多年来,公安消防部队根据灭火救援的需要,构建了以城市为主的调度指挥通信网络,在火灾扑救和应急救援中发挥了重要作用。但是,随着我国各类重特大灾害事故、突发事件、自然灾害等不断增多,规模不断增大,消防救援呈现出突发性强、技术要求高、处置难度大、作战时间长等特点,尤其是跨区域协同作战越来越频繁,作战力量临时编成越来越多,作战方式也从平面、线式作战向纵深、立体作战转变,给指挥调度和应急通信工作提出了新的要求。在汶川大地震中,由于通信公网瘫痪,消防部队现有的无线通信手段不能保证各级指挥机构和救援队伍之间指挥调度通信的需要,降低了应急救援整体指挥效能。为适应重特大灾害及灭火和应急救援新形势、新任务的需要,特别是新修订《中华人民共和国消防法》赋予的承担重大灾害事故和其他以抢救人员生命为主的应急救援职能,急需通过科学配置和资源整合,大力加强卫星通信、无线通信等机动通信能力建设,实现公安消防部队在重特大灾害事故,特别是在跨区域、长距离、大范围特大灾害造成基础通信、电力等设施损毁、中断的情况下,快速建立独立的、垂直的、自上而下的消防指挥调度通信网络,加强和改进消防部队应急救援处置能力。 针对重特大灾害发生时造成常规通信中断、协同作战通信堵塞、灾害现场通信混乱等情况,根据消防应急救援指挥体制和消防指挥作战活动与过程中通信的需求,进行消防应急通信技术架构、管理运行模式和通信流程设计,研究建立在重特大灾害条件下,贯通公安部消防局、消防总队、消防支队、消防大(中)队救援力量等指挥通信层次的统一、集成、开放的消防应急通信技术体系。 该技术体系将包括应对重特大灾害通信保障的技术和措施,形成以卫星通信组网为主体,结合原有消防有线、无线通信、计算机网络的应急通信网络,具有高效、动态互通链接的应急功能,实现跨区域调度指挥,提高消防部队处理重特大灾害的快速反应能力和应急救援能力。 1 重特大灾害消防应急通信现状 消防常规无线通信是灭火救援全勤指挥信息传递的主要枢纽,是消防部队灭火救援、抢险救灾指挥的重要基础和支撑条件。及时、有效、可靠的通信保障是确保灭火与抢险救援成功的关键。目前,全国消防部队各级机构基本上配备了350MHz/800MHz公安消防无线通信网,个别比较发达地区也陆续建设或建成集群通信网。 消防一级网的建设形式基本上分为:一是消防部门自己组建800MHz集群网,二是加入当地350MHz公安集群网,另外还有一些地方组建了常规通信网作为一级网使用。大部分一级网的覆盖范围基本上可达到管区的80%。消防二级网由车载台或手持台组成,其功能是保证作战中各级指挥员手持台之间的通信联络。与企事业单位专职消防队、抢险救助队等协作单位的协同通信也可在该网中实施。二级网多数使用350MHz公安专用频率。消防三级网由中队内用手持台或头盔台组成,其功能为各参战消防中队内部、中队前后方指挥员之间、指挥员与战斗班长之间、班长及战斗车驾驶员之间以及特勤抢险班战斗员之间提供通信联络,该网采用手持台或佩戴式声控电台,通信距离短,使用频率主要是350MHz频段,有的总队(支队)由于中队数量多,50MHz频段内的频点不足,还要向当地无线电管理机关申请一些民用频率,如150、450、800MHz等频段。 消防短波电台通信网、卫星电话通信网是灭火救援应急通信网的重要组成部分。目前,很多公安消防部队已经配备了应急通信短波电台和公网卫星电话,但因装备技术体制不统一等原因,尚不能实现全国跨区域组网通信,需要科学规划全国消防统一的通信网络,配齐相关通信装备。特别是卫星通信建设方面,由于技术体制不同,无法互联互通,难以组建全国消防部队应急卫星通信网,如在汶川地震现场,山东、湖南等一些总队使用的卫星通信设备(传输实时图像的卫星便携站),由于通信信道被众多现场同类设备挤占,无法正常工作。部分配备了卫星公用电话的部队也因设备不统一、使用数量多、通道堵塞等原因,无法正常通信。目前,全国消防部队都在大力加强“动中通”等卫星通信建设,但技术体制不同,设备选型不一致,难以组建全国消防部队重特大灾害应急通信专网。 