狄济云

（内蒙古森林消防总队大兴安岭支队 内蒙古 呼伦贝尔 022150）

0 引言

森林消防通信是森林防火工作的纽带，是保证发现火情后能及时报警、迅速传递火灾信息、为快速有效地组织林火扑救工作所必不可少的措施。在林区，只有建立了稳定可靠、机动快速部署、迅速响应的林火通信网络，才能充分发挥林火预报、林火监测等防火系统的功能，才能实施有效的扑火指挥[1]。在研究林区通信环境、通信现状及林区扑火救援模式，把握林区通信需求及应急通信的发展趋势，在数字超短波技术的基础上、结合自主知识产权无线链路组网技术，按“统一指挥、专常兼备、反应灵敏、上下联动、平战结合”的中国特色应急管理体制，提出本套森林消防指挥调度自组网系统，针对林区实情采用高架式、便携式、背负式、车载式等多款自组网基站和终端、调度指挥定位平台、应急电源构建森林防火数字超短波通信专网。

1 森林消防通信现有问题

（1）救援力量纷杂，装备种类繁多。目前，各救援力量常用的通信制式包含窄带数字集群、窄带常规、模拟常规、公网集群、POC手机、公网手机等。设备制式、频段等不统一，设备聚集后难以实现互联互通，导致救援队伍各自为战。

（2）频率资源有限，缺乏统一管控。救援力量集中后，窄带及宽带应急网络逐步搭建，频率缺乏统一管控；并且工作频段相同的设备产生干扰，导致装备无法使用；社会救援力量频率使用混乱，无法满足现场协同通信需要。

（3）救援队伍通信装备水平参差不齐。除消防救援队伍普遍配备有较完善的通信装备外，其他救援队伍仍在使用落后的通信手段，超短波通信基本以窄带直通为主，甚至存在部分模拟设备。

（4）部分救援队伍以民用设备为主，设备体积过大，防护等级低。灾区道路交通阻断，电力中断，公网通信设施瘫痪，大型通信装备无法进入灾区。此外，灾区气候会多雨、多风、多灰尘，设备防水、防震、防尘等级低，易损。

（5）现场网络覆盖不足。现有的应急通信网络架设方案难以满足远距离、大面积覆盖的需要。深入现场工作的一线救援队伍容易与现场指挥失去联系，导致救援工作无法正常开展，甚至威胁到救援队伍安全[2]。

（6）公网通信缺少“保底”网络覆盖手段。广域覆盖基本依靠公网，独立性不高，没有任何管控措施，最起码的应急优先级通信都不能保证，一旦出现有线链路中断、断电或中心站损坏，全网瘫痪，无法使用。

2 森林消防通信需求分析

森林防火通信系统建设的总体需求是：一是构建无线通信基础——以单频自组网技术为基础，基站之间通过无线链路自动组网通信网络，采用大区制覆盖，以固定基站为主，便携基站深度延伸辅助的方式，实现全林区90%-95%的专网无线信号覆盖。二是构建指挥调度定位平台——在指挥调度管理平台，通过调度管理系统可以实现通话录音、人员定位显示、基站联网状态监测等功能，有效提高防火的管理效率。充分考虑各种应急场景的实际环境及需求，面临各种复杂的情况都能迅速建网保障通信。具体可分为以下几点核心要求：

（1）网络部署简单、即开即用、可临时组网通信：灾害和事故发生时，时间就是生命，要求设备集成度高，一键开机，无须配置和更改参数，指挥调度操作简单，启动时间短，可支持多种供电方式。

（2）轻型化、尺寸小、重量轻：应急通信车不能到达的地方，需要背负式森林消防通信设备，要尽可能尺寸小、重量轻、单人可以背负，在尺寸尽可能小的基础上支持内置大容量电池。

（3）可视化通信、业务丰富：森林消防通信网络需提供语音、短信、定位等多种业务。让指挥中心领导不仅能“听得见”，还要能“看得见”，便于指挥中心能更好地安排救灾和决策。

（4）自组网、网络稳定、自修复、安全可靠：森林消防通信需要能自行组网、不能依赖公网、微波等任何外部链路资源，到位即展开，展开就自动握手联网，构建森林消防通信专网。设备需要有很高的环境适应性，可承受超级台风、地震、洪水等造成山体垮塌、大面积城市和村镇被淹、部分既设基站受损等特大自然灾害事故考验。系统自行修复，动态调整网络拓扑继续保障通信救援。

3 总体框架

3.1 总体架构设计

森林消防指挥调度自组网系统是森林消防或应急救援队伍可使用的各类通信系统中最基础方式，是应急过程中的“保底”通信，关系到应急指挥、应急协同、应急救援等各方面。按照应急管理部“统筹规划、公专互补、固移结合、共建共用”的原则，该系统由固定基站、移动基站和调度指挥系统三部分组成。

（1）高山覆盖网。以辖区内的高点为基础，如高山瞭望塔或建筑高楼，采用自组网无线连接方式，形成一个覆盖目标区域的无中心、多路由、强抗毁、快自愈的骨干通信网，实现对辖区大部分区域的通信覆盖，保障重点区域通信信号、满足特大型灾害发生后的“保底”通信需求。

