高原寒区应急通信装备的应用与维护研究

摘要：随着我国信息技术和通信工程技术的发展我国许多地区已经实现了通信网络的全覆盖这为提高人们的生活质量打下了坚实的基础。然而在高原寒区由于气候复杂多变以及自然环境相对恶劣通信设备的稳定性会受到多种因素的影响因此其应用以及维护成为相关部门需要思考的重点问题。文章简单分析了高原、高寒地区目前的气候和环境特性并讨论了在高原和高寒地区如何对应急通信设备进行应用和维护以提高应急通信设备的稳定性和可靠性延长设备的使用寿命。

关键词：高原环境;应急通信;装备;维护

中图法分类号：TN915文献标识码：A

Application and maintenance of emergency communication equipment in plateau and cold regions

WANG Rui

（The 54th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Shijiazhuang 050081，China）

Abstract： In the plateau cold region， due to the complex and changeable climate and the relatively harsh natural environment， the stability of emergency communication equipment will be affected by various factors. Therefore， the use and maintenance of emergency communication equipment has become a problem that relevant departments need to consider. This paper analyzes the climate and environmental characteristics of the plateau cold region， and discusses how to use and maintain emergency communication equipment in the plateau cold region to improve the stability and reliability of emergency communication equipment and prolong its service life.

Key words： plateau environment， emergency communication， equipment， maintenance

近年來，随着通信网络技术的迅速发展，通信设备在各个行业中的地位日益突出，用户对通信设备的稳定运行十分重视，对其使用与维护也提出了更高的要求。在高原寒区，应急通信设备的有效使用和科学维护是确保出现突发事件时能够及时进行救援的关键。我国幅员辽阔、地势复杂，尤其是西南地区地势高、气候恶劣，在此环境下要确保应急通信设备的正常运行十分困难。因此，在高海拔地区如何正确使用和维护应急通信设备，直接关系到通信工作能否顺利进行，而研究应急通信装备在高原寒区的使用和维护显得尤为重要。

1  高原寒区的气候特征

高原寒区主要指高地、低气温的山岳地带。我国不同地区呈现出明显的地理地势差异，青藏高原、云南、内蒙古、甘肃等部分地区属于高原寒区，其突出特点是地质复杂、气候恶劣。在这些地区之中，又以青藏高原地区的高寒特征最为突出。本文以青藏地区为例，对其典型特点进行了归纳。

1.1  常年气温极低

青藏高原的冻结期很长，多数高寒地区也拥有这一特点，每年10月中旬开始结冰，持续到第二年4 月。一般来说，青藏高原的冬季温度维持在约-15℃以下，冬季平均气温在零下20～ 40℃，最低温度可达-45℃。同时，该区域的昼夜温差也很大，一般可达到约20℃，且在严寒的气候条件下会形成大量积雪，不利于道路通行，对交通造成很大阻碍，妨碍通信设备的正常运输。

1.2  气候干燥

由于青藏地区地势较高、空气较稀薄，因此太阳辐强，紫外线的威力也更大。青藏高原雨水稀少、气候干燥，经常出现风沙、冰雹、雨雪等灾害，沙尘暴的发生频率是其他地区的数倍。

2  高原寒区对应急通信装备的影响

2.1  材料

由于高原寒区气温低、紫外线强且昼夜温差大，因此应急通信装备的电气特性发生了变化，而应急通信设备的稳定性也会被这种恶劣的环境所影响。较强的紫外线辐射加速了塑料、橡胶等部件的老化，会导致材料的使用寿命急剧缩短[1 ]。在实际工作过程中，由于高原山区多为陡峭的山坡，地形复杂，加上冻土的存在，给应急通信光缆的铺设和维护带来了一定的困难。而在某些地区，由于山区地形的阻隔，通信线路难以铺设，维修工作也很困难，严重时可能会造成无法挽回的损失。

在高原寒区，夜间的信号电离层较低，会对应急通信装备造成很大的干扰，最终导致工作效率下降。加之山地地形的限制，信号的传输品质差，因此难以进行有效通信。此外，通信光缆因受热不均会产生热胀冷缩现象，使得光缆接头接触不良，从而影响信号的平稳传递，也会影响应急通信装备的维修。某些应急通信装备的金属零件长时间处于低温状态时，极易出现冷脆和破损。同时，应急通信装备内的气体浓度较低的情况下，内部流动性较差，不利于散热，低气压也会使应急通信装备内的空气流通速度变慢，从而影响其稳定性。此外，沙尘暴等严重自然灾害也会对应急通信装备造成一定的影响。

