城市綜合體消防通信系統的設計及應用思考

摘要：本文主要圍繞城市綜合體構建消防通信系統的應用情況進行探討。以專網接入系統的技術特點為基礎，將通信網絡的可靠性以及跨系統多平臺數據傳輸共同作為重點，構建起城市綜合體消防通信系統的設計方案，以實現建筑內部各項消防設施之間的通信融合，并促使數據采集、共享、上報等重點工作進一步完善，完成城市綜合體消防通信系統的設計工作以后，可以確認該系統中具有本地數據采集、云端信息處理和推送網絡兩項主要功能，可以顯著提升城市綜合體用消防通信系統的信息采集和傳輸效率，整體上應用效果良好，可以進一步推廣和深入研究。

關鍵詞：城市綜合體；消防通信系統；設計

我國城市經濟發展迅速，城市綜合體建筑數量越來越多，規模越來越大，且內部結構也越來越復雜。建筑材料除了傳統的鋼砼，還廣泛應用多種新型材料。由于建筑本身的結構特點會對通信過程產生一定的屏蔽效果，因此可能會出現消防專業通信指揮網信號中斷的情況，從而影響消防部署和反應速度。而且，城市綜合體經常需要承接大型活動或是舉辦大型會議，為了保障安全性和便捷性，必須在其中應用高于標準商業通信網的網絡結構^[1]，同時充分考慮滅火救援工作的需求，連接消防專業無線通信網，以滿足綜合體內外消防通信指揮和作戰的需求。

一、消防專網接入的基本情況

（一）明確所需的無線通信資源

350MHz是當前我國各地區消防部門主要應用的無線頻段（筆者所在的北京消防較為特殊，無線頻段為400MHz），下文討論以350MHz為主。受各方面客觀因素的影響，實際核準給消防部門進行應用的頻點數量較少，因此在進行實際工作過程中，消防部門經常采用同頻同波的方式進行無線通信。基于這一基礎，消防部門可以直接接入到社會專網。社會專網通常是以政府為基礎的社會單位建設系統，其頻段多處于350MHz頻段之中，整體上具有條線分割、街面覆蓋的特點，同時具備應急通信和社會商用兩個功能。對于消防通信來說，在應用社會專網時，需保障其可以應用的頻段實現全面的街面覆蓋，以保障消防專網接入的效果以及后續的應用效果。因此，對于選擇應用社會專網的消防部門來說，應積極提升綜合體建筑內部的信號引入速度，以確保信號能在綜合體建筑內實現全面覆蓋^[2]。

（二）一般要求

①城市綜合體消防專網接入系統屬于一類消防通信子系統，可以與建筑內部的消防救災系統對接，也可在外部指揮系統以及相關的輔助系統數據中發揮作用，針對各項相關的信息、數據起到快速匯集的作用。②在針對城市綜合體開展語音通訊系統的設計工作時，必須首先明確消防專用無線通信網的構建情況，并將目前已有的同頻對講機接入到該通信網之中，以實現一定區域內的雙工轉發通信。③在城市綜合體中應該使用專用頻率優化消防指揮專用網接入系統，以提升系統內信息的保密效果，同時還可避免系統運行過程中受到客觀因素的干擾。④消防指揮專網的接入系統必須處于可控并且可以進行擴展的通信范圍之內^[3]。

二、接入原則

（一）以350MHz頻段為基礎

350 MHz是國家相關部門為消防救援隊伍專門分配的警用通信頻段，應用效果較好，同時受法律保護。雖然當前消防專網一般接入社會專網即可，但是因為社會專網可能因運營不善而面臨關網的情況，所以消防救援人員通常僅可將其作為備選或是輔助措施，而不能完全使用社會專網開展工作。且社會專網的信號也不具有全面覆蓋綜合體建筑的能力，所以為了保障綜合體建筑中滅火救援的效果，必須實現信號的全覆蓋。由此可見，必須將消防救援人員在綜合體建筑中的通信頻段設置為350 MHz。

（二）應用常規系統

對于綜合體建筑中的滅火救援工作來說，基本通信工作占據十分重要的地位，特別是語音通信的效果，能夠對滅火救援工作的質量和效率產生重要影響。以往我國各地區消防救援隊伍主要應用350 MHz常規電臺，但是根據實際應用情況來看，其中存在可靠性不足情況，同時維護成本較高，所以應該在綜合體建筑中接入消防專網，并在其中構建起常規系統，以提升包括語音通信在內的各項功能的應用效果，進而有效提升綜合體建筑的滅火救援效果^[4]。

