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本文作者:張琦作者單位:太原市公安消防支隊(duì)信息通信科
新《消防法》頒布之后,消防部隊(duì)除了擔(dān)負(fù)滅火救援的工作之外,還要擔(dān)負(fù)救災(zāi)搶險(xiǎn)、處置突發(fā)事件、反恐等重大事件的任務(wù)。近幾年來(lái),自然災(zāi)害頻繁發(fā)生,當(dāng)?shù)卣?、洪水、冰?zāi)等這些具有突發(fā)性、不可預(yù)見(jiàn)性、毀滅性的重大災(zāi)害事故猝然發(fā)生時(shí),會(huì)引起無(wú)線電通信、有線電通信、電視廣播信號(hào)中斷。而災(zāi)難發(fā)生后最迫切需要的就是通信聯(lián)絡(luò),沒(méi)有通信聯(lián)絡(luò)就難以實(shí)施有效地指揮,如何在突發(fā)災(zāi)害情況下,利用何種手段保持災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)以及與各級(jí)指揮中心的應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò),成為目前消防部隊(duì)一項(xiàng)重要研究的課題。
1短波通信的概念和特點(diǎn)
短波通信時(shí),利用波長(zhǎng)為100~10m(頻率為3~30MHz)的無(wú)線電波進(jìn)行通信。短波通信有天波傳播和地波傳播兩種方式。短波通信的優(yōu)點(diǎn)是能用較小的發(fā)信功率實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。短波通信之所以在應(yīng)急通信中占有優(yōu)勢(shì),最基本的原因是由于實(shí)現(xiàn)幾千甚至上萬(wàn)千米距離的信息傳送時(shí),僅需要很小的發(fā)射功率和適中的設(shè)備費(fèi)用,它具有永固的中繼系統(tǒng)──電離層。實(shí)踐證明,采用現(xiàn)代技術(shù)改造過(guò)的短波通信能為用戶提供高質(zhì)量、高可通率和價(jià)格適中的通信線路。特別是跳頻短波通信的出現(xiàn),大大增強(qiáng)了通信的安全性,可以說(shuō),跳頻短波通信比衛(wèi)星通信更為可靠,短波通信的地位無(wú)可取代,并且短波通信的經(jīng)濟(jì)性造成了衛(wèi)星通信不可比擬的優(yōu)勢(shì)。此外,新技術(shù)還使短波通信的設(shè)備更加小型化、更加靈活方便,進(jìn)一步發(fā)揮了短波通信設(shè)備簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、機(jī)動(dòng)靈活等固有的優(yōu)點(diǎn)。短波通信還廣泛應(yīng)用于抗災(zāi)通信、應(yīng)急通信等特殊的重要場(chǎng)合,事實(shí)證明了短波通信的可靠性和機(jī)動(dòng)性。在汶川地震中,許多通信基站被毀,最先進(jìn)入災(zāi)區(qū)的部隊(duì)就是利用短波通信與外界來(lái)取得聯(lián)系的。
2短波電臺(tái)在消防應(yīng)急通信中的作用
作為跨區(qū)域協(xié)同作戰(zhàn)時(shí)的應(yīng)急通信,短波電臺(tái)作為一種可靠的聯(lián)絡(luò)手段,有不可替代的優(yōu)勢(shì),尤其在破壞性災(zāi)難來(lái)臨時(shí),短波電臺(tái)本身無(wú)需傳輸媒介,不依賴于任何基站和線路、光纜等基礎(chǔ)設(shè)施,操作簡(jiǎn)便,靈活性高,成本低廉。以太原消防支隊(duì)為例,支隊(duì)于2011年構(gòu)建安裝了短波電臺(tái),建立了固定臺(tái)站和短波移動(dòng)臺(tái)站,同時(shí)還配備了便于行動(dòng)的背負(fù)式短波電臺(tái),基本上建立了一個(gè)獨(dú)立完整的短波通信網(wǎng)。這個(gè)短波網(wǎng)不但能和上級(jí)網(wǎng)聯(lián)通,也能和下屬網(wǎng)聯(lián)通。通過(guò)建立的這套短波通信網(wǎng),配合支隊(duì)已經(jīng)安裝的有超短波網(wǎng)和衛(wèi)星通信設(shè)備,完成了應(yīng)急通信的無(wú)縫網(wǎng)絡(luò)連接。在突發(fā)事件發(fā)生的時(shí)候,基礎(chǔ)通信中斷、電力設(shè)施損毀,指揮中心可以利用短波電臺(tái)與到達(dá)出事現(xiàn)場(chǎng)的移動(dòng)指揮車保持通信聯(lián)絡(luò),尤其在較遠(yuǎn)距離跨區(qū)域的情況下,超短電臺(tái)已經(jīng)無(wú)法進(jìn)行通信,此時(shí),短波電臺(tái)可以發(fā)揮其中長(zhǎng)遠(yuǎn)距離通信的優(yōu)勢(shì),建立起短波通信的網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)保持和總部的聯(lián)絡(luò)。
