中國(guó)集群通信網(wǎng)
重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信技術(shù)探究
摘要：文章簡(jiǎn)述了我國(guó)重特大災(zāi)害的消防應(yīng)急通信保障工作和相關(guān)的通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，如無(wú)線(xiàn)通信、短波通信等。旨在探討如何進(jìn)一步高效發(fā)揮現(xiàn)有應(yīng)急通信技術(shù)的作用，如深化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、融入寬帶通信手段等，并總結(jié)分析了災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的通信保障方式，以供參考。
關(guān)鍵詞：重特大災(zāi)害；消防應(yīng)急通信；短波通信；無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)
重特大災(zāi)害對(duì)公共網(wǎng)絡(luò)設(shè)施有強(qiáng)大破壞力，所以構(gòu)建消防應(yīng)急通信系統(tǒng)對(duì)快速落實(shí)救援行動(dòng)有著至關(guān)重要的意義。因?yàn)楦黝?lèi)災(zāi)害具有突發(fā)性，無(wú)法預(yù)先判斷系統(tǒng)的通信容量標(biāo)準(zhǔn)，于是在重特大災(zāi)害發(fā)生時(shí)，便需要借助應(yīng)急技術(shù)維持火場(chǎng)和指揮部門(mén)的正常通信。
一、重特大災(zāi)害中的消防應(yīng)急通信
近些年，我國(guó)消防應(yīng)急通信處理能力在長(zhǎng)期研究與實(shí)踐中得以實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展。消防無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)屬于災(zāi)害應(yīng)急中的常用渠道，國(guó)內(nèi)消防無(wú)線(xiàn)通信能分三級(jí)，相應(yīng)的集群通信網(wǎng)也正在迅速開(kāi)發(fā)中。一級(jí)通信網(wǎng)下包含消防部門(mén)對(duì)應(yīng)的集群網(wǎng)與公安集群網(wǎng)。在二級(jí)通信網(wǎng)中，涉及指揮人員的車(chē)載臺(tái)，也可以是手持臺(tái)。三級(jí)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)下，包含后方的指揮人員手持臺(tái)與頭盔臺(tái)。其中的短波電臺(tái)與衛(wèi)星電話(huà)，屬于現(xiàn)代應(yīng)急通信中比較關(guān)鍵的構(gòu)成。
二、重特大災(zāi)害中消防應(yīng)急通信技術(shù)概述
（一）無(wú)線(xiàn)通信
一般情況下，消防領(lǐng)域的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)包含三級(jí)組網(wǎng)，各組網(wǎng)對(duì)應(yīng)各自的技術(shù)條件。結(jié)合上文所述的應(yīng)急通信現(xiàn)狀劃分，一級(jí)組網(wǎng)可保障消防指揮中心對(duì)不同轄區(qū)消防資源的迅速調(diào)動(dòng)，保證相互之間的溝通順暢。而二級(jí)組網(wǎng)則是深入到應(yīng)急救援任務(wù)中，保障消防總隊(duì)指揮人員能和支隊(duì)、中隊(duì)的指揮人員取得聯(lián)系。三級(jí)組網(wǎng)是保障消防指揮人員與消防隊(duì)員之間的溝通，對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面指揮。
（二）短波通信
短波通信屬于遠(yuǎn)程通信的范疇，其在重特大災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)甚至在戰(zhàn)爭(zhēng)中都不會(huì)輕易受到干擾，網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼均不能制約此種通信過(guò)程。在構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)時(shí)，短波電臺(tái)可以作為備用通信方法。此種通信方式本身運(yùn)行機(jī)理比較簡(jiǎn)單，而且能保障信息的傳達(dá)質(zhì)量，使用成本較低。但無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的短波波段當(dāng)前可達(dá)到的范圍還比較有限，無(wú)法投入遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)的任務(wù)中。
（三）衛(wèi)星通信
