特殊建筑的消防通信保障工作

摘要：本文針對特殊建筑內(nèi)部的通信難點(diǎn)問題，分析了特殊建筑的通信現(xiàn)狀，探討了如何開展通信測試，并結(jié)合測試數(shù)據(jù)，詳細(xì)闡述了如何為大型商業(yè)綜合體、超高層建筑、地下工程、軌道交通和公路隧道等特殊建筑制定有效的通信保障方案。

關(guān)鍵詞：特殊建筑；消防；通信；保障

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)也同步快速發(fā)展。大型商業(yè)綜合體、超高層建筑、地下工程、軌道交通、公路隧道等特殊建筑越來越多。這些特殊建筑相較于普通建筑，具有高度更高、面積更大、長度更長、室內(nèi)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜等特點(diǎn)，導(dǎo)致電波在內(nèi)部傳輸困難，常規(guī)通信手段難以保障滅火救援行動(dòng)的需要。

一、通信現(xiàn)狀

目前，消防隊(duì)伍在滅火救援行動(dòng)中最常用的是集群對講機(jī)和常規(guī)對講機(jī)。集群對講機(jī)有通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋，多用作消防一級網(wǎng)使用，但在建筑內(nèi)部，特別是一些大型建筑，除了通道入口和沿窗區(qū)域外，一般深入20米后就沒有了信號覆蓋。常規(guī)對講機(jī)脫網(wǎng)點(diǎn)對點(diǎn)使用，具有更強(qiáng)的繞射能力，多用作消防二、三級網(wǎng)使用。在無遮擋的情況下，常規(guī)對講機(jī)的通信半徑一般為3公里左右，但在大型建筑或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑內(nèi)部，由于信號被墻體等阻擋，通信距離會(huì)大幅縮減。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，特殊建筑也越來越多。以重慶為例，截至2022年，大型商業(yè)綜合體超過5萬平方米的有140余個(gè)，其中包括62.5萬平方米的來福士廣場；超高層建筑720余幢，最高的嘉陵帆影達(dá)到了458米；地下工程超過4880處，軌道紅巖村站的埋深為116米；隧道有700余座，其中方斗山隧道長度達(dá)到了15.2公里。經(jīng)過測試，在上述這些特殊的建筑內(nèi)，常規(guī)通信設(shè)備的通信盲區(qū)很多，嚴(yán)重影響了滅火救援行動(dòng)。

二、通信測試情況

（一）測試對象

為了掌握重慶全市范圍內(nèi)特殊建筑（如大型商業(yè)綜合體、超高層建筑、地下工程、軌道交通和公路隧道）的通信情況，分別選取了具有典型特點(diǎn)的50處大型商業(yè)綜合體、50棟超高層建筑、30處地下工程、20處軌道交通站點(diǎn)以及10處公路隧道開展了通信測試。

（二）測試設(shè)備

350兆PDT（警用數(shù)字集群系統(tǒng)）集群對講機(jī)2部、350兆常規(guī)對講機(jī)3部、350兆語音自組網(wǎng)基站10臺(tái)、圖像自組網(wǎng)基站10臺(tái)。

（三）測試方法及結(jié)果

1.350兆PDT集群網(wǎng)絡(luò)覆蓋測試

使用2部350兆PDT集群對講機(jī)，其中1部置于建筑外部，另1部從出入口和窗戶位置開始，沿著走道每前進(jìn)5米進(jìn)行一次測試，并記錄所有測試數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，350兆PDT集群網(wǎng)絡(luò)在一般情況只能覆蓋到建筑物的進(jìn)出口和沿窗區(qū)域20米范圍內(nèi)。

2.350兆數(shù)字常規(guī)對講測試

使用3部350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行脫網(wǎng)點(diǎn)對點(diǎn)測試，其中1部置于建筑外部，分別在建筑外部的東、南、西、北四個(gè)方向上選取3個(gè)測試點(diǎn)進(jìn)行測試；另1部置于建筑內(nèi)部的居中位置；最后1部在建筑內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)測試，從進(jìn)（出）口開始，沿著走道、樓梯間逐層進(jìn)行測試，每前進(jìn)20米與室外對講機(jī)和置于建筑內(nèi)部居中位置的對講機(jī)分別進(jìn)行測試，并記錄測試情況；最后，統(tǒng)計(jì)分析并列出通信盲點(diǎn)區(qū)域。

