特殊建筑的消防通信保障工作

摘要：本文针对特殊建筑内部的通信难点问题，分析了特殊建筑的通信现状，探讨了如何开展通信测试，并结合测试数据，详细阐述了如何为大型商业综合体、超高层建筑、地下工程、轨道交通和公路隧道等特殊建筑制定有效的通信保障方案。

关键词：特殊建筑；消防；通信；保障

随着国民经济的发展，城市建设也同步快速发展。大型商业综合体、超高层建筑、地下工程、轨道交通、公路隧道等特殊建筑越来越多。这些特殊建筑相较于普通建筑，具有高度更高、面积更大、长度更长、室内结构更复杂等特点，导致电波在内部传输困难，常规通信手段难以保障灭火救援行动的需要。

一、通信现状

目前，消防队伍在灭火救援行动中最常用的是集群对讲机和常规对讲机。集群对讲机有通信网络覆盖，多用作消防一级网使用，但在建筑内部，特别是一些大型建筑，除了通道入口和沿窗区域外，一般深入20米后就没有了信号覆盖。常规对讲机脱网点对点使用，具有更强的绕射能力，多用作消防二、三级网使用。在无遮挡的情况下，常规对讲机的通信半径一般为3公里左右，但在大型建筑或结构复杂的建筑内部，由于信号被墙体等阻挡，通信距离会大幅缩减。随着城市建设的发展，特殊建筑也越来越多。以重庆为例，截至2022年，大型商业综合体超过5万平方米的有140余个，其中包括62.5万平方米的来福士广场；超高层建筑720余幢，最高的嘉陵帆影达到了458米；地下工程超过4880处，轨道红岩村站的埋深为116米；隧道有700余座，其中方斗山隧道长度达到了15.2公里。经过测试，在上述这些特殊的建筑内，常规通信设备的通信盲区很多，严重影响了灭火救援行动。

二、通信测试情况

（一）测试对象

为了掌握重庆全市范围内特殊建筑（如大型商业综合体、超高层建筑、地下工程、轨道交通和公路隧道）的通信情况，分别选取了具有典型特点的50处大型商业综合体、50栋超高层建筑、30处地下工程、20处轨道交通站点以及10处公路隧道开展了通信测试。

（二）测试设备

350兆PDT（警用数字集群系统）集群对讲机2部、350兆常规对讲机3部、350兆语音自组網基站10台、图像自组网基站10台。

（三）测试方法及结果

1.350兆PDT集群网络覆盖测试

使用2部350兆PDT集群对讲机，其中1部置于建筑外部，另1部从出入口和窗户位置开始，沿着走道每前进5米进行一次测试，并记录所有测试数据。数据分析结果显示，350兆PDT集群网络在一般情况只能覆盖到建筑物的进出口和沿窗区域20米范围内。

2.350兆数字常规对讲测试

使用3部350兆数字常规对讲机进行脱网点对点测试，其中1部置于建筑外部，分别在建筑外部的东、南、西、北四个方向上选取3个测试点进行测试；另1部置于建筑内部的居中位置；最后1部在建筑内部进行移动测试，从进（出）口开始，沿着走道、楼梯间逐层进行测试，每前进20米与室外对讲机和置于建筑内部居中位置的对讲机分别进行测试，并记录测试情况；最后，统计分析并列出通信盲点区域。

根据测试数据的统计分析，可以得出以下结论：在大型商业综合体中，一般情况下，平街层、1层、2层、3层以上的沿窗区域（区域范围越往上越小）以及-1层的疏散通道附近区域能正常通信，其他区域无信号。超高层建筑的-2层、-1层、1-12层能正常通信，其他区域无信号。在地下环道，距离出（入）口400米范围内能正常通信，其他区域无信号。在轨道站点，地面以上部分和地下至第三级梯台区域能正常通信，其他区域无信号。在隧道中，入口至进入隧道内部3公里范围内能正常通信，超出此范围则无信号。

3.350兆语音自组网测试

根据350兆数字常规对讲机测试的结果，架设350兆语音自组网基站进行测试，以解决室内通信盲区的问题。测试步骤与350兆数字常规对讲测试相同，并记录测试数据。如果通信盲点仍然过多，将调整中继基站的数量和放置位置，然后再次进行测试。这个过程需要反复调整，直至网络覆盖建筑内绝大部分区域。在达到这个效果后，记录所需的中继基站的数量和放置位置。

