衛(wèi)星通信在消防應(yīng)急中的應(yīng)用

舒羽　郭陽

摘要：突發(fā)災(zāi)害和自然災(zāi)害所造成的損失和破壞是十分嚴(yán)重的，預(yù)防和處理突發(fā)災(zāi)害顯得尤為重要，所以衛(wèi)星通信的需求和要求日益增多和提高。應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)不僅要求機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，通信無死角，而且要求適用范圍廣'反應(yīng)快速，根據(jù)這些需求，文章進(jìn)行了衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)的研究工作。主要講述了在消防救援中的應(yīng)用。文章涉及應(yīng)急通信系統(tǒng)研究的目的、意義、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)；然后從衛(wèi)星通信技術(shù)手段分析了衛(wèi)星通信的組成和原理等等。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；消防救援；技術(shù)手段

1引言

中國是一個(gè)災(zāi)難頻發(fā)的國家。自然災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，并且隨著當(dāng)今社會(huì)日益增多的大型活動(dòng)，突發(fā)的緊急災(zāi)害事故及社會(huì)公共安全事故越來越頻繁的發(fā)生，給人民生命財(cái)產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)造成了很大的損失。這使得人們進(jìn)一步意識(shí)到完善應(yīng)急通信體系的重要性。

衛(wèi)星應(yīng)急通信系統(tǒng)是為滿足各類緊急情況下的通信需求而產(chǎn)生的，而自然災(zāi)害，尤其是社會(huì)事件等突發(fā)公共安全事件發(fā)生的規(guī)模和地點(diǎn)都無法提前預(yù)知和準(zhǔn)備。這些通信設(shè)備在發(fā)生災(zāi)害的時(shí)候就需要臨時(shí)組裝，來接收現(xiàn)場(chǎng)的圖片視頻影音資料，這些信息對(duì)于處理突發(fā)事件，有十分重要的作用。通過衛(wèi)星通信來建立臨時(shí)或應(yīng)急的通信能力幾乎都是預(yù)案中的首選，并且發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

隨著科技發(fā)展，衛(wèi)星通信顯示出了更加重要的作用，在文章介紹了衛(wèi)星通信的基本原理和組成，在消防應(yīng)急中的應(yīng)用等等。

2衛(wèi)星通信在消防應(yīng)急中的應(yīng)用

2.1衛(wèi)星通信的基本原理、組成及優(yōu)勢(shì)

衛(wèi)星通信的原理就是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電信號(hào)，在多個(gè)地球站之間進(jìn)行的通信。地球站是指設(shè)在地球表面的無線電通信站。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由地面部分和空間部分兩部分構(gòu)成的。通信衛(wèi)星實(shí)際上就足一個(gè)懸掛在空中的通信中繼站。它居高臨下，視野開闊，只要在它的覆蓋照射區(qū)以內(nèi)，不論距離遠(yuǎn)近都可以通信，通過它轉(zhuǎn)發(fā)和反射電報(bào)、電視、廣播和數(shù)據(jù)等無線信號(hào)。

衛(wèi)星通信與其他通信方式相比較，有以下的特點(diǎn)：（1）通信距離可以達(dá)到遠(yuǎn)，且費(fèi)用與通信距離無關(guān)。（2）通信容量大，適用多種業(yè)務(wù)傳輸。衛(wèi)星通信使用微波頻段，可以使用的頻帶很寬。（3）廣播方式工作，可以進(jìn)行多址通信。通常，其他類型的通信手段只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，而衛(wèi)星是以廣播方式進(jìn)行工作的，只要是衛(wèi)星覆蓋的區(qū)域，都可以進(jìn)行通信，這些地球站可共用同一顆通信衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)多邊通信，即進(jìn)行多址通信。（4）可以自發(fā)自收進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)信端地球站同樣可以接收到自己發(fā)出的信號(hào)，從而可以判斷傳輸質(zhì)量好壞。（5）無縫覆蓋能力。利用衛(wèi)星移動(dòng)通信，可以不受氣候條件、地理環(huán)境和時(shí)間的限制，建立覆蓋全球性的海、陸、空一體化通信系統(tǒng)。（6）安全可靠性。與其他方式相比，衛(wèi)星通信所受的約束和障礙更加少，所以其安全可靠性很好。

