消防應(yīng)急救援中通信系統(tǒng)的建設(shè)

1、消防應(yīng)急救援中通信系統(tǒng)的建設(shè)張源中國人民武裝警察部隊學(xué)院研究生二隊，河北廊坊065000摘要：本文通過分析大型災(zāi)害事故中消防通信的特點、任務(wù)及現(xiàn)狀，結(jié)合衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展應(yīng)用狀況及消防部隊現(xiàn)有裝備情況，對消防應(yīng)急救援中通信系統(tǒng)的建設(shè)進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞：消防應(yīng)急救援 通信體系衛(wèi)星通信近幾年，我國各種自然災(zāi)害及事故頻繁發(fā)生，2008年初南方爆發(fā)了冰凍雨雪災(zāi)害，同 年又發(fā)生了“512”汶川特大地震，2010年7月27日，大連新港油庫發(fā)生爆炸，8月7 日，特大泥石流襲擊甘肅舟曲。這些突發(fā)事件和事故造成了巨大的生命和財產(chǎn)損失，嚴(yán)重威 脅著全社會的穩(wěn)定與發(fā)展。消防部隊擔(dān)負(fù)著滅火和搶險救援任務(wù)，為了能更好的履

2、行職責(zé)， 應(yīng)完善應(yīng)急救援體系建設(shè)，而其中通信系統(tǒng)的建設(shè)起著至關(guān)重要的作用。2010年9月8日， 公安部消防局在湖南省長沙市召開了公安消防部隊衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)暨應(yīng)急通信保障現(xiàn)場 會，總結(jié)推廣湖南總隊衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)試點工作成果。加強(qiáng)應(yīng)急救援體系中通信系統(tǒng)的建 設(shè)已成為消防部隊迫在眉睫的重大任務(wù)。本文就以建立以衛(wèi)星通信系統(tǒng)為主的應(yīng)急通信系統(tǒng) 就行了探討。1大型災(zāi)害事故現(xiàn)場消防通信的特點和任務(wù)大型災(zāi)害事故現(xiàn)場的搶險救援一般要跨地區(qū)調(diào)集消防力量。其主要特點表現(xiàn)為：（1） 發(fā)生突然，災(zāi)情復(fù)雜，處置難度大；（2）參戰(zhàn)力量多，指揮協(xié)調(diào)難；（3）災(zāi)害現(xiàn)場信息量 大，原有通信設(shè)施破壞嚴(yán)重，信息上傳下達(dá)難。1.1

3、大型災(zāi)害事故現(xiàn)場消防通信的特點1.1.1需要應(yīng)急通信的時間和地點具有不確定性大多數(shù)緊急事件都是突發(fā)的，時間和地點不可預(yù)知，或者只可在有限時間內(nèi)預(yù)知但是來 不及做好準(zhǔn)備。1.1.2常規(guī)公眾通信網(wǎng)絡(luò)本身受緊急事件破壞的程度具有不確定性在破壞性強(qiáng)的緊急事件發(fā)生的情況下，例如颶風(fēng)、地震，公共通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可能受到損 壞而使公眾通信網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓。而另外一些緊急事件雖然也很嚴(yán)重，但對于通信網(wǎng)絡(luò)沒有影 響，例如瘟疫等。1.1.3應(yīng)急通信的容量需求的不均衡及不可預(yù)測性緊急事件發(fā)生期間，局部出現(xiàn)的大通信流量會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。同時，通信流向往往是匯 聚式的，大量的通信流會指向幾個有限的地點，比如119. 120報警中

4、心，更加重了通信的 擁塞。這個容量的需求發(fā)生是隨機(jī)的，規(guī)模很難預(yù)測。1.1.4對通信能力的需求的不確定的性在一些地區(qū)，可能平時只有語音通信的需求，但是在緊急事件發(fā)生期間，可能就有圖像、 視頻通信的特殊需求11.2大型災(zāi)害事故現(xiàn)場消防通信的任務(wù)在發(fā)生大型災(zāi)害事故后，救援人員需要利用各類通信手段通報險情和指揮救援。在災(zāi)害 現(xiàn)場，如果通信不暢，勢必會大大延緩救援進(jìn)度，造成嚴(yán)重后果。因此，建立快速響應(yīng)、全 面高效的應(yīng)急通信系統(tǒng)已經(jīng)成為降低災(zāi)害損失的決定性因素，這也是消防應(yīng)急通信的主要任 務(wù)。1大型災(zāi)害事故現(xiàn)場指揮決策及信息傳遞對通信指揮系統(tǒng)有如下要求：（1）保證救援現(xiàn) 場各級指戰(zhàn)員之間的通信暢通；（2

