江 煒，葉進榮，周 舟

（上海市徐匯區(qū)消防救援支隊，上海 200030）

0 引言

消防通信已經(jīng)經(jīng)歷了手語繩語、無線電通信到視訊的三個階段，所發(fā)生的變化是革命性的，實現(xiàn)了多級聯(lián)動指揮、內(nèi)外高效通信、圖像傳輸?shù)榷鄠€目標，而今將邁入融合通信階段。

消防融合通信是指將公網(wǎng)通信與專網(wǎng)通信相結(jié)合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，合理選擇組網(wǎng)方式，并拓展多種途徑將各類資源融入到消防通信保障體系中，形成一個立體式、全方位的通信保障體系，用以輔助指揮決策、保障人員安全。

其中，消防公網(wǎng)通信是以公共網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的通信方式。優(yōu)勢在于社會的普及性，哪里有基站哪里就有信號，已基本實現(xiàn)全覆蓋。缺點在于信號鏈路必須經(jīng)由基站才可發(fā)送至目標，導致其相對于專網(wǎng)通信延遲較高、無中繼情況下抗干擾能力弱、需要呼叫等待。理論上公網(wǎng)通信已經(jīng)可以解決消防的大部分需求，但是消防救援存在極端環(huán)境。首要問題是中繼電源，大部分建筑并未將公網(wǎng)中繼電源與應(yīng)急電源相連通，消控室也不能直接參與控制；其次存在老式建筑內(nèi)未鋪設(shè)信號中繼、地震導致基站損毀、人員密集導致基站過載等情況，此時還應(yīng)依靠消防專網(wǎng)通信系統(tǒng)。

消防專網(wǎng)通信是指特定的消防專用通信頻段，此類信號相比公網(wǎng)信號，由于是就近組網(wǎng)的無線電信號，具有延遲低、傳輸便利、區(qū)域內(nèi)抗復雜環(huán)境能力強的優(yōu)勢，適用于特殊空間的救援任務(wù)。缺點是頻段區(qū)間內(nèi)大部分優(yōu)秀信號頻段已被國家、各類機構(gòu)所使用，大范圍自組網(wǎng)難度較大。

現(xiàn)代化應(yīng)用思考：在一個大型綜合體的火災(zāi)現(xiàn)場中，各類信號會受到金屬結(jié)構(gòu)、火災(zāi)煙氣影響，在實戰(zhàn)環(huán)境中，一般7米的火災(zāi)煙氣可視為一面混凝土墻。消防通信一貫的做法是加設(shè)專網(wǎng)中繼，但這樣并不符合當下趨勢與安全需要，尤其是對定位有需求的情況下，通信員不可能深入火場架設(shè)基站。而公網(wǎng)信號可以直接利用建筑物內(nèi)自帶的中繼器建立穩(wěn)定傳輸，并且隨著社會智能化進步，室內(nèi)中繼器可根據(jù)其密集度形成節(jié)點，實現(xiàn)5米以內(nèi)誤差的精確定位。甚至說，未來只需通過公網(wǎng)末端收集器定位公網(wǎng)信號，就能實現(xiàn)初步人員情況的判斷與定位。

圖1 消防立體式通信保障力量分布圖

基于以上內(nèi)容，本文將從人員、裝備、數(shù)據(jù)三個方面談一談現(xiàn)代化前突通信保障的實戰(zhàn)應(yīng)用。

1 消防通信員的六項專精技能

這里，著重強調(diào)的是消防通信員人才隊伍的建設(shè)。首先，要從制度上解決人的問題，作為一個專業(yè)技術(shù)要求越來越高的崗位，是不可以像以往那樣隨意替代。其次，建議實體化運作消防救援站通信保障班，建立兩主一備的通信員配備模式，確?！凹扔袌D像畫面，又有通信保障，但凡內(nèi)攻，必有一人負責監(jiān)聽、跟蹤”。而作為消防通信員必需掌握以下六項專精技能。

（1）前方指揮部搭建與通信保障。此項技能主要為保障前方指揮部搭建，應(yīng)對可能發(fā)生的突發(fā)性事件，如音視頻線路破損、指揮部快速轉(zhuǎn)移、現(xiàn)場聯(lián)席會議保障等突發(fā)情況。

（2）公專融合無線通信組網(wǎng)。此項技能要求通信員具備較強的通信理論基礎(chǔ)，根據(jù)災(zāi)害現(xiàn)場情況，選用最合理的通信方式。城市現(xiàn)有通信條件可按照以“專網(wǎng)為主、公網(wǎng)為輔”的順序選擇優(yōu)先鏈路，并依靠個人知識，對信號不穩(wěn)定情況有一定的判斷、處理能力。