消防移动通信指挥中心,是指在消防通信指挥系统中设在省(自治区)、城市消防指挥机构的通信指挥车上、具有统一调度指挥功能的部分。消防移动通信指挥中心的建立既作为大型火灾救援现场指挥中心,又作为战时或地震等特大灾害事故发生时,城市消防通信指挥中心失效时的备份指挥中心,它除具有有线、无线通信等功能外,还要实现调度功能。目前,全国多数消防部队已配备消防通信指挥车。 2 重特大灾害消防应急通信框架设计 按照“快速反应、机动灵活、指挥高效、通信畅通”的总体要求,在常规消防通信网的基础上,构建以卫星通信专网为主,公用卫星电话、短波设备、超短波电台等为辅的消防部队重特大灾害应急通信系统,通过多种通信手段保证消防部队在任何时间、任何地点的指挥通信畅通,解决跨区域、长距离、大范围,特别是公网通信瘫痪情况下自成体系的、独立的、垂直的重特大灾害应急救援通信网络。 (1)构建重特大灾害消防卫星通信专网。卫星通信设备造价高,使用费用贵,技术使用管理要求人员素质较高,日常使用几率少,不易在部队普遍配备。因此,将卫星通信专网定位在主要承担重特大灾害通信保障方面。 在技术体制上宜采用适合于应急救援需要的、可随机动态快速组建现场指挥网的动态SCPC技术;在获取信道资源上宜采取长期租用和临时租用相结合的方式,这样能大量降低运行费用;在设备构成上,公安部消防局(以下简称“部局”)建立网管中心站和“动中通”车载站,各国家陆地搜寻与救护基地配置一定数量的“动中通”卫星车载站和便携站,各总队配置卫星地面站,构建通信子网管理控制本地卫星站,并选择较大支队配置一定数量的“动中通”卫星车载站和便携站,通过配置“动中通”卫星车载站保证动态指挥需要,通过配置便携站保证道路毁坏情况下机动指挥需要。#p#分页标题#e# (2)建设公用卫星电话通信网。公用卫星电话按照常态通信的设计思路,在全国总队、支队大量配备使用。 由于公用卫星电话分为车载式和便携式两种类型,便携式的保证分队机动通信,车载式的保证部队行进时通信,部局、总队、支队宜分别配置一定数量的车载式和便携式卫星电话;国家各陆地搜寻与救护基地分别配置2套具备电话、数据及图文传输功能的便携式卫星通信终端,保证构建部局、总队及战区的指挥命令传输网,解决长距离话音通信和指挥命令下达的问题。 (3)完善消防超短波通信网。超短波通信是消防部队常态通信的主要手段,又是应急救援非常态时部队短距离作战指挥的通信手段,需要增加使用频率和配备数量,制定简单、有效的通话规则,解决现场指挥问题。 (4)建设消防短波无线通信网。短波通信由于设备较贵,天气对设备影响大,对操作人员素质要求高,不宜在部队大量配备。按照非常态通信的设计思路,可在国家陆地搜寻与救护基地和消防总队少量配备,解决消防部队远距离指挥,特别是救援分队与指挥部的通信联络问题。 (5)建设移动消防指挥中心。目前,消防部队缺少具有管理控制、决策指挥现场部队的移动通信指挥中心,应加快建设步伐。按照常态通信的设计思路,部局、总队、支队都应至少配备1辆移动消防指挥中心,构建以车辆为载体,集成各类应急通信装备,实现在灾害现场的通信组网、指挥调度、情报信息支持等应急机动指挥通信功能,解决现场众多通信装备的管理控制、作战部队的精确指挥等问题。 3 重特大灾害消防应急通信技术 3.1 消防无线通信网的层次结构 适应公安消防部队指挥通信体系结构,城市消防灭火救援无线通信网在结构上分为三个层次,即三级组网。 每个层次可以根据情况采用不同技术组网。 (1)以消防一级网(城市消防管区覆盖网)保障城市消防指挥中心与在本城市消防管区内的固定位置和移动中的消防力量之间的通信联络。 (2)以消防二级网(现场指挥网)保障作战现场范围内(一般为500~1000m范围)总队指挥员、支(大)队指挥员、中队指挥员之间的通信联络。 (3)以消防三级网(灭火救援战斗网)保障消防中队指挥员、战斗班长、消防车、水、消防战斗车辆驾驶员之间的通信联络。 