數(shù)字無線通信技術在森林防火中的應用

曹軒

摘 要： 森林防火數(shù)字無線通信包括超短波通信網(wǎng)、短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和應急通信保障車等幾個方面；在日常預防及撲火應急通信中超短波通信網(wǎng)的作用是最為重要的，同時超短波通信網(wǎng)為用戶實現(xiàn)了專用鏈路資源，為撲火應急通信提供了數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)氖侄危怀滩ㄍㄐ呕镜慕ㄔO依托于林場資源及地理環(huán)境等條件，所以在基站的基礎設施建設方面也提出了很多挑戰(zhàn)。重點介紹數(shù)字超短波通信網(wǎng)的建設和火場應急情況下的結合便攜通信設備、衛(wèi)星設備和應急通信保障車的無線語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸方案及應用。

關鍵詞： 無線通信網(wǎng)； 數(shù)字超短波通信網(wǎng)； 衛(wèi)星通信； 應急通信保障車

中圖分類號： TN92?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）13?0017?05

Application of digital wireless communication in prevention of forest fires

CAO Xuan

（Forestry Department of Guizhou Province， Guiyang 550001， China）

Abstract： Forest fire prevention communication includes ultrashort wave communication system， shortwave communication system， satellite communication system and emergency communication vehicle. In daily work， ultrashort wave communication system plays the most important role， in which a dedicated link is built for users， and a means of remote data transmission is provided. The construction of ultrashort wave base?station depends on forest resources and geographical conditions， therefore it gives us more challenges in infrastructure construction of the base?station. The constrcution of digital ultrashort communication system， and the data and video transmission solutions of portablecommunication device， satellite equipment， emergency communication vehicle are introduced emphatically.

Keywords： wireless communication net； digital ultrashort communication net； satellite communication； emergency communication vehicle

0 引 言

林業(yè)森林火災是林業(yè)的重大災害，會給森林資源造成巨大的危害，給人民生命財產(chǎn)帶來不可估量的損失，對陸地生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。而森林防火的工作就是保護森林資源、維護生態(tài)安全、保障林業(yè)可持續(xù)發(fā)展、促進社會和諧穩(wěn)定的一項重要性公益事業(yè)和基礎事業(yè)，因此，森林防火在林業(yè)可持續(xù)發(fā)展中尤為重要。由于林區(qū)內地廣人稀，有線通信、移動電話等通信方式有局限性，為了保障林區(qū)防火工作的需要，需要建設森林防火的專業(yè)通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)是保障森林防火指揮部門組織指揮和管理的基本手段，也是確保森林防火指揮部門完成防火撲火任務的重要條件[1]。

無線通信系統(tǒng)傳輸距離遠、抗毀性強以及可快速部署等特點，在突發(fā)事件發(fā)生時可提供強有力的通信保障。例如2008年5月12日，四川汶川發(fā)生8級地震，汶川等多個縣級重災區(qū)公網(wǎng)通信系統(tǒng)全面阻斷，搶險救援人員通過無線通信設備實現(xiàn)人員調度指揮[2]。隨著技術的不斷發(fā)展，國家也確定了無線通信的數(shù)字化進程。

森林防火數(shù)字無線通信系統(tǒng)建設的整體思路如下：

構建超短波、短波、衛(wèi)星通信等多種系統(tǒng)相互補充的無線音視頻通信平臺；構建統(tǒng)一調度指揮平臺——統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一調度指揮，保障日常防火需要；構建應急通信指揮平臺——在撲火現(xiàn)場以應急通信車和便攜式通信設備快速搭建前方指揮中心，即可建立與后方指揮中心的信息通道，又可同前方通信盲區(qū)以便攜通信設備組成的臨時通信網(wǎng)進行互聯(lián)互通[3]。

1 系統(tǒng)組成

林業(yè)數(shù)字無線通信網(wǎng)主要包括超短波通信網(wǎng)、短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和應急通信保障車幾個方面，為森林防火提供了多種通信手段。超短波通信網(wǎng)為日常預防工作提供可靠的通信保障；在撲火應急方面超短波通信網(wǎng)結合便攜通信設備、衛(wèi)星設備和應急通信保障車可迅速在火場組建起以火場前指為中心的應急通信網(wǎng)絡。系統(tǒng)應用框圖如圖1所示。

圖1 超短波無線通信網(wǎng)

