江 煒，葉進(jìn)榮，周 舟

（上海市徐匯區(qū)消防救援支隊(duì)，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(gè)階段，所發(fā)生的變化是革命性的，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)聯(lián)動(dòng)指揮、內(nèi)外高效通信、圖像傳輸?shù)榷鄠€(gè)目標(biāo)，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(shì)，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(gè)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(shì)在于社會(huì)的普及性，哪里有基站哪里就有信號(hào)，已基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋。缺點(diǎn)在于信號(hào)鏈路必須經(jīng)由基站才可發(fā)送至目標(biāo)，導(dǎo)致其相對(duì)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(hào)中繼、地震導(dǎo)致基站損毀、人員密集導(dǎo)致基站過載等情況，此時(shí)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(hào)相比公網(wǎng)信號(hào)，由于是就近組網(wǎng)的無線電信號(hào)，具有延遲低、傳輸便利、區(qū)域內(nèi)抗復(fù)雜環(huán)境能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，適用于特殊空間的救援任務(wù)。缺點(diǎn)是頻段區(qū)間內(nèi)大部分優(yōu)秀信號(hào)頻段已被國(guó)家、各類機(jī)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(gè)大型綜合體的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中，各類信號(hào)會(huì)受到金屬結(jié)構(gòu)、火災(zāi)煙氣影響，在實(shí)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(dāng)下趨勢(shì)與安全需要，尤其是對(duì)定位有需求的情況下，通信員不可能深入火場(chǎng)架設(shè)基站。而公網(wǎng)信號(hào)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(huì)智能化進(jìn)步，室內(nèi)中繼器可根據(jù)其密集度形成節(jié)點(diǎn)，實(shí)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(hào)，就能實(shí)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(gè)方面談一談現(xiàn)代化前突通信保障的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。

1 消防通信員的六項(xiàng)專精技能

這里，著重強(qiáng)調(diào)的是消防通信員人才隊(duì)伍的建設(shè)。首先，要從制度上解決人的問題，作為一個(gè)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(shí)體化運(yùn)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，確保“既有圖像畫面，又有通信保障，但凡內(nèi)攻，必有一人負(fù)責(zé)監(jiān)聽、跟蹤”。而作為消防通信員必需掌握以下六項(xiàng)專精技能。

（1）前方指揮部搭建與通信保障。此項(xiàng)技能主要為保障前方指揮部搭建，應(yīng)對(duì)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(chǎng)聯(lián)席會(huì)議保障等突發(fā)情況。

（2）公專融合無線通信組網(wǎng)。此項(xiàng)技能要求通信員具備較強(qiáng)的通信理論基礎(chǔ)，根據(jù)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)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(gè)人知識(shí)，對(duì)信號(hào)不穩(wěn)定情況有一定的判斷、處理能力。

（3）復(fù)雜環(huán)境有線通信組網(wǎng)。此項(xiàng)技能是前突通信員的高階任務(wù)，主要應(yīng)用于復(fù)雜環(huán)境中，無線信號(hào)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(yàn)。這是因?yàn)楦鶕?jù)現(xiàn)有戰(zhàn)法，在一個(gè)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)是沒有力量能夠?qū)ｉT負(fù)責(zé)通信員安全保障的。通信員只能依靠發(fā)光導(dǎo)向通信繩在架設(shè)鏈路的同時(shí)作為撤退方向引導(dǎo)，并通過自身對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)攻方向增強(qiáng)信號(hào)功率、其余方向中繼信號(hào)鏈路、特殊位置采取有線中繼”的三個(gè)主要方法實(shí)施的團(tuán)隊(duì)技能，即內(nèi)攻開始，通信中繼無人機(jī)、機(jī)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(jìn)行一次人員核查，一旦發(fā)現(xiàn)失聯(lián)第一時(shí)間采取“通信處突救援程序”。20秒內(nèi)部署大功率信號(hào)中繼無人機(jī)短暫增強(qiáng)信號(hào)覆蓋，同時(shí)將在進(jìn)攻方向上的原有通信鏈路增強(qiáng)十倍功率（十倍在實(shí)戰(zhàn)中意味著可以穿透一面混凝土墻）以擴(kuò)散信號(hào)覆蓋范圍，并組織多名通信員攜帶中繼臺(tái)通過開闊口創(chuàng)建新的鏈路。再由應(yīng)急通信員沿進(jìn)攻路線鋪設(shè)通信發(fā)光導(dǎo)向繩越過障礙區(qū)中繼信號(hào)，復(fù)雜情況下應(yīng)當(dāng)使用機(jī)器狗。

