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重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信技術(shù)探究

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重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信技術(shù)探究

摘要:文章簡述了我國重特大災(zāi)害消防應(yīng)急通信保障工作和相關(guān)的通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,如無線通信、短波通信等。旨在探討如何進(jìn)一步高效發(fā)揮現(xiàn)有應(yīng)急通信技術(shù)的作用,如深化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、融入寬帶通信手段等,并總結(jié)分析了災(zāi)害現(xiàn)場的通信保障方式,以供參考。

關(guān)鍵詞:重特大災(zāi)害;消防應(yīng)急通信;短波通信;無線網(wǎng)絡(luò)

重特大災(zāi)害對公共網(wǎng)絡(luò)設(shè)施有強(qiáng)大破壞力,所以構(gòu)建消防應(yīng)急通信系統(tǒng)對快速落實(shí)救援行動有著至關(guān)重要的意義。因?yàn)楦黝悶?zāi)害具有突發(fā)性,無法預(yù)先判斷系統(tǒng)的通信容量標(biāo)準(zhǔn),于是在重特大災(zāi)害發(fā)生時,便需要借助應(yīng)急技術(shù)維持火場和指揮部門的正常通信。

一、重特大災(zāi)害中的消防應(yīng)急通信

近些年,我國消防應(yīng)急通信處理能力在長期研究與實(shí)踐中得以實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展。消防無線通信網(wǎng)屬于災(zāi)害應(yīng)急中的常用渠道,國內(nèi)消防無線通信能分三級,相應(yīng)的集群通信網(wǎng)也正在迅速開發(fā)中。一級通信網(wǎng)下包含消防部門對應(yīng)的集群網(wǎng)與公安集群網(wǎng)。在二級通信網(wǎng)中,涉及指揮人員的車載臺,也可以是手持臺。三級無線網(wǎng)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(wèi)星電話,屬于現(xiàn)代應(yīng)急通信中比較關(guān)鍵的構(gòu)成。

二、重特大災(zāi)害中消防應(yīng)急通信技術(shù)概述

(一)無線通信

一般情況下,消防領(lǐng)域的無線通信網(wǎng)包含三級組網(wǎng),各組網(wǎng)對應(yīng)各自的技術(shù)條件。結(jié)合上文所述的應(yīng)急通信現(xiàn)狀劃分,一級組網(wǎng)可保障消防指揮中心對不同轄區(qū)消防資源的迅速調(diào)動,保證相互之間的溝通順暢。而二級組網(wǎng)則是深入到應(yīng)急救援任務(wù)中,保障消防總隊(duì)指揮人員能和支隊(duì)、中隊(duì)的指揮人員取得聯(lián)系。三級組網(wǎng)是保障消防指揮人員與消防隊(duì)員之間的溝通,對救援現(xiàn)場進(jìn)行全面指揮。

(二)短波通信

短波通信屬于遠(yuǎn)程通信的范疇,其在重特大災(zāi)害現(xiàn)場甚至在戰(zhàn)爭中都不會輕易受到干擾,網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼均不能制約此種通信過程。在構(gòu)建應(yīng)急通信系統(tǒng)時,短波電臺可以作為備用通信方法。此種通信方式本身運(yùn)行機(jī)理比較簡單,而且能保障信息的傳達(dá)質(zhì)量,使用成本較低。但無線網(wǎng)絡(luò)的短波波段當(dāng)前可達(dá)到的范圍還比較有限,無法投入遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)的任務(wù)中。

(三)衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信方式有突出的應(yīng)用優(yōu)勢,支持遠(yuǎn)距離交流,覆蓋范圍廣,并且建設(shè)落成效率高、線路可靠、通信質(zhì)量優(yōu)、靈活度高。假設(shè)包括微波與光纜在內(nèi)的中繼線路無法正常工作,衛(wèi)星通信也能利用較短的時間恢復(fù)通信狀態(tài),所以其在災(zāi)害救援中是不可或缺的通信方式。(四)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)便捷迅速是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一大特點(diǎn)和優(yōu)勢,使其成為現(xiàn)代社會中主要的通信方式之一。災(zāi)害發(fā)生后,隨著救援工作不斷深入開展,公共通信會逐漸恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下,消防人員可以借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送災(zāi)害現(xiàn)場的環(huán)境影像及文字資料等。

