极端灾害事故的消防应急通信技术分析

刘亚东

（茂名市消防救援支队，广东 茂名 525000）

1 极端灾害消防应急通信现状

现代科学技术发展迅速，消防应急通信技术也随之得到了发展，消防应急通信技术能够增强在极端灾害中的通信能力，提升信息传递的效率，将灾害带来的损失降低到最低限度。

当前在消防实践中应急通信技术依然存在一些不足，通信技术网络畅通性不足，信息传递有延时，因此正常的通信交流就会受到影响，还会延缓正常救援的进程。此外在当前消防应急通信的常用网络中，从整体来看，消防无线通信分为三个等级，一级网为管区覆盖网，通常为集群网，此种通信网络的覆盖率达到了80%，在消防工作和日常应急通信中扮演着重要的角色；二级网为火场指挥网，通信频率通常为350MHz，通常由指挥员之间的手持台和车载台构成，以保障现场指挥部与各指挥员之间的信息畅通，尤其在极端灾害事故发生时，发挥着至关重要的作用，当与其他联动单位协同开展救援时，协同通信也能在这一网络中实现；三级网为灭火战斗网，和二级网的通信频率相差无几，主要由同一消防中队或救援小组内部人员之间的手持台构成，在极端灾害事故发生时候，能保障各消防救援人员之间、队伍内部之间保持高效的通信畅通和联络[1]。

尽管无线通信网络在极端灾害事故中发挥着关键作用，但是由于每个地区的消防部门技术体系不一致，相关的装备配备水平也不尽相同，因此有时正常的通信网络并不能得到充足的保证，整合成全国统一的网络通信仍然需要很长的路要走。

2 极端灾害消防通道应急通信技术盘点

当前，在极端灾害发生时，开展救援工作常常使用的通信技术包含以下几种：一是消防无线通信技术，这种通信网主要由三级组网构成，从一级到三级，权限功能逐渐降低。每一组网对应不同技术，一级组网主要保障城市各消防管区和消防指挥中心的通信畅通，消防指挥中心是信息通信中枢，主要负责向下级各消防管区传递通信信息，并指挥整体的消防救援工作，二级组网比一级组网的职能权限稍低一些，主要保障现场指挥部与各指挥员之间的信息畅通；三级组网主要保障战斗员和指挥员之间的信息交流。二是短波通信技术，这是一种远程通信手段，不但不会受到灾害事故直接影响，而且不会受到网络枢纽等的限制，此外其还具有成本低，使用便捷的优点，在远距离应急通信中应用广泛。三是卫星通信技术，与前两种技术相比，卫星通信有较大的优势，不但能够实现远距离运输，而且线路稳定，有着较大的通信容量、灵活高效。当线路断开时，运用此种技术能够使通信恢复正常，并保障救援工作能够如期开展[2]。

3 极端灾害事故的消防应急通信技术分析

3.1 无线同频同播系统

目前，在消防无线通信中建立无线同频同播网前景较为广阔，同频同播网在一个地域内建立多个同频中转台，使无线通信网的范围得到拓展，并保障网络覆盖区通信的畅通与可靠。如图1所示为无线同频同播系统的结构图。当移动台A发射呼叫信息时，同播站1和2同时收到此信号，系统将分别对其进行信号处理，并自动选择劣质信号及优质信号，并确定主发同播站，在同播主站接收到的信号传送到同播中心后，同播中心处理该信号后将其发向各个同播站，最后同播站对其进行处理，实现同播。

图1 无线同频同播系统的结构图

在消防应急通信应用中，为了实现全方位辐射与覆盖，应开展多基站同播，移动台所处位置也许会受到多方的阻滞，也包括来自不同方向的基站射入信号，在此种情形下，移动台也能得到较好的通信效果。因此该系统能够最大化实现消防通信全覆盖[3]。

