消防應急通信技術在特大災害中的應用研究

摘要：在突發的特大災害中，無線通信、短波無線通信、衛星通信及計算機網絡等消防應急通信技術，能夠為快速落實救援行動，提供語音、數據和圖像通信技術支撐，在防范和遏制重大人員傷亡、防止公共網絡基礎設施過度損壞等方面起著重要作用。基于此，本文分析了消防應急通信技術在特大災害中的應用情況，以為特大災害的消防應急通信提供保障性條件，希望為相關領域工作者和研究人員提供有益參考。

關鍵詞：消防應急通信技術；無線網絡；短波通信；特大災害

一、引言

消防應急通信技術是支撐消防應急通信系統的重中之重。在突發特大災害后，針對大范圍、長距離公共網絡通信癱瘓下的跨區域通信中斷、應急通信容量模糊等情況，需要基于“快速、機動、靈活”的原則，借助消防應急通信技術，在常規消防通信網的基礎上，輔助衛星通信、短波設備、短波平臺，編建“空、天、地、下”四位一體的消防應急通信支撐體系，通過高效反應，利用暢通的通信條件，解決災害應急救援過程中發生的問題，為消防救援力量的實時指揮和有效調度提供通信技術支撐，支持特大災害應急救援行動的高質高效開展。

二、特大災害中的消防應急通信技術

一般情況下，根據突發災害的類型、程度、范圍，以及應對災害所需要的應急通信資源等，為滿足現場應急指揮、小部隊快速組網、移動式互聯等技術應用場景的需要，需架設較為簡潔、便于靈活操作的消防通信專網，實現消防救援人員間的實時音視頻通話，為現場指揮、救援提供應急通信保障。[1]另外，在應急調度中，衛星電話通信網、短波通信網也是其重要組成部分。

（一）消防無線通信三級網

在特大災害救援中，消防350M無線通信三級網，是使用較為廣泛的無線通信網絡。消防一級無線通信網絡在網絡覆蓋率的可靠程度上，能夠達到實際管理區域地理面積的80%左右，涉及自組建800MHz集群網，或加入350MHz集群網。消防二級無線通信網為現場指揮網，大多數為350MHz專用頻率，主要由指揮車車載臺、手持臺組成，負責完成現場不同級別指揮臺的交互聯絡和協同通信聯絡。消防三級無線通信網需要承擔的通信聯絡工作較為復雜，大部分使用350MHz，涉及手持臺、一體式無線通信頭盔臺等。

（二）短波無線通信

短波無線通信屬于遠距離通信技術手段之一，具備較為顯著的抗干擾屬性，廣泛應用在圖像、語音等信息的傳輸過程中。一旦發生特大災害，需要通過短波無線通信技術，建立災害應急通信系統，防止網絡通信樞紐不暢對應急通信網絡運行造成的負性干擾，確保無線通信安全，保證應急通信指揮調度工作能夠迅速、高效、有序開展，滿足特大災害救援的實際需求。短波無線通信電臺（對講機）作為消防應急救援過程中的備用通信技術，憑借其簡單的運行條件，在大地震、水災等大區域、大規模災害發生時，能夠迅速建立消防應急救援通信網。需要注意的是，短波無線通信難以完成遠距離波段通信。

（三）衛星通信

衛星通信技術擁有諸多應用優勢。在消防應急通信系統中，衛星通信技術因信號覆蓋范圍廣、通信傳輸距離遠而得到廣泛應用。例如，衛星通信可以通過較為穩定可靠的線路和高靈活性，可實現遠距離、高質量的通信[3]。在特大災害發生后，一旦微波、光纜等無法支持中繼站的正常線路工作，5G衛星通信技術可以在短時間內，依靠全球范圍內的物聯網連接，快速恢復通信，衛星通信在特大災害救援中發揮著重要的作用。

