森林火災撲救行動中通信保障工作難點與對策

摘要：隨著林下可燃物的逐年積聚以及人為因素和自然因素的相互疊加，森林火災時有發生，嚴重威脅了人們的生命財產安全。鑒于通信保障體系在森林火災撲救中的重要作用，如何做好災害現場通信保障工作成為當前消防救援工作中的重點研究課題。基于此，重點論述了森林火災條件下通信保障工作的特點、難點、要求，提出了解決相關問題的對策，希望對今后森林火災撲救通信保障工作開展和通信保障能力提升有所助力。

關鍵詞：森林滅火撲救；通信保障；火災撲救；組織指揮

由于森林火災具有點多、面廣、線長，火勢蔓延速度快，受地形、氣候影響程度大的特點，這使得森林火災撲救通信保障工作在范圍、對象、保障難點方面與城市火災撲救通信保障工作相比存在較大差異，保障難度急劇提升。

1 森林火災條件下通信保障工作特點

1.1" 森林火災點多、線長、面廣，通信保障工作呈現區域性

在以“高、低、大、化”為代表的城市火災中，災害范圍較大的大型化工裝置火災其核心災害區域面積一般為2～4km2，常規專網通信設備基本可以覆蓋核心災害區域，基本能夠滿足通信需要。而在森林火災中，過火林區和需通信聯絡的范圍能達到十幾甚至幾十平方千米，這使得低功率常規超短波專網通信設備已無法滿足通信保障需要，必須使用中繼通信技術。同時，大面積的森林災害現場各參戰力量需要大量通信保障人員，對于這些人員的組織、協調、調度也對現場通信保障組織指揮提出了較高要求。

1.2" 森林火災蔓延速度快、通信網絡需要覆蓋的受災區域和受威脅區域不斷變化

與城市火災相比，森林火災主要蔓延方向上火情發展速度快、變化大，在特定的風力、風向、地勢條件下有可能出現火災蔓延主要方向發生較大改變，甚至出現“調頭”情況。因此，在森林火災撲救現場確立通信專網覆蓋范圍時，需要保留較大的通信范圍冗余量，從而確保火勢在發生變化時，通信網絡仍能對其實現有效覆蓋[1]。同時，還要求該網絡具備彈性組網和快速延伸能力，當火情變化迅速，原有網絡一時不能覆蓋新的起火區域時，網絡要具備快速接入臨時通信設備的能力，從而確保能夠實現通信網絡的快速延伸和無縫覆蓋。

1.3" 森林火災地形復雜、通信空間遮擋物多、無線電信號傳遞困難

森林火災發生地往往處于山岳、丘陵地帶，地形起伏大、山體陡峭、山路崎嶇難行、道路通行范圍受限，火災條件下各類通信設備器材運輸極為不便，精密通信設備受現場粉塵、燃燒灰燼影響較大。因此要求在森林火災撲救現場使用的通信裝備必須具備體積小、重量輕、便于運輸；必須具備自持能力強，能夠支撐長時間通信保障任務；必須具備高防塵、防水能力，能夠在較為苛刻的環境下運行。同時，受林區樹木高大、地形起伏變化大以及山區林地往往處于偏遠地區的影響，特高頻專網通信設備通信距離呈指數級下降，公共網絡信號、衛星網絡信號無法實現林下有效覆蓋，這就要求必須采用短波通信設備和中繼通信技術，并在林區高點或空中部署中繼通信和網絡覆蓋設備，才能實現網絡的有效覆蓋。

1.4" 森林火災撲救組織工作聯動單位多、參與人員多、信息傳遞時效性強、通信保障任務難度大

從參與救援單位的協同關系來看，既有消防隊伍與政府部門間的協同，又有與民間救援組織的協同，所需通信保障和信息傳遞的范圍、深度遠超一般救援工作。從參與救援的人員數量來看，森林火災中參與救援的組織、處置、保障、協調人員數量遠超一般災害處置工作，需要通信保障的層級和人數較多。從通信工作的時效性來說，森林火災受氣象條件影響較大，災情變化十分迅速，如不能實現信息快速傳遞將直接威脅參戰人員生命安全，這就要求信息傳遞的時效性和獲知范圍的準確性較高。

2 森林火災撲救組織對通信保障工作的要求

2.1" 要實現火情態勢和基礎信息的快速匯聚、分發

森林火災一旦發生，擺在各級滅火救援指揮部面前的首要問題就是盡快了解、掌握當前災害的詳細情況，其次就是結合氣象、地形環境等因素綜合分析研判火災未來發展趨勢，最后就是調度、組織所有力量，各司其職完成人員救護、火災撲救、財產搶救工作。各項工作的開展都需要進行大量的信息交互和數據分析，傳統信息傳遞模式和研判手段已難以滿足當前森林火災滅火救援組織工作的需要，急需建設一套具備各類信息綜合匯聚、基礎數據“一張圖”展示、AI自動建模分析、快速信息分發的智能化森林火災撲救指揮調度系統。

