曹軒

摘 要： 森林防火數(shù)字無線通信包括超短波通信網(wǎng)、短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和應(yīng)急通信保障車等幾個(gè)方面；在日常預(yù)防及撲火應(yīng)急通信中超短波通信網(wǎng)的作用是最為重要的，同時(shí)超短波通信網(wǎng)為用戶實(shí)現(xiàn)了專用鏈路資源，為撲火應(yīng)急通信提供了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)氖侄?；超短波通信基站的建設(shè)依托于林場(chǎng)資源及地理環(huán)境等條件，所以在基站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面也提出了很多挑戰(zhàn)。重點(diǎn)介紹數(shù)字超短波通信網(wǎng)的建設(shè)和火場(chǎng)應(yīng)急情況下的結(jié)合便攜通信設(shè)備、衛(wèi)星設(shè)備和應(yīng)急通信保障車的無線語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸方案及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 無線通信網(wǎng)； 數(shù)字超短波通信網(wǎng)； 衛(wèi)星通信； 應(yīng)急通信保障車

中圖分類號(hào)： TN92?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）13?0017?05

Application of digital wireless communication in prevention of forest fires

CAO Xuan

（Forestry Department of Guizhou Province， Guiyang 550001， China）

Abstract： Forest fire prevention communication includes ultrashort wave communication system， shortwave communication system， satellite communication system and emergency communication vehicle. In daily work， ultrashort wave communication system plays the most important role， in which a dedicated link is built for users， and a means of remote data transmission is provided. The construction of ultrashort wave base?station depends on forest resources and geographical conditions， therefore it gives us more challenges in infrastructure construction of the base?station. The constrcution of digital ultrashort communication system， and the data and video transmission solutions of portablecommunication device， satellite equipment， emergency communication vehicle are introduced emphatically.

Keywords： wireless communication net； digital ultrashort communication net； satellite communication； emergency communication vehicle

0 引 言

林業(yè)森林火災(zāi)是林業(yè)的重大災(zāi)害，會(huì)給森林資源造成巨大的危害，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來不可估量的損失，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。而森林防火的工作就是保護(hù)森林資源、維護(hù)生態(tài)安全、保障林業(yè)可持續(xù)發(fā)展、促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定的一項(xiàng)重要性公益事業(yè)和基礎(chǔ)事業(yè)，因此，森林防火在林業(yè)可持續(xù)發(fā)展中尤為重要。由于林區(qū)內(nèi)地廣人稀，有線通信、移動(dòng)電話等通信方式有局限性，為了保障林區(qū)防火工作的需要，需要建設(shè)森林防火的專業(yè)通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)是保障森林防火指揮部門組織指揮和管理的基本手段，也是確保森林防火指揮部門完成防火撲火任務(wù)的重要條件[1]。

無線通信系統(tǒng)傳輸距離遠(yuǎn)、抗毀性強(qiáng)以及可快速部署等特點(diǎn)，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)可提供強(qiáng)有力的通信保障。例如2008年5月12日，四川汶川發(fā)生8級(jí)地震，汶川等多個(gè)縣級(jí)重災(zāi)區(qū)公網(wǎng)通信系統(tǒng)全面阻斷，搶險(xiǎn)救援人員通過無線通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)人員調(diào)度指揮[2]。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家也確定了無線通信的數(shù)字化進(jìn)程。

森林防火數(shù)字無線通信系統(tǒng)建設(shè)的整體思路如下：

構(gòu)建超短波、短波、衛(wèi)星通信等多種系統(tǒng)相互補(bǔ)充的無線音視頻通信平臺(tái)；構(gòu)建統(tǒng)一調(diào)度指揮平臺(tái)——統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一調(diào)度指揮，保障日常防火需要；構(gòu)建應(yīng)急通信指揮平臺(tái)——在撲火現(xiàn)場(chǎng)以應(yīng)急通信車和便攜式通信設(shè)備快速搭建前方指揮中心，即可建立與后方指揮中心的信息通道，又可同前方通信盲區(qū)以便攜通信設(shè)備組成的臨時(shí)通信網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)互通[3]。

1 系統(tǒng)組成

林業(yè)數(shù)字無線通信網(wǎng)主要包括超短波通信網(wǎng)、短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和應(yīng)急通信保障車幾個(gè)方面，為森林防火提供了多種通信手段。超短波通信網(wǎng)為日常預(yù)防工作提供可靠的通信保障；在撲火應(yīng)急方面超短波通信網(wǎng)結(jié)合便攜通信設(shè)備、衛(wèi)星設(shè)備和應(yīng)急通信保障車可迅速在火場(chǎng)組建起以火場(chǎng)前指為中心的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)應(yīng)用框圖如圖1所示。