（三）堅持語音第一原則

消防救援隊伍應根據實際情況充分明確業務重點，并堅持語音第一的原則，以促使有限的資源盡可能多地發揮功能，以保障綜合體建筑消防專網的可靠性及實用性。只有充分堅持語音第一的原則，才能保障在現場開展滅火救援工作時，救援指令及相關的信息內容均能順利得到傳輸。并且在此過程中，只有保障語音通信的順利，才能及時有效地傳播救援指揮信號，提高滅火救援指揮效能。如果不是十分必要的輔助信息功能，應在通信資源十分寬裕且不對基礎業務產生不良影響時再進一步擴展。

三、城市綜合體消防通信系統方案

（一）方案設計

根據消防專網接入的基本要求和接入原則，開展城市綜合體消防通信系統方案設計工作。方案設計內容主要涉及兩個重點，即通信網絡可靠性和跨系統多平臺數據傳輸。將二者共同作為重點，開展專項設計工作，重點保障滅火救援指揮工作的順利進行。系統基本結構如圖1所示。此外，根據滅火救援工作的實際需求、常規業務落實要求以及與通信相關的管理規定，在系統中接入消防指揮專網時，應設置多個模塊，包括現場指揮、內部通信、無線反饋、系統接入以及單兵設備等。整體功能應包括基站控制器^[5]、數字無線對講機站、雙頻室內分布傳輸系統、消防廣播系統、消防報警系統、消防指揮通信對物業對講系統進行強制接管、消防調度錄音、人員室內定位。

（二）系統組成

1.三信道數字無線對講基站

①三信道數字無線對講機站可以對應消防現場指揮網中三組無線電的頻率，也就可以為三級指揮網的持續正常運行提供基礎，所以可以保障滅火救援工作的通信效果。②通過應用消防通信系統信道主機，消防指揮員所需的模擬功能和數字功能可以得到充分滿足。③在數字模式的狀態下應用TDMA時，應該采用多址技術，使通信容量得到雙倍拓展，且可根據業務發展需求再一次更新軟件，并構建起單站集群模式，以增強通信容量處理效果。

2.消防三信道基站控制器

應用消防三信道基站控制器的重要目的之一，即為針對主機簡化基站設備開展管理工作，工作內容包括：①針對站點中的全部信道主機運行狀態進行管理；②對外部控制信號進行接收，同時可以針對全部或是個別的主機發出啟停指令；③可以在信道主機連接外部通信系統時起到連接接口的作用；④針對消防通信頻道和物業通信頻道之間的互通進行嚴格的權限控制；⑤針對站點中的各項設備狀態進行持續監控^[6]。

3.多平臺數據傳輸系統

為了保障綜合體建筑的滅火救援指揮工作的及時和準確，其中的固定消防設施必須與消防通信系統連通，一旦綜合體建筑中出現異常情況，指揮中心可以及時獲取相關信息，在實際進行滅火救援的過程中，現場指揮員也可及時獲取火情變化信息，由此，該系統之中互聯互通功能中必須包括：①實現遠程的消防通信基站啟停操作；②保持消防及物業對講機系統兩個固定頻道之間的相互連通，且連通狀態可即時控制；③連通消防固定通信頻道及綜合體建筑現場消防廣播系統，以便開展現場指揮工作，同時可以提升人員疏散速度；④在綜合體建筑消防報警系統中產生新數據時，可及時獲取數據信息內容并及時傳輸至管理系統；⑤消防員進入火場后可及時、準確地定位消防員；⑥可以將各項相關的數據信息向現場移動指揮設備處進行實時推送。

4.消防三信道收發合路平臺

以消防三信道收發合路平臺為基礎，任何信道的RF信號整形處理、合分錄處理等多項工作均可得到落實，主要包括以下：①分別針對三個信道的RF下行信號進行同頻合路處理，同時針對三者進行等值的輸出；②針對上行接收信號采用等值分錄的方式進行處理，并將處理結果輸入至其對應的信道主機；③對接室內分布系統的單端口；④接收消防三信道基站控制器輸出的指令，并查詢、上報各個節點上的RF信號質量；⑤針對基站發射信號進行偏置處理，并選擇合適的時間進行偏置信號恢復控制。

