浅谈消防应急通信现状及发展方向

尹黎 何富伟

四川省宜宾市消防救援支队 四川 宜宾 644000

引言

消防部队改革转隶后，作为“国家队、主力军”，为适应“全灾种、大应急”需要，消防救援队伍承担了包括地震地质灾害救援、森林草原火灾扑救等一系列重大灾害救援行动。同时，在当前和今后一段时期，全国发生各类灾害事故，尤其是特别重大灾害事故的应急通信保障任务也交由消防救援队伍承担。应急通信保障工作顺畅与否直接关乎防范化解重大安全风险、科学处置重大灾害事故成败，提升应急通信能力建设成为当前重点研究的一大课题。

1 宜宾消防应急通信现状

转隶以来，宜宾市消防救援队伍立足“全灾种、大应急”救援任务，以第一时间“组成网、随人走，不中断、联得上，听得见、看得清，能传图、能分析”为目标，全力加强应急通信队伍和器材装备建设，形成了“全天候、全地域、全时段”保障的应用新格局。目前，宜宾市消防救援队伍共建成应急通信保障队1支、保障分队16支，配备动中通通信指挥车2台、通信快反车17台，卫星便携站14套（其中超轻型卫星便携站8套）、自组网设备2套、卫星电话232部、无人机29架、北斗有源终端10部、单兵图传设备71套、超短波电台445部、短波电台3部、公网对讲机132部等一大批应急通信设备。

但通过实战运用发现，当前消防应急通信仍然存在诸多短板。一是覆盖面积较小。随着经济快速发展和工业化水平不断提升，高层、地下建筑越来越多，消防通信盲区、断点不断增多。部分农村地区植被茂密，城乡结合部发展迅速，乡村地貌越来越复杂，应急通信基站建设滞后，导致通信覆盖率较低。二是手段相对单一。受困于应急通信体制机制、标准制式、经费投入等多种因素，基层消防队伍火场应急语音通信仍然以模拟单频为主，存在覆盖范围小、抗干扰能力差、频率资源有限等瓶颈问题，尤其是，随着公安模拟基站的逐步撤销，在一定程度上影响了火场一线应急通信。三是干扰影响较大。救援现场通常处于高温、浓烟，这种情况下电子信号会受到极大的干扰，使传统的消防通信系统在使用过程中不能保持畅通。特别是遇到雷雨天气时，由于雷电干扰，消防通信系统容易出现故障，导致接收不到相关的报警或听不清信息[1]。

2 消防应急通信常用手段

2.1 公网通信

依托手机网络、公网对讲机和移动单兵图传等公网通信的高容量、高质量、高速率和资费低等优势，公网通信设备已作为消防应急救援的主要通信手段。公网对讲机是将语音信号通过手机网络信号的数据通道进行传输，实现对讲通话的一种技术。具备成本低廉、建设工程周期短、适用性好、扩展性好、使用方便等优势特点。移动单兵图传设备，凭借无线性、移动性、便携性、高清晰、双向性等诸多优势，广泛应用于救援现场侦查、图像采集、应急指挥等，为前、后方提供清晰、连贯的高清视频图像，实现消防救援局、总队、支队、消防站和救援一线的现场互通互联，为应急处理突发事件和远程指挥调度提供了有力保障。

2.2 卫星通信

卫星通信是一种特殊的微波通信，利用卫星中继站转发无线电信号，实现多个地球站之间的通信。消防救援队伍将卫星通信广泛应用于公网瘫痪、地形复杂、道路受阻等恶劣条件下的应急救援通信保障工作。除了使用卫星移动业务的手持式卫星电话终端以外，消防救援队伍还装备有便携式卫星站。特别是近年来，随着技术的成熟，便携式卫星站向集成化、轻型化转变，重量可以减少至7.5kg，单人在短时间内即可完成操作。同时，各地消防救援队伍还配备了Ku频段静中通、动中通等大中型车载卫星通信系统，满足灾害现场通信需求。

2.3 短波通信

由于短波是唯一不受地面网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段，具有极高的抗毁能力和自主通信能力，因此一般都将其视作应急通信保障的重要手段，消防救援队伍短波通信主要用于大区域、大规模灾害救援，解决后方指挥中心、前方指挥部和救援一线之间的应急通信联络问题。消防救援队伍的所有车载式和单兵背负式短波电台都在同一个大网中，网内每部电台同一设定唯一的6位数字ID码，实现全网通呼、总队子网通呼或任一电台的选择呼叫。

2.4 集群通信

集群通信系统主要由基站、移动台、调度台和控制中心组成，随着数字技术的发展，集群通信系统已逐渐发展成为数字集群通信系统。当前，消防救援队伍基本上都是依托公安建设的350M窄带通信网资源，加入了公安PDT集群通信系统。PDT技术标准设计先进、功能丰富，非常适于应急响应时跨区域调度支援的任务场景。PDT为中国自主知识产权的技术标准，且产品核心技术和设计、生产都不依赖于外国企业，安全可靠。公安部门通过多年的发展，目前已形成全国范围的规模效应，消防救援队伍搭车借力，共建共用，起点高、经费投入少，使用效果好。