5、）保證現(xiàn)場具備有線、無線組網(wǎng)功能，具有GPS定位和 計算機(jī)輔助信息決策能力，并能保障現(xiàn)場廣播和照明；（3）保證與指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向 通訊，傳遞音頻視頻；（4）實現(xiàn)人員、技術(shù)裝備等資源信息共享，有效形成地域性抗御災(zāi) 害的整體合力；（5）保證隨時調(diào)出并共享重大危險源搶險救援預(yù)案，對危險源性質(zhì)、特點、 處置對策，周圍環(huán)境等信息快速采集，為決策提供依據(jù)。2大型災(zāi)害事故現(xiàn)場通信的現(xiàn)狀2.1線路擁擠，堵塞嚴(yán)重在災(zāi)害事故現(xiàn)場，由于話務(wù)流向和流量短時間內(nèi)集中增多，持續(xù)大量的呼叫涌入和突發(fā) 的巨大話務(wù)量超過了交換設(shè)備的設(shè)計極限值，會造成電話內(nèi)部打不出，外部打不進(jìn)。GSM、 CDMA等移動網(wǎng)絡(luò)因基站、天線、光纜

6、等設(shè)備甚至機(jī)房直接被損壞而中斷?；ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)也出 現(xiàn)網(wǎng)速變慢現(xiàn)象。2.2線路破壞，通信中斷地震、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)區(qū)大面積斷網(wǎng)的一個重要原因是，公眾通信網(wǎng)絡(luò)在傳輸過程 中大量使用光纜等有線傳輸，發(fā)生這類地質(zhì)災(zāi)害時，光纜等有線傳輸手段很容易被損壞而且 搶修難度很大。不論是架空光纜、地埋光纜還是水底光纜，在地震、颶風(fēng)、滑坡等地質(zhì)災(zāi) 害面前都異常脆弱。當(dāng)強(qiáng)震襲來之時，這些地區(qū)可能會成為通信盲區(qū)。2.3電力中斷，基站癱瘓這也是引起通信中斷的主要原因。通信中斷，有一部分原因是通信機(jī)房基站斷電而引起。 雖然一般基站都會有備用的電池系統(tǒng)，但電池僅能維持幾個小時。現(xiàn)階段，消防部隊在災(zāi)害事故現(xiàn)場的指揮主要依靠35

7、0M無線通訊系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般只 能進(jìn)行語音通信，并存在通信半徑小、頻點資源少、有通信死角、易受環(huán)境干擾等弊端。在 極端情況下，基站不能正常工作時，較易出現(xiàn)通信盲點、通信障礙甚至癱瘓，使各級指戰(zhàn)員 在災(zāi)害事故現(xiàn)場處理緊急情況時貽誤戰(zhàn)機(jī)。美國911事件充分暴露了大型災(zāi)害事故應(yīng)急救援通信中所存在的問題，對我國有一定 的借鑒意義。根據(jù)麥肯希關(guān)于美國911事件報告，在911事件中消防通信現(xiàn)場指揮存在 以下幾點問題：（1）在多點高強(qiáng)度的災(zāi)害面前缺乏統(tǒng)一指揮。通信指揮中心沒有發(fā)揮其調(diào)度指揮、信息 互聯(lián)互通的作用；（2）近15%集群電話因硬件故障不能使用，近45%的集群電話因網(wǎng)絡(luò)問題不能開通；（3）現(xiàn)場人員過

8、度依賴移動電話，而移動電話網(wǎng)絡(luò)由于受到破壞和線路過度擁擠而無法 使用；（4）指揮中心過去主要依賴地面線路，而911發(fā)生后地面線路被毀，現(xiàn)場人員與通信 指揮中心的聯(lián)系中斷。3大型災(zāi)害事故現(xiàn)場通信系統(tǒng)的建設(shè)構(gòu)想暢通、可靠的通信系統(tǒng)是取得大型災(zāi)害事故搶險救援勝利的重要保障，在多樣化、復(fù)雜 化的災(zāi)害事故面前，單一的通信手段必然難以滿足應(yīng)急救援需要，我們要樹立“沒有通信就作者簡介：張源（ 1988 ），男，山東肥城人，現(xiàn)為武警學(xué)院作戰(zhàn)指揮專業(yè)在讀研究生 等于失去指揮”和“搶險救援通信先行”的理念，加大通信方面的投入，建立以衛(wèi)星通信系 統(tǒng)為主的應(yīng)急通信保障體系，同時要整合利用現(xiàn)有的無線集群網(wǎng)、常規(guī)網(wǎng)、公共

