以上音頻信號全部可以通過調音臺進行音質修飾和音量調節,確保會議聲音清晰。
由于設計理念上的問題,很多消防通信指揮車設置了單獨的設備操作區和作戰指揮區,但音響往往設置在作戰指揮區,不便于設備操作區的操作員監聽音響效果并及時做出調整。因此設計通信指揮車時,必須考慮在設備操作區內安裝監聽音響,實現對指揮音頻的監聽,確保音響效果出現問題時操作員可以及時發現并迅速處理。
功放即功率放大器,是音響系統中一種最基本的設備。功放的主要任務就是把來自信號源(調音臺)的微弱電信號進行放大以驅動揚聲器發出聲音。調音臺的輸出信號必須先進入功放,再進入音響。如果通信指揮車不安裝功放,調音臺輸出的電信號則不能直接驅動音響或者聲音效果較差,不能滿足視頻指揮的使用需求。
由于通信指揮車的通過性問題和指揮部自身的安全性問題,通信指揮車往往不能抵近災害現場開展偵察和指揮工作。因此必須配備前端圖像采集設備,將前端畫面傳輸至指揮車內。而背負式微波圖像傳輸設備就是以微波為傳輸介質的圖像傳輸設備,其優勢在于便攜靈活,可以不依賴地面公網通信,具備公網癱瘓條件下的視頻傳輸能力。其最大的劣勢在于發射功率較小,圖像傳輸距離有限,在建筑物遮擋嚴重地區實測圖像流暢傳輸距離不超過200 米。
當前消防部門使用的公網圖像傳輸設備,一般是特指單兵圖像傳輸設備、布控球和圖像傳輸無人機。在公網暢通的情況下,此類設備可以利用4G 或5G 公網鏈路,將前方畫面傳輸至通信指揮車指揮視頻終端內,輔助指揮員決策。此類設備的優勢在于圖像傳輸質量不受距離限制,在有公網基站信號覆蓋的地區都能實現圖像傳輸。其劣勢在于必須依賴地面公網鏈路通信,如果地面公網癱瘓停擺,則會導致此類設備無法正常使用。
中繼臺,是在無線對講系統中,用于中轉和放大信號,增大通訊距離,擴展信號覆蓋范圍的通信設備。通信指揮車使用中繼臺為現場作業人員提供無線電通信中繼服務,擴大普通手持臺的通訊距離。車載臺,即車載超短波電臺,需安裝到消防車輛上,由車輛為車載臺提供電源,其發射功率可以達到25W 以上,通信距離相比手持臺會遠很多。在明確現場組網頻率的基礎上,可以使用車載臺配合手持臺調度指揮現場各類參戰力量完成指定任務。
上文已經提到了消防通信指揮車配備的動中通或靜中通衛星天線可以為指揮視頻終端提供通信鏈路,確保通信指揮車可以不依賴地面公網實現視頻指揮功能。除此以外,消防通信指揮車一般情況下還要配備衛星電話。比如國產天通車載衛星電話或者海事衛星平板天線不僅可以提供語音通話功能,還能提供衛星數據服務,換言之可以通過衛星電話提供的鏈路訪問互聯網,使消防通信指揮車具備了更強的環境適應能力。
一般來說,為確保消防通信指揮車的正常運轉,通信指揮車需配備調度員1 名、操作員1 名和駕駛員1 名。其中調度員負責指令的上傳下達,指揮操作員操作通信設備,指揮駕駛員駕駛車輛,確保通信指揮車的正常運行;操作員負責根據調度員的指令,操作相關通信設備,完成通信保障任務;駕駛員負責根據調度員的指令駕駛車輛前往目的地,確保全程行車安全。以上人員組成通信指揮車內完整的工作人員編成,相互配合協作,最終確保通信保障任務的順利完成。
1.應急準備機制
通信指揮車作為消防應急指揮中樞之一,是移動的前方指揮部。因此平時必須做好充分的應急準備,才能在實戰中發揮實際作用。首先,要定期對車輛底盤進行檢查保養,發現問題及時維修處理;其次,要定期對車輛燃油、機油、防凍液、玻璃水、電路、剎車、輪胎、燈光進行例行檢查,及時補充燃油和其他各類物料,定期對車輛電瓶進行充電,每日對車輛進行著車測試,確保車輛始終處于正常運行狀態;最后,操作員每周要對車載設備進行開機上線測試,發現問題及時解決,出現故障及時排除。總之,要做好車輛及裝備的日常檢查、維修、保養工作,始終確保車輛及裝備處于完好狀態,遇到緊急情況時才能遂行應急通信指揮任務。
2.應急響應機制
由于絕大多數的消防應急救援行動任務性質較為單一,處置過程較為簡單,參與救援力量較少,幾乎不牽扯到其他社會聯動部門,“119”指揮中心完全可以滿足救援指揮需要,不需要通信指揮車作為移動指揮部靠前指揮。但是較大以上火災或災害事故救援任務較為復雜時,牽扯到的消防救援力量和社會聯動部門較多,“119”指揮中心作為后方指揮部指揮此類應急救援行動時往往鞭長莫及。因此必須建立通信指揮車遂行出動的應急響應機制。筆者認為,凡是各級機關全勤指揮部遂行出動靠前指揮的火災或災害事故救援行動,都應出動通信指揮車并作為全勤指揮部的移動指揮部,為全勤指揮部提供現場辦公場地和通信保障,為現場指揮提供強大的技術支撐。
1.設備操作訓練
為提升設備操作使用能力和熟悉程度,設備操作員應該單獨針對全部車載設備每周開展2 ~3 次開機測試和操作使用訓練。
2.班組協同訓練
如上文所述,駕駛員、操作員和調度員組成了通信指揮車通信保障班組。操作員負責操作車載設備,具有舉足輕重的作用,但如果沒有調度員的指揮和駕駛員的配合也難以高質量完成通信保障任務。因此必須加強班組協同訓練,才能提升通信保障綜合水平。具體來說,就是調度員可根據需要開展假想作業訓練,假定通信保障地點和警情,調度駕駛員駕駛車輛前往指定地點,調度操作員根據任務需要操作特定的通信設備,完成模擬通信保障任務訓練。通過不斷訓練,鍛煉班組人員配合的默契程度和車輛的操作使用水平。
3.實戰拉動演練
各級消防救援部門每年開展實戰拉動演練時應該將通信指揮車納入演練拉動范疇。實戰拉動時,通信指揮車配合全勤指揮部遂行出動,從車輛離開營區開始,直到救援行動結束,全程開展通信保障任務,鍛煉駕駛員、操作員和調度員的通信保障水平,積累通信保障經驗,提升應急救援實戰通信保障能力。
隨著時代的發展進步,當前消防通信指揮車已經配備了各類通信設備,接入了多種通信鏈路,從硬件上具備了“119”指揮中心大多數通信指揮功能。針對遂行通信保障任務的需要,各級消防救援部門還應加強人員訓練、培養和管理,不斷提升通信指揮車的應用水平,為突發災害事故救援提供更好的通信保障服務。