根據(jù)測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以得出以下結(jié)論：在大型商業(yè)綜合體中，一般情況下，平街層、1層、2層、3層以上的沿窗區(qū)域（區(qū)域范圍越往上越小）以及-1層的疏散通道附近區(qū)域能正常通信，其他區(qū)域無信號。超高層建筑的-2層、-1層、1-12層能正常通信，其他區(qū)域無信號。在地下環(huán)道，距離出（入）口400米范圍內(nèi)能正常通信，其他區(qū)域無信號。在軌道站點(diǎn)，地面以上部分和地下至第三級梯臺(tái)區(qū)域能正常通信，其他區(qū)域無信號。在隧道中，入口至進(jìn)入隧道內(nèi)部3公里范圍內(nèi)能正常通信，超出此范圍則無信號。

3.350兆語音自組網(wǎng)測試

根據(jù)350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)測試的結(jié)果，架設(shè)350兆語音自組網(wǎng)基站進(jìn)行測試，以解決室內(nèi)通信盲區(qū)的問題。測試步驟與350兆數(shù)字常規(guī)對講測試相同，并記錄測試數(shù)據(jù)。如果通信盲點(diǎn)仍然過多，將調(diào)整中繼基站的數(shù)量和放置位置，然后再次進(jìn)行測試。這個(gè)過程需要反復(fù)調(diào)整，直至網(wǎng)絡(luò)覆蓋建筑內(nèi)絕大部分區(qū)域。在達(dá)到這個(gè)效果后，記錄所需的中繼基站的數(shù)量和放置位置。

4.圖像自組網(wǎng)測試

圖像自組網(wǎng)測試方法與350兆語音自組網(wǎng)測試相同，測試結(jié)果基本與350兆語音自組網(wǎng)測試結(jié)果相同。

三、通信保障行動(dòng)指南

根據(jù)測試結(jié)果，通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合大型商業(yè)綜合體、超高層建筑、地下工程、軌道交通和公路隧道的實(shí)際情況，可以制定如下的通信保障行動(dòng)指南。

（一）大型商業(yè)綜合體

1.地上1至2層

不依托任何語音中繼設(shè)備，350兆單頻信號能覆蓋平街層、1層和2層除防煙樓梯間外的絕大部分區(qū)域，可按照消防三級組網(wǎng)原則，直接使用350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。

2.地上3層以上

僅依靠350兆單頻信號無法全部覆蓋，因此需要使用350兆語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展。根據(jù)地上部分的樓層數(shù)，視情況在合適位置架設(shè)語音中繼基站，并通過無線連接方式臨時(shí)組網(wǎng)覆蓋。設(shè)地上部分的樓層數(shù)為F，基站數(shù)量N=[（F-1）/2]+1（F≥3，得數(shù)取整數(shù)位）?；炯茉O(shè)位置：地面現(xiàn)場指揮部、2層、4層、……、F-1層（當(dāng)F為奇數(shù)時(shí)）或F-2層（當(dāng)F為偶數(shù)時(shí)）。除了部分防煙樓梯間外，地上樓層絕大部分區(qū)域都可以實(shí)現(xiàn)信號全覆蓋。

3.地下部分

設(shè)地下部分樓層數(shù)為F，基站數(shù)量N=[（F-1）/2]+2（得數(shù)取整數(shù)位）?；炯茉O(shè)位置：地面現(xiàn)場指揮部、-1層、-3層、……-F（當(dāng)F為奇數(shù)時(shí)）或-（F-1）層（當(dāng)F為偶數(shù)時(shí)）的電梯前室。若地下部分單層面積小于1000m2，除了部分防煙樓梯間外，信號基本能夠覆蓋絕大部分區(qū)域；若地下部分單層面積大于等于1000m2，可在對應(yīng)樓層內(nèi)添加基站延伸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域。

（二）超高層建筑

1. 1至12層

不依托任何中繼設(shè)備，除了少數(shù)防煙樓梯間外，350兆單頻信號能覆蓋1至12層所有區(qū)域，內(nèi)部和外部人員可以直接使用350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。