（3）復雜環(huán)境有線通信組網(wǎng)。此項技能是前突通信員的高階任務(wù)，主要應(yīng)用于復雜環(huán)境中，無線信號鏈路穩(wěn)定性不好，需要通過有線通信方式中繼。要求前突通信員具有豐富的作戰(zhàn)經(jīng)驗。這是因為根據(jù)現(xiàn)有戰(zhàn)法，在一個災(zāi)害現(xiàn)場是沒有力量能夠?qū)ｉT負責通信員安全保障的。通信員只能依靠發(fā)光導向通信繩在架設(shè)鏈路的同時作為撤退方向引導，并通過自身對現(xiàn)場環(huán)境的判斷，選擇合理的天線架設(shè)位置。

（4）失聯(lián)人員定位聯(lián)絡(luò)技巧。通信處突按照“進攻方向增強信號功率、其余方向中繼信號鏈路、特殊位置采取有線中繼”的三個主要方法實施的團隊技能，即內(nèi)攻開始，通信中繼無人機、機器狗處于待命狀態(tài)，通信員監(jiān)聽內(nèi)攻小組通信聯(lián)絡(luò)，每靜默一分鐘或遇情況突變進行一次人員核查，一旦發(fā)現(xiàn)失聯(lián)第一時間采取“通信處突救援程序”。20秒內(nèi)部署大功率信號中繼無人機短暫增強信號覆蓋，同時將在進攻方向上的原有通信鏈路增強十倍功率（十倍在實戰(zhàn)中意味著可以穿透一面混凝土墻）以擴散信號覆蓋范圍，并組織多名通信員攜帶中繼臺通過開闊口創(chuàng)建新的鏈路。再由應(yīng)急通信員沿進攻路線鋪設(shè)通信發(fā)光導向繩越過障礙區(qū)中繼信號，復雜情況下應(yīng)當使用機器狗。

圖2 消防公專融合通信處突程序

（5）無人機超視距偵察。此項技能要求通信員利用公網(wǎng)無人機的高效性，在接警后第一時間到達現(xiàn)場，真實掌握現(xiàn)場情況。經(jīng)過測試，公網(wǎng)無人機對于城市消防站轄區(qū)覆蓋只需2分鐘，而救援力量的到達需要10分鐘。通信員有足夠的時間為救援力量提供道路引導和戰(zhàn)術(shù)預(yù)先部署的依據(jù)。

（6）無人機輔助指揮決策。此項技能以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，通信員利用無人機掛載設(shè)備，針對災(zāi)害現(xiàn)場的環(huán)境、被困人員位置等數(shù)據(jù)進行采集，通過分析確定災(zāi)害可能存在的風險、計算救援體量、預(yù)估救援方式與時長。

2 現(xiàn)代化前突通信保障的裝備配置設(shè)想

融合通信在個別總隊已經(jīng)實施，較好地發(fā)揮了公網(wǎng)在廣域通信中的優(yōu)勢，形成了多樣化的公專融合平臺。若要在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)突破，最主要的瓶頸就是裝備的“實戰(zhàn)化”。在科技含量上，國產(chǎn)裝備首屈一指，但卻并非專門為消防應(yīng)用所設(shè)計，比如，公專融合電臺仍然為海事專用通信裝備，消防只是其中一小部分；無人機也僅僅是可應(yīng)用于消防。需要有人把它們?nèi)诤线M消防救援中，開發(fā)消防所需要的軟件系統(tǒng)，根據(jù)實戰(zhàn)去創(chuàng)新、改良裝備，提出戰(zhàn)法來應(yīng)用裝備。在此，我們以災(zāi)情為出發(fā)點，提出五項消防通信核心裝備應(yīng)用理念。

