浅谈消防专网通信系统的创新应用

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摘要：消防专网通信系统是当前和今后一个时期消防通信保障发展的重点方向，是解决现场通信连不上、呼不通顽疾的重要手段。本次研究的主要目的在于分析当前消防指挥通信系统存在的问题以及提出基于专网通信系统的解决方案。为提高消防灭火救援实战与日常战备执勤的通信保障能力提供有效借鉴。

关键词：消防；专网通信系统；创新应用

当前消防现场通信保障主要存在着救援力量纷杂，装备种类繁多；频率资源有限，缺乏统一管控；救援队伍通信装备水平参差不齐；部分救援队伍以民用设备为主，设备体积过大，防护等级低；公网通信缺少“保底”网络覆盖手段的问题，建设消防专网通信系统，规范技术体制与通信协议，优化利用频谱资源，实现应急通信装备的标准化与统一化，是解决上述问题的有效手段。

1 消防专网通信系统的概念

消防专网通信系统包含固网与无线网两个层面。固网主要指现有的指挥调度网，目前已经建成并使用。无线网主要包括基于4G专网基站、Mesh基站、语音基站、卫星便携站等共同组成的应急通信移动无线专网和根据应急管理部统一规划即将建设的370M窄带通信无线专网。本文重点论述无线网在实际工作中的应用， 4G专网基站、Mesh基站、语音基站的组合是当前业内主流的现场应急通信组网方案， 4G专网基站具有高通量、广覆盖的显著特点，是现场专网通信的核心设备。Mesh技术具有无中心自组网的特点，特别适用于高层地下等复杂现场的宽带信号延伸，可与4G专网基站配合使用，可快速搭建覆盖现场及周边1-5公里的宽带网络，为现场指挥提供一张可供各类应用流畅运行的基础网络。基于同播PDT技术的370M窄带无线集群通信专网是应急管理部要求建设的语音通信网络。网络建设充分考虑了当前应急部门窄带频率数量的实际，从广覆盖与重点区域保障两个维度对窄带专网建设进行了充分考量。既满足在建城区应急通信大话务量的需要也充分考虑了广大的乡村、山区的应急通信基本需求。现场应急通信专网与370M窄带无线集群通信专网共同构成了消防指挥专网的基础。公网主要保障日常勤务，专网注重应急通信。公网与专网的互为补充，各司其职，逐步转变了传统依靠公网通信的保障模式，丰富了保障手段，提高了保障可靠性。

2 消防专网通信系统的优势

由于我国在公网通信中未为应急部门预留专用信道，造成消防在现场使用公网时需与民用争抢基站接入服务与带宽，同时公网状态不掌握，特别是建筑物内公网覆盖情况不明，造成依托公网开展通信保障存在大量盲区且不具有进行公网补盲的能力。与公网通信相比，消防专网通信系统具有网络可看、可管、可控、可延伸的显著优势。主要表现在以下几个方面，一是灾害事故现场断电或人员大量聚集极易造成现场公网出现暂时性中断，在楼宇内部、地下空间公网存在大量信号盲区。应急救援无法选择灾害事故地点，应急专网可根据灾害事故发生的地点进行精准网络覆盖，可以相对准确的预估现场专网通信设备覆盖的范围，辅以现场扫频、信号强度检测等手段，可有效保证事故发生地网络的稳定可靠。二是可以根据需要对现场网络进行拓展与延伸。可根据现在作战实际，对建筑物内部或主要进攻方向进行网络信号加强与延伸覆盖，特别是对高层地下建筑内部的型号延伸是公网通信无法通过现场调整做到的。三是可以提供高带宽的网络通道，目前4G专网单基站上下线带宽可达1G，国内高通量Mesh设备的带宽也可达到100M以上，完全可以满足现场高清视频、各类数据的传输需要，为前场决策指挥提供了基础保障。四是专网窄带通信穿透能力好，抗干扰能力强，保密性能好的优势，作为现场语音通信的保底手段，其低延时、高可靠与多信道群组通话机制，具有公网语音通信无可替代的优势。同时窄带专网补盲简单，单个基站覆盖可达5公里以上，可完全不依赖即设网络，特别适用于大型灾害事故现场。五是专网可管性强，现场通信员可随时掌握网络内用户登录情况，带宽、信道占用情况，对所有网内用户实行限制登录、限制带宽甚至遥毙操作，同时可为重点用户预留通信通道，保障重点作战方向的通信畅通。