衛(wèi)星通信方式有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，支持遠(yuǎn)距離交流，覆蓋范圍廣，并且建設(shè)落成效率高、線(xiàn)路可靠、通信質(zhì)量?jī)?yōu)、靈活度高。假設(shè)包括微波與光纜在內(nèi)的中繼線(xiàn)路無(wú)法正常工作，衛(wèi)星通信也能利用較短的時(shí)間恢復(fù)通信狀態(tài)，所以其在災(zāi)害救援中是不可或缺的通信方式。（四）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)便捷迅速是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使其成為現(xiàn)代社會(huì)中主要的通信方式之一。災(zāi)害發(fā)生后，隨著救援工作不斷深入開(kāi)展，公共通信會(huì)逐漸恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下，消防人員可以借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境影像及文字資料等。
三、優(yōu)化消防應(yīng)急通信技術(shù)運(yùn)用效果的舉措
（一）深化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
重特大災(zāi)害中原本的通信設(shè)備可能出現(xiàn)故障，導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響。一般的通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)生信息丟失和卡頓等情況，嚴(yán)重的話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸信息功能直接失效。因此，要優(yōu)化應(yīng)急通信技術(shù)運(yùn)用效果需注重通信網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)。比如，短波通信借助較短的電磁波完成信息傳遞的動(dòng)作，支持在某一頻道中實(shí)現(xiàn)高效通信，確保各級(jí)指揮人員利用盡可能短的時(shí)間安排好救援任務(wù)，以提高救援效率與針對(duì)性，減少實(shí)際災(zāi)后損失。但短波技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)較高，所以要求消防員擁有較強(qiáng)的短波通信技能，使此項(xiàng)通信手段的作用能真正發(fā)揮出來(lái)。對(duì)此，消防隊(duì)伍應(yīng)格外強(qiáng)調(diào)消防隊(duì)員日常的技能訓(xùn)練，保證災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的消防員能借助短波通信獲得接下來(lái)的消防救援指令。運(yùn)用短波技術(shù)改進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方面的內(nèi)容：第一，要保障通信裝置的日常維護(hù)落實(shí)到位，避免在災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)出現(xiàn)特殊情況，造成信號(hào)中斷，提高救援工作的難度。短波技術(shù)的運(yùn)用成效關(guān)系著救援工作的效果乃至人民的生命安全，所以消防人員要對(duì)此技術(shù)有清晰的認(rèn)知，在日常訓(xùn)練時(shí)可安排專(zhuān)門(mén)的時(shí)間，使用短波通信并講解有關(guān)的理論知識(shí)，明確運(yùn)行原理，以此確保實(shí)踐操作順暢。第二，注重短波通信運(yùn)用，消防員需能熟練操作相關(guān)設(shè)備，確保人員和裝備能充分融合，突顯出通信設(shè)備的作用，迅速下達(dá)及接收指令，讓身處災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的救援者隨時(shí)掌握災(zāi)情的整體狀態(tài)，有效利用好所有的救援資源。
（二）積極運(yùn)用信息化手段做好消防指揮工作
若想把重特大災(zāi)害產(chǎn)生的危害控制在最低，消防員必須服從統(tǒng)一調(diào)度，做好分組工作。這就顯現(xiàn)出消防指揮工作的重要性，所以要保證指揮工作的最優(yōu)效用，應(yīng)積極運(yùn)用當(dāng)前的信息化手段落實(shí)各級(jí)指揮，同時(shí)還需強(qiáng)調(diào)相關(guān)裝備的應(yīng)用操作和消防指揮達(dá)到有效配合，確保災(zāi)害能在短時(shí)間內(nèi)得到控制及處理。為此，消防指揮人員需完成幾項(xiàng)基本工作：首先，指揮人員需不間斷地觀察災(zāi)情，與救援現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效通信，并能迅速確定救援方式，結(jié)合災(zāi)情變化進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保障救援的效果。其次，指揮人員必須保持冷靜的頭腦，清晰的思路，根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的反饋資料，下達(dá)合適的救援指令，巧妙運(yùn)用可調(diào)度的救援資源，制定完整的救援計(jì)劃，并確保后方供給的連續(xù)性。再次，要增加通信技術(shù)的運(yùn)用類(lèi)型，形成多元化的通信渠道，以免僅依靠一種通信方式延誤救援行動(dòng)。最后，負(fù)責(zé)信息處理的人員需正確處理各項(xiàng)災(zāi)情信息，確保災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援人員可以收到正確的信號(hào)，避免其他因素對(duì)信號(hào)的干擾。為此，應(yīng)當(dāng)注重有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)通信設(shè)施建設(shè)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，給傳達(dá)指令提供基礎(chǔ)保障。
