消防應急救援中通信系統的建設

1、消防應急救援中通信系統的建設張源中國人民武裝警察部隊學院研究生二隊，河北廊坊065000摘要：本文通過分析大型災害事故中消防通信的特點、任務及現狀，結合衛(wèi)星通信技術發(fā)展應用狀況及消防部隊現有裝備情況，對消防應急救援中通信系統的建設進行了研究。關鍵詞：消防應急救援 通信體系衛(wèi)星通信近幾年，我國各種自然災害及事故頻繁發(fā)生，2008年初南方爆發(fā)了冰凍雨雪災害，同 年又發(fā)生了“512”汶川特大地震，2010年7月27日，大連新港油庫發(fā)生爆炸，8月7 日，特大泥石流襲擊甘肅舟曲。這些突發(fā)事件和事故造成了巨大的生命和財產損失，嚴重威 脅著全社會的穩(wěn)定與發(fā)展。消防部隊擔負著滅火和搶險救援任務，為了能更好的履

2、行職責， 應完善應急救援體系建設，而其中通信系統的建設起著至關重要的作用。2010年9月8日， 公安部消防局在湖南省長沙市召開了公安消防部隊衛(wèi)星通信系統建設暨應急通信保障現場 會，總結推廣湖南總隊衛(wèi)星通信系統建設試點工作成果。加強應急救援體系中通信系統的建 設已成為消防部隊迫在眉睫的重大任務。本文就以建立以衛(wèi)星通信系統為主的應急通信系統 就行了探討。1大型災害事故現場消防通信的特點和任務大型災害事故現場的搶險救援一般要跨地區(qū)調集消防力量。其主要特點表現為：（1） 發(fā)生突然，災情復雜，處置難度大；（2）參戰(zhàn)力量多，指揮協調難；（3）災害現場信息量 大，原有通信設施破壞嚴重，信息上傳下達難。1.1

3、大型災害事故現場消防通信的特點1.1.1需要應急通信的時間和地點具有不確定性大多數緊急事件都是突發(fā)的，時間和地點不可預知，或者只可在有限時間內預知但是來 不及做好準備。1.1.2常規(guī)公眾通信網絡本身受緊急事件破壞的程度具有不確定性在破壞性強的緊急事件發(fā)生的情況下，例如颶風、地震，公共通信網絡設施可能受到損 壞而使公眾通信網絡陷入癱瘓。而另外一些緊急事件雖然也很嚴重，但對于通信網絡沒有影 響，例如瘟疫等。1.1.3應急通信的容量需求的不均衡及不可預測性緊急事件發(fā)生期間，局部出現的大通信流量會造成網絡擁塞。同時，通信流向往往是匯 聚式的，大量的通信流會指向幾個有限的地點，比如119. 120報警中

4、心，更加重了通信的 擁塞。這個容量的需求發(fā)生是隨機的，規(guī)模很難預測。1.1.4對通信能力的需求的不確定的性在一些地區(qū)，可能平時只有語音通信的需求，但是在緊急事件發(fā)生期間，可能就有圖像、 視頻通信的特殊需求11.2大型災害事故現場消防通信的任務在發(fā)生大型災害事故后，救援人員需要利用各類通信手段通報險情和指揮救援。在災害 現場，如果通信不暢，勢必會大大延緩救援進度，造成嚴重后果。因此，建立快速響應、全 面高效的應急通信系統已經成為降低災害損失的決定性因素，這也是消防應急通信的主要任 務。1大型災害事故現場指揮決策及信息傳遞對通信指揮系統有如下要求：（1）保證救援現 場各級指戰(zhàn)員之間的通信暢通；（2

5、）保證現場具備有線、無線組網功能，具有GPS定位和 計算機輔助信息決策能力，并能保障現場廣播和照明；（3）保證與指揮中心進行數據雙向 通訊，傳遞音頻視頻；（4）實現人員、技術裝備等資源信息共享，有效形成地域性抗御災 害的整體合力；（5）保證隨時調出并共享重大危險源搶險救援預案，對危險源性質、特點、 處置對策，周圍環(huán)境等信息快速采集，為決策提供依據。2大型災害事故現場通信的現狀2.1線路擁擠，堵塞嚴重在災害事故現場，由于話務流向和流量短時間內集中增多，持續(xù)大量的呼叫涌入和突發(fā) 的巨大話務量超過了交換設備的設計極限值，會造成電話內部打不出，外部打不進。GSM、 CDMA等移動網絡因基站、天線、光纜

