寧江 張迪 白龍

摘要：消防救援隊伍轉(zhuǎn)制后，成為我國應(yīng)急救援的主力軍和國家隊?；谙缿?yīng)急通信工作的特點，對新形勢消防通信的需求、資源和技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，探討了消防無線通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、應(yīng)用場景、頻率規(guī)劃、使用場景和發(fā)展趨勢，滿足新形勢下消防應(yīng)急通信工作的需求。在消防現(xiàn)有成熟通信組網(wǎng)模式的基礎(chǔ)上，更加注重與應(yīng)急管理部門互通，以及寬窄融合、5G等新技術(shù)的應(yīng)用，提出了一種消防無線通信的發(fā)展方向，旨在為全國消防無線通信網(wǎng)建設(shè)獻(xiàn)計獻(xiàn)策。

關(guān)鍵詞：機構(gòu)改革；消防；無線通信；寬窄融合；無線頻率；對講機

中圖分類號：TN927文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-1739（2022）19-64-04

0引言

2018年11月，根據(jù)《組建國家綜合性消防救援隊伍框架方案》，公安消防部隊、武警森林部隊轉(zhuǎn)制，組建國家綜合性消防救援隊伍[1]。改革轉(zhuǎn)制后，這支隊伍由應(yīng)急管理部管理，實行統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級指揮，作為應(yīng)急救援的主力軍和國家隊，承擔(dān)著防范化解重大安全風(fēng)險、應(yīng)對處置各類災(zāi)害事故的重要職責(zé)。

1消防無線通信網(wǎng)現(xiàn)狀

消防無線通信是消防救援隊伍在災(zāi)害事故現(xiàn)場展開救援過程中重要的現(xiàn)場通信方式之一。根據(jù)組網(wǎng)制式的不同，可分為無線窄帶專網(wǎng)、衛(wèi)星專網(wǎng)、公網(wǎng)和現(xiàn)場快速組網(wǎng)4類網(wǎng)絡(luò)。

1.1無線窄帶專網(wǎng)

無線窄帶專網(wǎng)是目前消防救援隊伍應(yīng)用最為廣泛的一類網(wǎng)絡(luò)，也稱為城市消防無線通信網(wǎng)，主要由以下三級網(wǎng)組成：消防一級網(wǎng)（城市消防轄區(qū)覆蓋網(wǎng)）、消防二級網(wǎng)（現(xiàn)場指揮網(wǎng)）和消防三級網(wǎng)（滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)）。消防一級網(wǎng)用于保障城市消防通信指揮中心與移動消防指揮中心和轄區(qū)消防站固定電臺、車載電臺之間的通信聯(lián)絡(luò)；消防二級網(wǎng)用于保障災(zāi)害事故現(xiàn)場范圍內(nèi)各級消防指揮人員（包括社會聯(lián)動單位的現(xiàn)場負(fù)責(zé)人）之間的通信聯(lián)絡(luò)；消防三級網(wǎng)用于災(zāi)害事故救援現(xiàn)場范圍內(nèi)各參戰(zhàn)小組（單元）內(nèi)部的指揮員、戰(zhàn)斗班班長、駕駛員和特勤搶險班戰(zhàn)斗員之間的通信聯(lián)絡(luò)。城市消防轄區(qū)覆蓋網(wǎng)和現(xiàn)場指揮網(wǎng)目前主要依托公安或政府建設(shè)的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)，部分省市采用自建模擬或數(shù)字同頻中繼網(wǎng)絡(luò)覆蓋，滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)由各地自建，主要采用常規(guī)直頻通信方式。目前，全國消防救援隊伍各級機構(gòu)大部分都配備了350 MHz/800 MHz電臺，利用當(dāng)?shù)毓埠驼臄?shù)字集群無線通信網(wǎng)組建消防一級網(wǎng)和二級網(wǎng)，也有部分地區(qū)的消防救援隊伍與當(dāng)?shù)貞?yīng)急管理部門合用370 MHz無線通信網(wǎng)。