2 超短波通信網(wǎng)建設

2.1 數(shù)字同播系統(tǒng)

2.1.1 數(shù)字同播系統(tǒng)介紹

隨著無線通信專網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，為解決日益增長的著專業(yè)無線通信用戶的需求和日益枯竭的頻譜資源之間的矛盾，新一代數(shù)字標準應運而生。基于數(shù)字技術標準的同播系統(tǒng)實現(xiàn)了模擬向數(shù)字的平滑過渡，從根本上解決互聯(lián)互通及數(shù)字加密的困擾問題；盡可能保持了模擬系統(tǒng)原有的特色及使用習慣，發(fā)揮數(shù)字產(chǎn)品的優(yōu)勢，更能滿足用戶的需求[4]。

（1） 數(shù)字同播系統(tǒng)采用12.5 kHz TDMA雙時隙，相對模擬大大提高了頻譜利用率，緩解了頻率資源緊張的局面；

（2） 數(shù)字同播系統(tǒng)采用大區(qū)制，建網(wǎng)成本低；

（3） 數(shù)字話音，抗干擾能力強，語音質量更好；

（4） GPS功能，終端有GPS定位功能，數(shù)字同播系統(tǒng)可實現(xiàn)GPS調度管理功能，對林業(yè)用戶特別是撲火隊員在緊急情況下更能保障其重大生命財產(chǎn)安全。

數(shù)字同播系統(tǒng)是為滿足森林防火對專網(wǎng)通信的需要，解決用戶從模擬向數(shù)字過渡的一種很好的專網(wǎng)通信解決方案。為了更好的切合林區(qū)應用，數(shù)字同播系統(tǒng)將充分利用并沿著集中式系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的混合組網(wǎng)，有線鏈路和無線鏈路的混合組網(wǎng)以及模擬模式和數(shù)字模式的混合組網(wǎng)方向發(fā)展。

2.1.2 林業(yè)數(shù)字同播系統(tǒng)解決方案

林區(qū)日常預防工作是林區(qū)為單位開展工作，需獨立運行的通信網(wǎng)絡；火場應急無線通信強調統(tǒng)一指揮、步調一致，要求具有調度指揮功能的多級通信網(wǎng)絡。所以適合森林防火的應急無線通信網(wǎng)應該是在日常預防工作以縣（林場）級為單位能獨立通信，在有撲火任務時能立刻根據(jù)實際需要組建從火場到火場分前指、火場總前指的多級通信網(wǎng)絡。

本方案設計了以縣（林場）為單位組建數(shù)字同播系統(tǒng)網(wǎng)絡，并在縣林業(yè)局設置調度指揮中心，這是森林防火應急無線通信系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡；在省、地市到縣分別組建省?地市級、地市?縣級的數(shù)字同播網(wǎng)絡。省?地市級數(shù)字同播網(wǎng)通過調度管理平臺分別同各地市?縣級數(shù)字同播網(wǎng)絡互聯(lián)；各地市?縣級數(shù)字同播網(wǎng)同樣通過調度管理平臺同各縣（林場級）數(shù)字同播網(wǎng)絡互聯(lián)，實現(xiàn)了省、地市到縣（林場）的行政級調度指揮網(wǎng)絡。根據(jù)省、地市、縣（林場）等地的自然條件不同，在省?地市、地市?縣級的數(shù)字同播網(wǎng)絡采用有線鏈路（比如E1、光纖等）；在縣（林場）級的數(shù)字同播網(wǎng)絡采用無線鏈路（比如網(wǎng)絡電臺、網(wǎng)橋、微波等）。

數(shù)字同播網(wǎng)組網(wǎng)示意圖如圖2所示。

圖2 省、市、縣三級數(shù)字同播組網(wǎng)圖

在火場應急通信保障上以縣（林場）級數(shù)字同播網(wǎng)絡為骨干構建火場分級調度指揮無線通信網(wǎng)絡。一般分為三級通信網(wǎng)絡，一級通信網(wǎng)為以背負式中轉臺、背負式電臺和對講機等組成的撲火隊專用通信網(wǎng)絡；二級通信網(wǎng)為以火場分前指便攜基站與臨時中繼站、應急通信保障車和背負式中轉臺組成的火場前指同撲火隊進行聯(lián)絡組成的火場通信網(wǎng)；三級通信網(wǎng)是火場總前指通過縣（林場）級數(shù)字同播網(wǎng)絡與各火場分前指便攜基站組成的調度指揮網(wǎng)。一、二級通信網(wǎng)絡通過背負式中轉臺與前指便攜基站與臨時中繼站、應急通信保障車等實現(xiàn)組網(wǎng)聯(lián)通；二、三級網(wǎng)絡通過便攜基站同數(shù)字同播基站實現(xiàn)組網(wǎng)聯(lián)通；三級網(wǎng)絡通過數(shù)字同播網(wǎng)可實現(xiàn)與后方指揮中心的組網(wǎng)互聯(lián)。