2.2  通信车辆

高原地区多为高山峻岭，含氧量低，因此容易造成通信车辆燃料燃烧不足，难以提高发动机的性能。在高原寒区，低气压会使车辆的各种液体的沸点下降，从而影响车辆的正常工作。而汽油的沸点降低会加大燃油的消耗，从而提高了通信车辆的使用成本。在冬季，部分地区的积雪很深而且道路湿滑，严重影响车辆的行驶。当车辆间距增大、车速大幅减慢时，行进的车队会被截断，工作效率大大降低。

应急通信车辆分为大型、中型和小型三种类型。大型车辆长度超过8 米，通信能力最强，但机动性较差。而中型车辆的长度为5.5～ 8米，其搭载的设备相对齐全，而且机动性比较强。小型车辆的长度小于5.5米，虽然比较短，但机动性最强，搭载的设备较少，通信能力也较弱。而且高原的严寒低温会增加车辆的故障率，与平原相比，通信车辆在高原寒区损坏时，维修和运输会受到地形的影响。

2.3  通信光纤

光纤涂层和套塑材料的线膨胀系数比石英涂层材料大三个数量级，当温度上升时，涂布于纤维芯部的塑料膜就会发生膨胀，纤维的拉力逐渐增大，从而造成应力损耗。高原的昼夜温差非常大，因此光纤电缆内外的热量分布很不均匀。在白天，强紫外光能使纤维快速氧化以及硬化，缩短使用寿命。此外，风沙大导致接线盒难以加固、振动大，也会使得接口处出现材料磨损现象，缩短器械使用寿命。在夜晚，随着温度逐渐降低以及光纤外壳材料的纵向压缩，光纤内部逐渐受到挤压，当光纤变形以后，一部分光信号被发射到光纤中，导致光纤损耗增加，影响了光纤的性能，使光纤的使用寿命大为缩短。

2.4  通信电源

温度是影响通信电源工作效率的重要因素，在通信设备中，蓄电池稳定工作是保障通信系统安全的一个重要因素。特别是在寒冷的高原地区，通信设备处于极端恶劣的环境下，一旦失灵，维修难度会成倍增加。在较长时间的低温下，电池性能、电解质黏度、电导率均会下降，造成放电和充电提前终止，导致故障率提升，极大缩短电源的使用寿命。一些机房未安装加热器和未采用隔热措施，温度会低于0℃，甚至出现零下10℃的极低温度，长时间的低温环境会造成蓄电池电荷不足，在降低电池的有效容量的同时，也会影响气体吸收能力，从而导致电池失效。

另外，在高原寒区还有很多利用太阳能发电的电池装置，多数通信站都选择使用这种电池装置。高原寒区的冬天很长，积雪厚且光照不足，电池往往难以很好地完成充电操作。如果恶劣天气持续时间较长，甚至会导致电池过度放电。而过度放电也会对电池造成较大的损耗，这大大增加了高原寒区应急通信工程建设的经济成本。

3  高原寒区的设备使用及维护

3.1  低温

在高原寒区，年平均气温低于0℃，冬季气温为-20～-40℃，昼夜温差很大，对设备运行的稳定性会产生很大的影响。在高原寒区，应急通信设备的使用和维护的关键在于隔热和防冻，因此需要用到隔热材料以及防冻剂，抑或是将通信设备运输到室内等温度较高的区域，并涂上防冻剂或防冻液。如果蓄电池未在最佳温度下工作，應及时调整蓄电池的充电电压，以确保电池的正常使用。

高原寒区的气温低于内陆地区，考虑到低温环境对通信设备的影响，应采取冷防护措施，以减小外部温度变化对设备的直接影响。而且还需要提高设备的耐寒性，确保应急工作的有效完成。应选择符合高原寒区的环境特点的光缆，缆芯采用松套结构，是为了防止冷收缩，护套结构需采用塑钢复合胶带，防止因为温度造成的护套的老化。除此以外，恶劣天气还会对应急通信设备造成一定的影响，因此要尽量避免在暴风雪中使用相关设备，以提高设备的使用寿命。为了保证通信车辆的运行，相关人员要对热平衡技术进行研究，以更好地对液压系统进行冷却[2]。