圖1 超短波無線通信網(wǎng)

2 超短波通信網(wǎng)建設(shè)

2.1 數(shù)字同播系統(tǒng)

2.1.1 數(shù)字同播系統(tǒng)介紹

隨著無線通信專網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，為解決日益增長(zhǎng)的著專業(yè)無線通信用戶的需求和日益枯竭的頻譜資源之間的矛盾，新一代數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。基于數(shù)字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的同播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了模擬向數(shù)字的平滑過渡，從根本上解決互聯(lián)互通及數(shù)字加密的困擾問題；盡可能保持了模擬系統(tǒng)原有的特色及使用習(xí)慣，發(fā)揮數(shù)字產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，更能滿足用戶的需求[4]。

（1） 數(shù)字同播系統(tǒng)采用12.5 kHz TDMA雙時(shí)隙，相對(duì)模擬大大提高了頻譜利用率，緩解了頻率資源緊張的局面；

（2） 數(shù)字同播系統(tǒng)采用大區(qū)制，建網(wǎng)成本低；

（3） 數(shù)字話音，抗干擾能力強(qiáng)，語音質(zhì)量更好；

（4） GPS功能，終端有GPS定位功能，數(shù)字同播系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)GPS調(diào)度管理功能，對(duì)林業(yè)用戶特別是撲火隊(duì)員在緊急情況下更能保障其重大生命財(cái)產(chǎn)安全。

數(shù)字同播系統(tǒng)是為滿足森林防火對(duì)專網(wǎng)通信的需要，解決用戶從模擬向數(shù)字過渡的一種很好的專網(wǎng)通信解決方案。為了更好的切合林區(qū)應(yīng)用，數(shù)字同播系統(tǒng)將充分利用并沿著集中式系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的混合組網(wǎng)，有線鏈路和無線鏈路的混合組網(wǎng)以及模擬模式和數(shù)字模式的混合組網(wǎng)方向發(fā)展。

2.1.2 林業(yè)數(shù)字同播系統(tǒng)解決方案

林區(qū)日常預(yù)防工作是林區(qū)為單位開展工作，需獨(dú)立運(yùn)行的通信網(wǎng)絡(luò)；火場(chǎng)應(yīng)急無線通信強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一指揮、步調(diào)一致，要求具有調(diào)度指揮功能的多級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)。所以適合森林防火的應(yīng)急無線通信網(wǎng)應(yīng)該是在日常預(yù)防工作以縣（林場(chǎng)）級(jí)為單位能獨(dú)立通信，在有撲火任務(wù)時(shí)能立刻根據(jù)實(shí)際需要組建從火場(chǎng)到火場(chǎng)分前指、火場(chǎng)總前指的多級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)。

本方案設(shè)計(jì)了以縣（林場(chǎng)）為單位組建數(shù)字同播系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，并在縣林業(yè)局設(shè)置調(diào)度指揮中心，這是森林防火應(yīng)急無線通信系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)；在省、地市到縣分別組建省?地市級(jí)、地市?縣級(jí)的數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)。省?地市級(jí)數(shù)字同播網(wǎng)通過調(diào)度管理平臺(tái)分別同各地市?縣級(jí)數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；各地市?縣級(jí)數(shù)字同播網(wǎng)同樣通過調(diào)度管理平臺(tái)同各縣（林場(chǎng)級(jí)）數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了省、地市到縣（林場(chǎng)）的行政級(jí)調(diào)度指揮網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)省、地市、縣（林場(chǎng)）等地的自然條件不同，在省?地市、地市?縣級(jí)的數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)采用有線鏈路（比如E1、光纖等）；在縣（林場(chǎng)）級(jí)的數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)采用無線鏈路（比如網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、網(wǎng)橋、微波等）。

