衛星通信在消防應急中的應用

舒羽　郭陽

摘要：突發災害和自然災害所造成的損失和破壞是十分嚴重的，預防和處理突發災害顯得尤為重要，所以衛星通信的需求和要求日益增多和提高。應急衛星通信系統不僅要求機動性強，通信無死角，而且要求適用范圍廣'反應快速，根據這些需求，文章進行了衛星應急通信系統的研究工作。主要講述了在消防救援中的應用。文章涉及應急通信系統研究的目的、意義、發展現狀及趨勢；然后從衛星通信技術手段分析了衛星通信的組成和原理等等。

關鍵詞：衛星通信；消防救援；技術手段

1引言

中國是一個災難頻發的國家。自然災害時有發生，并且隨著當今社會日益增多的大型活動，突發的緊急災害事故及社會公共安全事故越來越頻繁的發生，給人民生命財產和國民經濟造成了很大的損失。這使得人們進一步意識到完善應急通信體系的重要性。

衛星應急通信系統是為滿足各類緊急情況下的通信需求而產生的，而自然災害，尤其是社會事件等突發公共安全事件發生的規模和地點都無法提前預知和準備。這些通信設備在發生災害的時候就需要臨時組裝，來接收現場的圖片視頻影音資料，這些信息對于處理突發事件，有十分重要的作用。通過衛星通信來建立臨時或應急的通信能力幾乎都是預案中的首選，并且發揮著至關重要的作用。

隨著科技發展，衛星通信顯示出了更加重要的作用，在文章介紹了衛星通信的基本原理和組成，在消防應急中的應用等等。

2衛星通信在消防應急中的應用

2.1衛星通信的基本原理、組成及優勢

衛星通信的原理就是利用人造地球衛星作為中繼站轉發或反射無線電信號，在多個地球站之間進行的通信。地球站是指設在地球表面的無線電通信站。

衛星通信系統是由地面部分和空間部分兩部分構成的。通信衛星實際上就足一個懸掛在空中的通信中繼站。它居高臨下，視野開闊，只要在它的覆蓋照射區以內，不論距離遠近都可以通信，通過它轉發和反射電報、電視、廣播和數據等無線信號。

衛星通信與其他通信方式相比較，有以下的特點：（1）通信距離可以達到遠，且費用與通信距離無關。（2）通信容量大，適用多種業務傳輸。衛星通信使用微波頻段，可以使用的頻帶很寬。（3）廣播方式工作，可以進行多址通信。通常，其他類型的通信手段只能實現點對點通信，而衛星是以廣播方式進行工作的，只要是衛星覆蓋的區域，都可以進行通信，這些地球站可共用同一顆通信衛星來實現多邊通信，即進行多址通信。（4）可以自發自收進行監測。發信端地球站同樣可以接收到自己發出的信號，從而可以判斷傳輸質量好壞。（5）無縫覆蓋能力。利用衛星移動通信，可以不受氣候條件、地理環境和時間的限制，建立覆蓋全球性的海、陸、空一體化通信系統。（6）安全可靠性。與其他方式相比，衛星通信所受的約束和障礙更加少，所以其安全可靠性很好。

主要缺點是：傳輸時延大。以300000km/s的速度傳播的電波，要經過240ms～260ms的延時，加上終端設備對數字信號的處理時間等，延時還要增加很多，根據國際電報電話咨詢委員會建議，單程傳輸不要超過400ms；在南緯75°以上和北緯75。以上的高緯度地區，由于同步衛星的仰角低于5°難以實現衛星通信；同步軌道的位置有限，不能無限度地增加衛星數量和減小星間間隔；每年有天文現象發生，十分影響通信。例如存在不可避免的日凌中斷和星食發生；衛星壽命一般為幾年至十幾年，要做長遠的部署和計劃，故要做好承擔一定風險的準備。

2.2衛星通信在消防應急中的具體應用

2.2.1消防指揮VAS衛星通信的組成

一般來說，具體到消防方面，其應急指揮通信系統由應急指揮中心（中心站）和事故現場側設備組成，兩者通過地球同步軌道衛星建立通信連接。事故現場側由應急通信車（車載站）和現場采集設備（編寫站）組成。

（1）地面固定主站。主站的作用：通過衛星對車載站進行管理控制，并且提供地面固定網絡和衛星移動網絡的互聯轉接。

（2）應急通信中的指揮車。應急通信車組成是由車輛、VSAT車載、設備無線局域網設備等。通信車經VSAT衛星實現遠程通信，并且對應急現場進行最基本的信息采集、車載視頻監控、信息處理、指揮控制、多業務作業終、端通信保障、綜合保障。

（3）便攜站。由主設備箱、天線箱、輔助設備箱以及便攜發電機構成。在公共交通（民航、鐵路）系統可用的情況下，便攜站的應用靈活，既可以通過別的運輸工具將便攜站運抵現場，作為遠端移動站使用，也可以放置在前線指揮部作為衛星地面站使用。