3.2 消防应急通信组网技术体系 针对重特大灾害事故,设置独立的消防指挥调度网。 建立战斗分队救援战斗行动通信、消防中队救援战斗行动通信、消防支队救援指挥通信、消防总队救援指挥通信等4个通信层次的消防通信体系结构;建立以无线三级网为基础的,可加入公安或政府无线集群通信网络,与多种形式救援力量协同通信的现场通信体系;确立基于上述层次和网络的应急指挥通信组网技术体系,该技术体系能保证各级消防部队辖区指挥通信,保证灾害现场指挥通信的覆盖,保证跨区域、多部队协同作战调度通信的互联互通。消防通信组网管理平台系统能实现各级指挥部或指挥员指挥任意一个作战单元,监控任意一个作战单元的通信设备,与其他网络的通信设备进行通信,协同作战消防力量随时编组加入通信网。 3.3 消防通信组网管理平台系统 在指挥中心和移动指挥中心设置消防通信组网管理平台系统,整合消防无线通信资源,实现多种网络、多种通信技术系统接入和集中管理控制,实现不同通信系统的互通互连和动态组合。具体为:(1)多种通信技术系统接入;(2)跨频段、跨网络的通信交换;(3)通信用户终端管理;(4)指挥通信控制。 3.4 重特大灾害消防应急通信技术系统 3.4.1 无线通信网 无线通信网是灭火救援指挥和战斗行动通信的基础通信网络之一,主要包括无线常规网、集群无线电通信、消防无线数据网。 3.4.1.1 无线常规网 无线常规网主要设备包括固定转信基站和车载转信基站、用户基地台、车载台和手持台。 转信基站:进行覆盖区内的无线信号转发,为不能直接通信的终端提供中继转发服务。固定转信基站一般建在需覆盖区域内制高点,以提供更好的覆盖效果。车载转信台集成于通信车,可机动开设,灵活补网或中继。 基地台:配置在各级消防指挥中心和消防站,完成消防指挥中心和消防站与救援现场的指挥通信。 车载台:配置在消防车上,完成消防力量在行进中的指挥通信。 手持台:灭火救援现场的指挥员、班长、战斗员配置手持台,完成现场指挥和灭火救援单兵间话音通信。 目前,消防部队常用的常规无线通信技术系统有以下几种: (1)单频单工无线通信系统。单频单工无线通信系统是消防无线通信网最基本的构成方式之一,适用于现场指挥和现场救援战斗通信。 (2)异频半双工大区覆盖通信系统。异频半双工大区覆盖通信系统也是消防无线通信网最基本的网络结构之一。通信网中设置双频双工转信台,利用大功率发射机、高架天线进行大区域覆盖。大城市不能保证覆盖时,需要建立多个转信台。 (3)多基地站覆盖通信系统。在城市建立多个基地站(转信台),每个基地站使用不同的通信频率,覆盖城市的一部分区域,共同达到覆盖全市的目的。 (4)同步同频同播多基站大区覆盖通信系统。城市内建立多个基地站(转信台),使用相同的通信频率,一个电台呼叫,多个基地站(转信台)同时转发,所有系统内电台均可收到,形成一个覆盖全市的无线电通信网。#p#分页标题#e# 3.4.1.2 集群无线电通信网 集群无线电通信系统是将无线电通信信道(频率)集中起来,动态分配给不同的专业用户共用的无线电专用通信系统。消防部队配备无线调度台(或基地台)、车载台和手持台,以通话组形式加入当地公安部门350MHz无线集群网络,建立消防无线通信虚拟专网。 目前,公安系统已经广泛建设和应用该系统。公安消防部队应加入当地的公安集群移动通信系统,并在系统中设置消防分调度台和一定数量的独立编队(通话组),建立消防专业调度指挥网。在消防现场通信中,可以设置若干个消防中队救援战斗通话组、救援现场指挥通话组、城市消防管区覆盖通话组、消防勤务通话组,用消防三级组网方式组织通信。 3.4.1.3 消防无线数据网 消防无线数据网是利用GPRS、CDMA1X以及3G等公众无线移动通信技术,通过安全隔离措施,将各种消防应用移动数据终端系统(智能终端、手机、便携计算机等)与消防信息中心专用服务器无线联网。移动用户通过公众移动网接入Web服务器,实现对信息的访问。 