2.2" 要建設能夠快速覆蓋現場所有參戰人員和裝備的通信保障體系

在森林火災撲救通信保障組織工作中，由于受到公網覆蓋能力、山勢地形環境、森林茂密遮蔽等因素的影響，森林火災撲救現場的無線網絡覆蓋水平和信息通信保障能力往往較差，這成為影響火災撲救進度和撲救人員生命安全的短板問題，制約滅火救援行動的開展。因此當前急需建設一套具備快速部署、快速覆蓋、彈性組網、能夠應對惡劣運行環境、自適應能力較強的寬、窄帶自組網通信保障系統，并通過該系統的運行部署，快速實現森林火災撲救現場林下區域的專網無縫覆蓋，為各類通信設備和數字化信息采集終端提供穩定可靠的網絡通道。

2.3" 要實現對參戰力量時空分布和參戰裝備作戰效能的實時采集

在森林火災撲救組織工作中，做好所有參戰力量位置分布、人員構成、作戰裝備運行狀態統計與標繪工作是滅火救援指揮部持續開展的一項十分繁瑣但非常重要的核心工作，占據了指揮部大量的時間和精力，影響各級指揮員研判進度。因此，需要借助當前較為成熟的物聯網技術和自組網通信技術，實現對人員位置、生命體征、裝備位置、運行狀態等信息獲取方式的數字化改造，實現對人員、裝備基礎信息的自動采集、自動匯聚、自動分析、自動展示，減少信息采集工作量，提升效率，加快各級指揮員研判進度。

3 森林火災撲救過程中通信保障工作難點

3.1" 山區、林地環境中公共通信網絡難以實現有效覆蓋

森林火災發生區域一般處于公共網絡覆蓋的邊緣區域，網絡容量和信號覆蓋強度僅能確保一般情況，基本只是在沿林區防火分隔路兩側及有人駐守的區域進行局部信號增強，大部分的林區地帶只是進行區域覆蓋，不能保證所有位置的穩定通信。同時，受山形地勢、林區樹木遮蔽及無線電波在空間中傳播特性的影響，米波、厘米波、毫米波通信設備的通信距離因各種遮擋的影響大幅受限。在實地測試中，相同設備在水平方向上的通信距離僅為空曠地帶水平方向通信距離的1/3左右。在垂直方向上，衛星通信設備受通信頻率和角度影響，一般在無遮擋的高點通信效果較好，但在林下及山谷腹地通信效果較差，衛星類通信設備不能完全滿足現場通信工作的需要。

3.2" 森林火災撲救涉及單位、人員、裝備多，通信保障體系建立困難

大型森林火災撲救任務僅靠消防救援隊伍本身難以完成，需要在政府的統一領導下協調公安、醫療、氣象、供水、民間救援等力量共同參與處置，涉及的單位和人員數量較多。然而，這些單位和組織大都有自身獨立的通信系統和指揮層級，無法與消防救援隊伍通信系統直接融合，且大部分地區也沒有建設以政府為主導的融合通信系統，這就造成了跨部門通信工作困難，信息傳遞效率低下。同時，大型森林火災處置現場作業面多，投入力量多，指揮部與各作戰力量、保障力量之間通信頻繁，當前使用較多的模擬常規通信設備頻點資源十分緊張，難以有效兼顧通信層級和通信范圍，無法承擔建立清晰且相對獨立的通信保障網絡的任務。

3.3" 森林火災撲救裝備數字化水平和各類專網通信設備性能有待提升

當前森林火災撲救領域使用的大部分救援裝備數字化水平有待提升，部分裝備缺乏數據自動采集、自主上報、遠程操控、自動操作功能，這已成為制約森林火災撲救能力提升的“痛點”問題。同時，現有部分專網覆蓋核心設備過于精密，對于運行環境要求高，無法適應森林火災現場環境。專網通信設備和物聯感知設備之間沒有預留通信接口，造成物聯設備一旦失去公網支撐馬上陷入癱瘓，而專網通信設備空有網絡容量而無接入設備，存在無法發揮網絡最大效能的窘境。