圖2 消防公專融合通信處突程序

（5）無人機(jī)超視距偵察。此項(xiàng)技能要求通信員利用公網(wǎng)無人機(jī)的高效性，在接警后第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，真實(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。經(jīng)過測(cè)試，公網(wǎng)無人機(jī)對(duì)于城市消防站轄區(qū)覆蓋只需2分鐘，而救援力量的到達(dá)需要10分鐘。通信員有足夠的時(shí)間為救援力量提供道路引導(dǎo)和戰(zhàn)術(shù)預(yù)先部署的依據(jù)。

（6）無人機(jī)輔助指揮決策。此項(xiàng)技能以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，通信員利用無人機(jī)掛載設(shè)備，針對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、被困人員位置等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過分析確定災(zāi)害可能存在的風(fēng)險(xiǎn)、計(jì)算救援體量、預(yù)估救援方式與時(shí)長(zhǎng)。

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(gè)別總隊(duì)已經(jīng)實(shí)施，較好地發(fā)揮了公網(wǎng)在廣域通信中的優(yōu)勢(shì)，形成了多樣化的公專融合平臺(tái)。若要在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)突破，最主要的瓶頸就是裝備的“實(shí)戰(zhàn)化”。在科技含量上，國(guó)產(chǎn)裝備首屈一指，但卻并非專門為消防應(yīng)用所設(shè)計(jì)，比如，公專融合電臺(tái)仍然為海事專用通信裝備，消防只是其中一小部分；無人機(jī)也僅僅是可應(yīng)用于消防。需要有人把它們?nèi)诤线M(jìn)消防救援中，開發(fā)消防所需要的軟件系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)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(diǎn)，提出五項(xiàng)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(shí)是最容易被忽視的核心裝備，在大型救援現(xiàn)場(chǎng)，?？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(jí)混動(dòng)。車輛能夠在行駛中滿足多臺(tái)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(qiáng)通信中繼功率（電臺(tái)、無人機(jī)），至少能夠滿足對(duì)一個(gè)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(jī)建模、有毒氣體監(jiān)測(cè)、紅外熱像、AR全景投影等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，傳送到后方指揮部。

2.2 公專融合電臺(tái)的應(yīng)用要點(diǎn)

當(dāng)前，消防救援站的電臺(tái)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(hào)傳輸途徑，就少一分失聯(lián)的可能性，無論遇到何種險(xiǎn)情，第一時(shí)間聯(lián)絡(luò)增援是他們最放心的安全保障。

（1）當(dāng)前公專融合電臺(tái)的利弊。以350 MHz公專融合電臺(tái)為例，即涵蓋了貼地繞射的350 MHz專網(wǎng)信號(hào)，同時(shí)支持直線傳輸?shù)?G公網(wǎng)信號(hào)，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(chǎng)景盲目追求了功能，卻忽視了火場(chǎng)所必須的裝備安全。公專融合電臺(tái)雖好，暫時(shí)無法配備火場(chǎng)使用。

（2）公專融合裝備應(yīng)用的改進(jìn)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(qiáng)的防爆、耐高溫性能，隨身依舊配備350 MHz防爆電臺(tái)。不僅能夠確保內(nèi)攻人員安全，從裝備上滿足每個(gè)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(tái)的分段應(yīng)用場(chǎng)景

變頻中繼電臺(tái)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(chǎng)方面，將彌補(bǔ)現(xiàn)有電臺(tái)最大的缺陷，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)中繼，僅依靠消防員職能不同、沿線分布就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的信號(hào)中繼。