4.图像自组网测试

图像自组网测试方法与350兆语音自组网测试相同，测试结果基本与350兆语音自组网测试结果相同。

三、通信保障行动指南

根据测试结果，通过对数据的统计分析，并结合大型商业综合体、超高层建筑、地下工程、轨道交通和公路隧道的实际情况，可以制定如下的通信保障行动指南。

（一）大型商业综合体

1.地上1至2层

不依托任何语音中继设备，350兆单频信号能覆盖平街层、1层和2层除防烟楼梯间外的绝大部分区域，可按照消防三级组网原则，直接使用350兆数字常规对讲机进行语音通信。

2.地上3层以上

仅依靠350兆单频信号无法全部覆盖，因此需要使用350兆语音自组网设备进行网络拓展。根据地上部分的楼层数，视情况在合适位置架设语音中继基站，并通过无线连接方式临时组网覆盖。设地上部分的楼层数为F，基站数量N=[（F-1）/2]+1（F≥3，得数取整数位）。基站架设位置：地面现场指挥部、2层、4层、……、F-1层（当F为奇数时）或F-2层（当F为偶数时）。除了部分防烟楼梯间外，地上楼层绝大部分区域都可以实现信号全覆盖。

3.地下部分

设地下部分楼层数为F，基站数量N=[（F-1）/2]+2（得数取整数位）。基站架设位置：地面现场指挥部、-1层、-3层、……-F（当F为奇数时）或-（F-1）层（当F为偶数时）的电梯前室。若地下部分单层面积小于1000m2，除了部分防烟楼梯间外，信号基本能够覆盖绝大部分区域；若地下部分单层面积大于等于1000m2，可在对应楼层内添加基站延伸网络覆盖区域。

（二）超高层建筑

1. 1至12层

不依托任何中继设备，除了少数防烟楼梯间外，350兆单频信号能覆盖1至12层所有区域，内部和外部人员可以直接使用350兆数字常规对讲机进行语音通信。

2.13层以上

仅依靠350兆单频信号无法全部覆盖，因此需要使用350兆语音自组网设备进行网络拓展。为了解决绝大多数超高层建筑的室内通信问题，通常需要使用3台语音自组网中继基站。若着火建筑附近有高层建筑，且建筑物之间无阻挡，可在邻近的高层建筑楼顶和中部（与现场指挥部同侧）各架设1台语音中继基站，同时另1台语音中继基站架设在现场指挥部。若着火建筑附近无高层建筑，则需在现场指挥部、12层和着火层下2层或3层靠外墙窗户处（与现场指挥部同侧）分别架设1台语音中继基站。通过以上两种方式，除了部分防烟楼梯间和电梯前室外，信号基本能够覆盖超高层建筑地上绝大部分区域。

3.地下部分

语音通信保障方案与大型商业综合体地下部分相同。

（三）地下工程

1.地下商业建筑

语音通信保障方案与大型商业综合体地下部分相同。

2.地下环道

在环道出（入）口进入400米范围内，350兆单频信号能实现有效覆盖，内部与外部人员可直接使用350兆数字常规对讲机进行语音通信。然而，超出400米范围的环道内圈，350兆单频信号无法覆盖，此时需要使用350兆语音自组网设备进行网络拓展。为了解决这一问题，可在环道外现场指挥部、环道出（入）口与环道内圈的6个交汇点各架设1台语音中继基站，通过无线连接方式临时组网，然后使用350兆数字常规对讲机进行语音通信。

3.与环道连接的地下车库

仅依靠350兆单频信号无法实现全覆盖，因此需要使用350兆语音自组网设备进行网络拓展。根据地下车库的楼层数，视情况在合适位置架设语音中继基站，并通过无线连接方式临时组网。设地下车库楼层数为F，中继台数量N=[（F-1）/2]+5。中继台架设位置：地面现场指挥部、-1层、-3层、……-F层（当F为基数时）或-（F-1）层（当F为偶数时）的电梯间前室、地下车库与环道交汇点以及相邻2个环道出（入）口与环道内圈交汇点。

