天地空融合通信在消防應(yīng)急通信保障中的實(shí)施與應(yīng)用

摘要：天地空融合通信在確保消防應(yīng)急通信中發(fā)揮著不可替代的重要作用，相關(guān)負(fù)責(zé)人、救援部門，要正確認(rèn)識(shí)天地空融合通信的重要作用，通過確定天地空融合通信系統(tǒng)創(chuàng)建思路、加強(qiáng)消防應(yīng)急救援通信保障系統(tǒng)演練、強(qiáng)化不同類型設(shè)備兼容性、加強(qiáng)薄弱地區(qū)建設(shè)等不同方式，將天地空融合通信系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，保證消防救援現(xiàn)場(chǎng)通信正常，為救援工作提供更多便利。

關(guān)鍵詞：天地空；融合通信；消防應(yīng)急通信

在工業(yè)化、城市化進(jìn)程推進(jìn)中，人民群眾的物質(zhì)生活、文化水平得以提升，這也促使消防救援工作面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，救援難度增加。我國幅員遼闊，不同地區(qū)的地形地勢(shì)存在不同，因此，發(fā)生自然災(zāi)害的概率也隨之提升。如果出現(xiàn)自然災(zāi)害問題，需要立刻進(jìn)行救援，這樣才能在最大程度上降低損失，促使人民生命財(cái)產(chǎn)安全得以保障。在開展消防救援工作時(shí)，要在最大程度上保證通信暢通，從而提升消防救援效率。在科學(xué)技術(shù)不斷優(yōu)化的當(dāng)下，天地空融合通信系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這對(duì)于消防應(yīng)急通信能力的提升起到了良好的促進(jìn)作用。基于此，在消防應(yīng)急通信保障中，要對(duì)天地空融合通信進(jìn)行合理利用，以便推動(dòng)消防救援工作的順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類問題的有效處理。

一、天地空融合通信分析

（一）含義

在消防救援期間，如果能夠確保通信暢通，可以將救援現(xiàn)場(chǎng)具體情況、信息等傳遞給指揮部，從而制定最為合理救援計(jì)劃，推動(dòng)后續(xù)救援工作的順利進(jìn)行。在救援過程中，工作人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況靈活調(diào)整救援計(jì)劃，這對(duì)于整個(gè)救援工作效率的提升能夠起到良好促進(jìn)作用。從實(shí)際消防救援中不難發(fā)現(xiàn)，有很多因素都會(huì)對(duì)消防救援進(jìn)度與效果產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)消防救援現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信產(chǎn)生直接影響[1]。隨著科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，針對(duì)消防應(yīng)急通信創(chuàng)建天地空融合通信系統(tǒng)，主要目的是確保消費(fèi)應(yīng)急救援工作的順利開展。如果從含義方面進(jìn)行分析，天地空融合通信主要是指，在消防救援現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)建現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，該通信網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)的全面覆蓋，要具備較強(qiáng)機(jī)動(dòng)性與靈活性。天地空融合通信中的不同類型軌道衛(wèi)星，以及不同類型飛行器，能夠創(chuàng)造出天基網(wǎng)絡(luò)、空基網(wǎng)絡(luò)，這樣網(wǎng)絡(luò)能夠與地面設(shè)備之間進(jìn)行相互連接，從而形成完善的消防應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具備較強(qiáng)立體性特點(diǎn)。在地基網(wǎng)絡(luò)中包含很多不同內(nèi)容，比如，蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)衛(wèi)星終端、地面數(shù)據(jù)預(yù)處理中心。

與傳統(tǒng)地面通信網(wǎng)絡(luò)相比，天地空融合通信在具體應(yīng)用過程中，能夠結(jié)合消防救援現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型網(wǎng)絡(luò)、飛行器的科學(xué)設(shè)置，可以將傳統(tǒng)地面通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的整合，空基網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也能夠發(fā)揮自身價(jià)值，為地面救援工作奠定基礎(chǔ)，滿足通信要求。在天地空融合通信系統(tǒng)中包括很多通信路徑，如果地面通信基站因?yàn)闉?zāi)情等各類因素影響遭到破壞，可以將天基通信網(wǎng)絡(luò)、空基通信網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，為通信提供保障。在信息數(shù)據(jù)傳輸過程中，要對(duì)發(fā)射裝置、接收裝置進(jìn)行合理利用，在最大程度上避免因?yàn)闉?zāi)害，引發(fā)通信受阻，從而實(shí)現(xiàn)消防救援工作的有序開展。