2.2.2消防應急衛星的應用

（1）衛星通信系統中的業務實現方式概述。為了保證災難救援現場和應急指揮部的通信，需要的最基礎的業務就是語音、視頻及數據業務，下文簡單的介紹一下這3種業務的實現方式。在搶險救災現場，語音通話是最基本、最重要的業務需求，語音業務包含2個方面：一是解決現場工作人員之間的通話；另一個是解決現場人員撥打和接聽系統電話或公網電話的問題?，F場工作人員之間的語音通話通過車載集群設備來解決，這可以滿足救援人員之間互相通話?，F場人員撥打電話的方法是利用海事衛星電話，海事衛星電話的特點是不受天氣限制，特別是海事衛星車載設備可以實現動中通，但是海事衛星電話也存在的問題，這就是話路少、資費高。在搶險救災過程中，視頻業務的互通既可以使后方的領導和指揮人員直觀地了解現場的情況，實現直接交流。視頻業務主要是采用VSAT衛星通道完成的。在國網主站配置基于H.323協議的MCU（MultipointControl Unit，多點控制單元），主站的MCU接入應急救災指揮中心電視系統；在車載站和便攜站配置會議電視終端，會議電視終端通過VSAT衛星通道接入主站的MCU，這樣，就相當于一個遠端會場，實現視頻回傳及參加電視會議。搶險救災現場的視頻圖像可以通過無線圖像傳輸設備（單兵）、車頂可升降攝像頭及車內攝像頭采集獲得。

搶險救災現場的數據業務包括內網數據和外網數據。內網數據可分為現現場指揮辦公的郵件、Web瀏覽等；外網數據主要包括瀏覽Internet、收發外網郵件等。在通信車，現場使用無線局域網設備的無線數據訪問辦公室工作人員。內部網數據通過VSAT衛星頻道、網站訪問防火墻安全認證后救援指揮中心。衛星數據傳輸格式的IP包和支持TCP/IP協議，所以數據服務訪問實現比較簡單，通過將一個衛星設備和救援指揮中心信息網絡路由器連接可以實現。

（2）衛星通信系統可以通過衛星通信指揮車裝載，實現移動式處理消防救援。應急通信指揮車是衛星通信系統中的一個地面站，它可以十分迅速的在火災現場或者各類別的應急現場建立小型移動指揮站，這樣可以實施對消防部隊的直接指揮和對火災現場的事故緊急處理。通信指揮車可以通過衛星信道進行指揮，與此同時可以直接與消防中心進行語音圖片等信息的雙向交流，接收消防中心所下達的有效指令；利用指揮車上的350MHz車載臺與消防調度中心保持實時通信與聯絡；利用GPS進行定位，隨時發送指揮車所在的位置以及行車方向和所在環境等；車頂上的攝像設備可以隨時收集災難現場的情況，然后傳送回消防調度站，有利于消防人員及時布置消防設施和消防力量；車上工作人員可以攜帶小型攝像機深入應急現場，將最新最真實的前方情況傳送出來。這樣就實現了移動式作戰，更有利于救援方案的實施。

（3）衛星通信系統可以有效的幫助消防中心對倉庫、生產廠房等監控點實時監控，預防火災的發生。衛星通信系統是一個巨大的寬帶網絡，可以通過信道對監控點進行實時監控，一旦有危險發生，比如說倉庫著火等，系統便會發出警報，這樣消防中心就會收到報警信息，然后根據消防指揮中心中關于失火地點的資料和商家的信息確定救援方案。消防中心還可以遠程控制攝像機進行有效的處警指揮。

（4）32星通信可以實現報警和處警一體化。在衛星通信系統中空間信息平臺可以提供空間數據的采集、處理、存儲、顯示、應用和管理功能，包括GIS/GPS/RS空間基礎數據，基礎地理數據及關鍵區域空間數據。這些既可以及時的發現發生火災的地址等詳細情況，也可以及時的估測所需消防力量，派出消防隊伍，集中調度重要應急資源，而且實時的更新現場的信息，有利于隨時調整消防方案，實現了報警和處警一體化，更加快速有效率的完成救援活動。

2.3衛星通信在消防中應用的需要改進的地方

（1）目前，我國應急救援通信系統均是局域性設置，需要形成社會聯動的通信體系，這樣才利于適于應對重大災害事件；（2）各部門均建有獨立的指揮中心，造成重復投資，資源浪費，接處警和效率難以提高；（3）現有各救災部門應急救援通信網絡融合性差，難以保證有效協調運作；（4）現有通信裝備的集成效能不能滿足重大災害事件作戰要求，利用率較低，互通性能差；（5）沒有法定的通信技術、管理方式，以指導未來規劃性建設。

3結語

消防應急救援是國家應對突發性災難的一個重要方面，提高救援能力是保證社會穩定的基礎，所以我們應該從多個方面提高我國的應急救援建設，這其中涉及多種學科和技術，其關聯關系錯綜復雜，一方面我們要提高科技水平，完善衛星通信技術，另—方面提高大眾的安全意識。衛星通信救援是很有發展前景的，做好這方面工作，對于國家有著非常重要的意義。