數(shù)字同播網(wǎng)組網(wǎng)示意圖如圖2所示。

圖2 省、市、縣三級(jí)數(shù)字同播組網(wǎng)圖

在火場(chǎng)應(yīng)急通信保障上以縣（林場(chǎng)）級(jí)數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)為骨干構(gòu)建火場(chǎng)分級(jí)調(diào)度指揮無線通信網(wǎng)絡(luò)。一般分為三級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，一級(jí)通信網(wǎng)為以背負(fù)式中轉(zhuǎn)臺(tái)、背負(fù)式電臺(tái)和對(duì)講機(jī)等組成的撲火隊(duì)專用通信網(wǎng)絡(luò)；二級(jí)通信網(wǎng)為以火場(chǎng)分前指便攜基站與臨時(shí)中繼站、應(yīng)急通信保障車和背負(fù)式中轉(zhuǎn)臺(tái)組成的火場(chǎng)前指同撲火隊(duì)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)組成的火場(chǎng)通信網(wǎng)；三級(jí)通信網(wǎng)是火場(chǎng)總前指通過縣（林場(chǎng)）級(jí)數(shù)字同播網(wǎng)絡(luò)與各火場(chǎng)分前指便攜基站組成的調(diào)度指揮網(wǎng)。一、二級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)通過背負(fù)式中轉(zhuǎn)臺(tái)與前指便攜基站與臨時(shí)中繼站、應(yīng)急通信保障車等實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)聯(lián)通；二、三級(jí)網(wǎng)絡(luò)通過便攜基站同數(shù)字同播基站實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)聯(lián)通；三級(jí)網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)字同播網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)與后方指揮中心的組網(wǎng)互聯(lián)。

2.2 無線鏈路系統(tǒng)

2.2.1 無線鏈路種類

數(shù)字同播系統(tǒng)基站互聯(lián)可通過有線IP（專線、E1、光纖等）和無線IP鏈路解決，滿足數(shù)字超短波數(shù)字同播系統(tǒng)需要的無線IP鏈路包括網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、網(wǎng)橋、微波和衛(wèi)星。

2.2.2 無線鏈路比較

無線鏈路比較見表1。

上述表格僅列舉一般情況下的技術(shù)參數(shù)，不完全概括所有設(shè)備和情況。

2.3 數(shù)字超短波便攜通信設(shè)備

2.3.1 便攜式設(shè)備介紹

背負(fù)式中轉(zhuǎn)臺(tái)主要應(yīng)用于應(yīng)急火場(chǎng)組建火場(chǎng)一級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，可快速方便的在火場(chǎng)以撲火隊(duì)為單位組建臨時(shí)通信網(wǎng)。

（1） 支持?jǐn)?shù)字和模擬兩種模式，能兼容現(xiàn)有常規(guī)模擬系統(tǒng)，保證模擬產(chǎn)品向數(shù)字產(chǎn)品平滑過渡；

（2） 支持多種呼叫方式，包括個(gè)呼、組呼、全呼、緊急呼叫；

（3） 具備北斗/GPS定位功能；

（4） 靈活組網(wǎng)，支持?jǐn)?shù)字與模擬系統(tǒng)互聯(lián)互通，能與固定基站組網(wǎng)中繼，也能單獨(dú)組網(wǎng)中繼；

（5） 適應(yīng)野外作業(yè)，防塵、防潮、防震、防雨淋等特性；

（6） 具備良好的便攜性。

便攜基站主要應(yīng)用于應(yīng)急火場(chǎng)組建火場(chǎng)二級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，在火場(chǎng)分前指非常適用此設(shè)備，可圍繞各火場(chǎng)分前指組建應(yīng)急通信網(wǎng)，即可方便的實(shí)現(xiàn)一、二級(jí)網(wǎng)的聯(lián)通，也可實(shí)現(xiàn)與火場(chǎng)三級(jí)通信網(wǎng)（火場(chǎng)總前指）的接入。

支持?jǐn)?shù)字和模擬兩種模式，能兼容現(xiàn)有常規(guī)模擬系統(tǒng)，保證模擬產(chǎn)品向數(shù)字產(chǎn)品平滑過渡；支持多種呼叫方式，包括個(gè)呼、組呼、全呼、緊急呼叫；具備GPS定位功能；靈活組網(wǎng)，支持?jǐn)?shù)字與模擬常規(guī)互聯(lián)互通，能與固定基站組網(wǎng)中繼，也能單獨(dú)組網(wǎng)中繼；適應(yīng)野外作業(yè)，防塵、防潮、防震、防雨淋等特性；具備良好的便攜性。

2.3.2 便攜式設(shè)備組網(wǎng)應(yīng)用

便攜式設(shè)備應(yīng)用示意圖如圖3所示。

圖3 便攜式設(shè)備組網(wǎng)圖

背負(fù)式設(shè)備應(yīng)用示意圖如圖4所示。

圖4 背負(fù)式設(shè)備組網(wǎng)圖

3 無線視頻傳輸系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)介紹

視頻技術(shù)應(yīng)用到森林防火工作中是提升森林防火工作水平的重要手段，對(duì)擴(kuò)大監(jiān)控范圍、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)撲救和提高指揮保障能力具有重大意義。

林業(yè)視頻應(yīng)用主要在幾個(gè)方面：

森林防火指揮中心視頻會(huì)議指揮調(diào)度；火場(chǎng)實(shí)時(shí)無線視頻傳輸；遙控?cái)z像監(jiān)測(cè)林火。

下面重點(diǎn)介紹依靠超短波通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的火場(chǎng)實(shí)時(shí)無線視頻傳輸系統(tǒng)。