2.2 無線鏈路系統(tǒng)

2.2.1 無線鏈路種類

數(shù)字同播系統(tǒng)基站互聯(lián)可通過有線IP（專線、E1、光纖等）和無線IP鏈路解決，滿足數(shù)字超短波數(shù)字同播系統(tǒng)需要的無線IP鏈路包括網(wǎng)絡電臺、網(wǎng)橋、微波和衛(wèi)星。

2.2.2 無線鏈路比較

無線鏈路比較見表1。

上述表格僅列舉一般情況下的技術參數(shù)，不完全概括所有設備和情況。

2.3 數(shù)字超短波便攜通信設備

2.3.1 便攜式設備介紹

背負式中轉臺主要應用于應急火場組建火場一級通信網(wǎng)絡，可快速方便的在火場以撲火隊為單位組建臨時通信網(wǎng)。

（1） 支持數(shù)字和模擬兩種模式，能兼容現(xiàn)有常規(guī)模擬系統(tǒng)，保證模擬產(chǎn)品向數(shù)字產(chǎn)品平滑過渡；

（2） 支持多種呼叫方式，包括個呼、組呼、全呼、緊急呼叫；

（3） 具備北斗/GPS定位功能；

（4） 靈活組網(wǎng)，支持數(shù)字與模擬系統(tǒng)互聯(lián)互通，能與固定基站組網(wǎng)中繼，也能單獨組網(wǎng)中繼；

（5） 適應野外作業(yè)，防塵、防潮、防震、防雨淋等特性；

（6） 具備良好的便攜性。

便攜基站主要應用于應急火場組建火場二級通信網(wǎng)絡，在火場分前指非常適用此設備，可圍繞各火場分前指組建應急通信網(wǎng)，即可方便的實現(xiàn)一、二級網(wǎng)的聯(lián)通，也可實現(xiàn)與火場三級通信網(wǎng)（火場總前指）的接入。

支持數(shù)字和模擬兩種模式，能兼容現(xiàn)有常規(guī)模擬系統(tǒng)，保證模擬產(chǎn)品向數(shù)字產(chǎn)品平滑過渡；支持多種呼叫方式，包括個呼、組呼、全呼、緊急呼叫；具備GPS定位功能；靈活組網(wǎng)，支持數(shù)字與模擬常規(guī)互聯(lián)互通，能與固定基站組網(wǎng)中繼，也能單獨組網(wǎng)中繼；適應野外作業(yè)，防塵、防潮、防震、防雨淋等特性；具備良好的便攜性。

2.3.2 便攜式設備組網(wǎng)應用

便攜式設備應用示意圖如圖3所示。

圖3 便攜式設備組網(wǎng)圖

背負式設備應用示意圖如圖4所示。

圖4 背負式設備組網(wǎng)圖

3 無線視頻傳輸系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)介紹

視頻技術應用到森林防火工作中是提升森林防火工作水平的重要手段，對擴大監(jiān)控范圍、及時發(fā)現(xiàn)、及時撲救和提高指揮保障能力具有重大意義。

林業(yè)視頻應用主要在幾個方面：

森林防火指揮中心視頻會議指揮調度；火場實時無線視頻傳輸；遙控攝像監(jiān)測林火。

下面重點介紹依靠超短波通信網(wǎng)絡實現(xiàn)的火場實時無線視頻傳輸系統(tǒng)。

無線視頻圖傳系統(tǒng)采用的是COFDM調制技術，是目前世界上最先進的和最具發(fā)展?jié)摿Φ恼{制技術，可在非視距條件下進行有效傳輸，COFDM技術對噪聲和干擾有著很好的免疫力，繞射和穿透遮擋物是其核心技術；在無線視頻傳輸領域有著廣泛的應用[5]。