2.1 前突通信保障車

雖為車輛，其實是最容易被忽視的核心裝備，在大型救援現(xiàn)場，?？坑谟欣匦蔚膽?yīng)急通信車就是前方指揮部的眼睛和耳朵，要滿足以下功能。

（1）超級混動。車輛能夠在行駛中滿足多臺設(shè)備的大功率充電需求與保障恒溫充電環(huán)境，以確保電子設(shè)備的不間斷續(xù)航能力。

（2）高功率天線。在極端救援環(huán)境中，能夠快速增強通信中繼功率（電臺、無人機），至少能夠滿足對一個大跨度廠庫房區(qū)域的通信全覆蓋。

（3）前方工作站?？蓪o人機建模、有毒氣體監(jiān)測、紅外熱像、AR全景投影等數(shù)據(jù)進行分析處理后，傳送到后方指揮部。

2.2 公專融合電臺的應(yīng)用要點

當前，消防救援站的電臺配比已經(jīng)接近1：1，大多使用的是專網(wǎng)通信。而作為一名戰(zhàn)斗員，多一種信號傳輸途徑，就少一分失聯(lián)的可能性，無論遇到何種險情，第一時間聯(lián)絡(luò)增援是他們最放心的安全保障。

（1）當前公專融合電臺的利弊。以350 MHz公專融合電臺為例，即涵蓋了貼地繞射的350 MHz專網(wǎng)信號，同時支持直線傳輸?shù)?G公網(wǎng)信號，又能滿足視訊需求與人員定位。但這些功能卻高度集成在一塊觸控屏幕上，即不方便操作，也不具備防爆性能，耐溫穩(wěn)定性極低。大多數(shù)的應(yīng)用場景盲目追求了功能，卻忽視了火場所必須的裝備安全。公專融合電臺雖好，暫時無法配備火場使用。

（2）公專融合裝備應(yīng)用的改進設(shè)想。將公網(wǎng)攝像頭移至執(zhí)勤記錄儀，跟隨人眼視角，并提供公網(wǎng)定位服務(wù)與緊急情況下的一鍵式呼叫功能，將多功能設(shè)置在物理按鍵上，取消觸控屏幕以具備較強的防爆、耐高溫性能，隨身依舊配備350 MHz防爆電臺。不僅能夠確保內(nèi)攻人員安全，從裝備上滿足每個內(nèi)攻小組配備一名通信員在后方監(jiān)聽、定位的需求，還能將公專融合終端用途提升到最大。

2.3 變頻中繼電臺的分段應(yīng)用場景

變頻中繼電臺主要應(yīng)用于特種災(zāi)害事故救援，可分為三段式通信。即應(yīng)用在地下空間的300 MHz以下頻段，應(yīng)用在地面?zhèn)鬏數(shù)?00～600 MHz頻段，應(yīng)用在高空的600 MHz以上頻段。還可搭載數(shù)字群組功能，顯示組員方位、距離和在線狀態(tài)。在火場方面，將彌補現(xiàn)有電臺最大的缺陷，實現(xiàn)自動中繼，僅依靠消防員職能不同、沿線分布就可以實現(xiàn)穩(wěn)定的信號中繼。

2.4 有線通信發(fā)光導向繩運用場景

有線通信發(fā)光導向繩主要用于無線通信無法保障或存在不確定性的場所，為無線設(shè)備提供可靠中繼，并將全向型天線與指向型天線相結(jié)合，達到最佳的中繼效果，大致可分為以下四種情況：一是大型建筑內(nèi)部道路錯綜復雜，導致無線電能量折損過多；二是火勢較大且煙氣濃重，環(huán)境致使通信阻塞；三是設(shè)置消防機器人對密閉環(huán)境進行偵查或監(jiān)控攝像時掛載通信線卷盤時使用；四是特種災(zāi)害救援中確有需要的情況，如深井、潛水、地下空間。

2.5 消防無人機的應(yīng)用場景

無人機的應(yīng)用將是未來消防發(fā)展的一個大課題，可將其分為6種類型拓展深入，同時也拓展了通信員的職能范疇。

（1）超視距偵查。無人機隨著公網(wǎng)飛行的應(yīng)用，不僅可以遠距離飛行，還可實現(xiàn)室內(nèi)飛行，其飛行距離基本是根據(jù)電量來判斷的。

（2）科技掛載。為了應(yīng)對各類任務(wù)需求，無人機掛載的多樣性也隨之進步，開拓了新的偵查角度，提高了搜索范圍與效率，為輔助指揮決策提供了幫助。

（3）物資拋投。此項功能如今已經(jīng)應(yīng)用在了很多方面，不僅可以為孤島被困者拋投物資，還可以為救援隊提供便捷性，比如替代原來的拋繩槍，可以更好地解決跨度、精度的問題。

（4）網(wǎng)絡(luò)中繼。主要針對化工裝置、大跨度廠房、高層建筑。以化工廠房為例，從橫向來看，內(nèi)部金屬設(shè)施較多就必然形成通信阻隔，但從縱向來看，僅有火災(zāi)煙氣造成的信號影響，采用無人機配合大功率中繼，可實現(xiàn)有效穿透覆蓋。