9、傳輸網(wǎng)及傳 統(tǒng)有線通信方式，實現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。3.1衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電信號，在兩個或多個地面 站之間進(jìn)行的通信2衛(wèi)星通信該技術(shù)發(fā)展至今已非常成熟，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)大量應(yīng)用于 消防應(yīng)急通信指揮中，我國的一些應(yīng)急救援部門現(xiàn)在也有應(yīng)用。2002年2月美國加利福尼亞大火，燃燒面積超過5700英畝，1000多名消防隊員參加滅 火工作。通過加利福尼亞里林業(yè)部的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，協(xié)調(diào)整個救災(zāi)現(xiàn)場的指揮工作，有效的 控制了大火的蔓延。2008年“512”汶川特大地震發(fā)生后，湖南消防總隊派出衛(wèi)星通信指揮車隨抗震救災(zāi) 分隊執(zhí)行跨區(qū)域增援任務(wù)，在災(zāi)區(qū)地面通信設(shè)施再到

10、嚴(yán)重破壞的情況下，為抗震救災(zāi)提供了 有力的通信保障。2010年7月16日晚18時許，大連新港附近一條輸油管道發(fā)生爆炸起火。河北省消防 總隊接公安部命令后，火速調(diào)集秦皇島、唐山、廊坊支隊12名消防官兵和3部通信衛(wèi)星指 揮車及3G無線圖像傳輸設(shè)備星夜馳援。到達(dá)現(xiàn)場后，按照現(xiàn)場指揮員的指令，他們將通信 指揮車開上了南部火場的制高點，向河北省消防總隊傳回現(xiàn)場視頻、音頻圖像，再經(jīng)省總隊 傳到公安部，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供第一手資料。消防衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要有固定和移動兩大部分組成，固定部分主要包括指揮調(diào)度中心和 衛(wèi)星地面站，移動部分主要是衛(wèi)星便攜站、衛(wèi)星通信指揮車（包括動中通和靜中通）及其附 屬設(shè)備。到達(dá)現(xiàn)場后，衛(wèi)

11、星通信指揮車主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮、現(xiàn)場圖像采集、圖像發(fā)送，接受 指揮中心指令。指揮中心可根據(jù)接受到的現(xiàn)場圖像進(jìn)行遠(yuǎn)程決策，制定最優(yōu)方案。下圖為消 防應(yīng)急指揮衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作示意圖：衛(wèi)星通信車單兵圖形傳輸系統(tǒng)總隊指揮中心災(zāi)害事故現(xiàn)場圖1消防衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作示意圖消防衛(wèi)星通信系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能:（1）在突發(fā)事件地域，不受地形、距離等條件的限制，不依賴于原有的通信網(wǎng)絡(luò)（包括 電力）快速構(gòu)成應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場指揮部和指揮中心可快速建立起通信聯(lián)絡(luò)，提供 144Kbps-10Mbps的傳輸速率；（2）在一個網(wǎng)內(nèi)可以同時傳遞語音、圖像、數(shù)據(jù)等信息；（3）多方位動態(tài)圖像實時回傳至前線指揮部，由前線指揮部再傳至指

12、揮中心，支持高清 720P直至1080P的視頻會議；（4）兼容傳統(tǒng)的模擬集群系統(tǒng)通信、短波通信、程控電話、手機(jī)等通信方式，多種通信 手段互補(bǔ)。在全國全面建立衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，利用衛(wèi)星通信手段實現(xiàn)消防應(yīng)急通信保障“天地一體、 固移結(jié)合、無縫銜接”，消除通信的“空白點”，滿足“全天候、全過程、全方位”的消防 通信保障要求，將是今后消防應(yīng)急通信的發(fā)展趨勢。3.2其他輔助通訊手段目前，消防衛(wèi)星通信技術(shù)在我國應(yīng)用范圍還比較窄，功能也較為單一（大部分只是利用 衛(wèi)星通信的高帶寬屬性，負(fù)責(zé)傳輸高質(zhì)量的音頻、視頻流），沒有挖掘高層次的應(yīng)用。制約 衛(wèi)星通信技術(shù)在消防應(yīng)急通信指揮中應(yīng)用主要是是經(jīng)濟(jì)因素。目前一套衛(wèi)星通信