3.2 VSAT卫星通信系统

VSAT为小口径终端，由于其天线口径小，具有较为低廉的成本，而且其组网灵活，能够形成综合性的联合通信网和独立通信网。而且VSAT通信网的构成成分为卫星转发器、主站和VAST小站，小站和主站通过卫星转发器形成星状的网络拓扑结构，主站的功率较大而且运用了大口径天线，小站的小天线功率较小，而且口径也较小，在这种情形下小站和主站能够依靠卫星转发器互联互通。

3.3 卫星通信应急模式和无线传感器网络

无线传感器网络是一种自发组织形成的无线网络，通过该网络能够敏捷地感知、收集和处理网络涵盖区域内感知对象的相关信息，并将其发给观测者。

近年来传感器网络得到了飞速发展，其能够实现灵活组网、远距离传送数据等功能，而且价格比较低廉，受到了广泛的欢迎。尤其是这种网络能够对人类难以到达的地区进行通信与远程监测，当极端自然灾害发生时，能够进行应急通信；当地震等自然灾难发生时，可以运用无线传感器实时监测重灾区域并保障通信，同时为了利用好其具有的相关优势，应当将其与卫星通信相融合，建立一套天地融合的卫星传感器网络，使其发挥实际价值。

在卫星传感器网络中，无线传感器的主要职能是大面积传输检测到的网络数据，使外界第一时间掌握和了解灾区信息。因此首先应当选好节点，传感器节点将数据传送到地面站，然后通过远处的检测主机和卫星实现通信，使外界能接收到来自灾区的信息。将卫星通信与无线传感器有效结合，能够发挥出巨大的优势，不但能克服卫星通信地面站少的缺陷，还能够利用传感器网络的成本低、灵活性强等优势，能够深入灾区监控灾区的实际情况，并将灾区不同地理区域之间实现信息交流。

3.4 卫星通信与Ad Hoc网络的应急通信模式分析

Ad Hoc网络是一种移动网络，由移动主机组成节点网络，任何的两个移动主机都能在通信网络辐射的区域内实现通信交流。除此之外，移动主机还具有路由器职能，如果两个距离比较远的主机需要进行通信，可以依据移动主机的路由职能开始选路，从而有效发送远程的数据。

一般来说，对于Ad Hoc网络来说一般具有以下几个方面的特征：独立性网络、自组织或无中心网络、移动高速条件下的快速组网等，因此Ad Hoc也适应于极端灾害下的消防通信应急救援，当发生极端灾害时，如果有限通信设施破坏严重且不能正常使用，应当通过Ad Hoc建立应急通信网来进行通信使得救援质量得到提升，此外，这种网络还适用于不发达或偏远地区的通信。

由于卫星通信系统覆盖面积较广，因此将其运用在消防救援通信中有较强的优势，但是另一方面，当前的卫星通信系统主要传输低速语音和数据，且主要面对单个移动用户使用，使用的范围相对有限，不能覆盖大量的用户。移动Ad Hoc网络是一种拥有很多节点的自组织网，虽然组网质量较高，但其受到外界因素影响较大，用户量和通信覆盖面积也相对有限，将卫星通信与Ad Hoc相结合，能够利用卫星通信的优势来拓展Ad Hoc的通信覆盖范围，同时也能够利用Ad Hoc网路的敏捷性特点来提升整体网络的灵活性。

3.5 完善极端灾害事故消防通信技术的措施

3.5.1 建立重大灾害专用网络

极端灾害事故的毁灭性强，其影响的空间范围较广，而且一旦发生处置的难度比较大，需要经过长时间的修复才能恢复正常。因此运用消防通信技术开展救援行动时首先应当建立专门的消防工作体系，并依靠专业性的通信网络使救援工作更加便捷顺利；与此同时在操作中应考虑到极端灾害的特殊情况，构建各区域消防部门的卫星车载站，当发生极端灾害时能够迅速反应做出处理，为消防救援队提供精准的通信信息；最后还应提升其动态指挥能力，使得救援工作能够顺利完成。