采用COFDM技術的無線視頻傳輸系統(tǒng)，具有良好的非視距傳輸和高速移動傳輸性能，能提供高質量的實時圖像和聲音。通過車載或便攜式設備可靈活、迅速地將現(xiàn)場實況聲像直接傳輸或通過轉發(fā)臺，經(jīng)有線（光纖、網(wǎng)絡）或無線（衛(wèi)星、微波、網(wǎng)橋等）鏈路回傳至指揮中心。

3.2 無線視頻傳輸解決方案

本文介紹的無線視頻傳輸系統(tǒng)采用先進的COFDM調制技術，非常適合在森林防火中應用。傳輸系統(tǒng)包括三部分設備，分別是視頻采集設備、車載接收/發(fā)射設備或便攜綜合監(jiān)控指揮平臺設備、基站接收/發(fā)射設備。

視頻采集設備一般是背負式的便攜設備，由單兵背負進行火場視頻實時采集，是前方的音視頻采集發(fā)射設備，將采集的圖像發(fā)送到車載接收設備活便攜綜合監(jiān)控指揮平臺；

車載接收/發(fā)射設備是配備在應急通信保障車上設備，火場視頻可經(jīng)過車載接收設備接收，并通過發(fā)射設備或衛(wèi)星、無線鏈路等設備發(fā)送到后方；便攜綜合監(jiān)控指揮平臺是適合于部署在前指或火場前方的便攜式設備，可在火場前方實現(xiàn)視頻監(jiān)控指揮，也可以配置在應急通信保障車上；

基站接收/發(fā)射設備用于建設轉發(fā)臺，組建專用的視頻傳輸網(wǎng)絡。

便攜綜合監(jiān)控指揮平臺設備是一款可與視頻采集設備一起配備的便攜設備，可單獨攜帶也可配備到應急通信車上，使用方便。

本文提出的視頻解決方案是依靠超短波基站建設視頻傳輸網(wǎng)絡，即利用超短波基站覆蓋，在基站加設基站接收機，通過超短波網(wǎng)絡無線鏈路將視頻圖像回傳至后方指揮中心。

4 應急通信保障車

4.1 應急通信保障車建設目標

應急通信車即應急通信系統(tǒng)示意圖如圖5所示，其必須滿足以下幾個基本要求：

小型化，這里的小型化并不是針對常規(guī)狀態(tài)下的應急通信系統(tǒng)。常規(guī)情況下，系統(tǒng)是大區(qū)制的、廣泛覆蓋的，基站設備復雜，功能完善，可以滿足工作要求。在特殊情況下，諸如地震、洪水、雪災等破壞性的自然災害面前，基礎設施部分或全部受損，這時的應急通信設備需要具有小型化的特點，以便迅速運輸、快速布設、節(jié)約能源；

快速布設，作為專用專網(wǎng)應急通信系統(tǒng)，應該具有能夠快速布設的特點。

圖5 應急通信系統(tǒng)示意圖

節(jié)能型，由于某些應急場合電力供應不健全，完全依靠電池供電會帶來諸多問題。因此，應急系統(tǒng)應該盡可能地節(jié)省電源，滿足系統(tǒng)長時間、穩(wěn)定的工作；

移動性，指揮調度中心可以隨時接入到應急系統(tǒng)中。指揮調度中心可以達到指揮調度車輛、飛機，小到筆記本電腦、PDA等移動設備，利用無線鏈路遠程監(jiān)控整個系統(tǒng)；

簡單易操作，應急通信系統(tǒng)要求設備簡單、易操作、易維護，能夠快速的建立、部署、組網(wǎng)。操作界面友好、直觀，硬件系統(tǒng)連接端口越少越好。所有接口標準化、模塊化，并能兼容現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)[6]。

同時，據(jù)GA/T528?2005《公安車載應急通信系統(tǒng)技術規(guī)范 》要求，省市級應急通信車除包含語音、視頻、供電等子系統(tǒng)外，還應包含衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信等系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場的音視頻指揮調度以及與后方指揮中心的信息共享。

4.2 林業(yè)應急通信保障車

綜合通信指揮車如圖6所示。

5 無線通信技術在貴州林業(yè)的應用

根據(jù)貴州省地理環(huán)境和林區(qū)分布，結合現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，貴州省的數(shù)字無線通信系統(tǒng)采取三級網(wǎng)絡結構。在貴州省9個市（州、地）、89個縣（市、區(qū)、特區(qū)）、10個省廳直屬單位及省森林防火辦公室共109個單位建設數(shù)字基站123個，以滿足貴州省林業(yè)森林防火無線通信的需求。