2.4 有線通信發(fā)光導(dǎo)向繩運(yùn)用場(chǎng)景

有線通信發(fā)光導(dǎo)向繩主要用于無線通信無法保障或存在不確定性的場(chǎng)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(dá)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(cuò)綜復(fù)雜，導(dǎo)致無線電能量折損過多；二是火勢(shì)較大且煙氣濃重，環(huán)境致使通信阻塞；三是設(shè)置消防機(jī)器人對(duì)密閉環(huán)境進(jìn)行偵查或監(jiān)控?cái)z像時(shí)掛載通信線卷盤時(shí)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(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景

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

（1）超視距偵查。無人機(jī)隨著公網(wǎng)飛行的應(yīng)用，不僅可以遠(yuǎn)距離飛行，還可實(shí)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(duì)各類任務(wù)需求，無人機(jī)掛載的多樣性也隨之進(jìn)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(xiàng)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(duì)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(duì)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(hào)影響，采用無人機(jī)配合大功率中繼，可實(shí)現(xiàn)有效穿透覆蓋。

（5）引導(dǎo)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(jī)攜帶擴(kuò)音器，引導(dǎo)被困人員逃生或?yàn)槲⑿拖勒咎峁┨幹脦椭?/p>

（6）滅火彈系統(tǒng)。從職能上來說，直接參與救援是無人機(jī)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(shì)的目的，為后續(xù)主戰(zhàn)力量爭(zhēng)取時(shí)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(shì)，需要對(duì)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(shí)高效運(yùn)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(huì)對(duì)任何信號(hào)造成影響，而鋼混結(jié)構(gòu)就必須依賴信號(hào)中繼，但并非所有鋼混建筑都有信號(hào)中繼。需要提前了解記錄，尤其是居民建筑，往往會(huì)在這方面節(jié)約成本。對(duì)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(dǎo)物業(yè)將電源獨(dú)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(diǎn)的設(shè)置。在使用過程中，可通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)時(shí)長(zhǎng)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(diǎn)，只需預(yù)先在終端輸入樓層平面圖就可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

3.2 消防無人機(jī)“高德地圖”

當(dāng)指揮中心利用無人機(jī)與前方作戰(zhàn)力量展開協(xié)作的時(shí)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(dāng)能夠直接引導(dǎo)無人機(jī)到達(dá)災(zāi)害點(diǎn)位，還能根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)引導(dǎo)疏散，甚至為無人機(jī)滅火彈的精準(zhǔn)打擊提供幫助。我們希望在未來所能形成的無人機(jī)指揮平臺(tái)上，輸入地址即能自動(dòng)規(guī)劃航線，獲取建筑周邊情況、內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，同時(shí)隨著3架無人機(jī)到場(chǎng)，在地圖上形成AR投影。

3.3 運(yùn)營(yíng)商通信保障車分布

作為公網(wǎng)通信的強(qiáng)有力支撐，四大運(yùn)營(yíng)商通信保障車作為聯(lián)動(dòng)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(hào)的覆蓋能力，是每一個(gè)大型救援現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)全覆蓋。所以，在日常工作中，應(yīng)當(dāng)對(duì)轄區(qū)通信基站數(shù)量與覆蓋能力進(jìn)行調(diào)研，選擇覆蓋最佳的通信公司，并簽訂應(yīng)急聯(lián)動(dòng)預(yù)案，為實(shí)戰(zhàn)提供強(qiáng)有力的通信保障。

4 結(jié)束語

面對(duì)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(tái)的普及是當(dāng)務(wù)之急，無人機(jī)的有效應(yīng)用也將是新的增長(zhǎng)點(diǎn)。在有了基礎(chǔ)設(shè)備后，融合各類信號(hào)優(yōu)勢(shì)，共享社會(huì)資源是信息化救援的必經(jīng)之路。當(dāng)前，進(jìn)一步強(qiáng)化通信員隊(duì)伍建設(shè)，進(jìn)一步提升應(yīng)急通信保障分隊(duì)（班）能力，進(jìn)一步理清通信保障從基層到機(jī)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>