摘要：我國(guó)自然災(zāi)害形勢(shì)復(fù)雜嚴(yán)峻，消防救援隊(duì)伍在應(yīng)急通信保障中為破解“三斷”等極端復(fù)雜條件下的通信難題，在構(gòu)建新型指揮體系的同時(shí)，也嘗試使用一些成熟的通信技術(shù)作為通信保底手段，實(shí)現(xiàn)通信手段多元化。該文探討了無線調(diào)頻廣播技術(shù)的基本原理及特點(diǎn)，作為一種應(yīng)急通信的保底手段，在災(zāi)害事故救援現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)臨時(shí)單向語音傳輸信道。并對(duì)無線調(diào)頻廣播技術(shù)在消防救援應(yīng)急通信保障中的應(yīng)用進(jìn)行了可行性分析，進(jìn)一步闡述了在消防救援的不同應(yīng)用場(chǎng)景下無線調(diào)頻廣播技術(shù)的作用。

關(guān)鍵詞：通信；調(diào)頻廣播；消防救援

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.07.048

中圖分類號(hào)：TN 934.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）07-0-03

Analysis of the Application of Wireless FM Broadcasting Technology in Fire Rescue

CUI Jianhua

（Kunming Training Brigade of the National Fire and Rescue Bureau， Kunming 650208， China）

Abstract： The situation of natural disasters in China is complex and severe. In order to solve the communication difficulties under extremely complex conditions such as "three disconnections" in emergency communication support， fire rescue teams are also trying to use some mature communication technologies as communication security measures while constructing a new command system to achieve diversified communication methods. This article explores the basic principles and characteristics of wireless frequency modulation broadcasting technology， which serves as a backup means for emergency communication and realizes temporary one-way voice transmission channels in disaster and accident rescue sites. And a feasibility analysis was conducted on the application of wireless frequency modulation broadcasting technology in emergency communication support for fire rescue， further elaborating on the role of wireless frequency modulation broadcasting technology in different application scenarios of fire rescue.

Keywords： communication; FM broadcasting; fire rescue

近年來，我國(guó)各種災(zāi)害頻發(fā)，面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)隱患疊加的嚴(yán)峻形勢(shì)，其中以洪澇、地震、氣象、森林、高層、地下、大跨度空間、化工等災(zāi)害類型為主，這些災(zāi)害一旦發(fā)生，往往具有救援難度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。國(guó)家綜合性消防救援隊(duì)伍作為消防救援的主力軍和國(guó)家隊(duì)，在“全災(zāi)種、大應(yīng)急”的背景下，構(gòu)建了扁平可視、靈敏高效的新型指揮體系。消防救援隊(duì)伍承擔(dān)起重大災(zāi)害救援任務(wù)的同時(shí)，也面臨“三斷”等各種復(fù)雜條件下進(jìn)行應(yīng)急通信保障的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文探討在VHF（甚高頻）頻段，利用其中的87～108 MHz頻段，結(jié)合“三斷”環(huán)境下災(zāi)害救援場(chǎng)景通信保障需求，通過選址架設(shè)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)，使用調(diào)頻廣播接收終端接收信號(hào)，實(shí)現(xiàn)“三斷”等復(fù)雜條件下的臨時(shí)單向語音傳輸信道，作為應(yīng)急通信保障的保底手段之一。

1 無線調(diào)頻廣播

1.1 無線調(diào)頻廣播基本原理

調(diào)頻廣播是一種通過調(diào)節(jié)頻率來傳遞信息的無線電技術(shù)，其工作原理是用調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩的頻率，使高頻振蕩的瞬時(shí)頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，通過天線發(fā)射出去，接收端通過收音機(jī)接收到信號(hào)后進(jìn)行解調(diào)，還原出原始音頻信號(hào)[1]。

1.2 無線調(diào)頻廣播的特點(diǎn)

調(diào)頻廣播屬于地面視距傳輸，受地球曲率半徑的影響，調(diào)頻廣播的傳輸距離一般只有幾十千米。調(diào)頻廣播在傳輸?shù)倪^程中，除了受大氣層的影響外，還要受地形地物的影響。大氣層的影響主要是折射和吸收衰減，地形地物的影響主要是反射和阻擋。