圖6 綜合通信指揮車

數(shù)字無線通信網(wǎng)絡的建設以省市縣三級調度管理中心為系統(tǒng)架構：建成了從貴州省林業(yè)廳到各市州林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從市州林業(yè)局到其所屬縣林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從縣林業(yè)局到下屬林場、林區(qū)的數(shù)字超短波通信網(wǎng)。

平時各個縣林業(yè)局獨立管理自己的人員，實現(xiàn)人員的到崗查詢、巡護聯(lián)絡以及信息的及時匯報，在發(fā)生火情的時候，可聯(lián)動各個縣或是各個市州單位進行統(tǒng)一的調度指揮。由于貴州省林業(yè)范圍廣，環(huán)境復雜，通過補充的移動中繼臺、背負式中繼臺、應急通信包、車載臺等設備解決了基礎通信網(wǎng)絡存在的信號盲區(qū)問題。項目建成后，貴州省森林火災預防、監(jiān)測和撲救指揮綜合能力將得到了顯著提高。

6 結 論

隨著無線通信技術的發(fā)展，專網(wǎng)通信解決了森林防火“聽得清、看得見”問題，在森林防火上應用集音視頻為一體的綜合調度指揮應急無線通信網(wǎng)是必然趨勢，合理的應用解決方案可為森林防火工作的預防、監(jiān)控和撲火提供可靠的通信保障。

參考文獻

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[2] 孫玉.應急通信技術總體框架討論[M].北京：人民郵電出版社，2009.

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[8] 朱士群，牛偉，耿淑琴，等.基于nRF905無線通信系統(tǒng)的設計[J].現(xiàn)代電子技術，2013，36（5）：33?36.

3.2 無線視頻傳輸解決方案

本文介紹的無線視頻傳輸系統(tǒng)采用先進的COFDM調制技術，非常適合在森林防火中應用。傳輸系統(tǒng)包括三部分設備，分別是視頻采集設備、車載接收/發(fā)射設備或便攜綜合監(jiān)控指揮平臺設備、基站接收/發(fā)射設備。

視頻采集設備一般是背負式的便攜設備，由單兵背負進行火場視頻實時采集，是前方的音視頻采集發(fā)射設備，將采集的圖像發(fā)送到車載接收設備活便攜綜合監(jiān)控指揮平臺；

車載接收/發(fā)射設備是配備在應急通信保障車上設備，火場視頻可經(jīng)過車載接收設備接收，并通過發(fā)射設備或衛(wèi)星、無線鏈路等設備發(fā)送到后方；便攜綜合監(jiān)控指揮平臺是適合于部署在前指或火場前方的便攜式設備，可在火場前方實現(xiàn)視頻監(jiān)控指揮，也可以配置在應急通信保障車上；

基站接收/發(fā)射設備用于建設轉發(fā)臺，組建專用的視頻傳輸網(wǎng)絡。

便攜綜合監(jiān)控指揮平臺設備是一款可與視頻采集設備一起配備的便攜設備，可單獨攜帶也可配備到應急通信車上，使用方便。

本文提出的視頻解決方案是依靠超短波基站建設視頻傳輸網(wǎng)絡，即利用超短波基站覆蓋，在基站加設基站接收機，通過超短波網(wǎng)絡無線鏈路將視頻圖像回傳至后方指揮中心。

4 應急通信保障車

4.1 應急通信保障車建設目標

應急通信車即應急通信系統(tǒng)示意圖如圖5所示，其必須滿足以下幾個基本要求：

小型化，這里的小型化并不是針對常規(guī)狀態(tài)下的應急通信系統(tǒng)。常規(guī)情況下，系統(tǒng)是大區(qū)制的、廣泛覆蓋的，基站設備復雜，功能完善，可以滿足工作要求。在特殊情況下，諸如地震、洪水、雪災等破壞性的自然災害面前，基礎設施部分或全部受損，這時的應急通信設備需要具有小型化的特點，以便迅速運輸、快速布設、節(jié)約能源；

