淺談消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用

錢峻

（安徽省消防救援總隊(duì)，安徽 合肥230039）

當(dāng)前消防現(xiàn)場通信保障主要存在著救援力量紛雜，裝備種類繁多；頻率資源有限，缺乏統(tǒng)一管控；救援隊(duì)伍通信裝備水平參差不齊；部分救援隊(duì)伍以民用設(shè)備為主，設(shè)備體積過大，防護(hù)等級低；公網(wǎng)通信缺少“保底”網(wǎng)絡(luò)覆蓋手段的問題，建設(shè)消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)，規(guī)范技術(shù)體制與通信協(xié)議，優(yōu)化利用頻譜資源，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信裝備的標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一化，是解決上述問題的有效手段。

1 消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)的概念

消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)包含固網(wǎng)與無線網(wǎng)兩個(gè)層面。固網(wǎng)主要指現(xiàn)有的指揮調(diào)度網(wǎng)，目前已經(jīng)建成并使用。無線網(wǎng)主要包括基于4G 專網(wǎng)基站、Mesh 基站、語音基站、衛(wèi)星便攜站等共同組成的應(yīng)急通信移動無線專網(wǎng)和根據(jù)應(yīng)急管理部統(tǒng)一規(guī)劃即將建設(shè)的370M窄帶通信無線專網(wǎng)。本文重點(diǎn)論述無線網(wǎng)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，4G 專網(wǎng)基站、Mesh 基站、語音基站的組合是當(dāng)前業(yè)內(nèi)主流的現(xiàn)場應(yīng)急通信組網(wǎng)方案，4G 專網(wǎng)基站具有高通量、廣覆蓋的顯著特點(diǎn)，是現(xiàn)場專網(wǎng)通信的核心設(shè)備。Mesh 技術(shù)具有無中心自組網(wǎng)的特點(diǎn)，特別適用于高層地下等復(fù)雜現(xiàn)場的寬帶信號延伸，可與4G 專網(wǎng)基站配合使用，可快速搭建覆蓋現(xiàn)場及周邊1-5 公里的寬帶網(wǎng)絡(luò)，為現(xiàn)場指揮提供一張可供各類應(yīng)用流暢運(yùn)行的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。基于同播PDT 技術(shù)的370M窄帶無線集群通信專網(wǎng)是應(yīng)急管理部要求建設(shè)的語音通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)充分考慮了當(dāng)前應(yīng)急部門窄帶頻率數(shù)量的實(shí)際，從廣覆蓋與重點(diǎn)區(qū)域保障兩個(gè)維度對窄帶專網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行了充分考量。既滿足在建城區(qū)應(yīng)急通信大話務(wù)量的需要也充分考慮了廣大的鄉(xiāng)村、山區(qū)的應(yīng)急通信基本需求。現(xiàn)場應(yīng)急通信專網(wǎng)與370M窄帶無線集群通信專網(wǎng)共同構(gòu)成了消防指揮專網(wǎng)的基礎(chǔ)。公網(wǎng)主要保障日常勤務(wù)，專網(wǎng)注重應(yīng)急通信。公網(wǎng)與專網(wǎng)的互為補(bǔ)充，各司其職，逐步轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)依靠公網(wǎng)通信的保障模式，豐富了保障手段，提高了保障可靠性。