1.2衛(wèi)星專網(wǎng)

衛(wèi)星專網(wǎng)目前組網(wǎng)是由應(yīng)急管理部消防救援局租用衛(wèi)星鏈路，統(tǒng)一調(diào)配供全國消防救援隊伍共用，使用Ku波段，構(gòu)建以地面站為樞紐、以車載衛(wèi)星站和便攜衛(wèi)星站為延伸的衛(wèi)星網(wǎng)。衛(wèi)星站之間通過衛(wèi)星通信建立基于IP協(xié)議的雙向?qū)拵该麈溌?，支持高清級別的圖像和語音傳輸，配合聯(lián)通各級消防救援隊伍指揮機構(gòu)的地面有線網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)害事故救援現(xiàn)場的實時影像回傳及各級指揮機構(gòu)的視頻調(diào)度指揮。

1.3公網(wǎng)無線通信設(shè)備

公網(wǎng)無線通信設(shè)備主要包括公網(wǎng)圖傳、公網(wǎng)對講和5G業(yè)務(wù)應(yīng)用。目前，全國消防救援隊伍支隊級以上單位和大、中隊級單位均已配備4G單兵、布控球等各類基于公網(wǎng)通信的圖傳設(shè)備以及公網(wǎng)PoC語音對講終端，這些設(shè)備可依托公網(wǎng)實時建立與本級指揮機構(gòu)之間的通信鏈路，能夠在抵達(dá)災(zāi)害事故救援現(xiàn)場第一時間回傳音視頻信號。隨著5G公眾網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐漸鋪開，憑借其大帶寬、低時延的特性，可連接物聯(lián)感知設(shè)備，實現(xiàn)不同對象的互聯(lián)，進(jìn)一步提升消防救援隊伍的通信保障水平。

1.4現(xiàn)場快速組網(wǎng)設(shè)備

消防救援局針對城市重大事故和地質(zhì)性災(zāi)害應(yīng)急通信保障工作的需要，特別是“三斷”（斷電、斷路和斷網(wǎng)）條件下的應(yīng)急通信場景，研發(fā)推廣了一系列應(yīng)急救援快速組網(wǎng)設(shè)備，在實戰(zhàn)和訓(xùn)練演練中不斷探索應(yīng)用模式。針對城市區(qū)域主要是在高層、地下、大跨度空間和石油化工等重大事故場合，能夠?qū)崿F(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場地上5 km和地下2 km范圍的語音、圖像信號全覆蓋，向現(xiàn)場指揮部的調(diào)度臺傳輸救援現(xiàn)場實時音視頻信號和生命體征等監(jiān)測信息，輔助現(xiàn)場指揮員科學(xué)決策，保障消防救援人員生命安全；針對地質(zhì)性災(zāi)害主要是實現(xiàn)地震、泥石流和地質(zhì)滑坡等重大災(zāi)害現(xiàn)場，在無公網(wǎng)條件下實現(xiàn)現(xiàn)場搜救隊與前、后方指揮部之間的互聯(lián)互通。在通信方式的實現(xiàn)上，窄帶語音通信使用350 /370 MHz頻段電臺，寬帶無線通信主要依托4G專網(wǎng)基站和Mesh專網(wǎng)基站。