快速布設，作為專用專網(wǎng)應急通信系統(tǒng)，應該具有能夠快速布設的特點。

圖5 應急通信系統(tǒng)示意圖

節(jié)能型，由于某些應急場合電力供應不健全，完全依靠電池供電會帶來諸多問題。因此，應急系統(tǒng)應該盡可能地節(jié)省電源，滿足系統(tǒng)長時間、穩(wěn)定的工作；

移動性，指揮調度中心可以隨時接入到應急系統(tǒng)中。指揮調度中心可以達到指揮調度車輛、飛機，小到筆記本電腦、PDA等移動設備，利用無線鏈路遠程監(jiān)控整個系統(tǒng)；

簡單易操作，應急通信系統(tǒng)要求設備簡單、易操作、易維護，能夠快速的建立、部署、組網(wǎng)。操作界面友好、直觀，硬件系統(tǒng)連接端口越少越好。所有接口標準化、模塊化，并能兼容現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)[6]。

同時，據(jù)GA/T528?2005《公安車載應急通信系統(tǒng)技術規(guī)范 》要求，省市級應急通信車除包含語音、視頻、供電等子系統(tǒng)外，還應包含衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信等系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場的音視頻指揮調度以及與后方指揮中心的信息共享。

4.2 林業(yè)應急通信保障車

綜合通信指揮車如圖6所示。

5 無線通信技術在貴州林業(yè)的應用

根據(jù)貴州省地理環(huán)境和林區(qū)分布，結合現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，貴州省的數(shù)字無線通信系統(tǒng)采取三級網(wǎng)絡結構。在貴州省9個市（州、地）、89個縣（市、區(qū)、特區(qū)）、10個省廳直屬單位及省森林防火辦公室共109個單位建設數(shù)字基站123個，以滿足貴州省林業(yè)森林防火無線通信的需求。

圖6 綜合通信指揮車

數(shù)字無線通信網(wǎng)絡的建設以省市縣三級調度管理中心為系統(tǒng)架構：建成了從貴州省林業(yè)廳到各市州林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從市州林業(yè)局到其所屬縣林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從縣林業(yè)局到下屬林場、林區(qū)的數(shù)字超短波通信網(wǎng)。

平時各個縣林業(yè)局獨立管理自己的人員，實現(xiàn)人員的到崗查詢、巡護聯(lián)絡以及信息的及時匯報，在發(fā)生火情的時候，可聯(lián)動各個縣或是各個市州單位進行統(tǒng)一的調度指揮。由于貴州省林業(yè)范圍廣，環(huán)境復雜，通過補充的移動中繼臺、背負式中繼臺、應急通信包、車載臺等設備解決了基礎通信網(wǎng)絡存在的信號盲區(qū)問題。項目建成后，貴州省森林火災預防、監(jiān)測和撲救指揮綜合能力將得到了顯著提高。

6 結 論

隨著無線通信技術的發(fā)展，專網(wǎng)通信解決了森林防火“聽得清、看得見”問題，在森林防火上應用集音視頻為一體的綜合調度指揮應急無線通信網(wǎng)是必然趨勢，合理的應用解決方案可為森林防火工作的預防、監(jiān)控和撲火提供可靠的通信保障。

參考文獻

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3.2 無線視頻傳輸解決方案

本文介紹的無線視頻傳輸系統(tǒng)采用先進的COFDM調制技術，非常適合在森林防火中應用。傳輸系統(tǒng)包括三部分設備，分別是視頻采集設備、車載接收/發(fā)射設備或便攜綜合監(jiān)控指揮平臺設備、基站接收/發(fā)射設備。

視頻采集設備一般是背負式的便攜設備，由單兵背負進行火場視頻實時采集，是前方的音視頻采集發(fā)射設備，將采集的圖像發(fā)送到車載接收設備活便攜綜合監(jiān)控指揮平臺；

車載接收/發(fā)射設備是配備在應急通信保障車上設備，火場視頻可經(jīng)過車載接收設備接收，并通過發(fā)射設備或衛(wèi)星、無線鏈路等設備發(fā)送到后方；便攜綜合監(jiān)控指揮平臺是適合于部署在前指或火場前方的便攜式設備，可在火場前方實現(xiàn)視頻監(jiān)控指揮，也可以配置在應急通信保障車上；

