消防通信系統(tǒng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用

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摘要:本文針對(duì)無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，先分析了目前消防通信系統(tǒng)中存在的問題，接著探討了常用的無線通信技術(shù)，最后分析了無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)。分析結(jié)果表明，無線通信技術(shù)具有覆蓋范圍廣、可實(shí)時(shí)通信、限制因素少等優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用到消防通信系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)消防救援的實(shí)時(shí)通信，提升保證各項(xiàng)消防救援工作能夠高效有序開展，值得大范圍推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:無線通信技術(shù)；消防通信系統(tǒng)；微波通信；衛(wèi)星通信

引言

無線通信技術(shù)和傳統(tǒng)有線通信技術(shù)相比，在通信效率、及時(shí)性等方面有顯著優(yōu)勢(shì)，而且不受外界因素的影響，消防通信系統(tǒng)對(duì)整個(gè)消防工作的有序開展有非常重要的意義了，將無線通信技術(shù)應(yīng)用到消防通信系統(tǒng)中，有助于構(gòu)建獨(dú)立的消防通信系統(tǒng)，提升消防現(xiàn)場(chǎng)指揮效率，保證消防預(yù)警信號(hào)能夠及時(shí)反饋，以便更加科學(xué)合理的指揮消防救援工作，提升工作效率?；诖?，開展無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究就顯得尤為必要。

1目前我國(guó)消防通信系統(tǒng)中存在的問題

1.1覆蓋范圍有限

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)愈發(fā)復(fù)雜，高層建筑越來越多，城市消防覆蓋范圍也越來越大，現(xiàn)有的消防通信系統(tǒng)覆蓋范圍已經(jīng)難以滿足實(shí)際需求。要求95%的消防通信范圍很多城市都無法達(dá)到，消防盲區(qū)正在不斷增加。這些問題的存在，使得一旦發(fā)生火災(zāi)或者其他消防救援情況，難以及時(shí)被消防系統(tǒng)工作人員獲知，從而延誤了最佳的救援時(shí)間，不但會(huì)影響消防工作的高效開展，而且也不利于維護(hù)人民的財(cái)產(chǎn)安全和生命安全。

1.2消防通信系統(tǒng)工作手段單一

消防通信系統(tǒng)工作手段單一是全面我國(guó)很多城市消防通信系統(tǒng)普遍存在的問題，主要表現(xiàn)為：無線通信技術(shù)還沒有在消防通信系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用；不分消防單位對(duì)無線通信技術(shù)引入力度不足，缺乏全方位的學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用。此外，城市消防系統(tǒng)自身性能也存在一定的局限性，所使用的工作手段，大多都是微波通信或者手機(jī)通信。消防救援工作分秒必爭(zhēng)，只有及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，才能開展有針對(duì)性的救援和指揮，單一的工作方式，對(duì)消防執(zhí)勤、消防預(yù)警、消防指揮等工作的高效開展會(huì)造成嚴(yán)重影響。

2無線通信技術(shù)分析

無線通信技術(shù)有很多，實(shí)現(xiàn)方式的也比較多，適用于消防通信系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)有以下幾種：2.1微波無線通信技術(shù)微波無線通信技術(shù)是消防通信系統(tǒng)中一種非常重要的通信方式，以微波作為通信載波，波長(zhǎng)在1mm～1m范圍內(nèi)，微波通信頻率在300MHz～300GHz之間，基本上能夠滿足各種地形條件下的無線通信需求。此外，微波的波段也比較寬，常用的分米微波、厘米微波、毫米微波等，其波段寬度是其他長(zhǎng)波、中波、短波總和的1000倍以上，微波寬度大，表示其具有良好的信息容量，可用戶語言、文字、圖片、視頻等信息的傳播。在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，微波通信和其他無線通信技術(shù)基本相同，都包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)檢測(cè)等工作，不同之處是微波無線通信技術(shù)的頻率比較高，可免受電磁波、太陽黑子等因素的影響，傳輸質(zhì)量非常高，通信過程穩(wěn)定可靠，應(yīng)用在消防通信系統(tǒng)中，可克服地形地貌造成影響，而且靈活性比較高，建設(shè)投資的費(fèi)用比較低。

2.2短波通信技術(shù)

