面向消防應急指揮的融合通信平臺建設與應用

杜恩華

（上海市松江區(qū)消防救援支隊，上海 201620）

0 引言

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，城市現(xiàn)代化進程的不斷加快，對消防救援隊伍的響應速度、調(diào)度指揮、現(xiàn)場作業(yè)、科學施救等綜合能力提出更高要求，消防救援面臨的形式更加嚴峻，險情處置難度不斷提升[1-3]。滅火和救援過程中，通信聯(lián)絡作為消防部隊指揮作戰(zhàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡和中樞系統(tǒng)，在很大程度上決定了任務能否成功完成。面對當前多樣化的通信系統(tǒng)，如何打破系統(tǒng)間的通信壁壘，形成合力統(tǒng)一作戰(zhàn)，縮減消息傳遞層級，提升指揮者決策的精讀與速度，并且在最大限度保證一線救援人員的生命安全，是消防救援通信保障亟需解決的關鍵問題。

1 消防通信現(xiàn)狀

消防現(xiàn)有通信系統(tǒng)主要包括無線對講通信系統(tǒng)、公網(wǎng)通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)三類[4]。公網(wǎng)對講通信系統(tǒng)包括350 M警用數(shù)字集群通信系統(tǒng)、350 M常規(guī)對講系統(tǒng)、現(xiàn)場應急通信系統(tǒng)和短波通信。其中，350 M警用數(shù)字集群通信系統(tǒng)為消防救援隊伍配備350 M數(shù)字集群終端入網(wǎng)使用，消防救援隊伍新配備終端均為防爆終端，但受制于公安350 M 數(shù)字集群通信系統(tǒng)自身的載波容量限制，目前給消防救援隊伍分配的通信容量不足，而且通信組優(yōu)先級較低，在關鍵時刻可能存在通信不暢的問題[5-6]。350 M常規(guī)對講系統(tǒng)包括350 M常規(guī)指揮網(wǎng)以及部分地區(qū)使用的350 M PDT數(shù)字同播系統(tǒng)。常規(guī)指揮網(wǎng)作為點名通信和本地指揮通信的手段，在總隊及各支隊駐地均建設了基站。同時，總隊和支隊還配備了移動便攜基站使用，通過4G回傳至指揮中心。在建設了350 M PDT數(shù)字同播系統(tǒng)的支隊使用同頻同播技術進行對講通信，同頻同播系統(tǒng)具有交換中心，能夠與指揮平臺有線互聯(lián)。現(xiàn)場應急通信系統(tǒng)包括窄帶自組網(wǎng)、中轉(zhuǎn)臺、對講直通等通信手段，作為指揮層向前方延伸的重要手段進行使用。短波通信在部分地區(qū)作為應急通信手段之一進行使用，短波通信具有傳輸遠的通信優(yōu)勢，能夠作為專網(wǎng)無線對講通信的有效補充。公網(wǎng)通信系統(tǒng)包括公網(wǎng)對講平臺、普通有線電話和手機。各消防救援隊伍根據(jù)當?shù)鼐W(wǎng)絡情況使用不同的公網(wǎng)對講平臺，包括移動和對講、電信天翼對講以及消防救援總隊的公網(wǎng)對講平臺，不同平臺間無法互聯(lián)互通，只能服務于當?shù)赝ㄐ牛瑹o法實現(xiàn)全省的互聯(lián)互通。衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要包括海事、銥星、天通等衛(wèi)星電話，以及便攜衛(wèi)星站等語音通信方式。

2 消防融合通信需求

傳統(tǒng)的消防通信平臺無法將前述不同制式的通信系統(tǒng)和手段進行有效的整合，導致指揮中心的扁平化指揮調(diào)度水平遲遲未能得到有效提高，其中亟需解決的問題主要有以下幾個方面：首先，使用的通信系統(tǒng)不同往往導致處于上層級別的領導或調(diào)度員無法在緊急情形下直接調(diào)度到前線指揮員，指令需要逐級傳達，過程復雜，誤傳率高；其次，聯(lián)合行動往往是在緊急情況下進行，當要統(tǒng)一指揮調(diào)度時，需臨時更換通信設備，容易存在指揮員操作不熟悉、配額不足、分組不明確等情況，從而影響指揮調(diào)度的效率；最后，通信系統(tǒng)的不同也會導致領導的指令需要多次通過不同的通信手段傳遞，容易出現(xiàn)指令下達不及時，從而錯失行動時機[7-10]。如何融合各種通信手段，建成與機關指揮體系緊密結(jié)合，能夠跨層級、跨區(qū)域統(tǒng)一指揮調(diào)度，各部門合成作戰(zhàn)的一體化通信指揮系統(tǒng)成為當務之急。

為此，亟需建設面向消防應急指揮的融合通信平臺，在接入層面實現(xiàn)各種語音系統(tǒng)的互通、定位信息匯總、視頻信息匯總，完成整體數(shù)據(jù)傳輸。

（1）在接入層面實現(xiàn)各種語音系統(tǒng)的互通。融合通信平臺要通過有線或者無線對接方式，完成無線對講通信系統(tǒng)、公網(wǎng)通信、衛(wèi)星通信等多種異構網(wǎng)絡的融合與互聯(lián)互通，將所有通信手段的信令、信息接入同一平臺，形成語音數(shù)據(jù)信息的交換和交互。實現(xiàn)語音的對話互通、語音會議、指揮分組等調(diào)度功能。