無線視頻圖傳系統(tǒng)采用的是COFDM調(diào)制技術(shù)，是目前世界上最先進(jìn)的和最具發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)，可在非視距條件下進(jìn)行有效傳輸，COFDM技術(shù)對(duì)噪聲和干擾有著很好的免疫力，繞射和穿透遮擋物是其核心技術(shù)；在無線視頻傳輸領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[5]。

采用COFDM技術(shù)的無線視頻傳輸系統(tǒng)，具有良好的非視距傳輸和高速移動(dòng)傳輸性能，能提供高質(zhì)量的實(shí)時(shí)圖像和聲音。通過車載或便攜式設(shè)備可靈活、迅速地將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況聲像直接傳輸或通過轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)，經(jīng)有線（光纖、網(wǎng)絡(luò)）或無線（衛(wèi)星、微波、網(wǎng)橋等）鏈路回傳至指揮中心。

3.2 無線視頻傳輸解決方案

本文介紹的無線視頻傳輸系統(tǒng)采用先進(jìn)的COFDM調(diào)制技術(shù)，非常適合在森林防火中應(yīng)用。傳輸系統(tǒng)包括三部分設(shè)備，分別是視頻采集設(shè)備、車載接收/發(fā)射設(shè)備或便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)設(shè)備、基站接收/發(fā)射設(shè)備。

視頻采集設(shè)備一般是背負(fù)式的便攜設(shè)備，由單兵背負(fù)進(jìn)行火場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)采集，是前方的音視頻采集發(fā)射設(shè)備，將采集的圖像發(fā)送到車載接收設(shè)備活便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)；

車載接收/發(fā)射設(shè)備是配備在應(yīng)急通信保障車上設(shè)備，火場(chǎng)視頻可經(jīng)過車載接收設(shè)備接收，并通過發(fā)射設(shè)備或衛(wèi)星、無線鏈路等設(shè)備發(fā)送到后方；便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)是適合于部署在前指或火場(chǎng)前方的便攜式設(shè)備，可在火場(chǎng)前方實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控指揮，也可以配置在應(yīng)急通信保障車上；

基站接收/發(fā)射設(shè)備用于建設(shè)轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)，組建專用的視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)。

便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)設(shè)備是一款可與視頻采集設(shè)備一起配備的便攜設(shè)備，可單獨(dú)攜帶也可配備到應(yīng)急通信車上，使用方便。

本文提出的視頻解決方案是依靠超短波基站建設(shè)視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，即利用超短波基站覆蓋，在基站加設(shè)基站接收機(jī)，通過超短波網(wǎng)絡(luò)無線鏈路將視頻圖像回傳至后方指揮中心。

4 應(yīng)急通信保障車

4.1 應(yīng)急通信保障車建設(shè)目標(biāo)

應(yīng)急通信車即應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖如圖5所示，其必須滿足以下幾個(gè)基本要求：

小型化，這里的小型化并不是針對(duì)常規(guī)狀態(tài)下的應(yīng)急通信系統(tǒng)。常規(guī)情況下，系統(tǒng)是大區(qū)制的、廣泛覆蓋的，基站設(shè)備復(fù)雜，功能完善，可以滿足工作要求。在特殊情況下，諸如地震、洪水、雪災(zāi)等破壞性的自然災(zāi)害面前，基礎(chǔ)設(shè)施部分或全部受損，這時(shí)的應(yīng)急通信設(shè)備需要具有小型化的特點(diǎn)，以便迅速運(yùn)輸、快速布設(shè)、節(jié)約能源；

快速布設(shè)，作為專用專網(wǎng)應(yīng)急通信系統(tǒng)，應(yīng)該具有能夠快速布設(shè)的特點(diǎn)。

圖5 應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖

節(jié)能型，由于某些應(yīng)急場(chǎng)合電力供應(yīng)不健全，完全依靠電池供電會(huì)帶來諸多問題。因此，應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地節(jié)省電源，滿足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定的工作；

移動(dòng)性，指揮調(diào)度中心可以隨時(shí)接入到應(yīng)急系統(tǒng)中。指揮調(diào)度中心可以達(dá)到指揮調(diào)度車輛、飛機(jī)，小到筆記本電腦、PDA等移動(dòng)設(shè)備，利用無線鏈路遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)；

簡(jiǎn)單易操作，應(yīng)急通信系統(tǒng)要求設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作、易維護(hù)，能夠快速的建立、部署、組網(wǎng)。操作界面友好、直觀，硬件系統(tǒng)連接端口越少越好。所有接口標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，并能兼容現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)[6]。