4 提升森林火災撲救過程中綜合通信保障能力的對策

4.1" 建設、完善森林火災撲救通信、調度、指揮一體化業務系統

大型森林火災撲救工作是在各級政府統一領導下，多部門協調聯動、社會力量廣泛參與的綜合性災害救援。為做好森林火災撲救工作，全面匯集災害現場海量信息，目前亟須建立一套輔助政府統一協調指揮，匯聚各部門數據資源，具備調度、指揮、通信功能的綜合性森林火災撲救指揮調度系統。該系統在數據整合匯聚層面，應實現對應急、消防、公安、氣象、環衛等主要災害處置力量各類數據信息的全面匯聚；應開放公共數據對接接口，實現對各類社會數據信息的廣泛接入。在數據展示與分析層面，應具備基于高精度地圖平臺的各類作戰要素時空狀態分布情況展示功能，應具備突出各類數據要素特點的數據統計展示能力。在智能輔助分析層面，應具備能夠基于現場情況、地形地勢、天氣因素進行智能火情預測分析的AI算法，實現數字化與人工智能技術與森林火災撲救工作的深度融合。

4.2" 利用自組網和衛星通信技術實現森林火災撲救現場的彈性專網覆蓋

眾所周知，通信網絡是連接算力和采集的橋梁，是各類數字化、智能化系統與前端應用融合的基礎。由于受森林火災撲救現場條件的制約，林區林下網絡覆蓋工作已成為當前森林火災撲救指揮數字化、智能化轉型的“堵點”問題。立足現有技術，當前在林區網絡覆蓋建設方面應做到：日常通信與應急通信相融合，充分利用林區道路、電力、高點等有利條件，部署穿透或繞射能力較強通信基站，并采用光纖或衛星通信技術將基站接入公共網絡，日常服務公共通信，災害現場作為林區網絡覆蓋核心支撐節點；固定網絡覆蓋與網絡彈性延伸相結合，依托消防、公安、林場、運營商等單位建立網絡應急延伸保障隊伍，配備能夠與當前林區覆蓋網絡實現快速組網并延伸信號覆蓋的便攜式通信基站，確保在特殊情況下仍能實現對災害處置區域林下網絡的無縫覆蓋和快速延伸。

4.3" 利用物聯網技術實現對森林火災撲救各類裝備的數字化改造

從目前技術發展方向展望，森林火災撲救裝備的數字化改造工作是森林滅火救援裝備發展的必然方向，是未來功能革新和戰斗力提升的重要基石。然而要做好這項工作并不容易，必須有強有力的頂層設計，要在國家層面做好兩項工作：一是要建立統一數據標準、數據基座、數據接口。森林消防裝備數字化改造工作，首先就是數據標準統一的問題，即數據向誰匯聚、如何分發的問題，這些問題必須立足全行業發展由政府牽頭制定統一的數據標準，建設數據基座，開放數據接口，提供由政府主導的第三方數據平臺，實現全行業數據信息的無條件接入和授權分發。二是要制定應用終端在公網、專網不同通信條件下網絡接入和通信方式的統一標準，以及網絡自匹配、自適應標準。在數據通信網絡技術標準的設計和選擇上，要充分考慮森林火災撲救特殊的網絡情況，建立標準統一、相互融合的公、專網通信技術體系，真正實現各類消防數字化裝備數據信息在災害處置現場的可靠傳輸[2]。

4.4" 完善通信保障工作制度體系建設，強化通信保障演練

為做好森林火災撲救通信保障的組織工作，在體系和制度方面，應從三個方面開展工作：首先，要在各級政府的統一領導下明確各部門、各聯動單位在森林火災發生時所肩負的通信保障職責，以及承接這個職責的部門和個人。同時根據職責要求，同步分層級建立通信保障預案，明確通信聯絡建立的時間方法和技術手段。其次，要在通信保障牽頭部門的組織下，定期開展通信保障工作聯席會議和桌面推演，各成員單位要定期通報相關情況，更新基礎數據，分析存在問題。最后，要定期組織開展通信保障全要素、全流程實戰化演練，通過演練檢驗各單位通信保障部門工作落實情況，檢查各類通信裝備的實戰效能，提升各部門、各單位之間通信保障工作開展的流暢程度，最終達到在森林火災撲救過程中各類信息快速傳遞的工作成效。

5 結束語

森林火災撲救通信保障體系是鏈接各級救援決策核心與救助、救護力量的“神經網絡”，是各級滅火救援指揮部在森林火災現場的“千里眼”“順風（下轉第26頁）（上接第10頁）耳”，是森林火災撲救的重要技術支撐體系。為實現森林火災條件下各類數據信息的快速傳遞和有效匯聚分發，開展信息化條件下的森林火災撲救組織工作，必須建立智能高效的指揮調度系統，必須實現通信網絡的全面覆蓋，必須完成救援裝備的數字化、網絡化改造，必須建立多方聯動的通信保障體系，才能確保森林火災處置過程中通信保障能力和質量全面提升。

參考文獻

[1]滕波，嚴恩澤，滕志奇，等.森林火災應急通信保障方案研究與設計[J].軟件導刊，2020，19（8）：192-196.

[2]張勇，楊陽.提高信息化條件下森林滅火救援通信保障能力研究[J].信息技術時代，2022（3）：155-157.