2新形勢的內(nèi)涵

2.1新需求：職責(zé)任務(wù)發(fā)生變化

消防救援隊伍改制轉(zhuǎn)隸后，救援職責(zé)與任務(wù)較以往相比有所增加，在原有防火、滅火和搶救人員生命為主的應(yīng)急救援任務(wù)基礎(chǔ)上，水災(zāi)、旱災(zāi)、臺風(fēng)、地震、泥石流等自然災(zāi)害和交通、?；返仁鹿实木仍汲闪司仍闹髫?zé)主業(yè)。消防救援隊伍的應(yīng)急通信保障任務(wù)也隨之發(fā)生了深刻、巨大的變化，對新時期的消防應(yīng)急通信工作提出了更高水平的要求，災(zāi)害事故發(fā)生后應(yīng)急無線通信設(shè)備的采用，直接影響著消防隊伍救援工作開展的效率，是消防隊伍能否完成應(yīng)急救援任務(wù)的關(guān)鍵[2]。對于災(zāi)害事故救援現(xiàn)場應(yīng)急通信保障來說，消防救援隊伍面臨的難點主要有城市復(fù)雜建筑和重特大自然災(zāi)害2種場景。城市復(fù)雜建筑場景是指高層、地下和大型綜合體等建筑，此類建筑往往因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對無線通信信號的屏蔽和衰減較為嚴(yán)重，導(dǎo)致建筑內(nèi)部存在大量通信盲區(qū)；重特大自然災(zāi)害場景是指地震、泥石流、山體滑坡和洪澇等自然災(zāi)害救援現(xiàn)場，此類災(zāi)害受災(zāi)面積大、參戰(zhàn)力量多，容易造成現(xiàn)場通信秩序混亂，且災(zāi)區(qū)往往受損嚴(yán)重導(dǎo)致“三斷”情況。以上2種場景都需要由消防救援人員實施自我保障，在現(xiàn)場架設(shè)專用通信網(wǎng)絡(luò)，覆蓋各救援區(qū)域。

2.2新資源：獲得專用無線頻率

2019年8月，工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)分配給應(yīng)急管理部370～390 MHz的窄帶通信頻率，應(yīng)急管理部據(jù)此設(shè)計規(guī)劃了ePDT系統(tǒng)，在發(fā)布建設(shè)任務(wù)書時特別提出，370 MHz的ePDT系統(tǒng)建設(shè)以服務(wù)國家綜合性消防救援隊伍的使用為主要目標(biāo)。應(yīng)急管理部的370 MHz頻率資源雖然有限，但是有政策支持，消防救援隊伍可以合法使用。目前消防救援隊伍現(xiàn)役通信電臺設(shè)備基本在350 MHz頻段，由于對講機生產(chǎn)工藝的特點，大部分現(xiàn)役設(shè)備可通過修改軟件參數(shù)設(shè)置的方式兼容至370 MHz頻段，因此為了更好地利用通信頻率資源，需對消防370 MHz無線通信網(wǎng)頻率進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，達(dá)到統(tǒng)一部署、規(guī)范使用的目的。

2.3新技術(shù)：公專融合技術(shù)逐漸成熟

公專融合技術(shù)是一種將公網(wǎng)PoC集群和專網(wǎng)PDT集群無縫互通的技術(shù)[3]。系統(tǒng)層面，涉及公專集群系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、業(yè)務(wù)邏輯和呼叫控制全部統(tǒng)一處理，對外呈現(xiàn)的是一整套完整的集群系統(tǒng)；終端層面，在窄帶專網(wǎng)、公網(wǎng)和現(xiàn)場應(yīng)急網(wǎng)等多網(wǎng)絡(luò)間實現(xiàn)自主無感切換，或手動無縫切換，在脫網(wǎng)時，實現(xiàn)窄帶語音直通保底。公專融合技術(shù)可以極大地豐富消防無線通信的使用場景，簡化消防救援人員攜帶的單兵對講終端，是一種隨遇接入，無需關(guān)心后臺連接網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)，可以為應(yīng)急救援提供更好的通信保障，提高應(yīng)急通信的可靠性、安全性和靈活性。

