文/陳天清

淺談無線電微波通訊在森林防火中的應(yīng)用

文/陳天清

福建武夷山國家級自然保護(hù)區(qū)（以下簡稱武夷山保護(hù)區(qū)）位于福建省北部，武夷山脈北端，武夷山市、建陽市、光澤縣和邵武市四縣（市）交界處，總面積56527.3hm2。該保護(hù)區(qū)全境南北長52km，東西相距最寬處22km，其中有2.9萬hm2原生性亞熱帶森林植被，是中國東南大陸現(xiàn)存面積最大，保留最為完整的中亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)，森林覆蓋率為96.3%，是閩江上游主要溪流的發(fā)源地。因此，武夷山保護(hù)區(qū)的森林防火工作一直處于重要地位，為確保森林防火工作的順利開展，武夷山保護(hù)區(qū)多年來關(guān)注無線電通訊的研究和建設(shè)，投入大量的資金和技術(shù)，以加強武夷山保護(hù)區(qū)森林防火無線電通訊工作的能力。

一、武夷山保護(hù)區(qū)森林防火通訊系統(tǒng)回顧

自1988年開始，武夷山保護(hù)區(qū)采用的是模擬信號對講機。在使用過程中，由于武夷山保護(hù)區(qū)內(nèi)地勢高，起伏大，多埡口，區(qū)內(nèi)平均海拔1200m，最高處達(dá)2158m，最低處僅300m，高差極為懸殊。河流侵蝕切割深度達(dá)500-1000m，溝谷相間，存在桐木關(guān)—大竹嵐斷裂，黃溪洲—皮坑口斷裂，美羅灣斷裂等延伸10多km，通過對講機聯(lián)系常常受到限制，造成通訊信號不理想。

近幾年，移動和聯(lián)通兩家運營商在有村莊的地區(qū)或人員活動較密集的地區(qū)建設(shè)了公共基站，實現(xiàn)了移動電話網(wǎng)絡(luò)覆蓋；但是在大部分山區(qū)，無公網(wǎng)基站覆蓋，無法實現(xiàn)語音的遠(yuǎn)距離、大范圍通信。且在發(fā)生林火時，公網(wǎng)通信可能隨時受到侵害，單純依靠公網(wǎng)組織防火通信指揮系統(tǒng)，風(fēng)險更大。因此，武夷山保護(hù)區(qū)還需增加補充的通信手段，以滿足全天候，范圍內(nèi)機動通信暢通需要。

二、武夷山自然保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)通訊基站的系統(tǒng)建設(shè)

2013年，武夷山保護(hù)區(qū)開始采用無線電微波技術(shù)在林區(qū)內(nèi)建設(shè)無線通信網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)保護(hù)區(qū)內(nèi)各管理所及局指揮部之間組建相互獨立的無線通信網(wǎng)。各管理所通過無線及IP網(wǎng)絡(luò)與管理局指揮中心互聯(lián)，管理所、局指揮中心可通過多級鏈路與火場的對講機建立通訊聯(lián)系。

1、無線電基站的位置選擇

（1）基站選擇的位置要考慮到保護(hù)區(qū)的地理環(huán)境。既要考慮到管理局與各管理所日常的通訊聯(lián)系，也要兼顧林區(qū)發(fā)生火情時，火場指揮員要隨時通過無線電對講機把火場情況反饋給上級指揮部門，以便及時快速的調(diào)動撲火隊伍和后勤給養(yǎng)。

（2）以管理局為中心，根據(jù)覆蓋需求和將來系統(tǒng)覆蓋面高的要求，在先峰嶺、黃岡山、茶子嶺分別建設(shè)一個微波數(shù)字基站，組成三個本地小網(wǎng)及一個全保護(hù)區(qū)的大網(wǎng)。保證局指揮部與各管理所之間日常通信及處理應(yīng)急突發(fā)事件，統(tǒng)一指揮調(diào)試。每個管理所配備一臺數(shù)字中繼臺，以數(shù)字模式工作，主要用于日常工作通信，一呼百應(yīng)，全網(wǎng)調(diào)度。

2、微波通信設(shè)備的選擇

（1）微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業(yè)務(wù)的傳送，如電話、電報、數(shù)據(jù)、傳真以及彩色電視等均可通過微波傳輸。微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，不受水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)以及地震等自然災(zāi)害的影響。同時，微波通信覆蓋范圍更廣，語音通信更清晰，即使在覆蓋范圍的邊緣地帶，也依然清晰。

（2）無線微波通訊有著更高的頻譜利用率，雙倍通話容量（2個時隙）。在每個基站配備1臺的數(shù)字中繼臺，均工作在數(shù)字模式，可同時支持兩路話務(wù)信道；時隙（信道）1主要用于日常工作通信，一呼百應(yīng)，全網(wǎng)調(diào)度。時隙（信道）2用于本地小網(wǎng)通信。兩個組可同時講話，相互獨立，互不影響。雙時隙TDMA系統(tǒng)可以有效降低設(shè)備使用成本。