同時(shí)，據(jù)GA/T528?2005《公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 》要求，省市級(jí)應(yīng)急通信車除包含語音、視頻、供電等子系統(tǒng)外，還應(yīng)包含衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的音視頻指揮調(diào)度以及與后方指揮中心的信息共享。

4.2 林業(yè)應(yīng)急通信保障車

綜合通信指揮車如圖6所示。

5 無線通信技術(shù)在貴州林業(yè)的應(yīng)用

根據(jù)貴州省地理環(huán)境和林區(qū)分布，結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，貴州省的數(shù)字無線通信系統(tǒng)采取三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在貴州省9個(gè)市（州、地）、89個(gè)縣（市、區(qū)、特區(qū)）、10個(gè)省廳直屬單位及省森林防火辦公室共109個(gè)單位建設(shè)數(shù)字基站123個(gè)，以滿足貴州省林業(yè)森林防火無線通信的需求。

圖6 綜合通信指揮車

數(shù)字無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以省市縣三級(jí)調(diào)度管理中心為系統(tǒng)架構(gòu)：建成了從貴州省林業(yè)廳到各市州林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從市州林業(yè)局到其所屬縣林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從縣林業(yè)局到下屬林場(chǎng)、林區(qū)的數(shù)字超短波通信網(wǎng)。

平時(shí)各個(gè)縣林業(yè)局獨(dú)立管理自己的人員，實(shí)現(xiàn)人員的到崗查詢、巡護(hù)聯(lián)絡(luò)以及信息的及時(shí)匯報(bào)，在發(fā)生火情的時(shí)候，可聯(lián)動(dòng)各個(gè)縣或是各個(gè)市州單位進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度指揮。由于貴州省林業(yè)范圍廣，環(huán)境復(fù)雜，通過補(bǔ)充的移動(dòng)中繼臺(tái)、背負(fù)式中繼臺(tái)、應(yīng)急通信包、車載臺(tái)等設(shè)備解決了基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)存在的信號(hào)盲區(qū)問題。項(xiàng)目建成后，貴州省森林火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)測(cè)和撲救指揮綜合能力將得到了顯著提高。

6 結(jié) 論

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，專網(wǎng)通信解決了森林防火“聽得清、看得見”問題，在森林防火上應(yīng)用集音視頻為一體的綜合調(diào)度指揮應(yīng)急無線通信網(wǎng)是必然趨勢(shì)，合理的應(yīng)用解決方案可為森林防火工作的預(yù)防、監(jiān)控和撲火提供可靠的通信保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 周俊亮，張連生，肖非.我國(guó)森林防火無線通信的現(xiàn)狀及今后的工作思考[J].森林防火，2004（3）：35?36.

[2] 孫玉.應(yīng)急通信技術(shù)總體框架討論[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3] 張偉，趙建偉，崔曉菲.如何搞好森林防火應(yīng)急通信保障[J].森林防火，2011（1）：53?56.

[4] 國(guó)家森林防火指揮部辦公室.國(guó)家森林防火指揮部辦公室關(guān)于做好超短波對(duì)講機(jī)專用頻率落實(shí)工作的通知[M].北京：國(guó)家森林防火指揮部辦公室，2012.

[5] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局GB20815?2006視頻安防監(jiān)控?cái)?shù)字錄像設(shè)備[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[6] 中華人民共和國(guó)公安部.GA/T528?2005公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[7] 楊宏，孔耀暉，茹晨光.基于GNU Radio和USRP的無線通信系統(tǒng)建模仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（18）：73?77.

[8] 朱士群，牛偉，耿淑琴，等.基于nRF905無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（5）：33?36.

3.2 無線視頻傳輸解決方案

本文介紹的無線視頻傳輸系統(tǒng)采用先進(jìn)的COFDM調(diào)制技術(shù)，非常適合在森林防火中應(yīng)用。傳輸系統(tǒng)包括三部分設(shè)備，分別是視頻采集設(shè)備、車載接收/發(fā)射設(shè)備或便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)設(shè)備、基站接收/發(fā)射設(shè)備。

視頻采集設(shè)備一般是背負(fù)式的便攜設(shè)備，由單兵背負(fù)進(jìn)行火場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)采集，是前方的音視頻采集發(fā)射設(shè)備，將采集的圖像發(fā)送到車載接收設(shè)備活便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)；