基站接收/發(fā)射設備用于建設轉發(fā)臺，組建專用的視頻傳輸網(wǎng)絡。

便攜綜合監(jiān)控指揮平臺設備是一款可與視頻采集設備一起配備的便攜設備，可單獨攜帶也可配備到應急通信車上，使用方便。

本文提出的視頻解決方案是依靠超短波基站建設視頻傳輸網(wǎng)絡，即利用超短波基站覆蓋，在基站加設基站接收機，通過超短波網(wǎng)絡無線鏈路將視頻圖像回傳至后方指揮中心。

4 應急通信保障車

4.1 應急通信保障車建設目標

應急通信車即應急通信系統(tǒng)示意圖如圖5所示，其必須滿足以下幾個基本要求：

小型化，這里的小型化并不是針對常規(guī)狀態(tài)下的應急通信系統(tǒng)。常規(guī)情況下，系統(tǒng)是大區(qū)制的、廣泛覆蓋的，基站設備復雜，功能完善，可以滿足工作要求。在特殊情況下，諸如地震、洪水、雪災等破壞性的自然災害面前，基礎設施部分或全部受損，這時的應急通信設備需要具有小型化的特點，以便迅速運輸、快速布設、節(jié)約能源；

快速布設，作為專用專網(wǎng)應急通信系統(tǒng)，應該具有能夠快速布設的特點。

圖5 應急通信系統(tǒng)示意圖

節(jié)能型，由于某些應急場合電力供應不健全，完全依靠電池供電會帶來諸多問題。因此，應急系統(tǒng)應該盡可能地節(jié)省電源，滿足系統(tǒng)長時間、穩(wěn)定的工作；

移動性，指揮調度中心可以隨時接入到應急系統(tǒng)中。指揮調度中心可以達到指揮調度車輛、飛機，小到筆記本電腦、PDA等移動設備，利用無線鏈路遠程監(jiān)控整個系統(tǒng)；

簡單易操作，應急通信系統(tǒng)要求設備簡單、易操作、易維護，能夠快速的建立、部署、組網(wǎng)。操作界面友好、直觀，硬件系統(tǒng)連接端口越少越好。所有接口標準化、模塊化，并能兼容現(xiàn)有的各種通信系統(tǒng)[6]。

同時，據(jù)GA/T528?2005《公安車載應急通信系統(tǒng)技術規(guī)范 》要求，省市級應急通信車除包含語音、視頻、供電等子系統(tǒng)外，還應包含衛(wèi)星通信、公網(wǎng)通信等系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場的音視頻指揮調度以及與后方指揮中心的信息共享。

4.2 林業(yè)應急通信保障車

綜合通信指揮車如圖6所示。

5 無線通信技術在貴州林業(yè)的應用

根據(jù)貴州省地理環(huán)境和林區(qū)分布，結合現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，貴州省的數(shù)字無線通信系統(tǒng)采取三級網(wǎng)絡結構。在貴州省9個市（州、地）、89個縣（市、區(qū)、特區(qū)）、10個省廳直屬單位及省森林防火辦公室共109個單位建設數(shù)字基站123個，以滿足貴州省林業(yè)森林防火無線通信的需求。

圖6 綜合通信指揮車

數(shù)字無線通信網(wǎng)絡的建設以省市縣三級調度管理中心為系統(tǒng)架構：建成了從貴州省林業(yè)廳到各市州林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從市州林業(yè)局到其所屬縣林業(yè)局的數(shù)字超短波通信網(wǎng)；建成了從縣林業(yè)局到下屬林場、林區(qū)的數(shù)字超短波通信網(wǎng)。

平時各個縣林業(yè)局獨立管理自己的人員，實現(xiàn)人員的到崗查詢、巡護聯(lián)絡以及信息的及時匯報，在發(fā)生火情的時候，可聯(lián)動各個縣或是各個市州單位進行統(tǒng)一的調度指揮。由于貴州省林業(yè)范圍廣，環(huán)境復雜，通過補充的移動中繼臺、背負式中繼臺、應急通信包、車載臺等設備解決了基礎通信網(wǎng)絡存在的信號盲區(qū)問題。項目建成后，貴州省森林火災預防、監(jiān)測和撲救指揮綜合能力將得到了顯著提高。

6 結 論

隨著無線通信技術的發(fā)展，專網(wǎng)通信解決了森林防火“聽得清、看得見”問題，在森林防火上應用集音視頻為一體的綜合調度指揮應急無線通信網(wǎng)是必然趨勢，合理的應用解決方案可為森林防火工作的預防、監(jiān)控和撲火提供可靠的通信保障。

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