主要缺點(diǎn)是：傳輸時(shí)延大。以300000km/s的速度傳播的電波，要經(jīng)過240ms～260ms的延時(shí)，加上終端設(shè)備對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理時(shí)間等，延時(shí)還要增加很多，根據(jù)國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)建議，單程傳輸不要超過400ms；在南緯75°以上和北緯75。以上的高緯度地區(qū)，由于同步衛(wèi)星的仰角低于5°難以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信；同步軌道的位置有限，不能無限度地增加衛(wèi)星數(shù)量和減小星間間隔；每年有天文現(xiàn)象發(fā)生，十分影響通信。例如存在不可避免的日凌中斷和星食發(fā)生；衛(wèi)星壽命一般為幾年至十幾年，要做長遠(yuǎn)的部署和計(jì)劃，故要做好承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)備。

2.2衛(wèi)星通信在消防應(yīng)急中的具體應(yīng)用

2.2.1消防指揮VAS衛(wèi)星通信的組成

一般來說，具體到消防方面，其應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)由應(yīng)急指揮中心（中心站）和事故現(xiàn)場(chǎng)側(cè)設(shè)備組成，兩者通過地球同步軌道衛(wèi)星建立通信連接。事故現(xiàn)場(chǎng)側(cè)由應(yīng)急通信車（車載站）和現(xiàn)場(chǎng)采集設(shè)備（編寫站）組成。

（1）地面固定主站。主站的作用：通過衛(wèi)星對(duì)車載站進(jìn)行管理控制，并且提供地面固定網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)轉(zhuǎn)接。

（2）應(yīng)急通信中的指揮車。應(yīng)急通信車組成是由車輛、VSAT車載、設(shè)備無線局域網(wǎng)設(shè)備等。通信車經(jīng)VSAT衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信，并且對(duì)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行最基本的信息采集、車載視頻監(jiān)控、信息處理、指揮控制、多業(yè)務(wù)作業(yè)終、端通信保障、綜合保障。

（3）便攜站。由主設(shè)備箱、天線箱、輔助設(shè)備箱以及便攜發(fā)電機(jī)構(gòu)成。在公共交通（民航、鐵路）系統(tǒng)可用的情況下，便攜站的應(yīng)用靈活，既可以通過別的運(yùn)輸工具將便攜站運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，作為遠(yuǎn)端移動(dòng)站使用，也可以放置在前線指揮部作為衛(wèi)星地面站使用。

2.2.2消防應(yīng)急衛(wèi)星的應(yīng)用

（1）衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式概述。為了保證災(zāi)難救援現(xiàn)場(chǎng)和應(yīng)急指揮部的通信，需要的最基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)就是語音、視頻及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，下文簡單的介紹一下這3種業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式。在搶險(xiǎn)救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，語音通話是最基本、最重要的業(yè)務(wù)需求，語音業(yè)務(wù)包含2個(gè)方面：一是解決現(xiàn)場(chǎng)工作人員之間的通話；另一個(gè)是解決現(xiàn)場(chǎng)人員撥打和接聽系統(tǒng)電話或公網(wǎng)電話的問題。現(xiàn)場(chǎng)工作人員之間的語音通話通過車載集群設(shè)備來解決，這可以滿足救援人員之間互相通話。現(xiàn)場(chǎng)人員撥打電話的方法是利用海事衛(wèi)星電話，海事衛(wèi)星電話的特點(diǎn)是不受天氣限制，特別是海事衛(wèi)星車載設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)中通，但是海事衛(wèi)星電話也存在的問題，這就是話路少、資費(fèi)高。在搶險(xiǎn)救災(zāi)過程中，視頻業(yè)務(wù)的互通既可以使后方的領(lǐng)導(dǎo)和指揮人員直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，實(shí)現(xiàn)直接交流。視頻業(yè)務(wù)主要是采用VSAT衛(wèi)星通道完成的。在國網(wǎng)主站配置基于H.323協(xié)議的MCU（MultipointControl Unit，多點(diǎn)控制單元），主站的MCU接入應(yīng)急救災(zāi)指揮中心電視系統(tǒng)；在車載站和便攜站配置會(huì)議電視終端，會(huì)議電視終端通過VSAT衛(wèi)星通道接入主站的MCU，這樣，就相當(dāng)于一個(gè)遠(yuǎn)端會(huì)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)視頻回傳及參加電視會(huì)議。搶險(xiǎn)救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像可以通過無線圖像傳輸設(shè)備（單兵）、車頂可升降攝像頭及車內(nèi)攝像頭采集獲得。