車載接收/發(fā)射設(shè)備是配備在應(yīng)急通信保障車上設(shè)備，火場(chǎng)視頻可經(jīng)過車載接收設(shè)備接收，并通過發(fā)射設(shè)備或衛(wèi)星、無線鏈路等設(shè)備發(fā)送到后方；便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)是適合于部署在前指或火場(chǎng)前方的便攜式設(shè)備，可在火場(chǎng)前方實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控指揮，也可以配置在應(yīng)急通信保障車上；

基站接收/發(fā)射設(shè)備用于建設(shè)轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)，組建專用的視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)。

便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)設(shè)備是一款可與視頻采集設(shè)備一起配備的便攜設(shè)備，可單獨(dú)攜帶也可配備到應(yīng)急通信車上，使用方便。

本文提出的視頻解決方案是依靠超短波基站建設(shè)視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，即利用超短波基站覆蓋，在基站加設(shè)基站接收機(jī)，通過超短波網(wǎng)絡(luò)無線鏈路將視頻圖像回傳至后方指揮中心。

4 應(yīng)急通信保障車

4.1 應(yīng)急通信保障車建設(shè)目標(biāo)

應(yīng)急通信車即應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖如圖5所示，其必須滿足以下幾個(gè)基本要求：

小型化，這里的小型化并不是針對(duì)常規(guī)狀態(tài)下的應(yīng)急通信系統(tǒng)。常規(guī)情況下，系統(tǒng)是大區(qū)制的、廣泛覆蓋的，基站設(shè)備復(fù)雜，功能完善，可以滿足工作要求。在特殊情況下，諸如地震、洪水、雪災(zāi)等破壞性的自然災(zāi)害面前，基礎(chǔ)設(shè)施部分或全部受損，這時(shí)的應(yīng)急通信設(shè)備需要具有小型化的特點(diǎn)，以便迅速運(yùn)輸、快速布設(shè)、節(jié)約能源；

快速布設(shè)，作為專用專網(wǎng)應(yīng)急通信系統(tǒng)，應(yīng)該具有能夠快速布設(shè)的特點(diǎn)。

圖5 應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖

節(jié)能型，由于某些應(yīng)急場(chǎng)合電力供應(yīng)不健全，完全依靠電池供電會(huì)帶來諸多問題。因此，應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地節(jié)省電源，滿足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定的工作；

移動(dòng)性，指揮調(diào)度中心可以隨時(shí)接入到應(yīng)急系統(tǒng)中。指揮調(diào)度中心可以達(dá)到指揮調(diào)度車輛、飛機(jī)，小到筆記本電腦、PDA等移動(dòng)設(shè)備，利用無線鏈路遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)；

簡(jiǎn)單易操作，應(yīng)急通信系統(tǒng)要求設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作、易維護(hù)，能夠快速的建立、部署、組網(wǎng)。操作界面友好、直觀，硬件系統(tǒng)連接端口越少越好。所有接口標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，并能兼容現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)[6]。

同時(shí)，據(jù)GA/T528?2005《公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 》要求，省市級(jí)應(yīng)急通信車除包含語音、視頻、供電等子系統(tǒng)外，還應(yīng)包含衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的音視頻指揮調(diào)度以及與后方指揮中心的信息共享。

4.2 林業(yè)應(yīng)急通信保障車

綜合通信指揮車如圖6所示。

5 無線通信技術(shù)在貴州林業(yè)的應(yīng)用

根據(jù)貴州省地理環(huán)境和林區(qū)分布，結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，貴州省的數(shù)字無線通信系統(tǒng)采取三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在貴州省9個(gè)市（州、地）、89個(gè)縣（市、區(qū)、特區(qū)）、10個(gè)省廳直屬單位及省森林防火辦公室共109個(gè)單位建設(shè)數(shù)字基站123個(gè)，以滿足貴州省林業(yè)森林防火無線通信的需求。

圖6 綜合通信指揮車

數(shù)字無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以省市縣三級(jí)調(diào)度管理中心為系統(tǒng)架構(gòu)：建成了從貴州省林業(yè)廳到各市州林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從市州林業(yè)局到其所屬縣林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從縣林業(yè)局到下屬林場(chǎng)、林區(qū)的數(shù)字超短波通信網(wǎng)。

平時(shí)各個(gè)縣林業(yè)局獨(dú)立管理自己的人員，實(shí)現(xiàn)人員的到崗查詢、巡護(hù)聯(lián)絡(luò)以及信息的及時(shí)匯報(bào)，在發(fā)生火情的時(shí)候，可聯(lián)動(dòng)各個(gè)縣或是各個(gè)市州單位進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度指揮。由于貴州省林業(yè)范圍廣，環(huán)境復(fù)雜，通過補(bǔ)充的移動(dòng)中繼臺(tái)、背負(fù)式中繼臺(tái)、應(yīng)急通信包、車載臺(tái)等設(shè)備解決了基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)存在的信號(hào)盲區(qū)問題。項(xiàng)目建成后，貴州省森林火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)測(cè)和撲救指揮綜合能力將得到了顯著提高。