三、優(yōu)化消防應(yīng)急通信技術(shù)運(yùn)用效果的舉措

(一)深化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

重特大災(zāi)害中原本的通信設(shè)備可能出現(xiàn)故障,導(dǎo)致通信網(wǎng)絡(luò)的有序運(yùn)轉(zhuǎn)受到影響。一般的通信網(wǎng)絡(luò)會發(fā)生信息丟失和卡頓等情況,嚴(yán)重的話通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸信息功能直接失效。因此,要優(yōu)化應(yīng)急通信技術(shù)運(yùn)用效果需注重通信網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)。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(shí)現(xiàn)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(wù),以提高救援效率與針對性,減少實(shí)際災(zāi)后損失。但短波技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)較高,所以要求消防員擁有較強(qiáng)的短波通信技能,使此項(xiàng)通信手段的作用能真正發(fā)揮出來。對此,消防隊(duì)伍應(yīng)格外強(qiáng)調(diào)消防隊(duì)員日常的技能訓(xùn)練,保證災(zāi)害現(xiàn)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(yùn)用短波技術(shù)改進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)時,需強(qiáng)調(diào)兩個方面的內(nèi)容:第一,要保障通信裝置的日常維護(hù)落實(shí)到位,避免在災(zāi)情現(xiàn)場使用時出現(xiàn)特殊情況,造成信號中斷,提高救援工作的難度。短波技術(shù)的運(yùn)用成效關(guān)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(shù)有清晰的認(rèn)知,在日常訓(xùn)練時可安排專門的時間,使用短波通信并講解有關(guān)的理論知識,明確運(yùn)行原理,以此確保實(shí)踐操作順暢。第二,注重短波通信運(yùn)用,消防員需能熟練操作相關(guān)設(shè)備,確保人員和裝備能充分融合,突顯出通信設(shè)備的作用,迅速下達(dá)及接收指令,讓身處災(zāi)害現(xiàn)場的救援者隨時掌握災(zāi)情的整體狀態(tài),有效利用好所有的救援資源。

(二)積極運(yùn)用信息化手段做好消防指揮工作

若想把重特大災(zāi)害產(chǎn)生的危害控制在最低,消防員必須服從統(tǒng)一調(diào)度,做好分組工作。這就顯現(xiàn)出消防指揮工作的重要性,所以要保證指揮工作的最優(yōu)效用,應(yīng)積極運(yùn)用當(dāng)前的信息化手段落實(shí)各級指揮,同時還需強(qiáng)調(diào)相關(guān)裝備的應(yīng)用操作和消防指揮達(dá)到有效配合,確保災(zāi)害能在短時間內(nèi)得到控制及處理。為此,消防指揮人員需完成幾項(xiàng)基本工作:首先,指揮人員需不間斷地觀察災(zāi)情,與救援現(xiàn)場進(jìn)行有效通信,并能迅速確定救援方式,結(jié)合災(zāi)情變化進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)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(jù)實(shí)時獲取的反饋資料,下達(dá)合適的救援指令,巧妙運(yùn)用可調(diào)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(xù)性。再次,要增加通信技術(shù)的運(yùn)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(fù)責(zé)信息處理的人員需正確處理各項(xiàng)災(zāi)情信息,確保災(zāi)害現(xiàn)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(yīng)當(dāng)注重有線、無線通信設(shè)施建設(shè),擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,給傳達(dá)指令提供基礎(chǔ)保障。

(三)融入寬帶通信手段

現(xiàn)代重特大災(zāi)害救援中,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)起到關(guān)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(diào)度的消防系統(tǒng),以對災(zāi)害現(xiàn)場的救援行動進(jìn)行全方位的把控。由于重特大災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境惡劣,救援工作非常復(fù)雜,救援人員進(jìn)行相關(guān)工作時需確保信息輸送通暢,可實(shí)現(xiàn)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(shí)際舉措有:首先,借助電子視頻終端,實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。在日常的重特大災(zāi)害預(yù)演訓(xùn)練中,指揮人員借助監(jiān)控裝置能對演訓(xùn)全過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)督。在實(shí)際的救援任務(wù)中,相關(guān)人員也能利用監(jiān)控設(shè)備全面及時地獲取災(zāi)情信息,確保救援人員能從多個角度掌握現(xiàn)場情況,提升營救方案的可行性。其次,建設(shè)寬帶通信網(wǎng)絡(luò),建立包含救援技能練習(xí)與線上點(diǎn)名等多項(xiàng)操作的辦公處理體系,增強(qiáng)應(yīng)急通信的落實(shí)效果。最后,網(wǎng)絡(luò)報警系統(tǒng)能保證輸送危險信號的及時性,確?,F(xiàn)場救援人員可以快速獲得災(zāi)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(zāi)情現(xiàn)場,幫助其做出正確的判斷。總之,利用寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(fēng)險。

