文/陈天清

浅谈无线电微波通讯在森林防火中的应用

文/陈天清

福建武夷山国家级自然保护区（以下简称武夷山保护区）位于福建省北部，武夷山脉北端，武夷山市、建阳市、光泽县和邵武市四县（市）交界处，总面积56527.3hm2。该保护区全境南北长52km，东西相距最宽处22km，其中有2.9万hm2原生性亚热带森林植被，是中国东南大陆现存面积最大，保留最为完整的中亚热带森林生态系统，森林覆盖率为96.3%，是闽江上游主要溪流的发源地。因此，武夷山保护区的森林防火工作一直处于重要地位，为确保森林防火工作的顺利开展，武夷山保护区多年来关注无线电通讯的研究和建设，投入大量的资金和技术，以加强武夷山保护区森林防火无线电通讯工作的能力。

一、武夷山保护区森林防火通讯系统回顾

自1988年开始，武夷山保护区采用的是模拟信号对讲机。在使用过程中，由于武夷山保护区内地势高，起伏大，多垭口，区内平均海拔1200m，最高处达2158m，最低处仅300m，高差极为悬殊。河流侵蚀切割深度达500-1000m，沟谷相间，存在桐木关—大竹岚断裂，黄溪洲—皮坑口断裂，美罗湾断裂等延伸10多km，通过对讲机联系常常受到限制，造成通讯信号不理想。

近几年，移动和联通两家运营商在有村庄的地区或人员活动较密集的地区建设了公共基站，实现了移动电话网络覆盖；但是在大部分山区，无公网基站覆盖，无法实现语音的远距离、大范围通信。且在发生林火时，公网通信可能随时受到侵害，单纯依靠公网组织防火通信指挥系统，风险更大。因此，武夷山保护区还需增加补充的通信手段，以满足全天候，范围内机动通信畅通需要。

二、武夷山自然保护区数据通讯基站的系统建设

2013年，武夷山保护区开始采用无线电微波技术在林区内建设无线通信网络，以实现保护区内各管理所及局指挥部之间组建相互独立的无线通信网。各管理所通过无线及IP网络与管理局指挥中心互联，管理所、局指挥中心可通过多级链路与火场的对讲机建立通讯联系。

1、无线电基站的位置选择

（1）基站选择的位置要考虑到保护区的地理环境。既要考虑到管理局与各管理所日常的通讯联系，也要兼顾林区发生火情时，火场指挥员要随时通过无线电对讲机把火场情况反馈给上级指挥部门，以便及时快速的调动扑火队伍和后勤给养。

（2）以管理局为中心，根据覆盖需求和将来系统覆盖面高的要求，在先峰岭、黄冈山、茶子岭分别建设一个微波数字基站，组成三个本地小网及一个全保护区的大网。保证局指挥部与各管理所之间日常通信及处理应急突发事件，统一指挥调试。每个管理所配备一台数字中继台，以数字模式工作，主要用于日常工作通信，一呼百应，全网调度。

2、微波通信设备的选择

（1）微波通信由于其频带宽、容量大、可以用于各种电信业务的传送，如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波传输。微波通信具有良好的抗灾性能，不受水灾、风灾以及地震等自然灾害的影响。同时，微波通信覆盖范围更广，语音通信更清晰，即使在覆盖范围的边缘地带，也依然清晰。

（2）无线微波通讯有着更高的频谱利用率，双倍通话容量（2个时隙）。在每个基站配备1台的数字中继台，均工作在数字模式，可同时支持两路话务信道；时隙（信道）1主要用于日常工作通信，一呼百应，全网调度。时隙（信道）2用于本地小网通信。两个组可同时讲话，相互独立，互不影响。双时隙TDMA系统可以有效降低设备使用成本。

（3）采用纯数字技术，保障了通讯的安全。在数字信道上监听，由于信令或ID号不匹配，只显示载波接收但无语音输出。

3、无线电信号传输方式的设置

（1）针对武夷山地区地形复杂，为解决对讲机单机功率无法穿透屏蔽物，绕射能力、通讯距离有限等问题，通过中转台组网技术来实现。在需要覆盖的地区中心位置，放置一中转台，通过双工器、馈线、天线等设备将中转台的接收、发射天线分布于需要覆盖地区的各个角落。当对讲机发起呼叫时，不再是靠对讲机本机功率直接呼叫另一部对讲机，而是呼叫该对讲机距离中转台最近的接收天线，中转台收到该天线的传回的呼叫信号后，控制发射天线自动转发该呼叫信号，只要被呼叫的对讲机处于中转台天线覆盖范围内，均能接收到呼叫信号。将不同区域内的中转台通过无线链路网络进行互联，可组成一套跨区域联网通信系统，扩大通信覆盖面积。

（2）根据林区的特点，在黄冈山、茶子岭的基站都为高山基站，考虑到不具备有线链路资源的情况下，采用无线链路的方式，将黄冈山、茶子岭基站的信号，传送到先峰岭，再通过有线无线链路网络连接到局指挥部及各管理所。

三、无线电微波通讯在森林防火中的应用

1、森林防火日常工作通讯保障的应用

建成无线电微波通讯网络后，局指挥部采用定时联系的方法，既可保证与各管理所的防火工作需要，同时可不受中继台制约，减少通讯投入和管理费用。其次是充分发挥了便携式手持对讲机的作用。该机具有体积小、便于野外通讯。护林员上山巡护时，可及时与上级部门联系。但由于一期项目中，整体的网络尚未完全覆盖，在林区还存在信号盲区。

2、防火演习通讯保障的应用

2015年10月，在防火演习时，无线电微波通讯地起了相当大的作用。演习开始，局指挥部可直接与演习现场总指挥直接联系，同时，在局指挥部能直接收听到现场指挥组之间的各项任务部署和信息反馈。从而保证了森林指挥扑救需要。结合固定电话、移动手机的通讯，可形成有无线交替通讯，达到多层次全方位的通讯覆盖，确保森林防火指挥调试全面畅通。

四、加强全区无线电微波通讯网络的建设

经过2年的实践，无线电微波通讯在武夷山保护区森林防火工作中始终作为主要的通信手段。由于中继站的合理设置，基本保证了手持机在辖区内能实现和指挥部的沟通及手持机之间的互通，在森林防火工作中起了重要作用。2016年，武夷山保护区将继续实现无线电微波通讯的建设。是在挂墩山、猪母干、烧香顶分别建设固定式基站，与一期形成6套单基站组成链路通信。无线链路模式是采用链状分布方式，由链路站完成对各无线链路中继台语音及数据的传输工作。相邻不同基站采用不同的中转频率，避免了同频干扰。移动台也要求具有越区切换功能，其中部分基站接收信息后，这几个基站将信号送到主站进行比较，信号强的将通过无线链路发往各基站作为统一信号源发射。从面实现全区的联网。二期建设的数字无线链路基站与一期架设的基站通过先峰岭基站进行无线链路互边。这样就实现了一期与二期的互连互通。

（作者单位：福建武夷山国家级自然保护区管理局）

责任编辑/罗美娟