我國(guó)的調(diào)頻頻率規(guī)定范圍為87～108 MHz。調(diào)頻廣播具有以下特點(diǎn)：一是抗干擾能力強(qiáng)，能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境中穩(wěn)定傳輸信號(hào)；二是覆蓋范圍廣，電波傳輸距離遠(yuǎn)，可以覆蓋較大的區(qū)域，包括城市、農(nóng)村、山區(qū)等；三是可以實(shí)時(shí)傳輸信息，能夠在短時(shí)間內(nèi)將重要的應(yīng)急信息傳遞給公眾；四是接收設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，便于普及。

1.3 無線調(diào)頻廣播的工作方式

調(diào)頻廣播系統(tǒng)主要由調(diào)頻發(fā)射機(jī)、傳輸線路和調(diào)頻接收機(jī)組成。調(diào)頻發(fā)射機(jī)要能實(shí)現(xiàn)音源數(shù)字化，支持多種音源輸入，根據(jù)覆蓋區(qū)域的大小來選擇不同功率的發(fā)射機(jī)和不同增益的天線；傳輸線路一般以無線電波作為傳輸介質(zhì)；調(diào)頻接收機(jī)為普通收音機(jī)、車載收音機(jī)和各種調(diào)頻接收設(shè)備。

2 無線調(diào)頻廣播用于消防救援通信保

障可行性分析

2.1 無線調(diào)頻廣播在消防救援中應(yīng)用的意義

近年來，各級(jí)消防救援隊(duì)伍立足實(shí)戰(zhàn)，不斷提升通信技術(shù)應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高效、安全的消防救援指揮通信體系。應(yīng)急通信保障隊(duì)伍在使用聯(lián)合作戰(zhàn)等應(yīng)急通信裝備來打通“最后一公里”攻堅(jiān)通信時(shí)，由于寬窄帶自組網(wǎng)系統(tǒng)價(jià)格昂貴，通信終端數(shù)量有限，跨區(qū)域增援的隊(duì)伍之間存在設(shè)備和技術(shù)上的差異等問題，往往導(dǎo)致協(xié)同通信不暢，造成偵察不全面，管控不精準(zhǔn)、支撐不到位、指揮不靈敏等突出問題。故需要考慮采用低成本的成熟無線電通信技術(shù)和便于攜帶的無線接收終端來進(jìn)行保底的單向語音通信，實(shí)現(xiàn)重要信息的及時(shí)傳遞[2]。

2.2 無線調(diào)頻廣播在消防救援中的應(yīng)用場(chǎng)景

調(diào)頻廣播技術(shù)作為一種成熟的通信技術(shù)，在衛(wèi)星遙感、地震監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、氣象預(yù)報(bào)等先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用的同時(shí)，作為一種通信保底手段，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，提前做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備，在消防救援中發(fā)揮重要作用。

2.2.1 災(zāi)害預(yù)警

近年來隨著全球氣候變暖，各種自然災(zāi)害在全球范圍內(nèi)呈上升的趨勢(shì)，如何預(yù)防各種自然災(zāi)害也是各級(jí)政府部門非常重視的一個(gè)問題。調(diào)頻廣播系統(tǒng)作為一種快速、廣泛的信息傳播系統(tǒng)，能夠在災(zāi)害發(fā)生時(shí)及時(shí)向社會(huì)發(fā)布預(yù)警信息，宣傳自救逃生知識(shí)技能，有序組織人員的疏散、轉(zhuǎn)移。