3設(shè)計內(nèi)容

面向新時期消防無線通信網(wǎng)的迫切需求，研究消防無線通信的頻率使用和系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，針對新時期的無線專網(wǎng)頻率要求，開展國內(nèi)外無線通信技術(shù)發(fā)展和相關(guān)領(lǐng)域已有技術(shù)應(yīng)用和政策實施等情況分析，圍繞消防救援隊伍的核心業(yè)務(wù)需求，探討消防無線通信網(wǎng)的頻率規(guī)劃、建設(shè)模式、使用方式和發(fā)展趨勢，嘗試提出一套消防無線通信網(wǎng)頻率規(guī)劃和系統(tǒng)建設(shè)方案，以指導(dǎo)各級消防救援隊伍應(yīng)用，為全國各級消防救援隊伍提供無線通信的解決方案，提升綜合應(yīng)急救援的協(xié)同性、整體性和專業(yè)性現(xiàn)場指揮綜合能力。

3.1設(shè)計原則

（1）三級組網(wǎng)模式不變

消防無線通信三級組網(wǎng)模式由來已久，與消防指揮層級、人員和習(xí)慣等因素深度融合，涉及戰(zhàn)斗員、前線指揮員和后方指揮員3類角色[4]，不宜做大的調(diào)整，所以消防無線窄帶專網(wǎng)的應(yīng)用方式沿襲歷史傳統(tǒng)不變，仍為三級組網(wǎng)模式。

（2）注重與外部部門互通

在“全災(zāi)種、大應(yīng)急”新形勢下，消防救援隊伍和應(yīng)急資源等進(jìn)行優(yōu)化整合，融合政府、企業(yè)、社會和專家等多方力量搭建組成調(diào)度指揮平臺，形成一套應(yīng)急救援力量聯(lián)調(diào)聯(lián)戰(zhàn)工作機制，提高救援效率。構(gòu)建“黨委政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、應(yīng)急部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、消防隊伍主調(diào)主戰(zhàn)、各方力量高效協(xié)同”的“大應(yīng)急”指揮機制。這在通信保障的基本需求上，進(jìn)一步要求消防無線通信網(wǎng)與外部部門的互聯(lián)互通[5]。

（3）注重新技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)當(dāng)今主流技術(shù)發(fā)展趨勢，綜合利用5G軟切片技術(shù)、寬窄融合集群通信技術(shù)和時空統(tǒng)一技術(shù)等特點，圍繞應(yīng)急通信保障、指揮調(diào)度和物聯(lián)感知等業(yè)務(wù)需求，整合相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)“370 MHz集群通信系統(tǒng)寬窄帶融合”應(yīng)急通信體系。

3.2網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

根據(jù)消防救援隊伍的業(yè)務(wù)需求，以及新技術(shù)的發(fā)展方向，建議的消防無線通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建如圖1所示。

在消防救援隊伍的內(nèi)部業(yè)務(wù)網(wǎng)上部署寬窄帶集群融合服務(wù)，提供公專融合的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，結(jié)合公網(wǎng)成本低、覆蓋廣和專網(wǎng)在線用戶少、覆蓋精細(xì)的特點，方案充分結(jié)合二者優(yōu)點，在網(wǎng)絡(luò)層面將2種體制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，在業(yè)務(wù)層面將專網(wǎng)集群和公網(wǎng)音視頻業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，配合多模終端，實現(xiàn)公?；パa、統(tǒng)一調(diào)度。

在應(yīng)急救援現(xiàn)場，通過車載式/背負(fù)式/便攜式PDT移動通信基站，對突發(fā)現(xiàn)場進(jìn)行覆蓋補盲，保證在任何極端情況下，例如受地震、泥石流和洪澇災(zāi)害等災(zāi)害影響，出現(xiàn)公網(wǎng)運營商基站或PDT固定基站損毀或信號覆蓋區(qū)域不可達(dá)的類似“三斷”情況下，均能保障救援一線和現(xiàn)場指揮部的通信暢通。