6 結(jié) 論

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，專網(wǎng)通信解決了森林防火“聽得清、看得見”問題，在森林防火上應(yīng)用集音視頻為一體的綜合調(diào)度指揮應(yīng)急無線通信網(wǎng)是必然趨勢(shì)，合理的應(yīng)用解決方案可為森林防火工作的預(yù)防、監(jiān)控和撲火提供可靠的通信保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 周俊亮，張連生，肖非.我國(guó)森林防火無線通信的現(xiàn)狀及今后的工作思考[J].森林防火，2004（3）：35?36.

[2] 孫玉.應(yīng)急通信技術(shù)總體框架討論[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3] 張偉，趙建偉，崔曉菲.如何搞好森林防火應(yīng)急通信保障[J].森林防火，2011（1）：53?56.

[4] 國(guó)家森林防火指揮部辦公室.國(guó)家森林防火指揮部辦公室關(guān)于做好超短波對(duì)講機(jī)專用頻率落實(shí)工作的通知[M].北京：國(guó)家森林防火指揮部辦公室，2012.

[5] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局GB20815?2006視頻安防監(jiān)控?cái)?shù)字錄像設(shè)備[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[6] 中華人民共和國(guó)公安部.GA/T528?2005公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[7] 楊宏，孔耀暉，茹晨光.基于GNU Radio和USRP的無線通信系統(tǒng)建模仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（18）：73?77.

[8] 朱士群，牛偉，耿淑琴，等.基于nRF905無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（5）：33?36.

3.2 無線視頻傳輸解決方案

本文介紹的無線視頻傳輸系統(tǒng)采用先進(jìn)的COFDM調(diào)制技術(shù)，非常適合在森林防火中應(yīng)用。傳輸系統(tǒng)包括三部分設(shè)備，分別是視頻采集設(shè)備、車載接收/發(fā)射設(shè)備或便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)設(shè)備、基站接收/發(fā)射設(shè)備。

視頻采集設(shè)備一般是背負(fù)式的便攜設(shè)備，由單兵背負(fù)進(jìn)行火場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)采集，是前方的音視頻采集發(fā)射設(shè)備，將采集的圖像發(fā)送到車載接收設(shè)備活便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)；

車載接收/發(fā)射設(shè)備是配備在應(yīng)急通信保障車上設(shè)備，火場(chǎng)視頻可經(jīng)過車載接收設(shè)備接收，并通過發(fā)射設(shè)備或衛(wèi)星、無線鏈路等設(shè)備發(fā)送到后方；便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)是適合于部署在前指或火場(chǎng)前方的便攜式設(shè)備，可在火場(chǎng)前方實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控指揮，也可以配置在應(yīng)急通信保障車上；

基站接收/發(fā)射設(shè)備用于建設(shè)轉(zhuǎn)發(fā)臺(tái)，組建專用的視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)。

便攜綜合監(jiān)控指揮平臺(tái)設(shè)備是一款可與視頻采集設(shè)備一起配備的便攜設(shè)備，可單獨(dú)攜帶也可配備到應(yīng)急通信車上，使用方便。

本文提出的視頻解決方案是依靠超短波基站建設(shè)視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，即利用超短波基站覆蓋，在基站加設(shè)基站接收機(jī)，通過超短波網(wǎng)絡(luò)無線鏈路將視頻圖像回傳至后方指揮中心。

4 應(yīng)急通信保障車

4.1 應(yīng)急通信保障車建設(shè)目標(biāo)

應(yīng)急通信車即應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖如圖5所示，其必須滿足以下幾個(gè)基本要求：

小型化，這里的小型化并不是針對(duì)常規(guī)狀態(tài)下的應(yīng)急通信系統(tǒng)。常規(guī)情況下，系統(tǒng)是大區(qū)制的、廣泛覆蓋的，基站設(shè)備復(fù)雜，功能完善，可以滿足工作要求。在特殊情況下，諸如地震、洪水、雪災(zāi)等破壞性的自然災(zāi)害面前，基礎(chǔ)設(shè)施部分或全部受損，這時(shí)的應(yīng)急通信設(shè)備需要具有小型化的特點(diǎn)，以便迅速運(yùn)輸、快速布設(shè)、節(jié)約能源；