2 消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢

由于我國在公網(wǎng)通信中未為應(yīng)急部門預(yù)留專用信道，造成消防在現(xiàn)場使用公網(wǎng)時(shí)需與民用爭搶基站接入服務(wù)與帶寬，同時(shí)公網(wǎng)狀態(tài)不掌握，特別是建筑物內(nèi)公網(wǎng)覆蓋情況不明，造成依托公網(wǎng)開展通信保障存在大量盲區(qū)且不具有進(jìn)行公網(wǎng)補(bǔ)盲的能力。與公網(wǎng)通信相比，消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)可看、可管、可控、可延伸的顯著優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，一是災(zāi)害事故現(xiàn)場斷電或人員大量聚集極易造成現(xiàn)場公網(wǎng)出現(xiàn)暫時(shí)性中斷，在樓宇內(nèi)部、地下空間公網(wǎng)存在大量信號盲區(qū)。應(yīng)急救援無法選擇災(zāi)害事故地點(diǎn)，應(yīng)急專網(wǎng)可根據(jù)災(zāi)害事故發(fā)生的地點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可以相對準(zhǔn)確的預(yù)估現(xiàn)場專網(wǎng)通信設(shè)備覆蓋的范圍，輔以現(xiàn)場掃頻、信號強(qiáng)度檢測等手段，可有效保證事故發(fā)生地網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠。二是可以根據(jù)需要對現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓展與延伸。可根據(jù)現(xiàn)在作戰(zhàn)實(shí)際，對建筑物內(nèi)部或主要進(jìn)攻方向進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信號加強(qiáng)與延伸覆蓋，特別是對高層地下建筑內(nèi)部的型號延伸是公網(wǎng)通信無法通過現(xiàn)場調(diào)整做到的。三是可以提供高帶寬的網(wǎng)絡(luò)通道，目前4G 專網(wǎng)單基站上下線帶寬可達(dá)1G，國內(nèi)高通量Mesh 設(shè)備的帶寬也可達(dá)到100M 以上，完全可以滿足現(xiàn)場高清視頻、各類數(shù)據(jù)的傳輸需要，為前場決策指揮提供了基礎(chǔ)保障。四是專網(wǎng)窄帶通信穿透能力好，抗干擾能力強(qiáng)，保密性能好的優(yōu)勢，作為現(xiàn)場語音通信的保底手段，其低延時(shí)、高可靠與多信道群組通話機(jī)制，具有公網(wǎng)語音通信無可替代的優(yōu)勢。同時(shí)窄帶專網(wǎng)補(bǔ)盲簡單，單個(gè)基站覆蓋可達(dá)5 公里以上，可完全不依賴即設(shè)網(wǎng)絡(luò)，特別適用于大型災(zāi)害事故現(xiàn)場。五是專網(wǎng)可管性強(qiáng)，現(xiàn)場通信員可隨時(shí)掌握網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶登錄情況，帶寬、信道占用情況，對所有網(wǎng)內(nèi)用戶實(shí)行限制登錄、限制帶寬甚至遙斃操作，同時(shí)可為重點(diǎn)用戶預(yù)留通信通道，保障重點(diǎn)作戰(zhàn)方向的通信暢通。

3 消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 高層地下等復(fù)雜建筑救援現(xiàn)場的應(yīng)用。

在處置高層地下火災(zāi)時(shí)，在災(zāi)害現(xiàn)場平面區(qū)域部署4G 專網(wǎng)基站，用于災(zāi)害現(xiàn)場5 公里區(qū)域的4G 專網(wǎng)信號覆蓋。同時(shí)，在高層建筑和地下空間通過Mesh 中繼臺進(jìn)行信號的接力傳輸。消防員配備的單兵圖傳采集的圖像信號通過Mesh 和4G 專網(wǎng)傳輸?shù)角胺街笓]部的4G 專網(wǎng)基站，再通過公網(wǎng)回傳前方指揮部或后方指揮中心。

在光線陰暗的場所，通過熱成像儀采集現(xiàn)場的紅外熱像圖，熱成像儀、消防員配備的空氣呼吸器采集裝置、生命體征監(jiān)測裝置以及室內(nèi)定位裝置與消防員隨身攜帶的智能接入網(wǎng)關(guān)相連，智能接入網(wǎng)關(guān)會根據(jù)所在區(qū)域的信號強(qiáng)度（Mesh、4G 專網(wǎng)）將信號回傳。

3.2 地質(zhì)性災(zāi)害事故救援現(xiàn)場的應(yīng)用

地質(zhì)性災(zāi)害事故救援應(yīng)急通信系統(tǒng)由圖像、數(shù)據(jù)、語音等信息采集設(shè)備，運(yùn)營商公網(wǎng)、政府無線專網(wǎng)、消防衛(wèi)星專網(wǎng)和消防無線專網(wǎng)等信息傳輸設(shè)備，移動指揮終端、通信調(diào)度臺等現(xiàn)場指揮設(shè)備以及智能電源箱等輔助保障類設(shè)備組成。