（5）引導喊話?；馂?zāi)初期，指揮中心調(diào)度指揮員可以根據(jù)周邊情況與作戰(zhàn)信息卡，利用公網(wǎng)無人機攜帶擴音器，引導被困人員逃生或為微型消防站提供處置幫助。

（6）滅火彈系統(tǒng)。從職能上來說，直接參與救援是無人機應(yīng)用的最終階段?？善鸬礁邔悠撇鹋艧?、短暫打通逃生通道，初期控制火勢的目的，為后續(xù)主戰(zhàn)力量爭取時間。

3 融合通信大調(diào)研——大數(shù)據(jù)中心

融合通信想發(fā)揮其優(yōu)勢，需要對公網(wǎng)覆蓋、建筑結(jié)構(gòu)情況做到了如指掌。在日常工作中，通信員已經(jīng)收集了大量數(shù)據(jù)，但卻沒有將其數(shù)字化并與作戰(zhàn)信息卡、預(yù)案相結(jié)合。因此，我們需要建設(shè)消防大數(shù)據(jù)中心，以備戰(zhàn)時高效運用。

3.1 建筑內(nèi)公網(wǎng)中繼設(shè)置情況

首先，一棟建筑在救援過程中能否使用公網(wǎng)通信，取決于建筑材質(zhì)與通信中繼的設(shè)置方式。理論上磚混結(jié)構(gòu)不會對任何信號造成影響，而鋼混結(jié)構(gòu)就必須依賴信號中繼，但并非所有鋼混建筑都有信號中繼。需要提前了解記錄，尤其是居民建筑，往往會在這方面節(jié)約成本。對于擁有中繼設(shè)施的建筑，也要關(guān)心其中繼電源的架接，引導物業(yè)將電源獨立控制或是連通應(yīng)急電源。

其次，就是通信中繼線上節(jié)點的設(shè)置。在使用過程中，可通過多個節(jié)點接收信號時長判斷所在位置，稱之為網(wǎng)絡(luò)定位。如果大跨度廠房、地鐵、高層擁有和隧道一樣密集的中繼節(jié)點，只需預(yù)先在終端輸入樓層平面圖就可以實現(xiàn)精準定位。

3.2 消防無人機“高德地圖”

當指揮中心利用無人機與前方作戰(zhàn)力量展開協(xié)作的時候，就需要一份高效的“高德地圖”。它所包含的數(shù)據(jù)，應(yīng)當能夠直接引導無人機到達災(zāi)害點位，還能根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)引導疏散，甚至為無人機滅火彈的精準打擊提供幫助。我們希望在未來所能形成的無人機指揮平臺上，輸入地址即能自動規(guī)劃航線，獲取建筑周邊情況、內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，同時隨著3架無人機到場，在地圖上形成AR投影。

3.3 運營商通信保障車分布

作為公網(wǎng)通信的強有力支撐，四大運營商通信保障車作為聯(lián)動力量的調(diào)集也將起到極大作用，通過百倍以上的功率來增加公網(wǎng)信號的覆蓋能力，是每一個大型救援現(xiàn)場的“殺手锏”，無論是多么密閉的環(huán)境，無論火災(zāi)煙氣影響有多大，必將高效、安全地實現(xiàn)全覆蓋。所以，在日常工作中，應(yīng)當對轄區(qū)通信基站數(shù)量與覆蓋能力進行調(diào)研，選擇覆蓋最佳的通信公司，并簽訂應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案，為實戰(zhàn)提供強有力的通信保障。

4 結(jié)束語

面對現(xiàn)代化的消防救援指揮體系，公網(wǎng)通信系統(tǒng)與專網(wǎng)變頻電臺的普及是當務(wù)之急，無人機的有效應(yīng)用也將是新的增長點。在有了基礎(chǔ)設(shè)備后，融合各類信號優(yōu)勢，共享社會資源是信息化救援的必經(jīng)之路。當前，進一步強化通信員隊伍建設(shè)，進一步提升應(yīng)急通信保障分隊（班）能力，進一步理清通信保障從基層到機關(guān)的內(nèi)在關(guān)系、科目設(shè)置、處置程序等是解決現(xiàn)代化作戰(zhàn)指揮的底層邏輯。只有做到“看得到、連的通、不間斷”，才能真正提高作戰(zhàn)效能，為消防員提供安全保障?！?/p>