關于重特大災害消防應急通信技術的研究

■ 張以健 湖南省長沙市消防救援支隊

重特大災害對公共網絡設施有強大破壞力，所以構建消防應急通信系統對快速落實救援行動有著至關重要的意義。因為各類災害具有突發性，無法預先判斷系統的通信容量標準，于是在重特大災害發生時，便需要借助應急技術維持火場和指揮部門的正常通信。

一、重特大災害中的消防應急通信

近些年，我國消防應急通信處理能力在長期研究與實踐中得以實現高速發展。消防無線通信網屬于災害應急中的常用渠道，國內消防無線通信能分三級，相應的集群通信網也正在迅速開發中。一級通信網下包含消防部門對應的集群網與公安集群網。在二級通信網中，涉及指揮人員的車載臺，也可以是手持臺。三級無線網下，包含后方的指揮人員手持臺與頭盔臺。其中的短波電臺與衛星電話，屬于現代應急通信中比較關鍵的構成。

二、重特大災害中消防應急通信技術概述

（一）無線通信

一般情況下，消防領域的無線通信網包含三級組網，各組網對應各自的技術條件。結合上文所述的應急通信現狀劃分，一級組網可保障消防指揮中心對不同轄區消防資源的迅速調動，保證相互之間的溝通順暢。而二級組網則是深入到應急救援任務中，保障消防總隊指揮人員能和支隊、中隊的指揮人員取得聯系。三級組網是保障消防指揮人員與消防隊員之間的溝通，對救援現場進行全面指揮。

（二）短波通信

短波通信屬于遠程通信的范疇，其在重特大災害現場甚至在戰爭中都不會輕易受到干擾，網絡樞紐和有源中繼均不能制約此種通信過程。在構建應急通信系統時，短波電臺可以作為備用通信方法。此種通信方式本身運行機理比較簡單，而且能保障信息的傳達質量，使用成本較低。但無線網絡的短波波段當前可達到的范圍還比較有限，無法投入遠距離作戰的任務中。

（三）衛星通信

衛星通信方式有突出的應用優勢，支持遠距離交流，覆蓋范圍廣，并且建設落成效率高、線路可靠、通信質量優、靈活度高。假設包括微波與光纜在內的中繼線路無法正常工作，衛星通信也能利用較短的時間恢復通信狀態，所以其在災害救援中是不可或缺的通信方式。

（四）計算機網絡

便捷迅速是計算機網絡的一大特點和優勢，使其成為現代社會中主要的通信方式之一。災害發生后，隨著救援工作不斷深入開展，公共通信會逐漸恢復。在網絡條件允許的情況下，消防人員可以借助計算機網絡發送災害現場的環境影像及文字資料等。

三、優化消防應急通信技術運用效果的舉措

（一）深化通信網絡建設

重特大災害中原本的通信設備可能出現故障，導致通信網絡的有序運轉受到影響。一般的通信網絡會發生信息丟失和卡頓等情況，嚴重的話通信網絡的傳輸信息功能直接失效。因此，要優化應急通信技術運用效果需注重通信網絡的改進。比如，短波通信借助較短的電磁波完成信息傳遞的動作，支持在某一頻道中實現高效通信，確保各級指揮人員利用盡可能短的時間安排好救援任務，以提高救援效率與針對性，減少實際災后損失。但短波技術的應用標準較高，所以要求消防員擁有較強的短波通信技能，使此項通信手段的作用能真正發揮出來。對此，消防隊伍應格外強調消防隊員日常的技能訓練，保證災害現場的消防員能借助短波通信獲得接下來的消防救援指令。運用短波技術改進通信網絡時，需強調兩個方面的內容：

第一，要保障通信裝置的日常維護落實到位，避免在災情現場使用時出現特殊情況，造成信號中斷，提高救援工作的難度。短波技術的運用成效關系著救援工作的效果乃至人民的生命安全，所以消防人員要對此技術有清晰的認知，在日常訓練時可安排專門的時間，使用短波通信并講解有關的理論知識，明確運行原理，以此確保實踐操作順暢。第二，注重短波通信運用，消防員需能熟練操作相關設備，確保人員和裝備能充分融合，突顯出通信設備的作用，迅速下達及接收指令，讓身處災害現場的救援者隨時掌握災情的整體狀態，有效利用好所有的救援資源。