3 消防专网通信系统的应用

3.1 高层地下等复杂建筑救援现场的应用。

在处置高层地下火灾时，在灾害现场平面区域部署4G专网基站，用于灾害现场5公里区域的4G专网信号覆盖。同时，在高层建筑和地下空间通过Mesh中继台进行信号的接力传输。消防员配备的单兵图传采集的图像信号通过Mesh和4G专网传输到前方指挥部的4G专网基站，再通过公网回传前方指挥部或后方指挥中心。

在光线阴暗的场所，通过热成像仪采集现场的红外热像图，热成像仪、消防员配备的空气呼吸器采集装置、生命体征监测装置以及室内定位装置与消防员随身携带的智能接入网关相连，智能接入网关会根据所在区域的信号强度（Mesh、4G专网）将信号回传。

3.2 地质性灾害事故救援现场的应用

地质性灾害事故救援应急通信系统由图像、数据、语音等信息采集设备，运营商公网、政府无线专网、消防卫星专网和消防无线专网等信息传输设备，移动指挥终端、通信调度台等现场指挥设备以及智能电源箱等辅助保障类设备组成。

由于灾害发生前期公网基站瘫痪、道路损毁，为了第一时间回传灾害现场的音视频信号，需要消防员携带便携装备深入灾区。宽带数据传输方面，携带重量不超过15 公斤的轻型卫星便携站、重量不超过5 公斤的小型消费级无人机以及单兵图传、音视频布控球、云台摄像机等图像采集类设备。其中，轻型卫星便携站通过消防部队租用的亚洲九号卫星通信网与前方指挥部、后防指挥中心的卫星站互联，建立双向音视频传输链路，无人机、单兵图传音视频布控球等设备采集的信号通过卫星便携站实现第一时间回传。

4 消防专网通信系统的难点与解决思路

4.1 技术体制方面

目前国内应急部门尚无国家批准的宽带频点，370M窄带频点仅有39对，受到频率资源的影响，在应急领域应用专网宽带通信设备易受到各类不明信号源的干扰，在不同现场仍可能需要临时调整频率。370M窄带通信虽有频点，但数量的不足制约了消防部门通信专网的建设，按照公安PDT集群网的建设思路，现有资源无法满足大规模建设需要，同时消防业务需要以广覆盖和现场保障为主，与公安以城市为主、以核心区为主的需求也存在一定的差异，在基站建设、应急通信组网上存在一定的区别。如何利用最新通信技术，深挖现有资源潜力是当前技术领域需要解决的重点问题。在专网应急通信设备设计制造上应更加突出小型化、模块化，更为强调设备的易用性与实用性，减少冗余功能，聚焦现场通信保障条件下快速布设、一键开机、自动成网、无缝延伸核心需求。同时加强行业资质与认证体系建设，建立应急通信行业标准。

4.2 自身建设方面

十三五以来，消防应急通信保障人员数量、质量得到了较大提升，各地相继成立了应急通信保障队伍。在人员构成、队伍训练、器材装备上有了极大的发展。但是从整体上看，目前的人员素质能力与大型灾害事故现场通信保障需要还存在着一定差距。一是应急通信保障队伍对大型现场的应急通信认识不到位，主要局限在现场图像回传这一简单层面，没有把现场通信覆盖与通信组织作为首要任务来抓。二是对宽窄带融合等专网应急通信设备、中继设备等新型通信装备训练较少，缺乏实战经验，在大型现场存在不会用、不敢用的现象。三是应急通信人员还是较少，特别是支队以下级，通信人员不足已经成为制约现场保障的根本性问题。尚需在关键应急通信装备配备，日常通信操法训练，现场通信战术编成等方面做文章，最大限度发挥装备效能，提高人员作战能力。

5 结论

综合，消防专网通信系统的建设和应用可以有效提高现场通信保障能力，是今后现场应急通信保障的重要手段。通过规范建设、装备建设、人才队伍培养多措并举，充分发挥专网应急通信系统效能，消防救援队伍的现场应急通信保障能力必将得到跨越式提升。