2.13層以上

僅依靠350兆單頻信號無法全部覆蓋，因此需要使用350兆語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展。為了解決絕大多數(shù)超高層建筑的室內(nèi)通信問題，通常需要使用3臺(tái)語音自組網(wǎng)中繼基站。若著火建筑附近有高層建筑，且建筑物之間無阻擋，可在鄰近的高層建筑樓頂和中部（與現(xiàn)場指揮部同側(cè)）各架設(shè)1臺(tái)語音中繼基站，同時(shí)另1臺(tái)語音中繼基站架設(shè)在現(xiàn)場指揮部。若著火建筑附近無高層建筑，則需在現(xiàn)場指揮部、12層和著火層下2層或3層靠外墻窗戶處（與現(xiàn)場指揮部同側(cè)）分別架設(shè)1臺(tái)語音中繼基站。通過以上兩種方式，除了部分防煙樓梯間和電梯前室外，信號基本能夠覆蓋超高層建筑地上絕大部分區(qū)域。

3.地下部分

語音通信保障方案與大型商業(yè)綜合體地下部分相同。

（三）地下工程

1.地下商業(yè)建筑

語音通信保障方案與大型商業(yè)綜合體地下部分相同。

2.地下環(huán)道

在環(huán)道出（入）口進(jìn)入400米范圍內(nèi)，350兆單頻信號能實(shí)現(xiàn)有效覆蓋，內(nèi)部與外部人員可直接使用350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。然而，超出400米范圍的環(huán)道內(nèi)圈，350兆單頻信號無法覆蓋，此時(shí)需要使用350兆語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展。為了解決這一問題，可在環(huán)道外現(xiàn)場指揮部、環(huán)道出（入）口與環(huán)道內(nèi)圈的6個(gè)交匯點(diǎn)各架設(shè)1臺(tái)語音中繼基站，通過無線連接方式臨時(shí)組網(wǎng)，然后使用350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。

3.與環(huán)道連接的地下車庫

僅依靠350兆單頻信號無法實(shí)現(xiàn)全覆蓋，因此需要使用350兆語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展。根據(jù)地下車庫的樓層數(shù)，視情況在合適位置架設(shè)語音中繼基站，并通過無線連接方式臨時(shí)組網(wǎng)。設(shè)地下車庫樓層數(shù)為F，中繼臺(tái)數(shù)量N=[（F-1）/2]+5。中繼臺(tái)架設(shè)位置：地面現(xiàn)場指揮部、-1層、-3層、……-F層（當(dāng)F為基數(shù)時(shí)）或-（F-1）層（當(dāng)F為偶數(shù)時(shí)）的電梯間前室、地下車庫與環(huán)道交匯點(diǎn)以及相鄰2個(gè)環(huán)道出（入）口與環(huán)道內(nèi)圈交匯點(diǎn)。

（四）軌道交通

1.軌道交通地上部分

350兆PDT數(shù)字集群網(wǎng)和單頻信號能有效覆蓋軌道交通地面部分，可直接使用現(xiàn)有350兆PDT對講機(jī)和數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。

2.軌道交通地下部分（站廳、站臺(tái)和軌道區(qū)間）

對于已經(jīng)覆蓋350兆PDT數(shù)字集群網(wǎng)的軌道交通線路，可直接使用現(xiàn)有的350兆PDT對講機(jī)進(jìn)行語音通信。其余軌道交通線路可利用軌道交通已有固定通信設(shè)施或使用350兆語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行語音通信，其保障方式如下：①利用軌道交通固定通信設(shè)施組網(wǎng)。使用消防隊(duì)伍常用的350兆單頻差轉(zhuǎn)設(shè)備，通過耦合器連接軌道交通800兆數(shù)字集群系統(tǒng)中的泄漏電纜和吸頂天線，從而實(shí)現(xiàn)350兆單頻信號有效覆蓋軌道交通地下部分，并使用350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。②利用語音自組網(wǎng)設(shè)備臨時(shí)組網(wǎng)。當(dāng)軌道交通中的固定通信設(shè)施如泄漏電纜和吸頂天線因火災(zāi)無法使用時(shí)，可利用350兆語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行臨時(shí)組網(wǎng)通信。在地面現(xiàn)場指揮部、各個(gè)軌道交通站地面出入口、第三級梯臺(tái)處、站廳、站臺(tái)和軌道區(qū)間等位置分別架設(shè)語音中繼基站，可實(shí)現(xiàn)對該軌道站點(diǎn)地下部分的全覆蓋。所需的中繼臺(tái)數(shù)量取決于軌道站點(diǎn)的埋深和規(guī)模。經(jīng)過測試，目前重慶市埋深最深的紅巖村站需要9臺(tái)中繼基站可實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