（三）融入寬帶通信手段
現(xiàn)代重特大災(zāi)害救援中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起到關(guān)鍵性的作用，消防部門(mén)要借助寬帶信息手段形成支持全局調(diào)度的消防系統(tǒng)，以對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的救援行動(dòng)進(jìn)行全方位的把控。由于重特大災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，救援工作非常復(fù)雜，救援人員進(jìn)行相關(guān)工作時(shí)需確保信息輸送通暢，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)交流，才能保證救援工作的順利開(kāi)展。在融入寬帶通信手段時(shí)，能采用的實(shí)際舉措有：首先，借助電子視頻終端，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)控。在日常的重特大災(zāi)害預(yù)演訓(xùn)練中，指揮人員借助監(jiān)控裝置能對(duì)演訓(xùn)全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。在實(shí)際的救援任務(wù)中，相關(guān)人員也能利用監(jiān)控設(shè)備全面及時(shí)地獲取災(zāi)情信息，確保救援人員能從多個(gè)角度掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，提升營(yíng)救方案的可行性。其次，建設(shè)寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，建立包含救援技能練習(xí)與線(xiàn)上點(diǎn)名等多項(xiàng)操作的辦公處理體系，增強(qiáng)應(yīng)急通信的落實(shí)效果。最后，網(wǎng)絡(luò)報(bào)警系統(tǒng)能保證輸送危險(xiǎn)信號(hào)的及時(shí)性，確保現(xiàn)場(chǎng)救援人員可以快速獲得災(zāi)情信息并確定處理方案。尤其是GIP裝置的三維影像功能可使消防員看到較為立體直觀的災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)，幫助其做出正確的判斷。總之，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，既可以提高救援行動(dòng)的速度，又能降低救援過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。
四、重特大災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的消防應(yīng)急通信保障方式
（一）公共通信網(wǎng)絡(luò)
公共通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋內(nèi)容較多，如移動(dòng)電話(huà)、4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)等。在落實(shí)應(yīng)急保障時(shí)，可借助公共通信網(wǎng)絡(luò)，使語(yǔ)音及視頻等內(nèi)容的傳達(dá)距離、通信帶寬，均得到有效擴(kuò)展。利用公網(wǎng)信號(hào)當(dāng)前的覆蓋廣度，使救援資源能盡快到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，并依托于公共通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳送。比如在4G/5G下，能實(shí)現(xiàn)隨時(shí)發(fā)送災(zāi)害救援現(xiàn)場(chǎng)的影像資料，為遠(yuǎn)程決策提供數(shù)據(jù)支持。
（二）衛(wèi)星通信體系