6、等設備甚至機房直接被損壞而中斷?；ヂ摼W服務也出 現網速變慢現象。2.2線路破壞，通信中斷地震、泥石流等地質災害災區(qū)大面積斷網的一個重要原因是，公眾通信網絡在傳輸過程 中大量使用光纜等有線傳輸，發(fā)生這類地質災害時，光纜等有線傳輸手段很容易被損壞而且 搶修難度很大。不論是架空光纜、地埋光纜還是水底光纜，在地震、颶風、滑坡等地質災 害面前都異常脆弱。當強震襲來之時，這些地區(qū)可能會成為通信盲區(qū)。2.3電力中斷，基站癱瘓這也是引起通信中斷的主要原因。通信中斷，有一部分原因是通信機房基站斷電而引起。 雖然一般基站都會有備用的電池系統，但電池僅能維持幾個小時?，F階段，消防部隊在災害事故現場的指揮主要依靠35

7、0M無線通訊系統。該系統一般只 能進行語音通信，并存在通信半徑小、頻點資源少、有通信死角、易受環(huán)境干擾等弊端。在 極端情況下，基站不能正常工作時，較易出現通信盲點、通信障礙甚至癱瘓，使各級指戰(zhàn)員 在災害事故現場處理緊急情況時貽誤戰(zhàn)機。美國911事件充分暴露了大型災害事故應急救援通信中所存在的問題，對我國有一定 的借鑒意義。根據麥肯希關于美國911事件報告，在911事件中消防通信現場指揮存在 以下幾點問題：（1）在多點高強度的災害面前缺乏統一指揮。通信指揮中心沒有發(fā)揮其調度指揮、信息 互聯互通的作用；（2）近15%集群電話因硬件故障不能使用，近45%的集群電話因網絡問題不能開通；（3）現場人員過

8、度依賴移動電話，而移動電話網絡由于受到破壞和線路過度擁擠而無法 使用；（4）指揮中心過去主要依賴地面線路，而911發(fā)生后地面線路被毀，現場人員與通信 指揮中心的聯系中斷。3大型災害事故現場通信系統的建設構想暢通、可靠的通信系統是取得大型災害事故搶險救援勝利的重要保障，在多樣化、復雜 化的災害事故面前，單一的通信手段必然難以滿足應急救援需要，我們要樹立“沒有通信就作者簡介：張源（ 1988 ），男，山東肥城人，現為武警學院作戰(zhàn)指揮專業(yè)在讀研究生 等于失去指揮”和“搶險救援通信先行”的理念，加大通信方面的投入，建立以衛(wèi)星通信系 統為主的應急通信保障體系，同時要整合利用現有的無線集群網、常規(guī)網、公共

9、傳輸網及傳 統有線通信方式，實現不同系統之間的互聯互通。3.1衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)或反射無線電信號，在兩個或多個地面 站之間進行的通信2衛(wèi)星通信該技術發(fā)展至今已非常成熟，國外發(fā)達國家已經大量應用于 消防應急通信指揮中，我國的一些應急救援部門現在也有應用。2002年2月美國加利福尼亞大火，燃燒面積超過5700英畝，1000多名消防隊員參加滅 火工作。通過加利福尼亞里林業(yè)部的衛(wèi)星通信系統，協調整個救災現場的指揮工作，有效的 控制了大火的蔓延。2008年“512”汶川特大地震發(fā)生后，湖南消防總隊派出衛(wèi)星通信指揮車隨抗震救災 分隊執(zhí)行跨區(qū)域增援任務，在災區(qū)地面通信設施再到

10、嚴重破壞的情況下，為抗震救災提供了 有力的通信保障。2010年7月16日晚18時許，大連新港附近一條輸油管道發(fā)生爆炸起火。河北省消防 總隊接公安部命令后，火速調集秦皇島、唐山、廊坊支隊12名消防官兵和3部通信衛(wèi)星指 揮車及3G無線圖像傳輸設備星夜馳援。到達現場后，按照現場指揮員的指令，他們將通信 指揮車開上了南部火場的制高點，向河北省消防總隊傳回現場視頻、音頻圖像，再經省總隊 傳到公安部，為領導決策提供第一手資料。消防衛(wèi)星通信系統主要有固定和移動兩大部分組成，固定部分主要包括指揮調度中心和 衛(wèi)星地面站，移動部分主要是衛(wèi)星便攜站、衛(wèi)星通信指揮車（包括動中通和靜中通）及其附 屬設備。到達現場后，衛(wèi)

11、星通信指揮車主要負責現場指揮、現場圖像采集、圖像發(fā)送，接受 指揮中心指令。指揮中心可根據接受到的現場圖像進行遠程決策，制定最優(yōu)方案。下圖為消 防應急指揮衛(wèi)星通信系統的工作示意圖：衛(wèi)星通信車單兵圖形傳輸系統總隊指揮中心災害事故現場圖1消防衛(wèi)星通信系統工作示意圖消防衛(wèi)星通信系統可實現以下功能:（1）在突發(fā)事件地域，不受地形、距離等條件的限制，不依賴于原有的通信網絡（包括 電力）快速構成應急通信網絡，現場指揮部和指揮中心可快速建立起通信聯絡，提供 144Kbps-10Mbps的傳輸速率；（2）在一個網內可以同時傳遞語音、圖像、數據等信息；（3）多方位動態(tài)圖像實時回傳至前線指揮部，由前線指揮部再傳至指