3.2  恶劣天气及复杂地形

在高原寒区，由于气候长年恶劣，经常发生沙尘暴、冰雹、雷电、强风等灾害，所以更应加强防范。沙尘暴等自然灾害频发会对汽车行驶造成危害，为了减小危害发生的概率，必须在交通工具上加装专用的空气过滤器。而且在高原地区由于静电等因素，会频繁地出现接触不良、线路破损等情况。所以，必须保证各装置的接地线可靠、稳固，而且需要有很好的导电性能。在设备较多的地方可以安装质量较好的公共接地线，以保证设备运行的稳定性，保证人员和设备的安全。此外，由于应急卫星天线对气候有严格要求，在大风和冰雹天气中，容易造成通信不稳定的情况，所以在安装天线以前，为了防止强风突然袭击通信设备，需要选择防风场所运行设备，并注意预防雪、冰、洪水等灾害的发生。在雷电频繁出现的地区，应定期做好防护工作，并且及时排查，确保设备的安全。

针对某通信车辆在高原可靠性测试中出现的天线罩脱落问题，其主要原因是长途颠簸，后续可以通过提高卡口强度等措施解决该问题。而由于振动引起的其他品质问题，今后将采取技术改进和工艺优化，以提高其在高原环境中的适应能力。在通信设备的管理和维修中，要主动收集故障信息，并进行故障定位，采取相应的措施不断改善通信设备的运行状况，提高环境适应能力，保证通信系统的可靠性。

3.3  低压

需充分考虑低压对通信设备的影响，尤其是氧气稀薄环境下设备的状况，低气压会造成柴油机的燃料消耗增加，使引擎速度下降。为了保证通信车辆在高原寒冷环境下的性能，保证其动力输出效能等指标能够与平原地区一致，可以在低含氧量环境下，调节柴油发电机的油气比，或直接拆下空气过滤器，以确保其正常运行。而且缺氧对供电系统有很大影响，因此需要在运输车辆上使用电力恢复式增益技术，所以在购置通信设备时，要注意降额系数，并要留意设备的正常工作海拔。

4  高原寒区应急通信装备的应用及维护对策

由于高原寒区特殊的地理和气候环境，通信设备的组件在高原寒区会更加敏感和脆弱。结合高原地区的地形地貌和气候特点，低温、低压对通信设备、通信车辆、供电设备等影响较大。因此，在高原寒区，装备维修人员要根据当地的实际条件和设备条件，对其进行合理维修和利用。

4.1  通信电源维护

在高海拔地区，供电品质普遍较差，有时出现较大的电压波动，停电的概率比较大，如果220V 的主电源偏差超过15%，则无法保障电力品质，通信设备的正常运行将会受到直接影响[3]。因此，采取高品质调压器、高性能 UPS 供电等应急通信设施，是应急通信稳定运行的最佳选择。它能提高通信设备的使用寿命，也能保障应急通信设备的正常运行。根据高原地区的具体条件，相关部门可对平台的供电、运行、维护等进行定期检测，同时应使用高性能的新型调压器，以方便后续维护。在使用应急通信电源前，必须进行预热，增大压力保证正常供电。如果在不使用电源的情况下，必须对电池进行放电，并定期监控其运行状况，及时发现异常情况，并及时进行处理。在某些地区，全年采用交流供电，需要定期对蓄电池进行人为充放电，以便活化有效成分，延长电池使用寿命。

4.2  应急通信设施维护

在高原寒冷地区，由于强烈的紫外线辐射会造成通信设备损坏，因此施工人员应定期排查装备的具体情况，及时发现故障，并及时进行更换，防止因疏忽造成突发事件。由于气候特殊，温度较低，应注意通信材料的耐寒程度，以避免出现冷脆等情况，从而影响设备的正常工作。此外。高原寒区多陡峭山脉，地形地势崎岖不平且积雪较深，对通信車辆的性能发挥会产生极大影响，低温和低压环境也可能提高燃油消耗量，因此工作人员必须定期维护和管理柴油发动机，并有效使用热平衡技术来优化加热系统，降低燃油冷却概率，提升燃油的燃烧效率。

5  结语

高原特殊的地理位置和恶劣的气候条件对设备的工作状态产生不利影响，通信设备的使用寿命大大缩短。因此，通信工程师应结合实际情况分析现场环境对通信设备的具体影响，为应急通信设备的稳定、可靠运行提供保障，延长其使用寿命。此外，通信工程师应结合低温、低压等实际条件，严格遵循有关技术规范，切实保障高原寒区应急通信设备的使用性能。

参考文献：

[1] 王宜婷，李其祥，胡宝红.探索高原寒区应急通信装备的使用与维护[J].中国设备工程，2021（5）：78?79.

[2]张一品，向阳，张弛.高原和高寒环境对通信装备的影响分析[J].无线互联科技，2015（3）：3?4.

[3]怀向芳.高寒环境对通信器件的影响与防护措施分析[J].学术论坛，2018（7）：11? 12+15.

作者简介：

王锐（1984—） ，本科，工程师，研究方向：通信工程。