凌勇 陈佳洲 聂江浩 北京中兴高达通信技术有限公司

引言

作为绿水青山的守护者，森林应急日常战斗在防火护林以及对抗各种自然灾害的第一线，为我国森林覆盖率的稳步增长保驾护航。在日常队伍能力建设，以及各种外场应急任务中，畅联的通讯是提升森林应急战斗力的重要手段之一。当前，森林应急的基础通讯设施，仍然是以模拟常规的直通/中转对讲为主，其业务功能单一、通讯质量一般、组网覆盖能力不强、抗灾应变能力弱、缺乏多层级调度及保障能力，难以满足森林应急的长期发展需求。为此，森林应急部门规划实施ePDT应急专用数字集群（emergency Professional Digital Trunking）建设，通过全面数字化、联网化、可视化的基础通讯设施升级，全面提升森林应急无线通讯保障的实力，为圆满完成各项防火护林，应急救灾任务打下坚实的基础。

一、ePDT建设方案

森林应急ePDT应急指挥窄带无线通信网，在技术体制上最大程度兼容警用数字集群（PDT）通信系统系列标准，通过固定同频同播集群网，移动集群基站网络以及常规无线自组网等多种网络方案结合，构建基础的多级无线网络架构。同时ePDT应急指挥窄带无线通信网能够支持部省互联、省省互联，通过多级指挥调度系统，使得部/省/市/县等各级通讯指挥传递顺畅，重要指令更可直达一线。

根据《应急指挥窄带无线通信网建设指南》规划，到2022年底，将完成部、省二级应急窄带通信网建设，形成“固移结合、移动为主”的全国应急窄带通信模式，实现应急救援现场与各级指挥机构间的语音通信随遇接入。

（一）森林应急组网方案的总体建议

按照《应急指挥信息化与通信保障能力建设规范》的规划，应急管理部门分为国家、省、市、县四个力量层级，在省市县对应建设总队、支队、大队救援队伍。根据森林应急指挥实际场景需求，建议采用分级组网的方式建设森林应急网络。

根据实际需求，森林应急ePDT考虑采用的三级组网方案，具有系统容量大、覆盖范围广、部署工程量小、传输可靠性高等特点，同时采用同频同播技术，达到节省频点的目的，避免终端在不同站点下频繁切换信道操作。

1. 一级有线同频同播网

在具备有线IP链路的区域，建设PDT固定同频同播集群基站为主，辅以移动异频集群基站的骨干集群网络，采用有线IP作为链路。实现无线通信固定网全网IP化，提供全网指挥调度和管理。

（1）固定同频同播集群基站网络

根据《应急指挥窄带无线通信网建设指南》要求，一级网络的固定集群基站网络采用大区覆盖，小容量基站方案，主要用于实现各级应急指挥场所全覆盖。对于应急重点管理区域，比如化工园区、工业集中区、自然灾害高发区、重点林区等，根据实际需要进行覆盖。

由于窄带频率资源有限，对于固定集群网，采用370M 数字集群同频同播方案进行组网。在同一区域，使用一组2对频点进行同频同播组网，在不同的同频同播区域之间，按照四色原理进行频率复用。目前已经在全国范围内，按照频率复用原则形成了频率区划，可以通过查询频率区划表格来确定各个地区固定集群网的频点设置。

（2）移动集群基站网络

为了实现地处偏远、交通不便且无固定集群网络覆盖区域的应急救援现场机动覆盖，确保应急救援现场与应急管理部语音直通，森林应急规划使用移动集群基站网络方案。

移动集群基站由标准PDT基站与简易核心网一体化设计组成，形态分为车载、可搬移式和便携式几种，符合PDT系统和基站的各项技术规范。移动集群基站主要承担应急救援区域作业面的语音通话、短消息、定位信息等业务，能够实现各作业面之间、本作业面与本市应急指挥部门、本省应急指挥部门、应急管理部指挥中心之间的互联互通。

移动集群基站支持IP通道，以VSAT卫星为主要链路，公网或其他通信链路为辅助链路，并支持多种链路自动切换，从而实现与固定同频同播集群网互联互通。

移动集群基站同样进行了全国频率划分，在同一区域，使用一组3对频点实现机动网络覆盖，在必要且排除干扰因素时，也可加入同区域的固定集群网络的2对频点，实现3+2对频点的更大容量覆盖。

2. 二级无线自组网

在不具备有线IP链路部署条件的林区，建设PDT常规自组网固定基站网络，森林应急ePDT特色的创新应用着重体现在PDT常规自组网方案上。这是基于PDT常规对讲衍生出来的全新应用方案，完全契合森林应急的场景需求。