當(dāng)災(zāi)情出現(xiàn)時(shí),需要大型的指揮車輛到達(dá)災(zāi)情、事故現(xiàn)場(chǎng)時(shí),通信車隨時(shí)可以和總部通過(guò)短波電臺(tái)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。當(dāng)交通和道路的情況不允許車輛繼續(xù)前行而無(wú)法到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)時(shí),車上攜帶的單兵背負(fù)的短波電臺(tái)就發(fā)揮了其靈活機(jī)動(dòng)性,可由單兵攜帶背負(fù)式短波電臺(tái)繼續(xù)前行,并且可以在行動(dòng)中使用背負(fù)臺(tái)邊行動(dòng)邊通話,以保障指揮車隨時(shí)了解到前方發(fā)生的各種情況。當(dāng)消防隊(duì)員背負(fù)著電臺(tái)到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)時(shí),即可將現(xiàn)場(chǎng)第一手情況向指揮車報(bào)告,方便指揮車隨時(shí)了解災(zāi)情現(xiàn)場(chǎng)情況和救援情況,并及時(shí)通報(bào)總部,再把上級(jí)的指令準(zhǔn)確下達(dá)給現(xiàn)場(chǎng)救援人員。解決了消防通信指揮部、消防現(xiàn)場(chǎng)指揮部、消防現(xiàn)場(chǎng)救援小隊(duì)之間,指揮車與指揮中心之間,指揮車與單兵之間,單兵與單兵之間,指揮中心與單兵之間的短波通信。構(gòu)成了利用短波進(jìn)行通信的獨(dú)立的、上下貫通的指揮調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)。
隨著短波技術(shù)二次延伸的不斷開(kāi)發(fā)和改進(jìn),目前,短波電臺(tái)可以通過(guò)相應(yīng)的配套設(shè)備,使通信方式擴(kuò)展了很多,例如通過(guò)電話轉(zhuǎn)接器。目前使用的短波電臺(tái)可以直接撥打市話,通過(guò)異頻轉(zhuǎn)接器短波電臺(tái)可以和超短波電臺(tái)進(jìn)行互聯(lián)互通,起到了短波、超短波、有線電話之間的互聯(lián)互通。方便了火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)各路通信的相互配合、協(xié)調(diào),指揮部領(lǐng)導(dǎo)可以直接使用常規(guī)的電話和手機(jī)就可以下達(dá)各項(xiàng)指令。
3短波通信目前存在的問(wèn)題和改進(jìn)的方法
3.1便攜電臺(tái)通信距離較短
應(yīng)急通信時(shí),一般便攜電臺(tái)使用的鞭狀天線較短,一副3m長(zhǎng)的鞭狀天線配合25~50W電臺(tái),最遠(yuǎn)只能通20km。如果要求通得更遠(yuǎn),必須換用野外快速型長(zhǎng)天線,可選用20m斜天線,架設(shè)非常方便,以最簡(jiǎn)潔的方法沿地面斜拉架設(shè),與地面夾角大約30°,最大通信距離可達(dá)1000km以上,能夠明顯改善盲區(qū)內(nèi)通信效果,增加通信距離。
3.2車載電臺(tái)通信困難
車載短波電臺(tái)溝通是應(yīng)急通信中的一個(gè)難題,因?yàn)槭苘囕v體積所限,不能夠按照理想長(zhǎng)度安裝天線,電臺(tái)發(fā)射功率又不能與固定臺(tái)相同。因此,必需從合理設(shè)計(jì)天線形態(tài)和合理選擇架設(shè)位置等方面來(lái)彌補(bǔ),盡量利用車體的反射效應(yīng),最大限度增加天線的“電長(zhǎng)度”。
3.3山林地帶短波電臺(tái)開(kāi)設(shè)困難
山地森林地帶,地形復(fù)雜、交通不便,架設(shè)天線困難。在山谷、密林或高山阻隔地段,電波傳播受到限制;遇到金屬礦山還會(huì)大量吸收電磁波,使通信距離縮短,甚至聯(lián)絡(luò)不通。在山林地開(kāi)設(shè)電臺(tái),應(yīng)根據(jù)聯(lián)絡(luò)對(duì)象的方位、距離,正確選擇臺(tái)址和天線種類。在森林地開(kāi)設(shè)電臺(tái),臺(tái)址要選擇在林稀的地方、林間空地或面向通信對(duì)象的森林邊緣,天線盡量架高,并注意不使天線與樹(shù)枝、樹(shù)葉相接觸。另外,凡在山林架設(shè)電臺(tái),均應(yīng)注意防洪、防火等。
3.4短波電臺(tái)存在通信盲區(qū)