（二）天地空融合通信系統(tǒng)創(chuàng)建思路

從具體應(yīng)用中可以看出，天地空融合通信系統(tǒng)屬于綜合性較強(qiáng)的通信保障系統(tǒng)，在應(yīng)用時(shí)各個(gè)系統(tǒng)要確保同步通信，這樣才能將天地空融合通信系統(tǒng)的積極作用發(fā)揮出來。在天地空融合通信系統(tǒng)創(chuàng)建過程中，要及時(shí)做好天層、地層、空層的創(chuàng)建，這樣即便是在較為復(fù)雜的救援地形中，也能夠滿足救援需求。

1.天層創(chuàng)建

從當(dāng)前消防救援工作落實(shí)中可以了解到，無人機(jī)得到廣泛應(yīng)用。通常情況下，將無人機(jī)應(yīng)用在危險(xiǎn)程度相對(duì)較高，并且較為復(fù)雜的救援現(xiàn)場(chǎng)，為救援人員提供真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行圖像上傳，整體操作簡單，能夠?yàn)榫仍ぷ鲙砗芏啾憷Ｅc常規(guī)的無人機(jī)相比，消防救援過程中使用的無人機(jī)更加先進(jìn)，是由不同部分組成，包括動(dòng)力系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、發(fā)射平臺(tái)等。在無人機(jī)實(shí)際使用過程中，操作非常簡單，可以為操作人員的操作提供便利，擁有較強(qiáng)靈活性。即便是在較為危險(xiǎn)、復(fù)雜的救援現(xiàn)場(chǎng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)正常運(yùn)行。無人機(jī)在天地空融合通信中屬于天層中的重點(diǎn)內(nèi)容，搭載了傳感器設(shè)備、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠及時(shí)升入空中完成救援現(xiàn)場(chǎng)拍攝工作，將拍攝到的圖像、數(shù)據(jù)信息等回傳給指揮部門，指揮部門結(jié)合具體的數(shù)據(jù)信息、圖像，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)救援工作進(jìn)行指揮，并制定科學(xué)合理的救援措施，保證救援工作的有序開展[2]。還可以在無人機(jī)上設(shè)置音響設(shè)備，這樣能夠直接播報(bào)現(xiàn)場(chǎng)救援信息，將無人機(jī)的信息傳播功能充分發(fā)揮出來，為后續(xù)工作落實(shí)奠定良好基礎(chǔ)。在具體應(yīng)用中，要結(jié)合具體片區(qū)，對(duì)無人機(jī)數(shù)量進(jìn)行科學(xué)配置。實(shí)際上，無人機(jī)在升空后，飛行高度存在不同，因此，要避免不同無人機(jī)出現(xiàn)相互碰撞問題。一旦發(fā)生碰撞情況，不僅會(huì)損壞無人機(jī)，而且會(huì)影響救援工作的落實(shí)。無人機(jī)的直播對(duì)分辨率有著很高標(biāo)準(zhǔn)，一般而言要保證在1080P，還需要注意的一點(diǎn)是，針對(duì)無人機(jī)配備電池，保證無人機(jī)能夠持續(xù)工作九小時(shí)左右，為指揮部門提供更加真實(shí)、清晰的圖案與數(shù)據(jù)信息，保證可以為消防救援工作提供更多便利。