搶險(xiǎn)救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)和外網(wǎng)數(shù)據(jù)。內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)可分為現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮辦公的郵件、Web瀏覽等；外網(wǎng)數(shù)據(jù)主要包括瀏覽Internet、收發(fā)外網(wǎng)郵件等。在通信車，現(xiàn)場(chǎng)使用無線局域網(wǎng)設(shè)備的無線數(shù)據(jù)訪問辦公室工作人員。內(nèi)部網(wǎng)數(shù)據(jù)通過VSAT衛(wèi)星頻道、網(wǎng)站訪問防火墻安全認(rèn)證后救援指揮中心。衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸格式的IP包和支持TCP/IP協(xié)議，所以數(shù)據(jù)服務(wù)訪問實(shí)現(xiàn)比較簡單，通過將一個(gè)衛(wèi)星設(shè)備和救援指揮中心信息網(wǎng)絡(luò)路由器連接可以實(shí)現(xiàn)。

（2）衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以通過衛(wèi)星通信指揮車裝載，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式處理消防救援。應(yīng)急通信指揮車是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的一個(gè)地面站，它可以十分迅速的在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)或者各類別的應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)建立小型移動(dòng)指揮站，這樣可以實(shí)施對(duì)消防部隊(duì)的直接指揮和對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的事故緊急處理。通信指揮車可以通過衛(wèi)星信道進(jìn)行指揮，與此同時(shí)可以直接與消防中心進(jìn)行語音圖片等信息的雙向交流，接收消防中心所下達(dá)的有效指令；利用指揮車上的350MHz車載臺(tái)與消防調(diào)度中心保持實(shí)時(shí)通信與聯(lián)絡(luò)；利用GPS進(jìn)行定位，隨時(shí)發(fā)送指揮車所在的位置以及行車方向和所在環(huán)境等；車頂上的攝像設(shè)備可以隨時(shí)收集災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)的情況，然后傳送回消防調(diào)度站，有利于消防人員及時(shí)布置消防設(shè)施和消防力量；車上工作人員可以攜帶小型攝像機(jī)深入應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，將最新最真實(shí)的前方情況傳送出來。這樣就實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)式作戰(zhàn)，更有利于救援方案的實(shí)施。

（3）衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以有效的幫助消防中心對(duì)倉庫、生產(chǎn)廠房等監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一個(gè)巨大的寬帶網(wǎng)絡(luò)，可以通過信道對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦有危險(xiǎn)發(fā)生，比如說倉庫著火等，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出警報(bào)，這樣消防中心就會(huì)收到報(bào)警信息，然后根據(jù)消防指揮中心中關(guān)于失火地點(diǎn)的資料和商家的信息確定救援方案。消防中心還可以遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)進(jìn)行有效的處警指揮。

（4）32星通信可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警和處警一體化。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中空間信息平臺(tái)可以提供空間數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)、顯示、應(yīng)用和管理功能，包括GIS/GPS/RS空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及關(guān)鍵區(qū)域空間數(shù)據(jù)。這些既可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)的地址等詳細(xì)情況，也可以及時(shí)的估測(cè)所需消防力量，派出消防隊(duì)伍，集中調(diào)度重要應(yīng)急資源，而且實(shí)時(shí)的更新現(xiàn)場(chǎng)的信息，有利于隨時(shí)調(diào)整消防方案，實(shí)現(xiàn)了報(bào)警和處警一體化，更加快速有效率的完成救援活動(dòng)。

2.3衛(wèi)星通信在消防中應(yīng)用的需要改進(jìn)的地方

（1）目前，我國應(yīng)急救援通信系統(tǒng)均是局域性設(shè)置，需要形成社會(huì)聯(lián)動(dòng)的通信體系，這樣才利于適于應(yīng)對(duì)重大災(zāi)害事件；（2）各部門均建有獨(dú)立的指揮中心，造成重復(fù)投資，資源浪費(fèi)，接處警和效率難以提高；（3）現(xiàn)有各救災(zāi)部門應(yīng)急救援通信網(wǎng)絡(luò)融合性差，難以保證有效協(xié)調(diào)運(yùn)作；（4）現(xiàn)有通信裝備的集成效能不能滿足重大災(zāi)害事件作戰(zhàn)要求，利用率較低，互通性能差；（5）沒有法定的通信技術(shù)、管理方式，以指導(dǎo)未來規(guī)劃性建設(shè)。

3結(jié)語

消防應(yīng)急救援是國家應(yīng)對(duì)突發(fā)性災(zāi)難的一個(gè)重要方面，提高救援能力是保證社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，所以我們應(yīng)該從多個(gè)方面提高我國的應(yīng)急救援建設(shè)，這其中涉及多種學(xué)科和技術(shù)，其關(guān)聯(lián)關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，一方面我們要提高科技水平，完善衛(wèi)星通信技術(shù)，另—方面提高大眾的安全意識(shí)。衛(wèi)星通信救援是很有發(fā)展前景的，做好這方面工作，對(duì)于國家有著非常重要的意義。