13、設(shè)備（固定 天線、移動車天線、功率放大器和衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器）大約需要90萬元人民幣，一輛通信指揮 車上百萬，對于中西部一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，組建消防應(yīng)急指揮衛(wèi)星通信系統(tǒng)的成本相對較 高。但是隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，經(jīng)濟(jì)因素在不久的將來不會成為一個主要的制約衛(wèi) 星通信發(fā)展的主要原因。目前，湖南、河北、上海等省市已率先建立起了消防衛(wèi)星通信系統(tǒng)， 其他省份也陸續(xù)掀起了建立衛(wèi)星通信系統(tǒng)的熱潮。除利用衛(wèi)星通信和現(xiàn)有常規(guī)通信方式以 外，在災(zāi)害事故現(xiàn)場還可利用以下通信方式作為輔助和補(bǔ)充。3.2.1有線寬帶接入方案如果發(fā)生大型災(zāi)害事故的區(qū)域的電信運營商所使用的有線網(wǎng)絡(luò)未被破壞，可以利用電信 運營商的有線網(wǎng)絡(luò)與

14、后方指揮中心進(jìn)行通信。這樣的方式具有組網(wǎng)高速、穩(wěn)定、可靠等特點， 可以采用雙絞線、同軸電纜和光纖接入。3.2.2移動互聯(lián)網(wǎng)接入方案目前的移動互聯(lián)網(wǎng)接入主要有TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三種方式。TD-SCDMA的下 行速率可達(dá)2.8Mbps，上行速率可達(dá)1.6Mbps，WCDMA的下行速率可達(dá)14.4Mbps，上行速 率可達(dá)5.76Mbps，CDMA2000的下行速率可達(dá)3.1Mbps，上行速率可達(dá)1.8Mbps。它們具備 以下優(yōu)點：不受時間和地點的限制，只要有手機(jī)信號就可以接入互聯(lián)網(wǎng)與后方指揮中心進(jìn)行 通信；只要信號能夠覆蓋到，在行駛中的車輛內(nèi)也可接入互聯(lián)網(wǎng)；與衛(wèi)星通信相比

15、，費用較 低，基本上都采用包月或包流量。3.2.3其他簡易通訊方式在災(zāi)害救援現(xiàn)場，尤其是對無線電波有屏蔽作用的半封閉或全封閉大空間內(nèi)的通信時， 應(yīng)當(dāng)合理地利用其他的通信方式以彌補(bǔ)無線通信的不足。（1）可以通過防火阻燃的電纜傳播通信信號，再以信宿處的轉(zhuǎn)換信號設(shè)備對信號進(jìn)行轉(zhuǎn) 換。（2）可架設(shè)有線電話機(jī)或通過架設(shè)大功率的擴(kuò)音設(shè)備對搶險救援現(xiàn)場進(jìn)行指揮。（3）對于一些現(xiàn)場，如果煙霧濃度較小或者該場所處于爆炸危險環(huán)境內(nèi)時，可以適當(dāng)采 取簡易的通信方式，如手語、旗語和語音信號。這種方式簡單、實用而且安全性比較高，特 別適用于爆炸危險環(huán)境內(nèi)的通信3消防應(yīng)急指揮衛(wèi)星通信系統(tǒng)是個寬帶網(wǎng)絡(luò)和廣域VSAT網(wǎng)絡(luò)，能

16、對災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行 遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程遙控、傳輸數(shù)據(jù)、雙向交互高質(zhì)量語音和視頻，在此基礎(chǔ)上，輔以其他現(xiàn)有 的通信方式，并加以整合，實現(xiàn)互聯(lián)互通。各地區(qū)可根據(jù)本地區(qū)消防通信系統(tǒng)的建設(shè)情況， 結(jié)合可能發(fā)生的災(zāi)害事故，制定針對不同類型災(zāi)害事故的通信方式，并加以演練，以便能夠 在實戰(zhàn)時快速有效的建立起應(yīng)急救援通信保障系統(tǒng)。參考文獻(xiàn):劉云.重大災(zāi)害現(xiàn)場消防應(yīng)急通信保障方法初探J.災(zāi)害學(xué)，2008, 23: 103-104.孫學(xué)康，張政.衛(wèi)星通信技術(shù)J.機(jī)械工業(yè)出版社，2006: 25-45.孔亞.如何做好地震災(zāi)害現(xiàn)場救援通信保障工作J.管理觀察，2010, (21): 62-63.The Construction of Communication Systemin Fire Emergency RescueZHANG Yuan(Team of Graduate Student, The Armed Police Academy, Langfang, Hebei Province 06500, China )Abstract: This paper analyzes the characteristics ，the tasks and the status quo of fire communication in the large-scale disasters. Based on the d