2.地層構(gòu)建

傳統(tǒng)地面通信設(shè)備是天地空融合通信系統(tǒng)中的重要組成部分，地面通信設(shè)備的科學(xué)設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的科學(xué)、準(zhǔn)確接收，為救援計(jì)劃的制定奠定良好基礎(chǔ)。與此同時(shí)，可以為天層當(dāng)中無人機(jī)的有效通信、運(yùn)行以及順利工作創(chuàng)造良好條件。在這一過程中，空層中衛(wèi)星也能夠?qū)ψ陨淼倪\(yùn)行方向和具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)[3]。天地空融合通信系統(tǒng)當(dāng)中的地面通信設(shè)備涉及很多不同內(nèi)容，比如地面對(duì)講設(shè)備、終端顯示設(shè)備等。終端顯示設(shè)備的功能是，將空層、天層中衛(wèi)星捕捉的信息，以及無人機(jī)捕捉到的圖像資料傳輸給指揮人員，確保指揮人員能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)具體情況有正確認(rèn)識(shí)，結(jié)合相應(yīng)圖像信息、資料等，制定更為科學(xué)的救援計(jì)劃。地面對(duì)講設(shè)備主要是數(shù)字對(duì)講機(jī)，救援人員在不同位置都能夠?qū)崿F(xiàn)交流，數(shù)字對(duì)講機(jī)在使用過程中擁有很多優(yōu)勢(shì)，比如延時(shí)少、效率高、清晰度強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)救援人員之間能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，針對(duì)問題能夠進(jìn)行有效溝通，促使各個(gè)救援人員、指揮人員都能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)救援具體情況、救援進(jìn)度有正確認(rèn)識(shí)，從而推動(dòng)救援工作的順利進(jìn)行；地面發(fā)射裝置屬于移動(dòng)通信設(shè)備，主要作用是推動(dòng)救援人員工作的順利開展，救援人員在救援工作落實(shí)中，可以利用移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)信號(hào)的接收與發(fā)送，同時(shí)利用空層當(dāng)中的衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)傳遞。移動(dòng)通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的即時(shí)傳輸，在傳輸期間利用專門網(wǎng)絡(luò)，在圖像傳輸時(shí)利用傳輸速度快、傳輸效率高等特點(diǎn)，能夠盡量避免傳統(tǒng)圖像傳輸期間出現(xiàn)的信息延遲情況，為救援工作提供更多便利。在具體應(yīng)用過程中，地面設(shè)備包括很多不同通信設(shè)備，比如，Go-Pro結(jié)合穩(wěn)定器、4G圖傳設(shè)備等。為將Go—Pro結(jié)合穩(wěn)定器的作用發(fā)揮出來，可以將其設(shè)置在救援人員的頭盔上，利用無線網(wǎng)絡(luò)，將Go—Pro結(jié)合穩(wěn)定器與現(xiàn)場(chǎng)CPE設(shè)備進(jìn)行連接，這樣能夠高質(zhì)量進(jìn)行視頻直播推流，此時(shí)，要確保視頻分辨率為1080P，需要注意的一點(diǎn)是，要做到一邊充電一邊使用，要持續(xù)工作十二小時(shí)。對(duì)于直播的視頻內(nèi)容，工作人員要及時(shí)進(jìn)行保存，可以將其保存到服務(wù)器中，為后續(xù)相關(guān)工作的落實(shí)奠定良好基礎(chǔ)[4]。要對(duì)4G圖傳設(shè)備的安裝進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，通常會(huì)在救援現(xiàn)場(chǎng)最高點(diǎn)位置進(jìn)行4G圖傳設(shè)備安裝，主要目的是將4G圖傳設(shè)備優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來。在具體啟動(dòng)過程中，可以采用一鍵開機(jī)方式，使用專門的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像信息回傳，整個(gè)過程要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)，不需要配備專門工作人員。指揮人員可以進(jìn)行圖像處理，通過該種方式能夠在很大程度上減少前線人員工作壓力。在消防應(yīng)急救援期間，350M數(shù)字對(duì)講機(jī)的應(yīng)用具有重要意義，350M數(shù)字對(duì)講機(jī)在使用中本具備很多特點(diǎn)，比如，便攜性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，整體待機(jī)時(shí)間較長，幾乎不會(huì)受外界因素影響，因此，在消防應(yīng)急通信中得到廣泛應(yīng)用。