2.2.2 指揮調(diào)度

當(dāng)前，消防救援隊(duì)伍以數(shù)字技術(shù)牽引作戰(zhàn)機(jī)制改革，建立偵察響應(yīng)、一體化聯(lián)勤聯(lián)戰(zhàn)、多力量編成調(diào)派、現(xiàn)場(chǎng)定位管控、精準(zhǔn)化聯(lián)合指揮等模型，配齊用好綜合定位、自組網(wǎng)等聯(lián)合作戰(zhàn)關(guān)鍵通信裝備，重塑聯(lián)合指揮機(jī)制、程序，以點(diǎn)帶面提升隊(duì)伍聯(lián)合作戰(zhàn)指揮效能，為統(tǒng)一指揮、聯(lián)合作戰(zhàn)提供高效、精準(zhǔn)、全面的信息支撐。但是，在大震巨災(zāi)面前，常規(guī)通信手段往往會(huì)失效，衛(wèi)星通信、自組網(wǎng)等通信方式雖然能解決“三斷”難題，但還是受諸多因素制約，難以及時(shí)高效地支撐指揮調(diào)度。調(diào)頻廣播技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在消防救援過程中可以作為指揮調(diào)度手段，向救援人員發(fā)布指令、協(xié)調(diào)行動(dòng)、傳遞信息等，提高救援效率和準(zhǔn)確性。

2.2.3 應(yīng)急社會(huì)動(dòng)員

社會(huì)力量是應(yīng)急管理的重要組成部分，世界上大多數(shù)國(guó)家對(duì)于動(dòng)員社會(huì)力量參與應(yīng)急管理工作都高度重視，紛紛通過吸納和動(dòng)員各種社會(huì)力量，調(diào)整和整合各種社會(huì)資源，共同應(yīng)對(duì)和處置突發(fā)事件，形成應(yīng)急管理的巨大合力，從而確保應(yīng)對(duì)處置突發(fā)事件更為高效。

在消防救援過程中，需要社會(huì)各方的支持和參與，調(diào)頻廣播可以作為一種社會(huì)動(dòng)員工具，向公眾發(fā)布志愿者招募、物資募捐等信息，動(dòng)員社會(huì)力量參與消防救援工作。

3 無線調(diào)頻廣播在復(fù)雜環(huán)境下的信號(hào)測(cè)試分析

結(jié)合消防救援隊(duì)伍“三斷”條件下通信保障需求，通過信號(hào)測(cè)試來分析影響調(diào)頻廣播的主要因素，立足消防救援實(shí)戰(zhàn)需求，開展復(fù)雜環(huán)境下調(diào)頻廣播應(yīng)急通信技戰(zhàn)法訓(xùn)練，編制符合消防救援應(yīng)用場(chǎng)景的應(yīng)急通信操法和技戰(zhàn)法，作為應(yīng)急通信的補(bǔ)充手段是很有必要的。

3.1 測(cè)試概述

本次調(diào)頻廣播信號(hào)測(cè)試，目的是驗(yàn)證通信設(shè)備的性能指標(biāo)是否符合要求，87～108 MHz的頻段在消防救援中是否具有應(yīng)用前景，評(píng)估不同救援環(huán)境、不同距離下調(diào)頻廣播的信號(hào)質(zhì)量和覆蓋范圍，分析影響調(diào)頻廣播的主要因素。測(cè)試采用的通信設(shè)備主要有調(diào)頻發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、場(chǎng)強(qiáng)儀，頻率為87～108 MHz調(diào)頻頻段。

3.2 測(cè)試環(huán)境及情況

本次測(cè)試在場(chǎng)地的選擇上，立足于洪澇、地震、氣象、森林、高層、地下、大跨度空間、化工等災(zāi)害類型，一是選擇了昆明市某商業(yè)綜合體來測(cè)試高層、地下、大跨度空間的信號(hào)質(zhì)量和覆蓋范圍；二是為了測(cè)試洪澇、地震、氣象、森林災(zāi)害環(huán)境下的信號(hào)質(zhì)量和覆蓋范圍，選擇的測(cè)試場(chǎng)地是昆明市滇池水域及沿岸高速公路、濕地公園、西山森林公園等不同地形地貌的復(fù)雜環(huán)境。

測(cè)試一共6人參與。其中2人到合適位置的高點(diǎn)架設(shè)發(fā)射機(jī)并值守，根據(jù)測(cè)試任務(wù)更換不同功率發(fā)射機(jī)；另4人分為2組，分別到不同地點(diǎn)，攜帶接收機(jī)和場(chǎng)強(qiáng)儀進(jìn)行信號(hào)測(cè)試。