（3）采用純數(shù)字技術(shù)，保障了通訊的安全。在數(shù)字信道上監(jiān)聽，由于信令或ID號不匹配，只顯示載波接收但無語音輸出。

3、無線電信號傳輸方式的設(shè)置

（1）針對武夷山地區(qū)地形復(fù)雜，為解決對講機單機功率無法穿透屏蔽物，繞射能力、通訊距離有限等問題，通過中轉(zhuǎn)臺組網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)。在需要覆蓋的地區(qū)中心位置，放置一中轉(zhuǎn)臺，通過雙工器、饋線、天線等設(shè)備將中轉(zhuǎn)臺的接收、發(fā)射天線分布于需要覆蓋地區(qū)的各個角落。當(dāng)對講機發(fā)起呼叫時，不再是靠對講機本機功率直接呼叫另一部對講機，而是呼叫該對講機距離中轉(zhuǎn)臺最近的接收天線，中轉(zhuǎn)臺收到該天線的傳回的呼叫信號后，控制發(fā)射天線自動轉(zhuǎn)發(fā)該呼叫信號，只要被呼叫的對講機處于中轉(zhuǎn)臺天線覆蓋范圍內(nèi)，均能接收到呼叫信號。將不同區(qū)域內(nèi)的中轉(zhuǎn)臺通過無線鏈路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)，可組成一套跨區(qū)域聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，擴(kuò)大通信覆蓋面積。

（2）根據(jù)林區(qū)的特點，在黃岡山、茶子嶺的基站都為高山基站，考慮到不具備有線鏈路資源的情況下，采用無線鏈路的方式，將黃岡山、茶子嶺基站的信號，傳送到先峰嶺，再通過有線無線鏈路網(wǎng)絡(luò)連接到局指揮部及各管理所。

三、無線電微波通訊在森林防火中的應(yīng)用

1、森林防火日常工作通訊保障的應(yīng)用

建成無線電微波通訊網(wǎng)絡(luò)后，局指揮部采用定時聯(lián)系的方法，既可保證與各管理所的防火工作需要，同時可不受中繼臺制約，減少通訊投入和管理費用。其次是充分發(fā)揮了便攜式手持對講機的作用。該機具有體積小、便于野外通訊。護(hù)林員上山巡護(hù)時，可及時與上級部門聯(lián)系。但由于一期項目中，整體的網(wǎng)絡(luò)尚未完全覆蓋，在林區(qū)還存在信號盲區(qū)。

2、防火演習(xí)通訊保障的應(yīng)用

2015年10月，在防火演習(xí)時，無線電微波通訊地起了相當(dāng)大的作用。演習(xí)開始，局指揮部可直接與演習(xí)現(xiàn)場總指揮直接聯(lián)系，同時，在局指揮部能直接收聽到現(xiàn)場指揮組之間的各項任務(wù)部署和信息反饋。從而保證了森林指揮撲救需要。結(jié)合固定電話、移動手機的通訊，可形成有無線交替通訊，達(dá)到多層次全方位的通訊覆蓋，確保森林防火指揮調(diào)試全面暢通。

四、加強全區(qū)無線電微波通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

經(jīng)過2年的實踐，無線電微波通訊在武夷山保護(hù)區(qū)森林防火工作中始終作為主要的通信手段。由于中繼站的合理設(shè)置，基本保證了手持機在轄區(qū)內(nèi)能實現(xiàn)和指揮部的溝通及手持機之間的互通，在森林防火工作中起了重要作用。2016年，武夷山保護(hù)區(qū)將繼續(xù)實現(xiàn)無線電微波通訊的建設(shè)。是在掛墩山、豬母干、燒香頂分別建設(shè)固定式基站，與一期形成6套單基站組成鏈路通信。無線鏈路模式是采用鏈狀分布方式，由鏈路站完成對各無線鏈路中繼臺語音及數(shù)據(jù)的傳輸工作。相鄰不同基站采用不同的中轉(zhuǎn)頻率，避免了同頻干擾。移動臺也要求具有越區(qū)切換功能，其中部分基站接收信息后，這幾個基站將信號送到主站進(jìn)行比較，信號強的將通過無線鏈路發(fā)往各基站作為統(tǒng)一信號源發(fā)射。從面實現(xiàn)全區(qū)的聯(lián)網(wǎng)。二期建設(shè)的數(shù)字無線鏈路基站與一期架設(shè)的基站通過先峰嶺基站進(jìn)行無線鏈路互邊。這樣就實現(xiàn)了一期與二期的互連互通。

（作者單位：福建武夷山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局）

責(zé)任編輯/羅美娟