在林区范围内，通常山高路陡，人迹罕至，难以提供传统通讯网络建设所需的有线供电和有线数据传输等条件，因此在林区建设常备无线通信网络，迫切需要解决缺电及缺乏有线数据传输的难题。而PDT常规无线自组网方案，基于PDT标准协议，通过必要的技术改造，在确保PDT标准对讲机兼容的前提下，实现了常规自组网基站间大跨度无线链路组网，很好的解决了林区常备无线通信网络建设的难题，具备了大规模推广应用的条件。

PDT常规无线自组网的技术核心是去中心化，自主动态判选节点路由的无线常规同频中转方案，在同一森林区域，只需要一对12.5KHz频点，即可接入主流厂家的PDT对讲终端，实现全网大范围的语音/短信/定位等业务。PDT常规无线自组网的各个节点，均具备通讯覆盖和传输链路双重业务功能，其链路组网方式灵活，能够实现链型、星型、树型、网型以及混合型的各种组网模式，实现10跳以上的无线自组网连接。即使在节点快速变换移动位置以及实时增减节点的场景下，也无需人工干预，实时自适应组网模式切换，确保通讯时刻畅通。

PDT常规无线自组网的基站设备，采用了高度集成化的数字方案，具备功耗低、工作电压范围大的特点，匹配在林区使用太阳能系统长期供电运行的需求。通过配置大功率太阳能发电板以及高容量电池，可以在阴雨天无新电补充情况下，仍能持续工作3天以上，具备了在野外独立部署的实用性。

PDT常规无线自组网的基站设备，基于PDT标准协议，通过射频器件的优化，实现了高发射功率（最高25W），高接收灵敏度（最高可达-124dBm）的指标，能够很好的实现大区制的覆盖要求。在实测中，视距无遮挡的条件下，PDT对讲机到PDT常规无线自组网基站之间的通讯距离，可轻松达到40公里以上，非常适合林业的使用场景。

PDT常规无线自组网的频点，可以使用应急频点规划中固定基站10对频点，以及为常规中转通讯保留的2对频点。每1对频点支持全网1路呼叫。在必要时，可以使用多对频点，以支持更多的并发呼叫路数需求。

为了增强PDT常规无线自组网方案的连接可靠性，PDT无线自组网基站设备可以搭载公网链路设备，或外接卫星设备，实现基于IP互联的通信热备份。日常PDT常规无线自组网和公网/卫星IP互联同时在线，以自组网通信为主用。在异常情况下，如果自组网基站之间无线通信断链，基于IP互联的通信链路会自动接管，保持呼叫链路不中断，从而提供更加可靠的通信保障。另外，热备方案也可用于孤岛站与外部联通场景，在孤岛区域内部使用自组网覆盖和链接，对外部则通过公网/卫星IP互联与大网互通。

3. 三级移动自组网

在森林应急无线通信组网覆盖实战中，往往会遇到一个棘手的问题，那就是由于林区地势复杂，林木茂盛，不可避免的存在无线通讯覆盖盲区，比如山谷、密林深处等。此类盲区在平常的覆盖价值不大，通常不会设置常备基站。但万一出现森林应急险情，则此类区域必须快速落实无线覆盖，避免成为通信空洞造成意外损失。因此，快速可靠的森林覆盖应急补盲方案，也成为森林应急中重要的一环。

基于应急补盲的需求，PDT衍生出多个解决方案。

一个是利用PDT常规对讲的双时隙技术，开发出支持单频中转的便携设备，通过一个直通频点下两个时隙交错收发，可以实现一个小型单路中转台的功能。由于PDT常规单频中转方案的实现并不复杂，通常一部专业级对讲机即可实现，从而大大降低了应急补盲的成本和部署难度。已经有森林应急单位实践此方案，采用无人机搭载方式，将支持单频中转的专业对讲机运送到目标盲区上方，从而实现了该区域的快速通信补盲。

单频中转方式的补盲方案，虽然简便易行，但由于其仅支持一跳覆盖，如果遇到盲区面积较大的情况就无能为力了。针对大面积的应急补盲，PDT常规无线自组网方案颇具用武之地。便携式的PDT常规无线自组网设备，重量通常不超过4公斤，内置大容量电池可以连续工作十几个小时，可以通过人力背负进场，形成链型、星型、网型等网络拓扑形态，不但与常备的PDT常规自组网基站设备联通，更可以通过多跳的方式，不断向覆盖盲区纵深挺进，形成大范围临时应急覆盖网络，确保沿路通信的顺畅。另外，便携式的PDT常规无线自组网设备，也同样支持公网/卫星IP链路热备份，即使前突小队脱离自组网大网，也能够通过公网/卫星IP互联保持与指挥中心的联络。