（三）空層構(gòu)建

在如今通信技術(shù)快速發(fā)展背景下，空中衛(wèi)星數(shù)量逐漸增多，這對(duì)于我國消防應(yīng)急救援通信能力的提升能夠起到良好促進(jìn)作用[5]。衛(wèi)星有著天然廣播性特點(diǎn)，因此，可以在較大地理范圍內(nèi)為終端播報(bào)數(shù)據(jù)，從而節(jié)約傳輸寬帶，各個(gè)終端之間能夠快速接收廣播信息，廣播信息的延時(shí)性變小，也就是說，各個(gè)終端能夠及時(shí)接收到廣播信息。地勢(shì)對(duì)于衛(wèi)星覆蓋影響較小，在大面積覆蓋過程中不需要過多的成本投入。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，消防救援難度也隨之提升，因此，衛(wèi)星基站在建設(shè)過程中出現(xiàn)可以為消防救援通信提供便利的衛(wèi)星便攜基站。為消防應(yīng)急通信設(shè)置更加專業(yè)化的衛(wèi)星設(shè)備，不僅頻帶寬，天線也擁有良好性能，可以滿足消防應(yīng)急救援中的數(shù)據(jù)傳輸要求，以及音頻傳輸要求。該種衛(wèi)星設(shè)備具備較強(qiáng)兼容性，能夠與無人機(jī)等通信設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)對(duì)接，從而拍攝不同距離的圖像、信息，并實(shí)現(xiàn)圖像、信息的及時(shí)上傳[6]。在空層設(shè)備中不僅包括衛(wèi)星便攜站，同時(shí)還包括衛(wèi)星平板、衛(wèi)星電話等。此類衛(wèi)星設(shè)備的功能存在不同，在具體應(yīng)用中，能夠確保音頻信息、視頻信息、數(shù)據(jù)圖片的即時(shí)傳輸，同時(shí)還具備較強(qiáng)的通話能力、交互能力。如果在通信現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)癱瘓情況，可以將衛(wèi)星設(shè)備作為備用系統(tǒng)，確保正常通信。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，要對(duì)衛(wèi)星便攜基站的頻段進(jìn)行合理選用，一般選用KU頻段，衛(wèi)星可以選用亞洲9號(hào)，此類衛(wèi)星頻帶較寬，能夠?qū)?shù)據(jù)采集回傳要求、實(shí)時(shí)音頻、視頻采集回傳要求滿足。視頻接入口可以選擇HDMI、GNC，前端視頻采集終端可以將無線網(wǎng)絡(luò)版本的DV接入，更好解決以往終端圖像拉遠(yuǎn)拍攝期間存在的問題。使用的衛(wèi)星電話包括天通衛(wèi)星電話、海事衛(wèi)星電話，一旦公網(wǎng)出現(xiàn)問題，可以啟用衛(wèi)星電話，從而實(shí)現(xiàn)通信。衛(wèi)星平板的作用是傳輸，傳輸小圖片、小視頻等，具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。

在天地空融合通信設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)橄谰仍F(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜，很容易造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓問題。為了最大程度上避免此類情況出現(xiàn)，在設(shè)計(jì)過程中，要針對(duì)不同公網(wǎng)狀態(tài)，開展天地空融合系統(tǒng)設(shè)計(jì)[7]。如果通信網(wǎng)絡(luò)能夠正常使用，那么可以使用無人機(jī)、4G圖傳設(shè)備等，將圖像信息等進(jìn)行回傳，指揮部門使用終端顯示設(shè)備，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。一旦面臨通信網(wǎng)絡(luò)故障情況，工作人員可以使用衛(wèi)星平板、衛(wèi)星便攜站，為通信、圖像信息傳輸提供保障，推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)消防救援工作的順利進(jìn)行。

二、天地空融合通信在消防應(yīng)急通信保障中的實(shí)施與應(yīng)用措施

（一）加強(qiáng)消防應(yīng)急救援通信保障系統(tǒng)演練

天地空融合通信實(shí)際上是理論、技術(shù)層面的內(nèi)容，現(xiàn)如今并沒有一個(gè)相對(duì)固定、完善的發(fā)展模式。在消防救援過程中，具體情況較為復(fù)雜，有很大一部分救援工作難度非常高，救援現(xiàn)場(chǎng)的情況也是隨時(shí)隨地發(fā)生變化，這使得天地空融合通信的應(yīng)用存在很大難度[8]。為將天地空融合通信價(jià)值發(fā)揮出來，在天地空融合系統(tǒng)建設(shè)完成之后，針對(duì)不同救援場(chǎng)景，要進(jìn)行全面演習(xí)，定期組織工作人員做好演習(xí)訓(xùn)練，并模擬救援現(xiàn)場(chǎng)情況。在這一過程中，可以提升天地空融合系統(tǒng)的配合度。在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)救援過程中，很有可能會(huì)出現(xiàn)突發(fā)情況，因此，在演練期間需要將救援期間可能會(huì)出現(xiàn)的突發(fā)情況納入其中，促使工作人員能夠?qū)ν话l(fā)情況進(jìn)行及時(shí)捕捉，并進(jìn)行分析，從而制定科學(xué)合理的應(yīng)急措施，這對(duì)于消防救援工作的順利進(jìn)行能夠起到良好促進(jìn)作用。