（四）計算機網絡

作為網絡操作系統，計算機網絡通常經由通用的硬件互聯。在完成編程過程后，通用硬件可以實現信息傳輸、共享，在應用時效性上較為明顯。特大災害發生后，計算機網絡能夠在公共通信恢復后，及時為消防救援的消防定位、指揮調度等工作，提供視頻通話、影像傳輸、數據管理等方面的服務支持。計算機網絡技術在特大災害中的應用，呈現出通用性、準確性和安全性的特征，能夠確保數據信息傳輸、共享的安全性。

三、消防應急通信技術在特大災害中的應用

（一）利用無線通信技術建立特大災害消防應急通信專用網絡

在實現特大災害現場動態化指揮過程中，可以利用無線通信技術、“專網集群通信+公網移動通信”公專融合的方式，完成消防應急通信系統的搭建。以公共消防應急通信網絡，保障特大災害中的應急通信，將應急通信貫穿于消防救援始末。其中，數字集群是指“專用移動通信系統”，有助于實現通信的智能化，可以在災害現場通信信號變動的過程中，快速完成消防救援資源調度，滿足消防救援工作的實際通信需求。[4]通過PDT數字化集群通信系統，能夠快速拓寬無線通信技術的覆蓋范圍。利用移動通信設備完成與多類型移動終端通信接口對接。針對特大災害，利用差異化等級的通信網絡進行通信裝置控制，確保通信數據在傳輸過程中的順序性和完整性，維護消防救援過程中的通信質量。

（二）配備多樣化消防應急通話規則，建立消防短波無線通信網絡

短波通信在抗干擾能力上較強，能夠在特大災害中適應較為復雜的通信環境。例如，在發生特大災害后，短波通信能夠在30MHz內，完成穩定的信號傳輸。其通過中頻射頻信號預處理過程中的數字化結構完成模擬變頻，進行A/D采樣，同時，將采集的數據傳送到DSP設備中進行數字化結構下的變頻處理、數字解調，實現中頻軟件無線電系統數字信號處理資源相對窄化的處理，應用中頻數字化接收機、系統組成多頻次通信系統。相較于傳統的常規短波通信形式，基于DSP設備的通信系統，能夠更加適應特大災害現場的通信條件。消防短波通信屬于常態化通信手段，數字短波通信系統的可靠性、穩定性、抗干擾性較高，在非常態化的消防應急通信過程中，需要通過配備多樣化消防應急通話規則，建立消防短波通信網絡。為滿足特大災害遠距離消防救援指揮中的實時通信聯絡需求，需要通過非常態通信設計，建立短波非實時數據傳輸系統。

（三）應用衛星通信系統，搭載便捷式、車載式衛星通信電話

便捷式、車載式衛星通信電話融合多模通信技術、車規級高精度定位技術等，已經在特大災害消防救援過程中得到大規模應用。在行進通信中應用便攜式衛星通信電話較多，在機動通信中，車載式衛星通信電話能夠發揮關鍵作用。[5]在特大災害消防救援過程中，通過搭載一定數量的便捷式、車載式衛星通信電話，能夠在災害覆蓋區域完成陸地搜尋、救護協同的過程中，依靠衛星通信系統的數據、圖文傳輸及衛星電話功能，滿足消防救援指揮命令的實時下達。為節約消防應急救援過程中的應急救援指揮和信息通信現代化的建設成本，利用已建成的、全國性的衛星通信系統，如衛星資源、便攜站、動中通、靜中通、地面站、網管中心等，聯合消防專網衛星設備、公網衛星設備等，根據特大災害的現場救援信號不同進行針對性的使用，從而為災害救援現場的通信系統提供充分的信道資源支持。