基于已有的消防衛(wèi)星頻率，努力建設(shè)全覆蓋式的衛(wèi)星系統(tǒng)，將地面站及移動(dòng)站等均包含在內(nèi)。此處討論的消防衛(wèi)星系統(tǒng)基于衛(wèi)星地面站，以及移動(dòng)式的指揮車(chē)等相關(guān)設(shè)備，直接通過(guò)消防衛(wèi)星專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行內(nèi)部的視頻會(huì)議與傳送救援現(xiàn)場(chǎng)的資料等。此種系統(tǒng)的覆蓋率高，并且不容易被環(huán)境因素干擾，比較適用于各類(lèi)突發(fā)性的消防事故救援。消防資源到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程中，利用衛(wèi)星通信車(chē)等通信設(shè)備將災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)實(shí)時(shí)更新上報(bào)，使后方指揮中心能按照災(zāi)情發(fā)展?fàn)顩r合理調(diào)度救援人員與設(shè)備，迅速制定出科學(xué)合理的消防指揮方案。
（三）短波通信保障
結(jié)合上文所述，短波通信方式不容易受到干擾，能在較為復(fù)雜的環(huán)境中完成遠(yuǎn)程通信。重特大災(zāi)害環(huán)境中，大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施通常無(wú)法繼續(xù)使用，此時(shí)便可運(yùn)用短波通信。例如，山火及洪澇等災(zāi)害波及范圍較廣的情況下，通過(guò)短波通信，基于中轉(zhuǎn)臺(tái)的作用，信號(hào)能在30公里左右的范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定輸送。根據(jù)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用狀況來(lái)看，短波通信搭配中頻的數(shù)字化結(jié)構(gòu)，可在模擬中頻下，完成A/D采樣，把獲取到的數(shù)據(jù)傳送到DSP設(shè)備，并進(jìn)行變頻與調(diào)節(jié)處理。該條件下，軟件無(wú)線(xiàn)電和中頻接收機(jī)能構(gòu)成多頻次的通信系統(tǒng)，而且和常規(guī)短波通信相較，運(yùn)用DSP技術(shù)可進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)雜災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)的通信適應(yīng)性。
（四）無(wú)線(xiàn)通信模式
現(xiàn)階段，消防部門(mén)大多數(shù)情況下會(huì)選擇無(wú)線(xiàn)通信方式，因?yàn)槠湓谥靥卮鬄?zāi)害中有較好的適應(yīng)力，實(shí)際應(yīng)用中，能借助集群通信與普通手段組合的方式，構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)。其中集群通信技術(shù)的保密能力較強(qiáng)，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)情況改進(jìn)調(diào)度程序，適用于自然災(zāi)害的救援任務(wù)中。救援進(jìn)行中，可以利用數(shù)字化的集群通信手段保障無(wú)線(xiàn)通信的覆蓋廣度，設(shè)備支持使用多種通信接口。技術(shù)應(yīng)用中，TETRA系統(tǒng)在業(yè)務(wù)層中，基于Zone階段，構(gòu)成交換模塊，對(duì)于重特大災(zāi)害的通信需要，能借助Zone堆疊出通信網(wǎng)絡(luò)。此通信系統(tǒng)是由遠(yuǎn)程的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)及域控制裝置等構(gòu)成，通過(guò)不同等級(jí)的控制裝置，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性，利于優(yōu)化通信質(zhì)量。
（五）融合通信系統(tǒng)
融合通信系統(tǒng)能將視頻會(huì)議、語(yǔ)音調(diào)度等各系統(tǒng)整合起來(lái)，支持在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下工作，實(shí)現(xiàn)全方位通信效率的強(qiáng)化。出現(xiàn)重特大災(zāi)害后，原本較為完善的通信設(shè)施基本上都處于停滯的狀態(tài)，而為了支持在復(fù)雜環(huán)境中的正常通信，有關(guān)部門(mén)需全面構(gòu)建融合通信系統(tǒng)，綜合利用各項(xiàng)可調(diào)度的資源。以便支持消防救援過(guò)程中能選擇最順暢的通信路徑，完成必要的交流，保障救援指令準(zhǔn)確及時(shí)下達(dá)。為達(dá)到上述效果，融合通信系統(tǒng)盡可能應(yīng)用各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)手段如有線(xiàn)通信、衛(wèi)星通信等。按照對(duì)應(yīng)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況與技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行合理規(guī)劃，以免融合通信系統(tǒng)在使用期間被其他問(wèn)題影響。為此，消防部門(mén)開(kāi)展該系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，主要借助各類(lèi)消防專(zhuān)網(wǎng)，確保通信路徑能適應(yīng)復(fù)雜多樣的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)。