（二）積極運用信息化手段做好消防指揮工作

若想把重特大災害產生的危害控制在最低，消防員必須服從統一調度，做好分組工作。這就顯現出消防指揮工作的重要性，所以要保證指揮工作的最優效用，應積極運用當前的信息化手段落實各級指揮，同時還需強調相關裝備的應用操作和消防指揮達到有效配合，確保災害能在短時間內得到控制及處理。為此，消防指揮人員需完成幾項基本工作：

首先，指揮人員需不間斷地觀察災情，與救援現場進行有效通信，并能迅速確定救援方式，結合災情變化進行調整，進而保障救援的效果。其次，指揮人員必須保持冷靜的頭腦，清晰的思路，根據實時獲取的反饋資料，下達合適的救援指令，巧妙運用可調度的救援資源，制定完整的救援計劃，并確保后方供給的連續性。再次，要增加通信技術的運用類型，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。最后，負責信息處理的人員需正確處理各項災情信息，確保災害現場救援人員可以收到正確的信號，避免其他因素對信號的干擾。為此，應當注重有線、無線通信設施建設，擴大網絡的覆蓋范圍，給傳達指令提供基礎保障。

（三）融入寬帶通信手段

現代重特大災害救援中，網絡系統起到關鍵性的作用，消防部門要借助寬帶信息手段形成支持全局調度的消防系統，以對災害現場的救援行動進行全方位的把控。由于重特大災害現場環境惡劣，救援工作非常復雜，救援人員進行相關工作時需確保信息輸送通暢，可實現隨時交流，才能保證救援工作的順利開展。在融入寬帶通信手段時，能采用的實際舉措有：首先，借助電子視頻終端，實現在線監控。在日常的重特大災害預演訓練中，指揮人員借助監控裝置能對演訓全過程進行實時監督。在實際的救援任務中，相關人員也能利用監控設備全面及時地獲取災情信息，確保救援人員能從多個角度掌握現場情況，提升營救方案的可行性。其次，建設寬帶通信網絡，建立包含救援技能練習與線上點名等多項操作的辦公處理體系，增強應急通信的落實效果。最后，網絡報警系統能保證輸送危險信號的及時性，確保現場救援人員可以快速獲得災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情現場，幫助其做出正確的判斷。總之，利用寬帶網絡進行信息傳輸，既可以提高救援行動的速度，又能降低救援過程中的風險。

四、重特大災害現場的消防應急通信保障方式

（一）公共通信網絡

公共通信網絡涵蓋內容較多，如移動電話、4G/5G、互聯網等。在落實應急保障時，可借助公共通信網絡，使語音及視頻等內容的傳達距離、通信帶寬，均得到有效擴展。利用公網信號當前的覆蓋廣度，使救援資源能盡快到達災害現場，并依托于公共通信網絡，實現信息的遠程傳送。比如在4G/5G 下，能實現隨時發送災害救援現場的影像資料，為遠程決策提供數據支持。

（二）衛星通信體系

基于已有的消防衛星頻率，努力建設全覆蓋式的衛星系統，將地面站及移動站等均包含在內。此處討論的消防衛星系統基于衛星地面站，以及移動式的指揮車等相關設備，直接通過消防衛星專網進行內部的視頻會議與傳送救援現場的資料等。此種系統的覆蓋率高，并且不容易被環境因素干擾，比較適用于各類突發性的消防事故救援。消防資源到達災害現場的過程中，利用衛星通信車等通信設備將災害現場狀態實時更新上報，使后方指揮中心能按照災情發展狀況合理調度救援人員與設備，迅速制定出科學合理的消防指揮方案。

（三）短波通信保障

結合上文所述，短波通信方式不容易受到干擾，能在較為復雜的環境中完成遠程通信。重特大災害環境中，大多數基礎設施通常無法繼續使用，此時便可運用短波通信。例如，山火及洪澇等災害波及范圍較廣的情況下，通過短波通信，基于中轉臺的作用，信號能在30 公里左右的范圍內進行穩定輸送。根據相關技術的應用狀況來看，短波通信搭配中頻的數字化結構，可在模擬中頻下，完成A/D 采樣，把獲取到的數據傳送到DSP 設備，并進行變頻與調節處理。該條件下，軟件無線電和中頻接收機能構成多頻次的通信系統，而且和常規短波通信相較，運用DSP技術可進一步增強復雜災情現場的通信適應性。