（2）在接入層面實現(xiàn)定位信息匯總。融合通信平臺可以完成匯總消防救援總隊公網(wǎng)對講平臺、同頻同播系統(tǒng)、窄帶自組網(wǎng)終端的定位信息等，將位置信息回傳至指揮中心。同時在今后實現(xiàn)有線對接350 M警用數(shù)字集群系統(tǒng)和370 M ePDT無線通信系統(tǒng)后，可以將在網(wǎng)對講機定位信息回傳至指揮中心并在指揮中心大屏上進行顯示。

（3）在接入層面實現(xiàn)視頻信息的匯總。融合通信平臺可以完成消防總隊公網(wǎng)對講平臺的實時視頻匯總，同時包括接入該平臺的4G/5G執(zhí)法記錄儀等終端。并將視頻信息按照標準視頻協(xié)議傳輸給視頻會議平臺，實現(xiàn)視頻會議的多方加入。

（4）完成整體數(shù)據(jù)傳輸。上述融合完成后的數(shù)據(jù)，可以通過API或者SDK的接口方式被第三方應用平臺調(diào)用，包括但不限于指揮調(diào)度、視頻會議等平臺。

3 消防融合通信平臺架構

消防融合通信平臺分為資源層、接入層、平臺層三大部分。具體平臺架構如圖1所示。

圖1 消防融合通信平臺架構

資源層為各種需要接入融合通信平臺的通信資源，包含不同頻段、不同制式、不同傳輸方式的通信系統(tǒng)或者通信終端，系統(tǒng)通常通過有線方式接入融合通信平臺實現(xiàn)完善的指揮調(diào)度和管理功能，終端通常通過無線方式接入融合通信平臺實現(xiàn)語音通信層面的功能。本系統(tǒng)中的接入資源包括有線接入資源PSTN網(wǎng)關以及無線接入資源集群車臺、常規(guī)車臺、公網(wǎng)對講手臺、短波電臺等，通過無線終端的接入可以調(diào)度對應的系統(tǒng)資源。

接入層主要負責所有音視頻數(shù)據(jù)的接入，由有線和無線兩種數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關組成。有線數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關負責系統(tǒng)類通信資源的接入，包括PSTN網(wǎng)關、公網(wǎng)對講平臺、同頻同播系統(tǒng)等；無線數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關負責終端類通信資源接入，通常終端類通信資源通過空口與其他系統(tǒng)或者終端進行對接，從而可以將其他系統(tǒng)或者終端的通信資源接入數(shù)據(jù)接入網(wǎng)關，最后再匯聚到融合通信平臺里。

平臺層由融合通信平臺以及融合錄播平臺組成，上述兩個平臺具有統(tǒng)一的調(diào)度臺客戶端。平臺層主要負責所有接入數(shù)據(jù)的信令交互、數(shù)據(jù)互通、指揮調(diào)度的數(shù)據(jù)流程等工作，同時還負責對第三方應用平臺推送數(shù)據(jù)，幫助第三方平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)指揮調(diào)度功能。其中，融合通信平臺負責與接入層各網(wǎng)關對接以及負責對接第三方應用平臺（如視頻會議系統(tǒng)、智慧接處警系統(tǒng)等）；融合錄播平臺負責對經(jīng)過融合通信平臺的語音、視頻進行詳細的錄音錄像，并可以在調(diào)度客戶端上進行播放。

4 消防救援現(xiàn)場的融合通信平臺應用

消防應急融合通信系統(tǒng)覆蓋第一救援現(xiàn)場、前方指揮部和后方指揮部。第一救援現(xiàn)場是消防救援作業(yè)的最前線，利用運營商公網(wǎng)基站傳輸火災現(xiàn)場的視頻圖像信息，無人機航拍火場整體態(tài)勢，布控球和單兵圖像傳輸使指揮者可以直觀掌握一線動態(tài)。通過消防無線專網(wǎng)傳輸救援人員實時狀態(tài)信息，包括空氣呼吸器運行狀態(tài)、實時位置信息、各種生理指標等，對生理指標達到預警值或位置數(shù)據(jù)在預設時間內(nèi)無變化的人員進行危險指示標記，并向指揮員發(fā)出報警，保障陷入危險的救援人員在第一時間得到救助。語音調(diào)度與通信保障可利用公網(wǎng) 講機、350 M數(shù)字集群終端和350 M常規(guī)對講實現(xiàn)。第一救援現(xiàn)場的語音、圖像、視頻、數(shù)據(jù)等

消息通過公網(wǎng)網(wǎng)絡和專網(wǎng)網(wǎng)絡接入前方指揮部的融合通信平臺中，再通過公網(wǎng)網(wǎng)絡或衛(wèi)星網(wǎng)絡使信息回傳至后方指揮部。部署于后方指揮中心的融合通信平臺可實現(xiàn)災害現(xiàn)場實況回傳和上級指令下發(fā)，自上而下構建部局、總隊、支隊三級指揮體系[8]，利用融合通信平臺的扁平化指揮 調(diào)度能力，后方指揮員可對一線救援人員進行“點對點” 指揮，有 效減 少了指揮層級，極大提高了整體的快速響應能力和消防救援效率。

5 結(jié)束語

融合通信平臺著眼于消防應急通信系統(tǒng)的兼容包并、多種新舊系統(tǒng)的上下承接以及異構網(wǎng)絡的互聯(lián)互通。深刻理解消防救援作業(yè)中指令快速傳遞、過程態(tài)勢全局掌控、人員狀態(tài)全面監(jiān)控的重要性和迫切性。以統(tǒng)一接入、融合交換、穩(wěn)定安全為目標，全力打造能將不同制式、不同網(wǎng)絡的通信系統(tǒng)連成一張融合通信網(wǎng)，為消防應急指揮提供必要的支持和保障。