（六）移動(dòng)視頻系統(tǒng)
發(fā)生重特大災(zāi)害時(shí)，可利用移動(dòng)式視頻通信方式，保證救援過(guò)程中的穩(wěn)定通信。災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)與附近的通信設(shè)施可能會(huì)受到不同程度的損壞，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)通信癱瘓。面對(duì)此種情況，可運(yùn)用移動(dòng)式視頻系統(tǒng)，給救援現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)造通信條件，借助更加直觀的視頻通信既能有效了解災(zāi)情，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)救援人員下達(dá)行動(dòng)指令，又可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)狀況，及時(shí)改變救援方案，確保應(yīng)急救援的安全與效率。但是，使用移動(dòng)式應(yīng)急系統(tǒng)對(duì)有線(xiàn)環(huán)境、無(wú)線(xiàn)視距傳輸?shù)纫灿幸欢ㄒ�。重特大�?zāi)害現(xiàn)場(chǎng)存在地區(qū)差異，實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)程度有很大區(qū)別，導(dǎo)致該系統(tǒng)極易被諸多外部條件制約，使現(xiàn)實(shí)的建設(shè)成果無(wú)法達(dá)到通信標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)以上問(wèn)題，消防部門(mén)應(yīng)在前期建設(shè)中主動(dòng)運(yùn)用高新裝置與技術(shù)。例如，基于衛(wèi)星視頻系統(tǒng)，添加IP手段，提高系統(tǒng)的可移動(dòng)程度，為救援現(xiàn)場(chǎng)提供安全有效的通信保護(hù)。
（七）應(yīng)急通信指揮車(chē)
指揮系統(tǒng)是整個(gè)消防救援任務(wù)順利開(kāi)展的關(guān)鍵。為了迅速應(yīng)對(duì)救援過(guò)程中的突發(fā)情況，要保證前方與后方的指揮中心了解到實(shí)時(shí)的災(zāi)情信息，并以此制定救援計(jì)劃，爭(zhēng)取利用最短的時(shí)間準(zhǔn)確傳達(dá)救援行動(dòng)安排。為達(dá)到此目的，可借助應(yīng)急通信指揮車(chē)作為臨時(shí)的前方指揮中心。此種指揮車(chē)本身自帶通信功能，能使前方指揮中心迅速落成，并且能組織視頻討論，依托通信組網(wǎng)完成現(xiàn)場(chǎng)偵察以及災(zāi)情信息采集等功能，“扮演”著通信樞紐的角色，保障現(xiàn)場(chǎng)信息傳輸順暢。重特大災(zāi)害的救援中使用應(yīng)急通信指揮車(chē)，其自帶系統(tǒng)可以把從現(xiàn)場(chǎng)采集到的影像與其他形式的資料，實(shí)時(shí)傳送至固定指揮中心，后者在收到數(shù)據(jù)后，在掌握災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)形勢(shì)的前提下，快速確定應(yīng)急救援方案，及時(shí)抑制災(zāi)情的進(jìn)一步加重，確保救援行動(dòng)的高效完善。另外，應(yīng)急指揮車(chē)還能較為靈活地移動(dòng)，并具有啟用周邊各類(lèi)可用無(wú)線(xiàn)通信裝置的功能，即便現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)條件并不好，也能盡量建立穩(wěn)定的通信的路徑，為現(xiàn)場(chǎng)救援做好通信支持。
五、結(jié)語(yǔ)
重特大的消防救災(zāi)任務(wù)中應(yīng)急通信具有不可忽視的實(shí)用價(jià)值，鑒于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性，有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)積極利用各類(lèi)專(zhuān)網(wǎng)及通信手段，保障應(yīng)急通信的落實(shí)效果，迅速推進(jìn)救援行動(dòng)的開(kāi)展。目前，各級(jí)消防部門(mén)都應(yīng)當(dāng)在增強(qiáng)隊(duì)員救援技能的同時(shí)，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信的建設(shè)，以確保救援行動(dòng)的高效開(kāi)展。
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作者:張以健 單位:湖南省長(zhǎng)沙市消防救援支隊(duì)
(責(zé)任編輯：李俊勇)