一般來(lái)說(shuō),短波通信中,地波傳播距離可達(dá)20~30km,而天波從電離層第一次反射落地(第一跳)的最短距離約為80~100km,可見(jiàn),20~100km之間這一段,地波和天波都?jí)虿坏?,形成了短波通信的盲區(qū)。便攜電臺(tái)和車載電臺(tái)都會(huì)出現(xiàn)通信盲區(qū),盲區(qū)內(nèi)通信比較困難。這在短波應(yīng)急通信中,必須加以解決。解決短波通信盲區(qū)的常見(jiàn)方法有:(1)加大電臺(tái)功率以延長(zhǎng)地波傳播距離。(2)選用高仰角天線,縮短天波第一跳落地的距離。仰角是指天線輻射波瓣與地面之間的夾角。仰角越高,電波第一跳落地的距離越短,盲區(qū)越小,當(dāng)仰角接近90°時(shí),盲區(qū)基本上就不存在了。應(yīng)急通信時(shí),可采用低架雙極天線來(lái)解決近距離通信盲區(qū)問(wèn)題,經(jīng)實(shí)驗(yàn),效果不錯(cuò)。
3.5無(wú)線電干擾強(qiáng)烈,通信不穩(wěn)定
在突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng),電臺(tái)所處的位置可能條件惡劣、周邊電磁環(huán)境復(fù)雜,甚至可能有多部大功率電臺(tái)同時(shí)工作,相互之間干擾強(qiáng)烈,很難正常通信,消除電臺(tái)受到的干擾就成了保證應(yīng)急通信順利進(jìn)行的重要任務(wù)。采取的主要方法有:
3.5.1正確更換工作頻率
短波電臺(tái)選用不同頻率,通信效果可能差異很大。在應(yīng)急通信時(shí),短波電臺(tái)可能溝通不暢,適時(shí)更換通信頻率,可在一定程度上消除干擾,取得較好的通信效果。選擇頻率時(shí),一般來(lái)說(shuō),日頻高于夜頻(相差約一半);遠(yuǎn)距離頻率高于近距離;夏季頻率高于冬季;南方地區(qū)使用頻率高于北方等。
3.5.2正確選擇和架設(shè)地線
應(yīng)急通信,由于時(shí)間緊、任務(wù)重,臺(tái)站的地線成為容易草率處理的問(wèn)題。其實(shí),地線至關(guān)重要,是整個(gè)天饋系統(tǒng)的重要組成部分。我們所說(shuō)的地線,不是交流供電系統(tǒng)中的電源地或保安地,而是信號(hào)地,也稱高頻地。信號(hào)地一般不能接到電源地或保安地上,必需單獨(dú)埋設(shè)。埋設(shè)接地體時(shí),必需按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,接地電阻不應(yīng)大于4Ω。
4短波通信的發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)今所使用的短波電臺(tái),比起20世紀(jì)80年代前使用的電臺(tái),已經(jīng)有了很大的變化。現(xiàn)代通信技術(shù)及微電子技術(shù)等的快速發(fā)展,使短波通信產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍,從單一話音及模擬報(bào)的傳輸通信方式來(lái)看,目前發(fā)展成為既能傳輸模擬信號(hào)又能傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào),有了一定的抗干擾能力。有組網(wǎng)能力的新型短波通信系統(tǒng),在短波通信設(shè)備中采用了多種新技術(shù),如高頻自適應(yīng)技術(shù)、跳頻技術(shù),傳輸數(shù)據(jù)時(shí)采用抗干擾性能強(qiáng)的調(diào)制解調(diào)制式和糾錯(cuò)控制技術(shù)等。隨著短波電臺(tái)技術(shù)的不斷發(fā)展,相配套的使用設(shè)備也在不斷產(chǎn)生,例如,異頻轉(zhuǎn)接設(shè)備(將短波與超短波進(jìn)行互聯(lián)互通),綜合調(diào)度設(shè)備(短波電臺(tái)可與衛(wèi)星電話、CDMA、有線電話等進(jìn)行互聯(lián)互通)等,使得短波的應(yīng)用手段有了很大的擴(kuò)展,不再像以前的電臺(tái)僅限于簡(jiǎn)單的語(yǔ)音和摩爾報(bào)的傳送,它已經(jīng)和其他的通信聯(lián)絡(luò)方法有機(jī)地聯(lián)合了起來(lái)。
今后,隨著應(yīng)急通信的不斷加強(qiáng)和完善,短波電臺(tái)這一重要的應(yīng)急通信手段也會(huì)隨著應(yīng)急通信的需要,不斷進(jìn)行功能性的提高和擴(kuò)展,在消防應(yīng)急通信中得到了更好的應(yīng)用。目前,消防短波通信建設(shè)的應(yīng)用還不成熟,而且任何通信手段都不是萬(wàn)能的,都必須相輔相補(bǔ)。因此,短波通信只是在消防部隊(duì)?wèi)?yīng)急條件下的一種通信手段,不能作為基層部隊(duì)的常規(guī)無(wú)線作戰(zhàn)通信網(wǎng)絡(luò),只有立足現(xiàn)有的通信手段,進(jìn)一步補(bǔ)充發(fā)展消防部隊(duì)實(shí)際所需的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),才能提供消防部隊(duì)強(qiáng)力的通信保障。