城市地铁地下空间灭火救援应急通信研究

发表时间:2021/3/26   来源:《科学与技术》2021年1月   作者:杨迎晓
[导读] 随着中国市场经济的迅速发展,人民对生活、工作空间的安全思想不断提高。
        杨迎晓
        邢台市消防救援支队信都区大队钢铁北路消防救援站
        摘要:随着中国市场经济的迅速发展,人民对生活、工作空间的安全思想不断提高。但是,受火势蔓延迅速、高温毒雾和浓烟高温和人员集中疏散较难等因素的影响,地下空间结构极大限制着灭火救援的正常开展。
        关键词:城市地铁;地下空间;灭火救援;应急通信
        1导言
        地下空间通信一直是困扰消防无线现场通信的瓶颈问题,本文通过对目前消防的地下空间通信需求进行分析,结合现有无线通信手段,摸索了一套适用于地下空间无线临时组网的战法应用模式,并在实战应用中发挥了一定效能,同时也为进一步完善封闭空间内的无线通信组网模式起到了抛砖引玉的作用。
        2地铁灭火救援应急通信现状
        以上海市为例,上海市地铁正式运营线路11条,站点287个,其中地下站点191个,除三号线的铁力路站未实现地下消防无线信号引入外,其余190个站点均完成了消防无线信号的覆盖。
        地铁消防无线信号引入采用350M模拟常规系统,设置3对异频点,分别为4频道、5频道、6频道,即地铁指挥频道、地铁战斗一频道、地铁战斗二频道。
        3地铁灭火救援应急通信的难点分析
        目前,消防无线通信的难点主要有三方面:1)密(封)闭空间与外界的通信组织。2)高密度呼叫情况下的通信组织。3)同时满足各级指挥网的通信组织需求。
        而地铁的灭火救援应急通信同时涵盖了以上三大无线通信难点,要在战时满足消防无线通信的需求,就要研究如何利用现有设施和手段合理解决这三大难点。针对以上难点问题,在合理分析了目前消防主用无线通信手段的情况下,设置了一套较为实用的无线通信组网方案,并在地铁演习过程中进行了现场实测,使三大难题得到了较为妥善的解决。
        4地铁灭火救援主要通信手段
        由于地下空间及地铁环境的复杂性对无线电通信有极大影响,面对困难,就要充分优化综合利用常规、数字、卫星、公网、自组网、有线、聚合等不同通信手段,相互配合,弥补不足,有效整合,为救援工作提供全面通信保障。
        4.1常规无线通信系统
        常规无线通信系统称为无线常规网,一般由无线通信基站、基地台和移动台组成。无线通信基站分为固定无线通信基站和车载无线通信基站,移动台分为车载台和手持台。消防救援队伍当前主要使用的常规无线通信系统是350MHz(400MHz)超短波无线常规网,一般为各支队/大队/中队独立组网,采用的技术体制一般为350MHz(400MHz)模拟中继体制。主要有单频单工无线通信系统、异频半双工大区覆盖通信系统、多基站大区覆盖通信系统、同频同播多基站大区覆盖通信系统等组网方式。
        4.2集群无线通信系统
        集群无线通信系统由基站、移动台、调度台以及控制中心组成。分为模拟集群系统和数字集群系统,具有更为强大的调度通信功能、与公共电话网互联通信功能、智能化用户管理功能、智能化无线信道分配管理功能,主要为总队/支队/大队独立组网,部分大型城市统一建设无线数字集群系统,为消防救援单独划分通话组进行使用。
        4.3消防卫星通信系统
        消防卫星通信网由网管中心站、总队分中心站和移动站组成,各卫星站的主要设备包括卫星天线(含伺服系统)、射频单元设备、基带传输设备、网管系统。按照部消防救援局制定的使用规范和各总队的实际需求统一调配卫星宽带资源,为灾害事故现场救援提供卫星通信链路。
        4.4全球卫星移动通信
        使用部署在全球通信卫星进行语音数据通信联络,主要有铱星卫星通信系统、海事卫星通信系统、欧星卫星通信系统、中通卫星通信系统,终端分为车载型、便携型、手持型。


        4.5移动运营商通信
        使用中国联通、中国移动、中国电信等移动运营商网络,通过网络安全接入设备将语音数据传输至消防指挥调度网。由前置服务器、录音服务器、接入网关等应用平台和语音调度台、移动指挥终端或POC手持终端、3G单兵图传、4G单兵图传等设备以及无线传输网、地面传输网组成。
        4.6无线自组网通信
        无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点所组成的一个临时性多跳自治系统,它不依赖于预设的基础设施,具有可临时组网、快速展开、无控制中心、抗毁性强等特点。使用无线网格网络(Mesh网络),是一个动态的可以不断扩展的网络架构,任意的两个设备均可以保持无线互联,面向基于IP接入的新型无线移动通信技术,适合于地下区域环境覆盖和宽带高速无线接入,具有宽带高速和高频率的优势,有动态自组织、自配置、自维护等优势,适用于地下火灾扑救通信网络快速布置。
        4.7有线通信手段
        4.7.1地铁内设有线通信设备
        利用地铁内建设中架设的有线通信设备,接入预留接口,作为救援工作备用通信手段。
        4.7.2常规无线通信线缆
        利用有线通信线缆,延伸无线信号覆盖,
        4.7.3地铁内监控图像资源
        利用地铁内监控图像系统预留接口,接入总队3G、4G图传终端,将图像资源引入灭火救援图像平台,为各级指挥部提供线路、车站监控图像。
        4.8消防救援综合定位系统
        加强消防救援综合定位系统建设。根据部消防救援局信息化工作要点,面向“高层建筑、地下建筑、大型综合体、化工场所”等疑难火灾扑救和地震、地质、危化品、堰塞湖、台风、森林草原火灾等15类灾害事故处置的实战需求,消防救援局开展综合定位系统研发,对基于地理信息位置、实时定位的人员、车辆、装备等核心要素进行标准化处理,汇聚视频、有毒气体、空呼压力、生命体征等感知数据,接入北斗定位、室内高精度定位、室外融合定位等设备的位置数据,以及室内位置的高度信息,实现高精度、实时准确定位。同时,利用人工智能、深度学习和大数据挖掘技术,实现二维和三维数据可视化,发挥位置和感知信息支撑实战指挥的作用,辅助指挥员科学指挥。
        5结语
        地铁及地下空间灭火救援应急通信由于受密(封)闭空间与通信信号盲区的影响,会导致信号衰弱或被屏蔽,使地下空间内部、地铁内部、地下与地上之间的通信联络不畅,此项问题一直是救援工作中的弱点、难点。为突破地下空间及地铁火灾灭火救援中通信难点,同时贯彻落实部党委和黄明书记关于“组成网、随人走,不中断、联得上,看得见、听得清,能图传、能分析”的指示要求,立足“综合性、全灾种”应急救援新常态,构建立体协同、扁平可视、高效畅通、韧性抗毁的应急指挥通信体系,坚持目标牵引和问题导向,练基础抓养成,练战术促应用,练组织强指挥,练机制谋协同,努力打造“业务精湛、装备精良、作风过硬、训练有素、敢打必胜”的应急通信主力军和国家队,为建设新时代大国应急救援体系提供“快速机动、科学高效、精准安全”的通信保障。
        参考文献
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