（三）系統設備組成

1.本地數據采集局域網絡

本地數據采集局域網絡需要完成系統中90%以上的系統數據規劃工作，并保障其可在現場作為數據基礎發揮重要作用，本地數據采集局域網絡的組成情況如下：

第一，單信道語音互聯網關和發射模組。①其中包含兩種不同的頻段模式，分別是“消防用”和“物業用”，二者之間可以將IP網絡作為基礎，實現遠距離的點對點通信，就可以避免消防站點與綜合體建筑物業站點之間因為物理距離過大或是物理距離存在偏差，導致有線通信的應用效果受到影響；②及時接收消防三信道基站控制器發出的指令，并根據指令內容，及時對語音通道進行開啟或關閉；③控制發射模組對于語音信號的發送和接收，還可以實時處理語音信號轉碼操作，從而落實IP網絡對等通信；④消防、物業兩方面系統應分別構建起模組及基站間的空口通信模式，以保障布放架設的便捷性得到提升；⑤物業系統發射模組能夠與消防廣播系統發出的音頻信號進行對接，并在其中使用針對性信號控制措施連通廣播系統，且可啟閉互聯^[7]。

第二，關鍵業務服務器。①設計關鍵業務服務器時，需采用RS232通信接口，并將其連接于現場消防報警系統，以能夠快速、全面、準確地獲取報警數據；②以工業控制標準為基礎進行定制，針對關鍵業務服務器進行設計，不僅可以延長連續運行的時間，還可保持其在運行過程中持續處于靜音的狀態，同時散熱性能更加良好，也就使得服務器運行對于環境未提出過多要求，所以即使出現緊急情況，其穩定運行也可得到保障；③獲取報警信息之后，可以及時向云端應用服務器上傳，有利于提升數據備份的效率和推送的效果。

第三，室內定位引擎服務器和定位天線。①在救援人員進入到現場之后，可以對其位置信息進行準確掃描計算并及時記錄上傳，也就是可以針對人員位置進行實時的監控；②在定位天線中采用2.4GHz藍牙4.0低功耗技術，同時借助定位服務器和有線網絡，構建起星狀網絡拓撲結構，同時使用定位引擎服務器針對被監控人員的位置進行持續監控；③使用相控掃描的方式進行定位天線設計，并在其中應用數據傳輸聯合POE供電的模式；④應用定位引擎服務器時，應將其與三角定位法、AOT到達角以及TDOA時間差定位法等先進方法聯合使用，以提升處理效果和定位精度，一般可將定位精度提升至0.5m左右；⑤獲取位置信息后，可采用互聯網絡向云端應用服務器發送實時位置信息，由此，數據備份速度更快，且安全性更高，推送效率也隨之提升。

2.云端信息處理與推送網絡

其可將不同系統的數據上傳至本地，同時進行備份，應用IP網絡還可以向消防報警中心的管理平臺推送信息數據，也可將數據推送至現場指揮移動設備上，以提升現場的指揮效率。

四、結束語

根據上文可以了解到，在城市綜合體消防通信系統設計工作之中，應首先明確消防專網接入所需的無線通信資源和相關的要求和原則。在確認可以滿足要求并符合原則的基礎上，提出設計方案，明確系統組成和系統中的各項設備，以提升消防專網接入的效果，使其中的各項業務需求均能得到有效滿足，從而更有效地提升消防部門火場指揮通信質量，并提升綜合體消防的質量和效率，從而更加有效地保障綜合體的安全，以及相關人民群眾的人身財產安全。

作者單位：任志杰 北京市豐臺區消防救援支隊

參? 考? 文? 獻

[1]汪佳磊.同頻同播技術用于城市消防無線通信中的對策[J].今日消防，2021，6（1）：9-10.

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[3]許軍.鋁合金電力電纜在公路工程配電設計中的應用[J].百科論壇電子雜志，2021（7）：2887.

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[6]黃俊杰，華彩虹.基于MVB網絡通信下地鐵車輛火災自動報警器的管理工作研究[J].銷售與管理，2022（18）：105-107.

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任志杰（1987.11-）男，漢族，山西應縣，本科，初級專業技術職務，研究方向：消防信息通信。