（四）轨道交通

1.轨道交通地上部分

350兆PDT数字集群网和单频信号能有效覆盖轨道交通地面部分，可直接使用现有350兆PDT对讲机和数字常规对讲机进行语音通信。

2.轨道交通地下部分（站厅、站台和轨道区间）

对于已经覆盖350兆PDT数字集群网的轨道交通线路，可直接使用现有的350兆PDT对讲机进行语音通信。其余轨道交通线路可利用轨道交通已有固定通信设施或使用350兆语音自组网设备进行语音通信，其保障方式如下：①利用轨道交通固定通信设施组网。使用消防队伍常用的350兆单频差转设备，通过耦合器连接轨道交通800兆数字集群系统中的泄漏电缆和吸顶天线，从而实现350兆单频信号有效覆盖轨道交通地下部分，并使用350兆数字常规对讲机进行语音通信。②利用语音自组网设备临时组网。当轨道交通中的固定通信设施如泄漏电缆和吸顶天线因火灾无法使用时，可利用350兆语音自组网设备进行临时组网通信。在地面现场指挥部、各个轨道交通站地面出入口、第三级梯台处、站厅、站台和轨道区间等位置分别架设语音中继基站，可实现对该轨道站点地下部分的全覆盖。所需的中继台数量取决于轨道站点的埋深和规模。经过测试，目前重庆市埋深最深的红岩村站需要9台中继基站可实现全覆盖。

（五）公路隧道

1.隧道长度小于3公里

350兆单频信号能覆盖该范围内所有区域，按照消防三级组网原则，可以直接使用350兆数字常规对讲机进行语音通信。

2.隧道长度大于3公里

当超出3公里范围时，350兆单频信号无法有效覆盖，因此需要使用语音自组网设备进行网络拓展。根据隧道的长度，视情况在合適位置架设语音中继基站，并通过无线连接方式临时组网，实现网络覆盖。假设隧道长度为L，中继台数量N=L/3（L＞3公里，得数取整数）。中继台架设位置：距隧道入口（3公里、……、３N公里）。按照上述方案进行操作，即可实现信号全覆盖。

（六）特殊建筑内部大面积燃烧无法架设基站设备的情况

若建筑地面以上部分火势较大，内部无法架设基站设备时，可在邻近高层建筑楼顶或云梯消防车工作斗中架设350兆语音自组网中继基站，并通过无线连接方式进行临时组网通信。若建筑地下部分火势较大，内部无法架设通信设备时，应根据作战命令，视情况跟随攻坚组，在水枪的保护下进入内部，架设350兆语音自组网中继基站，并与地面现场指挥部中继基站建立无线连接以实现临时组网通信。

（七）图像保障

在特殊建筑室内，图像传输主要依靠5G公网进行。如果火灾导致电力瘫痪，室内无5G公网信号时，可以使用图像自组网设备进行临时组网通信，通过网络摄像机传输现场图像。图像自组网设备所需的数量和放置位置应与语音自组网设备方案相同。

四、建立和完善保障机制

总队结合多组测试数据进行分析研判，制定出各类特殊建筑的通信保障行动指南，并实时对支队、大队的通信保障工作进行检查和考核。在出警时，总队会统筹协调各级通信保障力量，确保圆满完成灾害事故现场的通信保障任务。各支队、大队针对辖区特殊建筑逐一开展通信测试，并结合总队制定的通信保障行动指南，为每处特殊建筑制定具体的通信保障方案。根据通信保障方案，各支队、大队对每处特殊建筑进行熟悉演练，并按战区开展合成演练。根据实战和演练的实际情况，及时对通信保障方案进行修正和完善。此外，各支队、大队还需加强对通信设备的日常检查和维护保养。在出警时，确保携带齐全的通信装备，并严格按照指令完成各项通信保障任务。

作者单位：罗晋斌 重庆市消防救援总队

参考文献

[1]丰国炳.应急指挥技术研究与应用[M].北京：河海大学出版社，2014：29-34.

罗晋斌（1975.03-），男，汉族，重庆北碚，本科，重庆市消防救援总队信息通信处高级专业技术职务，研究方向：消防通信。