短波通信技術(shù)也無線通信技術(shù)的一種，其波長(zhǎng)普遍在50～10m之間，通信頻率則在6MHz～30MHz之間，在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，發(fā)射電波先經(jīng)過隔離層的反射再達(dá)到接收電波，因此，短波通信適用于長(zhǎng)距離通信，是目前通信系統(tǒng)中遠(yuǎn)程通信的主要手段[1]。在具體通信中，由于電離層的高度、密度等，容易受到晝夜、季節(jié)、氣候等因素的影響，穩(wěn)定性略差于微波通信，在應(yīng)用中發(fā)出的噪聲也不比較大。但短波通信具有不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制約的優(yōu)勢(shì)，火災(zāi)、消防現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，一旦發(fā)生重大災(zāi)害導(dǎo)致通信設(shè)備遭受損壞，會(huì)影響通信質(zhì)量和效果，而短波通信技術(shù)具有很強(qiáng)的抗毀能力和自身能力，保證通信質(zhì)量。

2.3衛(wèi)星通信技術(shù)

衛(wèi)星通信技術(shù)是一種新型的無線通信技術(shù)，在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，能夠進(jìn)行火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、圖形、語音、視頻的實(shí)時(shí)傳輸，在任意時(shí)間段、任意地點(diǎn)都能保證火災(zāi)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心之間的通信質(zhì)量。從應(yīng)用結(jié)構(gòu)上來看，衛(wèi)星通信是地面有線通信和無線通信網(wǎng)絡(luò)的相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了二者優(yōu)缺點(diǎn)的互補(bǔ)，可實(shí)現(xiàn)天地一體化通信，具有很強(qiáng)的雙向通信能力，能夠?qū)崿F(xiàn)透明數(shù)據(jù)的有效傳輸，也可以進(jìn)行高清視頻會(huì)議、VOIP電視等數(shù)據(jù)通信，而且具有動(dòng)態(tài)的按需分配帶寬功能，是目前消防系統(tǒng)中應(yīng)用比較多無線通信技術(shù)。

3無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1無線同頻同波網(wǎng)的應(yīng)用

無線同頻同波網(wǎng)絡(luò)是目前城市消防系統(tǒng)常用的無線通信技術(shù)，具有組網(wǎng)靈活、建設(shè)成本低、實(shí)用性強(qiáng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、運(yùn)行過程安全可靠等優(yōu)勢(shì)。主要的應(yīng)用機(jī)理是在一個(gè)地區(qū)設(shè)置多個(gè)同頻中轉(zhuǎn)站，以加大無線通信網(wǎng)的覆蓋面積，從而提升消防信息和相關(guān)數(shù)據(jù)通信的可靠性[2]。但構(gòu)建無線同頻同波網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要一定很多先進(jìn)技術(shù)的支撐，如：縝密的同波技術(shù)、語言推遲技術(shù)等，從而最大限度上保證消防現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心每次通話都有足夠的時(shí)間進(jìn)行判選，為達(dá)到這一目的，需要建立強(qiáng)大的控制管理單元和良好的人機(jī)交互操作界面，以便于更加靈活的管理。同頻同波網(wǎng)絡(luò)非常適用于消防滅火救援通信系統(tǒng)中，發(fā)展至今，我國(guó)很多城市的消防部門、公安部門都建立了先進(jìn)的同頻同波網(wǎng)絡(luò)，大大提升了城市消防通信系統(tǒng)的先進(jìn)性和科學(xué)性就，可保證消防部門救援消防工作得以順利開展。

3.2無線數(shù)字集群通信技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在消防通信中不但要實(shí)現(xiàn)“聽得見”，也要做到“看得清、看得到”，以便開展有針對(duì)性的現(xiàn)場(chǎng)消防指揮，這些要求需要集群通信系統(tǒng)來給予。需要消防通信技術(shù)同時(shí)支持圖形信息傳輸和接收、數(shù)據(jù)資源庫(kù)建設(shè)、PGIS信息處理等多種功能，從而構(gòu)建起融合各種通信系統(tǒng)為一體的寬窄帶融合數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是通過PDT系統(tǒng)的交換控制中心和LTE核心網(wǎng)在系統(tǒng)側(cè)進(jìn)行深度融合，再通過PDT車載臺(tái)作為網(wǎng)關(guān)進(jìn)行消防現(xiàn)場(chǎng)語音和指揮中心語音的及時(shí)傳輸[3]。此外，還可以實(shí)現(xiàn)兩種終端之間短消息的互發(fā)，提供了語音、數(shù)據(jù)、GIS和視頻等不同制式的消防救援通信業(yè)務(wù)，提升消防通信效率，構(gòu)建起一套上下相互聯(lián)動(dòng)、橫向相互呼應(yīng)、可高效運(yùn)行的扁平化消防指揮體系.無線數(shù)字集群通信技術(shù)能夠利用數(shù)字集群通信系統(tǒng)向消防現(xiàn)場(chǎng)提供相應(yīng)的指揮調(diào)度及相關(guān)信息，無線接口多采用數(shù)字調(diào)制式的通行方式。涉及的通信業(yè)務(wù)包括調(diào)度指揮業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)、實(shí)時(shí)通話業(yè)務(wù)等。我國(guó)從2000年底就建設(shè)了數(shù)字集群通信系統(tǒng)體制，經(jīng)過20年的發(fā)展完善，各項(xiàng)技術(shù)體系愈發(fā)先進(jìn)，將其應(yīng)用到消防通信中，可大幅度提升消防滅火和相關(guān)救援工作的效率，降低突發(fā)事故造成的損失[4]。