3.3 測(cè)試結(jié)果

本次測(cè)試歷時(shí)5天，記錄了大量數(shù)據(jù)，本文挑選部分測(cè)試數(shù)據(jù)，分析代表城市救援難點(diǎn)的商業(yè)綜合體和野外環(huán)境的滇池水域及沿岸部分地段測(cè)試數(shù)據(jù)。

為了衡量接收機(jī)收聽效果，用1～5分的分值標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)音質(zhì)進(jìn)行描述。1分為音質(zhì)極差（音損無法辨音），2分為音質(zhì)差（音損明顯但可辨音），3分為音質(zhì)中等（可察覺音損），4分為音質(zhì)好（輕度察覺有音損），5分為極好（不能察覺音損）。

3.3.1 商業(yè)綜合體測(cè)試數(shù)據(jù)

通過對(duì)商業(yè)綜合體測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，調(diào)頻廣播在城市環(huán)境中受到諸多因素的影響：一是商業(yè)廣播電臺(tái)具有較大發(fā)射功率，對(duì)小功率發(fā)射機(jī)有鄰道干擾；二是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的城市建筑對(duì)調(diào)頻頻段的電波屏蔽較大；三是城市電磁干擾源較多，例如行進(jìn)中的車輛等對(duì)信號(hào)有明顯干擾；四是建筑物的金屬構(gòu)件、防火門、卷簾門等對(duì)信號(hào)屏蔽較為嚴(yán)重。但在城市地面環(huán)境中，雖然受高大建筑的影響導(dǎo)致信號(hào)衰減較大，調(diào)頻廣播可以正常接收信號(hào)。

3.3.2 滇池水域及沿岸部分地段測(cè)試數(shù)據(jù)

通過對(duì)滇池水域及沿岸部分地段的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，調(diào)頻廣播在野外環(huán)境中受到的不利因素影響相比城市而言較少，調(diào)頻廣播接收信號(hào)的距離較遠(yuǎn)，樹林等自然環(huán)境對(duì)信號(hào)有一定影響，但對(duì)收聽效果影響不大。影響較大的主要是山體、起伏的地形地貌。

3.4 測(cè)試結(jié)論

通過對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析，在城市環(huán)境和自然環(huán)境中，可以采用不同的對(duì)策來發(fā)揮調(diào)頻廣播技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為消防救援服務(wù)。

在城市復(fù)雜環(huán)境如果發(fā)生較大災(zāi)害事故，商業(yè)廣播能正常廣播的情況下，可以通過應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，發(fā)揮商業(yè)廣播設(shè)備專業(yè)、技術(shù)力量強(qiáng)、發(fā)射機(jī)功率大等優(yōu)勢(shì)，讓商業(yè)廣播參與到消防救援中；在商業(yè)廣播不能正常廣播時(shí)，應(yīng)急調(diào)頻廣播應(yīng)選用功率較大的發(fā)射機(jī)，配以高增益天線來輔助救援指揮。

在自然環(huán)境中，調(diào)頻廣播受到的干擾較少。較為適合在洪澇、地震、氣象、森林等災(zāi)害事故發(fā)生時(shí)，采用功率較大的調(diào)頻發(fā)射機(jī)，對(duì)救援區(qū)域進(jìn)行大面積覆蓋，作為應(yīng)急通信的保底手段之一。

4 結(jié)束語

技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)無線調(diào)頻廣播系統(tǒng)的發(fā)展，人們對(duì)無線調(diào)頻廣播的體驗(yàn)要求也更高，但無線調(diào)頻廣播的發(fā)展還是會(huì)受到很多因素的干擾，需要對(duì)這些因素進(jìn)行全面分析，采取有效的解決措施，擴(kuò)大其覆蓋面、提升覆蓋效果，進(jìn)而提升受眾的調(diào)頻廣播體驗(yàn)。同時(shí)，隨著消防救援工作對(duì)先進(jìn)技術(shù)需求的多元化，調(diào)頻廣播將會(huì)在消防救援領(lǐng)域得到更多應(yīng)用和推廣?？傊瑹o線調(diào)頻廣播技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)臨時(shí)單向語音傳輸信道，在未來的消防救援工作中，作為應(yīng)急通信的保底手段之一，必將為消防救援工作提供更加全面、高效的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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