（二）強(qiáng)化不同類型設(shè)備兼容性

從天地空融合通信系統(tǒng)的具體應(yīng)用中可以發(fā)現(xiàn)，融合性質(zhì)系統(tǒng)涉及很多不同類型通信設(shè)備，不同設(shè)備在運(yùn)行過程中要具備較強(qiáng)的配合程度，這樣才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，并將系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來。但實(shí)際情況卻是，不同類型設(shè)備在生產(chǎn)主體上存在不同，這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備存在兼容性問題，如果設(shè)備之間無法實(shí)現(xiàn)相互兼容，通信出現(xiàn)故障的幾率也會(huì)大大提升。比如，無人機(jī)在使用過程中有著較為齊全的功能，但無人機(jī)的兼容性相對(duì)較差，無法滿足地面通信設(shè)備的兼容性要求[9]。由此可以看出，系統(tǒng)兼容性復(fù)雜、問題解決難度大，為在最大程度上保證設(shè)備之間的兼容性，要盡量選用統(tǒng)一設(shè)備，這樣可以將設(shè)備不兼容問題更好解決。在設(shè)備應(yīng)用之前，要全方位分析不同設(shè)備之間的兼容性情況，要防止嚴(yán)重不兼容情況出現(xiàn)。

（三）加強(qiáng)薄弱地區(qū)建設(shè)

當(dāng)前天地空融合通信系統(tǒng)，整體具備復(fù)雜性特點(diǎn)，在其中涉及很多不同流程、環(huán)節(jié)，因此，天地空融合通信系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)應(yīng)用、建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。消防應(yīng)急通信裝備等基礎(chǔ)設(shè)施，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)有著較高建設(shè)水平，使用的很多設(shè)備也存在先進(jìn)性特點(diǎn)，為天地空融合通信工作的開展奠定良好基礎(chǔ)。不同地區(qū)在實(shí)際發(fā)展過程中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在差異，很多欠發(fā)達(dá)地區(qū)存在著明顯的消防應(yīng)急通信設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善問題。一旦進(jìn)行救援，很容易因?yàn)橥ㄐ殴δ懿煌晟疲瑢?dǎo)致天地空融合通信系統(tǒng)無法將自身價(jià)值和作用發(fā)揮出來，這對(duì)于消防救援水平也會(huì)產(chǎn)生直接影響。在面對(duì)這一情況時(shí)，為促使天地空融合通信能夠在消防救援工作中得到更好應(yīng)用，在未來發(fā)展中，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢地區(qū)，或者消防應(yīng)急通信保障薄弱地區(qū)，要加大經(jīng)濟(jì)投入力度，提供政策保障，從而確保創(chuàng)建的傳輸渠道能夠以衛(wèi)星平板、衛(wèi)星便攜站為主，通過對(duì)無人機(jī)一體化天地空融合通信的應(yīng)用，促使應(yīng)急通信保障能力可以得到全面提升，從而提高消防救援能力。

三、結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)急通信在整個(gè)消防救援中發(fā)揮著不可替代的重要作用，因此，對(duì)于消防應(yīng)急通信的保障，相關(guān)負(fù)責(zé)人以及工作部門要給予更多重視。為保證消防救援現(xiàn)場(chǎng)的正常通信，要將天地空融合通信系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，使用無人機(jī)、Go—Pro等設(shè)備，將現(xiàn)場(chǎng)信息傳遞給指揮人員，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)救援工作的正確引導(dǎo)。

作者單位：王天旭 北京市朝陽區(qū)消防救援支隊(duì)

參" 考" 文" 獻(xiàn)

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