12、揮中心，支持高清 720P直至1080P的視頻會議；（4）兼容傳統的模擬集群系統通信、短波通信、程控電話、手機等通信方式，多種通信 手段互補。在全國全面建立衛(wèi)星通信網絡，利用衛(wèi)星通信手段實現消防應急通信保障“天地一體、 固移結合、無縫銜接”，消除通信的“空白點”，滿足“全天候、全過程、全方位”的消防 通信保障要求，將是今后消防應急通信的發(fā)展趨勢。3.2其他輔助通訊手段目前，消防衛(wèi)星通信技術在我國應用范圍還比較窄，功能也較為單一（大部分只是利用 衛(wèi)星通信的高帶寬屬性，負責傳輸高質量的音頻、視頻流），沒有挖掘高層次的應用。制約 衛(wèi)星通信技術在消防應急通信指揮中應用主要是是經濟因素。目前一套衛(wèi)星通信

13、設備（固定 天線、移動車天線、功率放大器和衛(wèi)星調制解調器）大約需要90萬元人民幣，一輛通信指揮 車上百萬，對于中西部一些經濟欠發(fā)達地區(qū)，組建消防應急指揮衛(wèi)星通信系統的成本相對較 高。但是隨著我國國民經濟的不斷增長，經濟因素在不久的將來不會成為一個主要的制約衛(wèi) 星通信發(fā)展的主要原因。目前，湖南、河北、上海等省市已率先建立起了消防衛(wèi)星通信系統， 其他省份也陸續(xù)掀起了建立衛(wèi)星通信系統的熱潮。除利用衛(wèi)星通信和現有常規(guī)通信方式以 外，在災害事故現場還可利用以下通信方式作為輔助和補充。3.2.1有線寬帶接入方案如果發(fā)生大型災害事故的區(qū)域的電信運營商所使用的有線網絡未被破壞，可以利用電信 運營商的有線網絡與

14、后方指揮中心進行通信。這樣的方式具有組網高速、穩(wěn)定、可靠等特點， 可以采用雙絞線、同軸電纜和光纖接入。3.2.2移動互聯網接入方案目前的移動互聯網接入主要有TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三種方式。TD-SCDMA的下 行速率可達2.8Mbps，上行速率可達1.6Mbps，WCDMA的下行速率可達14.4Mbps，上行速 率可達5.76Mbps，CDMA2000的下行速率可達3.1Mbps，上行速率可達1.8Mbps。它們具備 以下優(yōu)點：不受時間和地點的限制，只要有手機信號就可以接入互聯網與后方指揮中心進行 通信；只要信號能夠覆蓋到，在行駛中的車輛內也可接入互聯網；與衛(wèi)星通信相比

15、，費用較 低，基本上都采用包月或包流量。3.2.3其他簡易通訊方式在災害救援現場，尤其是對無線電波有屏蔽作用的半封閉或全封閉大空間內的通信時， 應當合理地利用其他的通信方式以彌補無線通信的不足。（1）可以通過防火阻燃的電纜傳播通信信號，再以信宿處的轉換信號設備對信號進行轉 換。（2）可架設有線電話機或通過架設大功率的擴音設備對搶險救援現場進行指揮。（3）對于一些現場，如果煙霧濃度較小或者該場所處于爆炸危險環(huán)境內時，可以適當采 取簡易的通信方式，如手語、旗語和語音信號。這種方式簡單、實用而且安全性比較高，特 別適用于爆炸危險環(huán)境內的通信3消防應急指揮衛(wèi)星通信系統是個寬帶網絡和廣域VSAT網絡，能

16、對災害事故現場進行 遠程監(jiān)視、遠程遙控、傳輸數據、雙向交互高質量語音和視頻，在此基礎上，輔以其他現有 的通信方式，并加以整合，實現互聯互通。各地區(qū)可根據本地區(qū)消防通信系統的建設情況， 結合可能發(fā)生的災害事故，制定針對不同類型災害事故的通信方式，并加以演練，以便能夠 在實戰(zhàn)時快速有效的建立起應急救援通信保障系統。參考文獻:劉云.重大災害現場消防應急通信保障方法初探J.災害學，2008, 23: 103-104.孫學康，張政.衛(wèi)星通信技術J.機械工業(yè)出版社，2006: 25-45.孔亞.如何做好地震災害現場救援通信保障工作J.管理觀察，2010, (21): 62-63.The Construction of Communication Systemin Fire Emergency RescueZHANG Yuan(Team of Graduate Student, The Armed Police Academy, Langfang, Hebei Province 06500, China )Abstract: This paper analyzes the characteristics ，the tasks and the status quo of fire communication in the large-scale disasters. Based on the d