（2）加强覆盖网。以城市和较大林区为对象，采用“自组网+PDT”组网方式，建设城市和林区加强通信网。满足森林消防队伍灭火作战时，现场前方指挥部与救援一线之间的通信需求。

（3）战队覆盖网。以有值班任务的各级指挥中心、值班室为基础，采用“自组网+值班台”组网方式，建设站队周边区域覆盖网。满足值班区域、接警调度等通信需求。

（4）现场覆盖网。以灾害现场为中心，采用快速部署方式，建设森林消防通信网。满足高层、地下、大跨度建筑、石油化工和地质性灾害现场网络延伸、补盲，以及前方指挥部大集中、多方向等通信保障需求。

（5）融合指挥平台。在指挥中心建设应急通信融合平台，接入卫星通信网、公安、武警、军队和公众通信网等各种通信手段，在各级的指挥中心建设系统功能平台，并按照权限实施通信调度，实现“一张图”指挥。

3.2 系统层级设计

系统总体划分为两大部分：一、二级指挥中心（应急指挥调度定位平台）和各林区无线自组网。应急指挥调度定位平台根据网络规模进行划分。一级指挥中心为总队级别、二级指挥中心为支队级别、同时系统也可根据任务需求，开设局为最高级指挥中心，形成“局—总队—支队”三层架构指挥调度网络，各层次网络之间按需互联或独立布局。辖区无线自组网主要针对城区、林区等人员密集或需要管护的野外森林等环境采用无线自组网设备进行通信覆盖，采用超短波无线链路实现各基站的互联互通，覆盖全辖区，不依赖公网、卫星、微波、光纤IP等任何第三方链路资源，具备超强抗毁抗灾能力。

（1）指挥中心：应急指挥平台具备功能：一是呼、组呼、全呼等语音通信功能；二是电量查看、监听、强插等终端管理功能；三是定位、轨迹跟踪、实时兵力、实时火线等可视化呈现功能；四是动态组建多局互通、协同作战，平时独立、战时统一、按需调度等应用功能。

（2）辖区无线自组网具备功能：一是布设自组网高架站覆盖重点林区，配套地面移动自组网基站与高山站点无线互联；二是多跳级联、延伸覆盖，真正解决扑火前指到扑火队长“最后一公里”的通信问题；三是“火场通”“动中通”；四是到位即展开、展开即覆盖。

4 应用特点

（1）全区覆盖：应急通信网必须全区域覆盖，突发事件地点是没有规则的，任意地域应急事件需要就必须无条件覆盖，而且必须迅速提供通信覆盖不得延误。

（2）防灾抗毁：应急通信网必须有很强的生存能力，所有现代通信手段包括电信无线通信系统出现故障或遇到特殊情况彻底中断，应急通信网必须生存并提供稳定通信覆盖。各种自然灾害供电中断，应急通信网不能中断，电源中断维持时间大于8小时，支持配置72小时。

（3）快速部署：无线应急通信场景需求、地形、背景千变万化，没有固定统一的模式。在特殊的覆盖不良区域，需要提供快速部署技术设备，能够在现场快速地以数分钟至数十分钟时间内部署现场通信系统。

（4）动态重组：应急通信覆盖区域，在紧急情况下多警种多部门参与协同工作，必须将不同部门、单位、团队按照事先安排的固定规则全自动融合成为一体进行通信，提供单呼、组呼、紧急呼叫。因为在紧急情况下，没有任何时间空间去调整通信模式，去组合各个单位、部门的通信模式，必须全自动即刻形成可以统一指挥的无线通信网络。

（5）统一指挥：任何单位、任何部门，只要抵达现场即全自动融合为一个通信系统，支持现场前线指挥部、后方总指挥部的垂直通信指挥，实现统一步调协同工作的高效率。无论在何种繁忙通信状态下，必须确保最高指挥权电台的最高优先级别，确保在任意时间、任意地点、对任意范围（包括：辖区、地级区域、前线指挥电台、现场电台）发起语音指令。

5 系统场景应用

（1）“动中通”队伍行进。在任务开进途中，当脱离高架自组网基站覆盖区时，自身可以使用自组网通信，车载自组网基站之间无固定组网顺序智能自组网，不同的条件下，长条形四跳覆盖距离达到10-30km。此时随车队同行的单频自组网基站可以互为协助中继，只要有一台基站的通信质量稳定，就可以保证通信质量。车队中多设备互为备份，通信质量会更稳定高效。

（2）一线组网救援。根据火场态势分布情况，部署便携自组网基站，多个便携站之间无线联网，形成专门针对火场周边覆盖的机动性战斗通信网。确保一线指挥员的信息互通，对区域内消防员进行语音指令，为指挥灭火作战任务提供有效信息支持。

（3）多梯队任务协同。依托高架式自组网基站，通过无线多跳级联的方式形成广域覆盖的通信网络，对重点辖区进行强化覆盖，同时配套便携基站、背负基站根据实际火场分布进行组网延伸，深入覆盖火场一线。通过组号划分，有序规划通信队伍实现即可各段火线独立通信互不干扰，又可多点互联协同指挥，统一作战，实现指挥中心对任务区域的高效精确指挥调度。