快速布設(shè)，作為專用專網(wǎng)應(yīng)急通信系統(tǒng)，應(yīng)該具有能夠快速布設(shè)的特點(diǎn)。

圖5 應(yīng)急通信系統(tǒng)示意圖

節(jié)能型，由于某些應(yīng)急場(chǎng)合電力供應(yīng)不健全，完全依靠電池供電會(huì)帶來諸多問題。因此，應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)該盡可能地節(jié)省電源，滿足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間、穩(wěn)定的工作；

移動(dòng)性，指揮調(diào)度中心可以隨時(shí)接入到應(yīng)急系統(tǒng)中。指揮調(diào)度中心可以達(dá)到指揮調(diào)度車輛、飛機(jī)，小到筆記本電腦、PDA等移動(dòng)設(shè)備，利用無線鏈路遠(yuǎn)程監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)；

簡(jiǎn)單易操作，應(yīng)急通信系統(tǒng)要求設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作、易維護(hù)，能夠快速的建立、部署、組網(wǎng)。操作界面友好、直觀，硬件系統(tǒng)連接端口越少越好。所有接口標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，并能兼容現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)[6]。

同時(shí)，據(jù)GA/T528?2005《公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 》要求，省市級(jí)應(yīng)急通信車除包含語音、視頻、供電等子系統(tǒng)外，還應(yīng)包含衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的音視頻指揮調(diào)度以及與后方指揮中心的信息共享。

4.2 林業(yè)應(yīng)急通信保障車

綜合通信指揮車如圖6所示。

5 無線通信技術(shù)在貴州林業(yè)的應(yīng)用

根據(jù)貴州省地理環(huán)境和林區(qū)分布，結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，貴州省的數(shù)字無線通信系統(tǒng)采取三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在貴州省9個(gè)市（州、地）、89個(gè)縣（市、區(qū)、特區(qū)）、10個(gè)省廳直屬單位及省森林防火辦公室共109個(gè)單位建設(shè)數(shù)字基站123個(gè)，以滿足貴州省林業(yè)森林防火無線通信的需求。

圖6 綜合通信指揮車

數(shù)字無線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)以省市縣三級(jí)調(diào)度管理中心為系統(tǒng)架構(gòu)：建成了從貴州省林業(yè)廳到各市州林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從市州林業(yè)局到其所屬縣林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從縣林業(yè)局到下屬林場(chǎng)、林區(qū)的數(shù)字超短波通信網(wǎng)。

平時(shí)各個(gè)縣林業(yè)局獨(dú)立管理自己的人員，實(shí)現(xiàn)人員的到崗查詢、巡護(hù)聯(lián)絡(luò)以及信息的及時(shí)匯報(bào)，在發(fā)生火情的時(shí)候，可聯(lián)動(dòng)各個(gè)縣或是各個(gè)市州單位進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度指揮。由于貴州省林業(yè)范圍廣，環(huán)境復(fù)雜，通過補(bǔ)充的移動(dòng)中繼臺(tái)、背負(fù)式中繼臺(tái)、應(yīng)急通信包、車載臺(tái)等設(shè)備解決了基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)存在的信號(hào)盲區(qū)問題。項(xiàng)目建成后，貴州省森林火災(zāi)預(yù)防、監(jiān)測(cè)和撲救指揮綜合能力將得到了顯著提高。

6 結(jié) 論

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，專網(wǎng)通信解決了森林防火“聽得清、看得見”問題，在森林防火上應(yīng)用集音視頻為一體的綜合調(diào)度指揮應(yīng)急無線通信網(wǎng)是必然趨勢(shì)，合理的應(yīng)用解決方案可為森林防火工作的預(yù)防、監(jiān)控和撲火提供可靠的通信保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 周俊亮，張連生，肖非.我國(guó)森林防火無線通信的現(xiàn)狀及今后的工作思考[J].森林防火，2004（3）：35?36.

[2] 孫玉.應(yīng)急通信技術(shù)總體框架討論[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3] 張偉，趙建偉，崔曉菲.如何搞好森林防火應(yīng)急通信保障[J].森林防火，2011（1）：53?56.

[4] 國(guó)家森林防火指揮部辦公室.國(guó)家森林防火指揮部辦公室關(guān)于做好超短波對(duì)講機(jī)專用頻率落實(shí)工作的通知[M].北京：國(guó)家森林防火指揮部辦公室，2012.

[5] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局GB20815?2006視頻安防監(jiān)控?cái)?shù)字錄像設(shè)備[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[6] 中華人民共和國(guó)公安部.GA/T528?2005公安車載應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[7] 楊宏，孔耀暉，茹晨光.基于GNU Radio和USRP的無線通信系統(tǒng)建模仿真[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（18）：73?77.

[8] 朱士群，牛偉，耿淑琴，等.基于nRF905無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2013，36（5）：33?36.