（四）無線通信模式

現階段，消防部門大多數情況下會選擇無線通信方式，因為其在重特大災害中有較好的適應力，實際應用中，能借助集群通信與普通手段組合的方式，構成通信網絡。其中集群通信技術的保密能力較強，可通過現場信號情況改進調度程序，適用于自然災害的救援任務中。救援進行中，可以利用數字化的集群通信手段保障無線通信的覆蓋廣度，設備支持使用多種通信接口。技術應用中，TETRA 系統在業務層中，基于Zone 階段，構成交換模塊，對于重特大災害的通信需要，能借助Zone堆疊出通信網絡。此通信系統是由遠程的互聯網關及域控制裝置等構成，通過不同等級的控制裝置，保證數據傳輸的穩定性，利于優化通信質量。

（五）融合通信系統

融合通信系統能將視頻會議、語音調度等各系統整合起來，支持在不同網絡環境下工作，實現全方位通信效率的強化。出現重特大災害后，原本較為完善的通信設施基本上都處于停滯的狀態，而為了支持在復雜環境中的正常通信，有關部門需全面構建融合通信系統，綜合利用各項可調度的資源。以便支持消防救援過程中能選擇最順暢的通信路徑，完成必要的交流，保障救援指令準確及時下達。為達到上述效果，融合通信系統盡可能應用各類網絡手段如有線通信、衛星通信等。按照對應地區的網絡建設情況與技術特點進行合理規劃，以免融合通信系統在使用期間被其他問題影響。為此，消防部門開展該系統建設時，主要借助各類消防專網，確保通信路徑能適應復雜多樣的災害現場。

（六）移動視頻系統

發生重特大災害時，可利用移動式視頻通信方式，保證救援過程中的穩定通信。災害現場與附近的通信設施可能會受到不同程度的損壞，導致現場通信癱瘓。面對此種情況，可運用移動式視頻系統，給救援現場創造通信條件，借助更加直觀的視頻通信既能有效了解災情，對現場救援人員下達行動指令，又可結合現場狀況，及時改變救援方案，確保應急救援的安全與效率。但是，使用移動式應急系統對有線環境、無線視距傳輸等也有一定要求。重特大災害現場存在地區差異，實際的網絡建設程度有很大區別，導致該系統極易被諸多外部條件制約，使現實的建設成果無法達到通信標準。針對以上問題，消防部門應在前期建設中主動運用高新裝置與技術。例如，基于衛星視頻系統，添加IP 手段，提高系統的可移動程度，為救援現場提供安全有效的通信保護。

（七）應急通信指揮車

指揮系統是整個消防救援任務順利開展的關鍵。為了迅速應對救援過程中的突發情況，要保證前方與后方的指揮中心了解到實時的災情信息，并以此制定救援計劃，爭取利用最短的時間準確傳達救援行動安排。為達到此目的，可借助應急通信指揮車作為臨時的前方指揮中心。此種指揮車本身自帶通信功能，能使前方指揮中心迅速落成，并且能組織視頻討論，依托通信組網完成現場偵察以及災情信息采集等功能，“扮演”著通信樞紐的角色，保障現場信息傳輸順暢。重特大災害的救援中使用應急通信指揮車，其自帶系統可以把從現場采集到的影像與其他形式的資料，實時傳送至固定指揮中心，后者在收到數據后，在掌握災害現場形勢的前提下，快速確定應急救援方案，及時抑制災情的進一步加重，確保救援行動的高效完善。另外，應急指揮車還能較為靈活地移動，并具有啟用周邊各類可用無線通信裝置的功能，即便現場的信號條件并不好，也能盡量建立穩定的通信的路徑，為現場救援做好通信支持。

五、結語

重特大的消防救災任務中應急通信具有不可忽視的實用價值，鑒于現場環境的復雜性，有關部門應當積極利用各類專網及通信手段，保障應急通信的落實效果，迅速推進救援行動的開展。目前，各級消防部門都應當在增強隊員救援技能的同時，強化現場應急通信的建設，以確保救援行動的高效開展。