（二）现场指挥调度方案

《应急指挥信息化与通信保障能力建设规范》中指出，应急救援支队应着重加强现场指挥部保障、前突侦察保障能力建设，森林应急支队着重加强前突侦察保障能力建设。这两类保障能力中，无论发生哪一级的灾害事故，都要求现场指挥部能接受前突力量回传的现场音频数据，组织现场指挥调度，并实现与上级应急管理部门的音频通信联络。

现场指挥调度的核心设备是现场调度台，它安装在便携式通信箱上，用于语音调度，以及数据信息处理等多种融合业务，具备统一呈现、统一管理、多屏显示等特点，并辅以公网传输或卫星通信等设备，可方便实现与前突脱离力量和上级应急管理部门的沟通。

现场指挥调度方案分为日常的演练出操和战时的应急保障两部分。

日常演练主要关注系统运行的健壮性和通信链路的稳定性，系统根据先期录入出操的人员和设备，实时展示其状态和位置，并可随时对选取的任意对象发起呼叫、短信、定位等业务，接受并展示前突设备返回的通信数据，包括但不限于音频、短信、定位、紧急报警等。

战时保障在日常演练的基础上，需要新增处理各种突发异常情况。灾害事故发生时，各部门、各队伍和社会救援力量均会参与救援工作，这就对森林应急的现场指挥调度提出了新的要求。一是通信规则的协调，现场指挥调度台快速检测出灾区现场的电磁频率干扰，并根据要求动态的调整设备的使用频率。二是通信组织的协同，现场指挥调度台通过配置协同系统的参数，快速完成系统对接、实现协同通信，保障统一指挥与调度。

（三）森林应急网络与外部网络互联互通

森林应急网络自成体系，但并不是孤立的，通过网关设备，森林应急网络可与外部网络实现互联互通。

应急的PDT固定同频同播集群网采用部、省两级架构，除了实现应急内部全国联网功能以外，其还具备与公安机关350M警用数字集群通信网互联互通的能力，支持两网以核心网（或称交换控制中心）互联互通。

PDT自组网网关设备对内作为森林应急自组网络的一部分，自身接入到自组网中，同时外延部分可接入到PDT固定同频同播集群网或者模拟超短波网络，将两边网络无缝对接，实现语音互通业务。

调度台服务器亦可作为网关设备，打通对外的互联互通业务。比如，在与公网对讲互通时，调度台服务器与公网对讲服务器通过IP网络互联，即可完成语音信息、数据信息、位置信息的交互，实现语音、数据、定位等多种业务的互通。

二、PDT在森林应急的未来应用拓展探索

除了以上应用，PDT技术在森林应急领域的潜力巨大，拓展大有可为。通过和一线森林应急单位的交流和沟通，如下应用方向正作为下一阶段的研究重点：

一是将PDT常规无线自组网方案天基化部署，通过长航时无人机、系留无人机、浮空飞艇等方案，将进一步轻型化的PDT常规无线自组网设备进行天基部署，从而获得高度的优势，实现更大的长时通信覆盖。在某部组织的固定翼无人机高空覆盖测试中，PDT常规无线自组网轻松达到了80公里以上的空地通信半径。不难想象，如果能实现多架次空中PDT常规无线自组网设备的接力通信，必将快速实现超远距离的森林应急无线网络部署，为森林应急工作提供更为强大的通信保障。

二是根据某森林应急部门的实战需求，利用PDT对讲设备体积小、重量轻、具备独立应答以及定位信息上报能力的优势，开发集成定位功能的PDT信标机，用于装备森林应急一线人员。万一一线人员在应急现场发生意外失踪，后方救援人员可以通过大范围覆盖的PDT常规自组网发送寻呼信号，激活PDT信标机。通过PDT信标机声、光、大功率数据应答以及定位数据上报的方式，指示失踪人员的方位，从而快速引导救援人员实施支援方案。

三、结语

当前，森林应急ePDT无线通信网络，正在稳步推进建设中，为森林应急一线人员提供实用可靠的通讯保障。同时通过多级调度体系建设，确保部/省/市/县各级指挥调度顺畅，大大缩短了指挥信息的传递流程，提升了各级指挥调度的效率。而互联互通的实现，使得森林应急能够调集各方面的力量，来共同守护绿水青山。预期在不久的将来，更多基于PDT的创新应用将不断涌现，为切实提升森林应急战斗力提供有力的保障。