3.3車載動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)

車載動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)由三個(gè)分系統(tǒng)共同組成，包括：信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)、跟蹤控制系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示：車載動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用可有效解決通信載體在運(yùn)動(dòng)過程中由于其他地理位置發(fā)生變化而導(dǎo)致信號(hào)中斷問題，而且兼容多種通信方式，通信信號(hào)覆蓋范圍非常廣，信號(hào)傳輸比較安全可靠，即便是在偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過車載動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)也可以快速捕捉到衛(wèi)星方位，以便建立完善通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，可免受時(shí)間、空間等條件的限制，實(shí)現(xiàn)消防救援指揮中心的遠(yuǎn)程指揮、現(xiàn)場(chǎng)視頻會(huì)議等多種功能[5]。比如：在視頻信號(hào)傳送中，車載動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)先發(fā)出視頻信號(hào)，經(jīng)過DVD播放器發(fā)出，然后通過圖像編碼器進(jìn)行抽樣和編碼，逐步經(jīng)過交換機(jī)和衛(wèi)星Modem其中衛(wèi)星Modem可對(duì)視頻信息進(jìn)行調(diào)制處理，調(diào)制完成之后的視頻信息在BUC上進(jìn)行變頻處理，再將信號(hào)調(diào)制到合適的無線環(huán)境中進(jìn)行傳輸，就完成了視頻信息的傳送。車載動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)無需實(shí)時(shí)手動(dòng)對(duì)衛(wèi)星，則自動(dòng)捕獲和跟蹤衛(wèi)星，精度非常高，受到外界因素的影響也必將小。

3.4VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的應(yīng)用

VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)也是一種新型的無線通信技術(shù)，主要是利用大小口徑天線中的小型地球站和一個(gè)大戰(zhàn)協(xié)調(diào)工作構(gòu)成的衛(wèi)星通信網(wǎng)。其中地球站設(shè)備組成簡(jiǎn)單，體積比較小，質(zhì)量輕，便于攜帶，信號(hào)覆蓋范圍也非常廣，通信組網(wǎng)也非常方便，可對(duì)消防現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于開展有針對(duì)性的消防指揮。VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)由主站、TSAT小站、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器等結(jié)構(gòu)共同組成，在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，通過主站和小站就能形成星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。主站采用了大口徑天線，因此，發(fā)射功率非常大，發(fā)射的EIPIP比較高，接收系統(tǒng)的G/T值也比較大[6]。小天線的口徑比較小，發(fā)射功率小，EIPIP低，G/T值小，相互之間可通過微信轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行相互通信，從而實(shí)現(xiàn)消防現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心之間的實(shí)時(shí)通信，保證各項(xiàng)工作能夠高效、有序地開展。

4結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，分析了無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，消防工作的特殊性，決定了對(duì)消防通信系統(tǒng)有很高的要求。傳統(tǒng)有線通信技術(shù)具有很大的局限性，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)消防救援工作的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無線通信技術(shù)愈發(fā)陷先進(jìn)，將其應(yīng)用到消防通信系統(tǒng)中，可大幅度提升通信質(zhì)量和穩(wěn)定性，提升我國(guó)消防工作發(fā)展水平。

參考文獻(xiàn)：

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[3]熊于菽.4G移動(dòng)通信技術(shù)在消防現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信中的應(yīng)用及發(fā)展[J].集成電路應(yīng)用,2018,35(10):95-96+98.

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[5]柴健強(qiáng).無線通信在消防滅火救援中的應(yīng)用探究[J].消防界(電子版),2019,68(16):33-34.

[6]張昱婕.MESH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在消防應(yīng)急通信中的應(yīng)用[J].信息與電腦(理論版),2020,447(5):160-161.

作者：李鑫 單位：內(nèi)蒙古森林消防總隊(duì)