由于災(zāi)害發(fā)生前期公網(wǎng)基站癱瘓、道路損毀，為了第一時(shí)間回傳災(zāi)害現(xiàn)場的音視頻信號，需要消防員攜帶便攜裝備深入災(zāi)區(qū)。寬帶數(shù)據(jù)傳輸方面，攜帶重量不超過15 公斤的輕型衛(wèi)星便攜站、重量不超過5 公斤的小型消費(fèi)級無人機(jī)以及單兵圖傳、音視頻布控球、云臺攝像機(jī)等圖像采集類設(shè)備。其中，輕型衛(wèi)星便攜站通過消防部隊(duì)租用的亞洲九號衛(wèi)星通信網(wǎng)與前方指揮部、后防指揮中心的衛(wèi)星站互聯(lián)，建立雙向音視頻傳輸鏈路，無人機(jī)、單兵圖傳音視頻布控球等設(shè)備采集的信號通過衛(wèi)星便攜站實(shí)現(xiàn)第一時(shí)間回傳。

4 消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)的難點(diǎn)與解決思路

4.1 技術(shù)體制方面

目前國內(nèi)應(yīng)急部門尚無國家批準(zhǔn)的寬帶頻點(diǎn)，370M窄帶頻點(diǎn)僅有39 對，受到頻率資源的影響，在應(yīng)急領(lǐng)域應(yīng)用專網(wǎng)寬帶通信設(shè)備易受到各類不明信號源的干擾，在不同現(xiàn)場仍可能需要臨時(shí)調(diào)整頻率。370M窄帶通信雖有頻點(diǎn)，但數(shù)量的不足制約了消防部門通信專網(wǎng)的建設(shè)，按照公安PDT 集群網(wǎng)的建設(shè)思路，現(xiàn)有資源無法滿足大規(guī)模建設(shè)需要，同時(shí)消防業(yè)務(wù)需要以廣覆蓋和現(xiàn)場保障為主，與公安以城市為主、以核心區(qū)為主的需求也存在一定的差異，在基站建設(shè)、應(yīng)急通信組網(wǎng)上存在一定的區(qū)別。如何利用最新通信技術(shù)，深挖現(xiàn)有資源潛力是當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域需要解決的重點(diǎn)問題。在專網(wǎng)應(yīng)急通信設(shè)備設(shè)計(jì)制造上應(yīng)更加突出小型化、模塊化，更為強(qiáng)調(diào)設(shè)備的易用性與實(shí)用性，減少冗余功能，聚焦現(xiàn)場通信保障條件下快速布設(shè)、一鍵開機(jī)、自動成網(wǎng)、無縫延伸核心需求。同時(shí)加強(qiáng)行業(yè)資質(zhì)與認(rèn)證體系建設(shè)，建立應(yīng)急通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 自身建設(shè)方面

十三五以來，消防應(yīng)急通信保障人員數(shù)量、質(zhì)量得到了較大提升，各地相繼成立了應(yīng)急通信保障隊(duì)伍。在人員構(gòu)成、隊(duì)伍訓(xùn)練、器材裝備上有了極大的發(fā)展。但是從整體上看，目前的人員素質(zhì)能力與大型災(zāi)害事故現(xiàn)場通信保障需要還存在著一定差距。一是應(yīng)急通信保障隊(duì)伍對大型現(xiàn)場的應(yīng)急通信認(rèn)識不到位，主要局限在現(xiàn)場圖像回傳這一簡單層面，沒有把現(xiàn)場通信覆蓋與通信組織作為首要任務(wù)來抓。二是對寬窄帶融合等專網(wǎng)應(yīng)急通信設(shè)備、中繼設(shè)備等新型通信裝備訓(xùn)練較少，缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，在大型現(xiàn)場存在不會用、不敢用的現(xiàn)象。三是應(yīng)急通信人員還是較少，特別是支隊(duì)以下級，通信人員不足已經(jīng)成為制約現(xiàn)場保障的根本性問題。尚需在關(guān)鍵應(yīng)急通信裝備配備，日常通信操法訓(xùn)練，現(xiàn)場通信戰(zhàn)術(shù)編成等方面做文章，最大限度發(fā)揮裝備效能，提高人員作戰(zhàn)能力。

5 結(jié)論

綜合，消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用可以有效提高現(xiàn)場通信保障能力，是今后現(xiàn)場應(yīng)急通信保障的重要手段。通過規(guī)范建設(shè)、裝備建設(shè)、人才隊(duì)伍培養(yǎng)多措并舉，充分發(fā)揮專網(wǎng)應(yīng)急通信系統(tǒng)效能，消防救援隊(duì)伍的現(xiàn)場應(yīng)急通信保障能力必將得到跨越式提升。