3 未来消防应急通信发展方向

一方面，应急救援现场地理环境日趋复杂，高层建筑、地下空间建筑日益成为灭火救援的难点和重点，新时期消防工作对通信保障能力提出了更高的要求；另一方面，随着通信技术的长足发展，消防应急通信将不仅使用语音无线通信保持指令沟通，还将广泛通过无线图传设备将应急救援画面、灾害现场情况回传后方，为指挥决策提供依据。建立高效、稳定、便捷的无线语音图传系统，将是以后的消防应急通信发展方向。而语音通信、无线图传技术融合的前提是网络融合。融合部署在4/5G互联网、4/5G-VPN、MESH、LTE、城域网等宽带网络上的视频系统，卫星网、370M、短波、甚高频等窄带网络上的音频系统，将是主流技术支撑。

3.1 宽窄融合，公专结合

专网与公网，曾经是两条平行线。专网因其超低延迟语音呼叫、网络优先级、安全性等特点，被广泛应用。网络的宽带化、可视化、智能化已经成为专网的发展趋势。从语音调度、短数据传输的窄带时代快速发展为图像传输、视频传输及数据库访问的宽带时代。加快宽窄融合、专网公网融合标准制定和1.4GHz 频段的宽带数字集群专网建设已成为专网行业的共识。随着云计算、大数据的应用，通过宽窄融合、公网专网融合以及5G的推进，无线专网在保证安全性的情况下，各专网间将打破信息孤岛与外部连接，将成为物联网的重要组成部分，成为万物互联的重要一环。

3.2 高通量卫星，通联天地

消防救援部门租用的是亚洲9号卫星资源，亚洲9号卫星位于东经105.5度，全国各地区站点工作仰角较高，易于避开周围的山体、建筑物、树木等对信号的遮挡，有效避免了业务中断。目前，消防救援局已完成卫星网管系统升级，带宽从31兆升级为54兆，全国各地接入动中通、静中通、便携式卫星站数量近1000个。随着救援新形势，下步卫星通信将得到进一步升级和发展，各地将加大移动卫星站、便携式卫星站、背负式便携站等卫星通信设备的配备和使用，提升应对各类重特大灾害的应急通信保障能力。

3.3 5G物联，高效感知

消防感知网络基于智能传感、射频识别、视频图像、移动互联网等感知技术，依托指挥信息网、公共通信网和低功耗广域网，面向在线动态监测预警和智能分析等应用需求，构建广域覆盖、灵敏真实、自动精准的源头感知数据采集体系，推动形成“物视人事”的智能模式，为消防大数据分析应用打牢“强数据”基础。

3.4 无人机应用

当前，消防救援方面，主要是将无人机应用于火情侦察，记录救援过程和火场监控等工作，在一定程度上提高了救援效率，减少人员伤亡。随着我国科学技术发展水平的不断提高，无人机技术的发展水平也上升到了一个新的高度，在现在以及未来无人在消防救援中的应用方向已经凸显。未来，无人机自动巡检机场、无人机挂载水带进行高层灭火、无人机挂载气体检测、无人挂载MESH进行高空大范围自组网覆盖、无人机抛投救援物资等基于无人机应用会逐步在未来消防救援中得到应用。

3.5 多网多系统融合，高效指挥

按照“多网融合、综合多种通信手段”的发展思路，在充分整合现有通信装备的基础上，将公网与专网相结合、移动网与固定网相结合、空中网与地面网相结合、数据网与物联网相结合，通过网络通信协议层的充分融合，打造一个全方位、多层次的全场景灾害现场立体通信保障体系。如图1所示。

图1 空天地一体化应急通信系统组网拓扑图

多网融合通信系统采用“公专互补、宽窄融合、固移结合”的多维组网形态，充分利用4G公网、LTE宽带专网、PDT窄带专网、Mesh自组网、Ka/Ku卫星等多种技术手段，将指挥网、4G/5G、政务网、互联网、卫星网、无线网等多网资源融合接入，以及语音系统、监控系统、会议系统、指挥系统、GIS系统、辅助决策系统等业务系统有机融合，可解决不同应用场景下语音、图像、视频、数据的高速传输，为应急响应中的救援队伍、联动部门、社会公众救援与协作提供应急通信服务，确保协同救援和日常训练中全地域、全过程、全天候的通信保障。

4 结束语

通过优化应急通信装备配备结构和布局，配齐关键通信装备，大幅提升应急通信装备智能化、轻型化、集成化、模块化程度，以及通信网络的承载能力、抗毁能力，通过快速灵活机动部署、战时网络智能切换、通信组网弹性延展等方式，实现智能化全感知、可视化全融合和无缝遂行指挥，从而全面提升“全天候、全地域、全灾种”应急通信保障能力。