四、重特大災(zāi)害現(xiàn)場的消防應(yīng)急通信保障方式

(一)公共通信網(wǎng)絡(luò)

公共通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋內(nèi)容較多,如移動電話、4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)等。在落實(shí)應(yīng)急保障時,可借助公共通信網(wǎng)絡(luò),使語音及視頻等內(nèi)容的傳達(dá)距離、通信帶寬,均得到有效擴(kuò)展。利用公網(wǎng)信號當(dāng)前的覆蓋廣度,使救援資源能盡快到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場,并依托于公共通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳送。比如在4G/5G下,能實(shí)現(xiàn)隨時發(fā)送災(zāi)害救援現(xiàn)場的影像資料,為遠(yuǎn)程決策提供數(shù)據(jù)支持。

(二)衛(wèi)星通信體系

基于已有的消防衛(wèi)星頻率,努力建設(shè)全覆蓋式的衛(wèi)星系統(tǒng),將地面站及移動站等均包含在內(nèi)。此處討論的消防衛(wèi)星系統(tǒng)基于衛(wèi)星地面站,以及移動式的指揮車等相關(guān)設(shè)備,直接通過消防衛(wèi)星專網(wǎng)進(jìn)行內(nèi)部的視頻會議與傳送救援現(xiàn)場的資料等。此種系統(tǒng)的覆蓋率高,并且不容易被環(huán)境因素干擾,比較適用于各類突發(fā)性的消防事故救援。消防資源到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場的過程中,利用衛(wèi)星通信車等通信設(shè)備將災(zāi)害現(xiàn)場狀態(tài)實(shí)時更新上報,使后方指揮中心能按照災(zāi)情發(fā)展?fàn)顩r合理調(diào)度救援人員與設(shè)備,迅速制定出科學(xué)合理的消防指揮方案。

(三)短波通信保障

結(jié)合上文所述,短波通信方式不容易受到干擾,能在較為復(fù)雜的環(huán)境中完成遠(yuǎn)程通信。重特大災(zāi)害環(huán)境中,大多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施通常無法繼續(xù)使用,此時便可運(yùn)用短波通信。例如,山火及洪澇等災(zāi)害波及范圍較廣的情況下,通過短波通信,基于中轉(zhuǎn)臺的作用,信號能在30公里左右的范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定輸送。根據(jù)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用狀況來看,短波通信搭配中頻的數(shù)字化結(jié)構(gòu),可在模擬中頻下,完成A/D采樣,把獲取到的數(shù)據(jù)傳送到DSP設(shè)備,并進(jìn)行變頻與調(diào)節(jié)處理。該條件下,軟件無線電和中頻接收機(jī)能構(gòu)成多頻次的通信系統(tǒng),而且和常規(guī)短波通信相較,運(yùn)用DSP技術(shù)可進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)雜災(zāi)情現(xiàn)場的通信適應(yīng)性。

(四)無線通信模式

現(xiàn)階段,消防部門大多數(shù)情況下會選擇無線通信方式,因?yàn)槠湓谥靥卮鬄?zāi)害中有較好的適應(yīng)力,實(shí)際應(yīng)用中,能借助集群通信與普通手段組合的方式,構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)。其中集群通信技術(shù)的保密能力較強(qiáng),可通過現(xiàn)場信號情況改進(jìn)調(diào)度程序,適用于自然災(zāi)害的救援任務(wù)中。救援進(jìn)行中,可以利用數(shù)字化的集群通信手段保障無線通信的覆蓋廣度,設(shè)備支持使用多種通信接口。技術(shù)應(yīng)用中,TETRA系統(tǒng)在業(yè)務(wù)層中,基于Zone階段,構(gòu)成交換模塊,對于重特大災(zāi)害的通信需要,能借助Zone堆疊出通信網(wǎng)絡(luò)。此通信系統(tǒng)是由遠(yuǎn)程的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)及域控制裝置等構(gòu)成,通過不同等級的控制裝置,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性,利于優(yōu)化通信質(zhì)量。

(五)融合通信系統(tǒng)