3.4.2 短波电台通信网 公安消防部队短波电台通信主要用于大区域、大规模灾害事件(如地震、水灾)发生时快速建立消防应急救援通信网,解决消防通信指挥中心、现场消防指挥部、现场救援分队之间的应急通信联络问题。 3.4.2.1 网络结构 公安消防部队短波电台通信网按《武警消防部队信息化建设项目网络和硬件分系统实施方案》要求,各消防总队配置1套车载短波台和3套单兵背负台,并应选配鞭/线型等多种天线,以适应不同通信环境。为保证与远距离灭火救援现场车载短波台的通信联络,总队通信指挥中心应架设短波固定台站。 3.4.2.2 设备要求 鉴于不同厂商的短波通信设备之间存在通信体制、参数配置等差异,为达到全网互联互通,短波通信设备的基本功能和性能参数应符合公安消防部队短波通信设备技术要求。 3.4.2.3 通信组网 消防部队的所有车载式和单兵背负式短波电台都组在同一个大网中,网内每部电台统一设定唯一的ID码,实现全网通呼、总队子网通呼或任一电台的选择呼叫。 (1)全网通呼。全网电台预先设置一组适宜上午、中午、下午等不同时间段的使用频率,当需要呼叫网内所有电台时,可以按通信预案规定,将所有短波电台调谐到同一频点,完成全网连通。也可以由主呼电台键入指定号码,完成全网连通。 (2)总队子网通呼。当需要呼叫某个总队的全部短波电台时,由主呼电台键入这个总队ID码的前4位数字再加上“00”,完成总队呼叫。如键入“101100”,即可呼出北京公安消防总队的所有短波电台。 (3)选择呼叫。当需要呼叫某个(或数个)特定的电台时,直接键入对方电台的6位数字ID码(呼号)即可。 (4)信息保密性。短波通信没有任何保密性可言,任意一台短波电台,只要使用的频道和我网电台频道相同,那么就可以听到我网的通信内容。因此,全网应严格使用呼号、密语通信,必须配置加密卡。 3.4.3 卫星电话通信网 3.4.3.1 业务需求 (1)能实现在任意时间、任意地点建立灾害现场与部局指挥中心或属地公安消防总队指挥中心的综合业务数据的互联互通。 (2)能实现全国范围在同一时段内有2个灾害救援现场或演练现场,每个现场有4个移动卫星站需要将综合数据业务传输至属地总队指挥中心或部局指挥中心。 (3)能实现在特大灾害救援现场构建由部局移动指挥中心、灾害地总队和增援总队移动指挥中心组成的移动通信指挥网。 (4)能与地面有线通信网络和无线通信网络相结合,互为补充、支持,实现天地一体的通信网络。 3.4.3.2 网络结构和组网模式 部局中心站、总队分中心站与移动卫星站组成公安消防部队卫星通信网络。 公安消防部队卫星专网有两种组网工作模式。第一种模式是由部局网管中心授权各总队分中心站自行管理监控所辖区域内的车载站和便携站,各总队可自行安排定期演练或进行日常救援任务;第二种模式是部局网管中心直接管理控制指挥灾害救援现场所有的固定站和移动卫星站,单跳直连,动态组网。 3.4.3.3 总体技术要求 (1)消防卫星专网采用Ku频段。 (2)满足低速、中速、高速业务需求,具备动态组网及按需动态分配带宽的功能。 (3)可双向通信,能实现语音、数据、图像的传输。 (4)部局中心站通信能力不小于16Mbps,总队分中心站通信能力不低于8Mbps,移动卫星站通信能力不低于2Mbps。 (5)卫星系统可用度达到99.9%,误码率小于10-7。雨衰模型按照ITU-R(FarEast)标准参考设计。 (6)每路数据传输速率不小于64kbps,每路话音传输速率不小于8kbps,每路图像传输速率为768kbps至2Mbps;每路综合业务数据至少包含4路话音、1路图像和2路数据。 (7)全国消防卫星专网统一采用基于IP协议的通信标准和FDMA/DAMA卫星通信技术体制,并能通过卫星链路全网互联互通。 (8)支持任何符合TCP/IP协议的数据,支持QOS协议及TCP协议加速。 (9)系统支持BPSK、QPSK、8PSK等多种调制方式和TPC1/2、3/4、7/8编码方式。#p#分页标题#e# (10)卫星通信设备通过IP接口与电视会议设备、计算机网络设备、通信设备、视音频编解码设备等连接。 (11)中频接口采用L波段。 (12)所有地面站都应具备自动上行功率控制能力(AUPC)。 (13)关键设备的平均故障间隔应大于30000h。 (14)系统具有较好的扩展性。 (15)采用国内合法运营商提供的卫星资源。 (16)综合业务数据可通过IP加密方式传输并采用统一型号的加密设备。 (17)进入公安消防部队卫星通信网的通信设备应符合部局制订的《公安消防部队卫星设备入网技术要求和网元测试规范》。 (18)卫星通信设备具有国家信息产业主管部门颁发的产品许可证书;卫星通信的发射设备应具有国家信息产业主管部门颁发的《无线电发射设备型号核准证》。 3.4.3.4 部局中心站技术要求 部局中心站设备主要由6mKu频段主站天线系统、射频系统、调制解调系统、网管系统、DVB封装及调制系统等组成。部局中心站射频设备、基带设备、网管设备均需冗余备份。射频切换设备应具有自检及告警功能,冗余备份设备应能实现自动切换。 部局中心站通信能力不小于16Mbps,具备同时收发各8路综合业务数据的能力;速率每比特可调。 3.4.3.5 各总队分中心站技术要求 分中心站设备主要由4.5mKu频段主站天线及跟踪控制系统、射频系统、调制解调系统、分网管子系统等组成。 分中心站通信能力不低于8Mbps,出入境载波最大速率不低于4Mbps;可同时收发各4路综合业务数据,支持高清图像传输,发射和接收速率每比特可调。 3.4.3.6 移动卫星站技术要求 移动卫星站主要包括动中通、便携站、静中通3类终端,移动卫星站主要由天线及跟踪控制系统、射频系统、调制解调系统、网管信息接收单元组成。 每个移动卫星站可同时收发各1路综合业务数据,支持高清图像传输,发射和接收速率每比特可调。 3.4.3.7 网管系统技术要求 部局中心网管系统是消防卫星通信网的主控中心和 资源调度中心,可授权各总队对所辖区域内的移动卫星站进行管理。 卫星带宽资源由部局网管中心按照部局制定的使用规范和各总队的实际需求统一调配使用。平时,部局网管中心系统授权给各总队一定的网络管理权限,各总队可管理所辖区域内的移动卫星站;部局网管中心也可对灾害救援现场的移动卫星站直接管理,统一调度指挥,实现动态组网的功能。 3.4.3.8 卫星资源的使用和选择 公安消防部队卫星通信网采取长期租用与临时租用相结合的方式,由部局统一租用卫星带宽供各总队使用,并与公安部及武警现役部队的卫星资源互为备份。各总队严格按照部局制订的《公安消防部队卫星通信网卫星业务使用规程》执行。 3.4.4 移动指挥中心 3.4.4.1 部局移动指挥中心 部局移动指挥中心是部局通信指挥中心指挥调度工作的必要延伸和补充,是可移动的分指挥中心,负责现场指挥工作,并与部局指挥中心保持实时的通信联络和信息传递,主要传递的信息为话音、图像和数据。 部局移动指挥中心在灾害事故现场建立本级指挥层的消防指挥部,进行跨区域联合作战通信指挥调度。部局移动指挥中心与其他移动指挥中心通过部局通信指挥中心进行通信。在同一个火场,部局、省总队、城市支队消防指挥部各自完成本级通信指挥业务,相互间采用有线、无线、图像通信装备进行通信。 3.4.4.2 总队移动指挥中心 总队移动指挥中心是总队固定指挥中心的延伸和补充,负责现场指挥通信,并与固定指挥中心保持实时通信联络和信息传递,主要传递的信息为话音、图像和数据。 在同一个灾害救援现场,部局、省总队、城市支队消防指挥部各自完成本级通信指挥业务,相互间采用有线、无线、图像通信装备进行通信。 3.4.4.3 支队移动指挥中心 支队移动指挥中心是支队固定指挥中心的必要延伸和补充,负责现场通信指挥工作,并与固定指挥中心保持实时的通信联络和信息传递,主要传递的信息为话音、图像和数据。 支队配备的移动消防指挥中心,在本城市的火场及其他灾害事故现场建立消防指挥部,进行通信组网和指挥调度。重特大灾害应急救援过程中,在本救援区域灾害事故现场建立消防指挥部,进行通信组网和指挥调度。