（四）利用計算機網絡高速傳輸數據，建立消防應急通信系統

1.定位與指揮

一方面，計算機網絡能夠聯動衛星通信系統，快速實現對特大災害相關數據的全場域定位。利用地面與移動站、移動式指揮車、消防專用衛星網絡等進行救援范圍的探查和現場情況的觀測，涉及特大災害具體發生位置和災害覆蓋區域的分布情況、消防水源及供水設施分布情況、通行路線情況等。在完成上述定位后，計算機網絡通過實施信息標記，為消防救援提供特大災害整體救援現場資料，以衛星通信車為通信媒介，通報災情動態，以此提升消防救援工作質效，加快救援人員、救援物資的調度。[6]另一方面，計算機網絡可以為實時定位、追蹤消防車輛提供技術支撐。一旦通過無線傳感器、通信設備檢測到災害覆蓋區域發生道路擁堵等問題，可以利用計算機網絡、衛星通信系統完成數據傳輸，及時發出路況提醒，或提供路救援線路更換方案，實現消防車輛間的協同行駛，引導和幫助消防車輛及時到達特大災害現場。另外，在特大災害救援過程中，消防通信是消防指揮實現的根本前提。利用計算機技術，指揮中心、救援人員能夠準確掌握災害覆蓋區域的相關災情數據，從而有效防止決策性失誤等造成的災情擴大和生命財產損失。

2.視頻指揮技術

無線視頻指揮是計算機網絡技術在特大災害消防救援過程中最突出的應用功能。消防救援主要涉及現場指揮、救援與指揮中心三個重要組成部分。針對抗洪救災等場景應用消防4G、5G無線視頻指揮平臺，能夠實現音、視頻通話和數據傳輸，從而幫助消防救援力量快速了解災害現場的災情信息。同時，在進行現場指揮過程中，視頻平臺以VPN虛擬專用網絡、衛星無線寬帶網絡、5G移動互聯網及局域網等網絡架構，在指揮場景中接入標準SIP對講終端，通過應用可視對講終端、無人機、單兵音視頻設備等工具，實現音視頻監控、實時通話等功能，加速災情信息的傳輸效率，為調整、優化災害救援方案提供強有力的技術支撐，防止現場災情的誤報、漏報。特大災害發生后，消防無線視頻指揮能夠保持消防救援通信網絡的穩定性。救援力量可以提前通過移動視頻清晰了解災情。特大災害發生后，現場情況一般較為復雜，在網絡覆蓋范圍上存在較大差異。消防救援通信網絡難以立即達到正常的公網移動視頻通信標準。因此，需要在前期建設過程中，盡可能多地考慮使用能夠支持系統移動性、便攜性的高性能裝置，為災害救援提供現場移動視頻指揮支持，確保系統能夠實現流暢運行。

3.數據管理

在重大災害救援現場，計算機網絡不僅能夠快速傳遞大量災情信息，還能夠針對數據信息實施加密處理，以此確保數據信息的安全性。同時，計算機網絡通過有效管理數據線，為消防救援提供接收網絡信息信號的多種渠道。結合非常態通信設計思路，為解決消防救援過程中遠距離指揮通信面對的天氣因素干擾、通信設備造價高等實際問題，需要通過計算機網絡技術與消防通信系統的融合，建立消防短波無線通信網絡，通過輕量級配備有效應對各種特大災害救援過程中的消防通信保障系統，提升預防、處置災害的綜合數據管理能力，控制與減輕特大災害所引起的數據管理混亂問題，維護公共安全。

四、結束語

綜上所述，特大災害的突發性、異常性、時空不確定性突出，動態變化強，嚴重危害廣大人民群眾的生命財產安全，消防應急面臨的減災救災挑戰異常艱巨。鑒于災害現場應急通信條件的復雜性，為確保消防應急通信的流暢度，快速實施搜尋、救護等行為，需要在強化消防救援技能、資源的過程中，通過應用無線通信、短波無線通信、衛星通信及計算機網絡等消防應急通信技術，保障救援工作的高質量開展。

作者單位：黃雅蕾 鄭州市消防救援支隊

參考文獻

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