（五）公路隧道

1.隧道長度小于3公里

350兆單頻信號能覆蓋該范圍內(nèi)所有區(qū)域，按照消防三級組網(wǎng)原則，可以直接使用350兆數(shù)字常規(guī)對講機(jī)進(jìn)行語音通信。

2.隧道長度大于3公里

當(dāng)超出3公里范圍時(shí)，350兆單頻信號無法有效覆蓋，因此需要使用語音自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓展。根據(jù)隧道的長度，視情況在合適位置架設(shè)語音中繼基站，并通過無線連接方式臨時(shí)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。假設(shè)隧道長度為L，中繼臺(tái)數(shù)量N=L/3（L＞3公里，得數(shù)取整數(shù)）。中繼臺(tái)架設(shè)位置：距隧道入口（3公里、……、３N公里）。按照上述方案進(jìn)行操作，即可實(shí)現(xiàn)信號全覆蓋。

（六）特殊建筑內(nèi)部大面積燃燒無法架設(shè)基站設(shè)備的情況

若建筑地面以上部分火勢較大，內(nèi)部無法架設(shè)基站設(shè)備時(shí)，可在鄰近高層建筑樓頂或云梯消防車工作斗中架設(shè)350兆語音自組網(wǎng)中繼基站，并通過無線連接方式進(jìn)行臨時(shí)組網(wǎng)通信。若建筑地下部分火勢較大，內(nèi)部無法架設(shè)通信設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)作戰(zhàn)命令，視情況跟隨攻堅(jiān)組，在水槍的保護(hù)下進(jìn)入內(nèi)部，架設(shè)350兆語音自組網(wǎng)中繼基站，并與地面現(xiàn)場指揮部中繼基站建立無線連接以實(shí)現(xiàn)臨時(shí)組網(wǎng)通信。

（七）圖像保障

在特殊建筑室內(nèi)，圖像傳輸主要依靠5G公網(wǎng)進(jìn)行。如果火災(zāi)導(dǎo)致電力癱瘓，室內(nèi)無5G公網(wǎng)信號時(shí)，可以使用圖像自組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行臨時(shí)組網(wǎng)通信，通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸現(xiàn)場圖像。圖像自組網(wǎng)設(shè)備所需的數(shù)量和放置位置應(yīng)與語音自組網(wǎng)設(shè)備方案相同。

四、建立和完善保障機(jī)制

總隊(duì)結(jié)合多組測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研判，制定出各類特殊建筑的通信保障行動(dòng)指南，并實(shí)時(shí)對支隊(duì)、大隊(duì)的通信保障工作進(jìn)行檢查和考核。在出警時(shí)，總隊(duì)會(huì)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各級通信保障力量，確保圓滿完成災(zāi)害事故現(xiàn)場的通信保障任務(wù)。各支隊(duì)、大隊(duì)針對轄區(qū)特殊建筑逐一開展通信測試，并結(jié)合總隊(duì)制定的通信保障行動(dòng)指南，為每處特殊建筑制定具體的通信保障方案。根據(jù)通信保障方案，各支隊(duì)、大隊(duì)對每處特殊建筑進(jìn)行熟悉演練，并按戰(zhàn)區(qū)開展合成演練。根據(jù)實(shí)戰(zhàn)和演練的實(shí)際情況，及時(shí)對通信保障方案進(jìn)行修正和完善。此外，各支隊(duì)、大隊(duì)還需加強(qiáng)對通信設(shè)備的日常檢查和維護(hù)保養(yǎng)。在出警時(shí)，確保攜帶齊全的通信裝備，并嚴(yán)格按照指令完成各項(xiàng)通信保障任務(wù)。

作者單位：羅晉斌 重慶市消防救援總隊(duì)

參考文獻(xiàn)

[1]豐國炳.應(yīng)急指揮技術(shù)研究與應(yīng)用[M].北京：河海大學(xué)出版社，2014：29-34.

羅晉斌（1975.03-），男，漢族，重慶北碚，本科，重慶市消防救援總隊(duì)信息通信處高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)，研究方向：消防通信。