3.5.2 建立统一的全国卫星通信网络

当前极端灾害发生频繁，这就给消防应急通信工作带来了一定的困难，如频频出现通信拥挤问题，因此建立全国统一的卫星通信网络恰逢其时，十分有必要。当发生危急情况时，只需通过卫星通信网就能够将全国的消防部门紧密地连接起来并提升其沟通协作效率，使远程控制与灾害现场实现同步协调，不但能够提升危机处理能力，还能够提升整体协同作战水平。在实践中要使各个消防部门的通信机制实现统一协调，卫星电话应在其中发挥重要作用，应使卫星电话成为消防工作的一种常用通信设备，不但能保证通信稳定可靠，还能够实现远距离通信，在现场消防救援网、指挥网和城市消防覆盖网中，综合运用卫星电话，将这三个网络有效连接，提升整体的工作效率，并在相互沟通与交流中处理好极端灾害事故。

3.5.3 增加消防短波通信网络

在消防应急通信中，短波通信网络至关重要，能够提升近距离通信的质量，尤其在极端灾害现场，短波通信网络更是不可或缺。短波通信优势明显，不但组成设备简便，而且有较强的抗干扰能力，有较大的通信容量，这就为现场救援提供了便利，使得消防队员能够团结合作，共同完成救援任务，使得整体战斗力和凝聚力增强，使得救援工作圆满完成。在具体的实践中，还应提升短波通信的使用频率，切实解决一些现实问题，如通信延迟等，为救援工作提供一个良好的信息交流通道，此外还应注意外界天气对短波通信的干扰，最大限度地降低天气原因对短波通信带来的影响；最后应切实提升操作人员的综合素质，使之拥有较强的工作技能，可以在应急救援过程中为指挥部与消防救援人员之间提供一个通信通道。

3.5.4 建设移动消防指挥站

一旦极端灾害事故发生，灾害现场就会产生很多的不确定性，如果此时出现指挥命令传达失误、救援措施不能及时落实到位等情况，不仅延误正常的救援进程，还会发生严重的后果。因此为了避免上述情况的发生，应当及时建立移动消防指挥站，进一步提升指挥能力，将灾害带来的破坏性降到最低，在建设移动消防指挥站的过程中，应当依靠车载系统，使得消防救援通信的过程，如通信组网能力、获取情报、调度指挥等实现移动化操作，并紧密配合移动消防指挥站高质量高效率完成救援工作，使救援通信工作更加精确高效。通过建设移动消防指挥站，不但能够提升消防应急通信质量,还能够保障救援工作高质量完成，在具体执行时，应当使各级消防系统都能重建移动消防指挥站，只有这样才能使上级消防指令有效地传达到下级部门，下级部门也能够及时获取，使得警令畅通，使整个消防部门在紧密协作中完成灾害救援工作，维护消防安全。此外还应将无人机技术应用在消防救援应急通信技术中，无人机能够起到侦查和精准定位的作用，无人机操作灵敏，容易起降，在很多领域应用广泛，将其应用于极端灾害事故救援中，能够提升救援效率。当极端灾害事故发生时，尤其是长航时、多用途的无人机能够发挥其优良性能，能够到达任何灾害多发区去探索信息，为救援做充分准备。

4 结束语

极端灾害事故一旦发生将会带来灾难性后果，因此应当建立便捷高效的消防应急通道。在消防应急救援中，应急通信技术扮演着重要的角色，消防应急通信技术能够提升整个消防救援中的通信能力，从而提升救援质量，将灾害带来的损失降到最低。本文首先阐述了极端灾害消防应急通信现状，接着盘点了常见的消防应急通信技术，最后对消防应急通信技术进行了精确的分析，并提出了一些完善消防应急通信技术的措施，不断提升极端灾害事故中的消防应急通信能力，希望能带来一些现实中的帮助。■