3.3應(yīng)用場景

一級網(wǎng)：通過在消防救援隊伍的內(nèi)部業(yè)務(wù)網(wǎng)上部署的寬窄帶集群融合服務(wù)，提供一級網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，主要有2種覆蓋形式，一是通過運營商基站，實現(xiàn)大范圍的基礎(chǔ)覆蓋；二是通過在主要城區(qū)內(nèi)建設(shè)的PDT固定基站，實現(xiàn)重點區(qū)域的精細(xì)化覆蓋。

二級網(wǎng)：通過移動式PDT基站，包括車載式/背負(fù)式/便攜式多種形態(tài)的設(shè)備，為現(xiàn)場指揮部和救援一線提供無線通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

三級網(wǎng)：與傳統(tǒng)三級網(wǎng)的直通模式不同，通常使用一級網(wǎng)、二級網(wǎng)的特定信道進(jìn)行通話，只有在一級網(wǎng)和二級網(wǎng)都不可用或不可達(dá)的情況下，小隊隊員之間才使用傳統(tǒng)直通模式。

3.4頻率規(guī)劃

消防救援隊伍370 MHz無線通信網(wǎng)頻率分組與應(yīng)急370 MHz無線通信網(wǎng)頻率分組原則[6]基本相同，其中消防救援隊伍和應(yīng)急部門所建設(shè)的固定基站頻率交錯使用，消防移動站每組3載頻，且移動站可采用相同組號的固定站頻率擴容至5載頻。應(yīng)急無線通信網(wǎng)頻率規(guī)劃中的常規(guī)頻率信道號保持不變，為消防無線通信網(wǎng)數(shù)字常規(guī)單頻直通模式使用；應(yīng)急無線通信網(wǎng)頻率規(guī)劃中的擴容組和協(xié)調(diào)組頻率信道號保持不變，為消防無線通信網(wǎng)數(shù)字常規(guī)轉(zhuǎn)信臺模式使用；應(yīng)急無線網(wǎng)頻率規(guī)劃中的重大突發(fā)事件預(yù)留信道號保持不變，為消防無線通信網(wǎng)數(shù)字常規(guī)預(yù)留使用，由應(yīng)急管理部消防救援局分配。

3.5使用場景

（1）指揮調(diào)度和日常訓(xùn)練

消防無線通信網(wǎng)在日常主要滿足各地市119調(diào)度指揮中心與轄區(qū)內(nèi)各支隊、大（中）隊固定臺及出動消防車輛車載電臺之間的語音通信聯(lián)絡(luò)，主要業(yè)務(wù)內(nèi)容為指揮調(diào)度、訓(xùn)練演練和日常點名等。無線通信網(wǎng)絡(luò)需要至少覆蓋轄區(qū)面積的80%，用于滿足各大（中）隊內(nèi)語音通信聯(lián)絡(luò)。

（2）實現(xiàn)實時監(jiān)控調(diào)度

消防救援人員在進(jìn)行實際的救援工作中，技術(shù)部門可有效利用無線通信技術(shù)，實時監(jiān)控當(dāng)?shù)鼐唧w的交通情況以及車輛行駛情況，降低因道路擁堵對工作進(jìn)度造成的影響，加快整個救援工作的進(jìn)度。除此之外，相關(guān)部門也可利用無線通信系統(tǒng)對現(xiàn)場圖像進(jìn)行實時傳輸，為消防救援人員提供全面的現(xiàn)場情況。

（3）建立現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接

在消防救援中通過應(yīng)用無線通信技術(shù)，把指揮中心和救援現(xiàn)場的信號進(jìn)行連接，將救援現(xiàn)場的情況及時傳遞給指揮中心，以保證指揮中心可以在第一時間制定出相關(guān)的救援計劃，從而提高整個消防救援的工作效率。與此同時，現(xiàn)場救援隊員還可以利用智能移動終端向指揮中心及時匯報現(xiàn)場的實時情況，對現(xiàn)場的消防救援人員做出有效性的指揮。除此之外，調(diào)度中心還可以利用無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把災(zāi)害事故相關(guān)的重要信息，如現(xiàn)場建筑的相關(guān)圖紙傳遞給現(xiàn)場人員，使消防救援人員可以根據(jù)現(xiàn)場建筑的構(gòu)造特點，展開科學(xué)的消防救援工作。