融合通信系統(tǒng)能將視頻會議、語音調(diào)度等各系統(tǒng)整合起來,支持在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下工作,實(shí)現(xiàn)全方位通信效率的強(qiáng)化。出現(xiàn)重特大災(zāi)害后,原本較為完善的通信設(shè)施基本上都處于停滯的狀態(tài),而為了支持在復(fù)雜環(huán)境中的正常通信,有關(guān)部門需全面構(gòu)建融合通信系統(tǒng),綜合利用各項(xiàng)可調(diào)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(zhǔn)確及時下達(dá)。為達(dá)到上述效果,融合通信系統(tǒng)盡可能應(yīng)用各類網(wǎng)絡(luò)手段如有線通信、衛(wèi)星通信等。按照對應(yīng)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況與技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行合理規(guī)劃,以免融合通信系統(tǒng)在使用期間被其他問題影響。為此,消防部門開展該系統(tǒng)建設(shè)時,主要借助各類消防專網(wǎng),確保通信路徑能適應(yīng)復(fù)雜多樣的災(zāi)害現(xiàn)場。

(六)移動視頻系統(tǒng)

發(fā)生重特大災(zāi)害時,可利用移動式視頻通信方式,保證救援過程中的穩(wěn)定通信。災(zāi)害現(xiàn)場與附近的通信設(shè)施可能會受到不同程度的損壞,導(dǎo)致現(xiàn)場通信癱瘓。面對此種情況,可運(yùn)用移動式視頻系統(tǒng),給救援現(xiàn)場創(chuàng)造通信條件,借助更加直觀的視頻通信既能有效了解災(zāi)情,對現(xiàn)場救援人員下達(dá)行動指令,又可結(jié)合現(xiàn)場狀況,及時改變救援方案,確保應(yīng)急救援的安全與效率。但是,使用移動式應(yīng)急系統(tǒng)對有線環(huán)境、無線視距傳輸?shù)纫灿幸欢ㄒ?。重特大?zāi)害現(xiàn)場存在地區(qū)差異,實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)程度有很大區(qū)別,導(dǎo)致該系統(tǒng)極易被諸多外部條件制約,使現(xiàn)實(shí)的建設(shè)成果無法達(dá)到通信標(biāo)準(zhǔn)。針對以上問題,消防部門應(yīng)在前期建設(shè)中主動運(yùn)用高新裝置與技術(shù)。例如,基于衛(wèi)星視頻系統(tǒng),添加IP手段,提高系統(tǒng)的可移動程度,為救援現(xiàn)場提供安全有效的通信保護(hù)。

(七)應(yīng)急通信指揮車

指揮系統(tǒng)是整個消防救援任務(wù)順利開展的關(guān)鍵。為了迅速應(yīng)對救援過程中的突發(fā)情況,要保證前方與后方的指揮中心了解到實(shí)時的災(zāi)情信息,并以此制定救援計劃,爭取利用最短的時間準(zhǔn)確傳達(dá)救援行動安排。為達(dá)到此目的,可借助應(yīng)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(wǎng)完成現(xiàn)場偵察以及災(zāi)情信息采集等功能,“扮演”著通信樞紐的角色,保障現(xiàn)場信息傳輸順暢。重特大災(zāi)害的救援中使用應(yīng)急通信指揮車,其自帶系統(tǒng)可以把從現(xiàn)場采集到的影像與其他形式的資料,實(shí)時傳送至固定指揮中心,后者在收到數(shù)據(jù)后,在掌握災(zāi)害現(xiàn)場形勢的前提下,快速確定應(yīng)急救援方案,及時抑制災(zāi)情的進(jìn)一步加重,確保救援行動的高效完善。另外,應(yīng)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(xiàn)場的信號條件并不好,也能盡量建立穩(wěn)定的通信的路徑,為現(xiàn)場救援做好通信支持。

五、結(jié)語

重特大的消防救災(zāi)任務(wù)中應(yīng)急通信具有不可忽視的實(shí)用價值,鑒于現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性,有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極利用各類專網(wǎng)及通信手段,保障應(yīng)急通信的落實(shí)效果,迅速推進(jìn)救援行動的開展。目前,各級消防部門都應(yīng)當(dāng)在增強(qiáng)隊(duì)員救援技能的同時,強(qiáng)化現(xiàn)場應(yīng)急通信的建設(shè),以確保救援行動的高效開展。

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作者:張以健 單位:湖南省長沙市消防救援支隊(duì)