3.6發(fā)展趨勢

（1）智能化

消防救援人員在應(yīng)用無線鏈路組網(wǎng)時，經(jīng)常會遇到信號不穩(wěn)定的情況，并且單個無線鏈路的通信距離還有一定的要求，這使整個通信網(wǎng)絡(luò)的流暢性受到影響，在嚴(yán)重情況下，會影響應(yīng)急救援工作的順利進(jìn)行。在相關(guān)的指揮調(diào)度過程中，技術(shù)部門正在研究出一種具有科學(xué)性以及實用性的通信系統(tǒng)，以保證對現(xiàn)有的無線系統(tǒng)起到保護性的作用，為無線通信節(jié)點部署提供智能化建議，使網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的調(diào)度能力得到高效保障。

（2）智慧消防

智慧消防系統(tǒng)是充分利用先進(jìn)的信息技術(shù)，比如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)等，對火災(zāi)發(fā)生地點快速、準(zhǔn)確地定位，并且第一時間聯(lián)合一系列設(shè)備采取應(yīng)對措施，降低火災(zāi)影響范圍。智慧消防有著十分廣泛的應(yīng)用，可以對消防安全感知層進(jìn)行全方位涵蓋，能夠有效提升消防、減災(zāi)的能力。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠及時獲取各個方面的信息，全方位支持消防救援工作。數(shù)據(jù)共享也是智慧消防系統(tǒng)的一個特點，可以利用物聯(lián)網(wǎng)和廣大人民群眾以及相關(guān)部門緊密聯(lián)系，將消防安全信息及時傳達(dá)給民眾，還能夠引導(dǎo)民眾積極參與到消防安全管理中，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)化消防安全管理、各個部門聯(lián)動以及精細(xì)化消防安全管理的效果。智慧消防具有智能化特點，能夠?qū)鹎橄嚓P(guān)信息進(jìn)行智能化分析，確定各類火情現(xiàn)場情況，采取預(yù)制的消防處理辦法。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用有助于構(gòu)建智慧消防系統(tǒng)，可以對構(gòu)建火情監(jiān)測和處理系統(tǒng)提供支持，對火災(zāi)隱患進(jìn)行客觀評估，有助于火災(zāi)快速控制和消防救援工作的高效開展。

（3）低軌衛(wèi)星

隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，低軌衛(wèi)星通信技術(shù)與應(yīng)用已成為全球通信領(lǐng)域的研究熱點之一。通過一定數(shù)量的低軌通信衛(wèi)星與地面網(wǎng)絡(luò)的融合組網(wǎng)，可以構(gòu)建具備實時信息處理與傳輸?shù)拇笠?guī)模星座網(wǎng)絡(luò)，從而為地面和空中等用戶終端提供全球覆蓋的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入等通信服務(wù)。隨著消防救援隊伍工作職責(zé)的不斷擴大，除城市區(qū)域救援外，在野外、郊區(qū)、森林和水域等場景均有通信需求，因此在未來需密切關(guān)注低軌衛(wèi)星的發(fā)展。

4結(jié)束語

應(yīng)急管理部組建不久，信息化建設(shè)工作任務(wù)繁重，國家綜合性消防救援隊伍面臨的新形勢日益嚴(yán)峻，在政策上面臨著多種挑戰(zhàn)，有被迫變更舊頻率和更新裝備的風(fēng)險，必須提早進(jìn)行消防無線通信網(wǎng)的規(guī)劃。本文嘗試進(jìn)行消防無線通信網(wǎng)建設(shè)的探索，提供一種建設(shè)思路，供社會各界探討。隨著各類通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)用，必將為科學(xué)高效的消防指揮救援提供堅實可靠的通信保障。

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