消防无线通信系统

消防无线通信系统（精选11篇）

消防无线通信系统 篇1

任何通信网都离不开信令系统。它可以指导终端、交换系统及传输系统协同运行, 在指定的终端之间建立临时通信信道, 并维护网路本身正常运行。《消防通信指挥系统设计规范》 (GB50313-2000) 规定:采用数字中继方式入网时, 消防用程控交换机配置的数字中继单元经PCM一次群终端设备及复用传输设备接至本地电话网的汇接局或端局交换机的选组级, 其信令采用7号信令或中国1号信令。

通信网中采取何种信令方式, 与交换局采用的控制技术密切相关。我国采用的控制技术正在由步进制、纵横制向程控制发展, 信令系统也从随路信令向公共信道信令发展。也就是, 我国目前的通信网是数模混合型, 目前的信令系统也处于随路信令和公共信道信令并存, 随路信令逐步向公共信道信令发展的阶段。

我国所采用的随路信令称为中国1号信令。这种信令采用的信令方式是:信令和语音在同一条话路中传送。目前主要用于我国的长途网和市话中的局间中继线上。

我国所采用的公共信道信令称为中国7号信令。这种信令采用的信令方式是:以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路。目前主要用于局间。这也是国际上通用的一种信令方式。所以我们有必要对该信令做出更进一步的研究。

7号信令的特点是:信令速度快, 具有提供大量信令的潜力, 可灵活地修改、增加信令, 便于开放新业务, 在通话时也可以随意处理信令。成本低, 是信令使用和发展的主流。

中国7号信令规范于1990年8月实施, 该规范是以CCITT于1988年颁布的蓝皮书为参考制订的, 只在电话网中使用, 即只采用了消息传递部分 (MTP) 和电话用户部分 (T U P) 。

1.7号信令中数据中继 (PCM) 特征

用于7号信令的PCM, 在32个时隙 (Time Slot) 中, 第0时隙被用作帧同步信息, 一般使用第16时隙作为7号信令的通道, 其余30个时隙被用作语音通道。在有些系统中, 有时也使用非16时隙来作为7号信令的通道。

2.7号信令系统的功能及结构

7号信令系统在设计上的特色主要是功能的模块化和通用性。在功能级结构上主要包括消息传递部分 (mtp) 、信令连接控制部分 (sccp) 、用户部分 (up) 。此外还开发了OSI数据分层模式和设计方法, 采用了分层结构实现数据分散应用处理。使系统具有更大的灵活性和开放性, 能够适应计算机通信和电信网智能化发展的需要。

2.1消息传递部分 (mtp)

MTP的主要功能是在信令网中提供可靠的信号信息的传送。它包括信令数据链路功能 (第一级) 、信令链路功能 (第二级) 和信令网的功能 (第三级) 。第一级 (信令数据链路功能) , 规定信号数据链路的物理电气和功能特性确定数据链路连接方法;第二级 (信令链路的功能) , 规定在一条信号链路上消息的传递和与其传递有关的功能和程序;第三级 (信令网功能) 规定在信号点之间传递消息的功能和程序, 包括信号消息处理和信令网管理两部分, 能保证在信号链路和信号转接点故障的情况下可靠地传递信号消息。

2.2信令连接控制部分 (SCCP)

信令连接控制部分扩展了MTP的业务功能, 增加了利用全址地址 (GT) 和子系统号码 (SSN) 的寻址功能, 即:信令连接控制部分为消息传递部分提供附加功能, 以便通过7号信令, 在电信网中的交换局和交换局, 交换局和特种服务中心 (管理和维护中心) 之间传递电路相关和非电路相关的信令消息和其他类型的信息建立无连接和面向连接的网络业务。它提供四类业务 (a) 0类:基本无连接类; (b) 1类:顺序无连接类; (c) 2类:基本定向连接类; (d) 3类:流量控制定向连接类。

2.3 I S D N用户部分 (I S U P)

规定电话或非话交换业务所需的信令功能和程序, 它不但可以提供用户基本业务和附加业务, 而且支持64kbit/s和n×64kbit/s等多种承载业务。

3.7号信令的消息格式

7号信令的消息格式采用不等长格式共采用采用三种信令单元:消息信令单元 (MSU) , 链路状态信令单元 (LSSU) 和填充信令单元 (F I S U) 。M S U传送N O.7信令消息 (如TUP, ISUP和TCAP消息) 时使用;在接通, 恢复和退出信令链路时使用LSSU;在正常工作的信令链路上无信号消息业务时发送FISU。

4.7号信令系统的组网原则

7号信令网由信令点 (SP) , 信令转接 (STP) 和信令链路组成, 它是为7号信令方式的多个用户传送信令信息提供的专用数据网。

5.NO.7公共信道信令网的可靠性要求

为了保证信令网具有足够的可靠性, 应尽量选用高可用性的信令点, 信令转接点和信令链路设备的基础上提供安全冗余措施。

(1) 附加信令路由, 每个信令至少连到两个信令转接点, 一主一备。

(2) 附加信令链路, 信令点和信令点 (或信令转接点) 之间至少设置两条信令链路, 正常情况下采用负荷分担方式工作, 一条信令链路故障倒换到另一信令链路。

(3) 附加信令设备, 每个信令点和信令转点都备有一定的备用信令设备, 一旦信令链路故障, 可以启用备用的信令设备替换故障的信令链路。

6.我国7号信令消息信号单元的路标和链路的负荷分担方式

信令消息处理采用消息选路功能。每一个信令点用于确定到消息目的地的信令链路组和信令链路。消息链路由要根据消息信号单元中的路由标记和业务表示语来识别。我国的路由标记格式采用24bit位长信令编码。

目的地信令点编码 (DPC) 指出消息要达到的目的地, 源信令点编码 (OPC) 指出消息起源点, 信令链路编码 (SLC) 是用于负荷分担的选择信令链路的编码。信令业务负荷分担有两种类型:一种是由同一链路组内的不同信令链路分担信令业务, 另一种是不属于同一链路组的链路分担信令业务。

7.我国7号信令网的组成结构

我国采用三级信令网结构, 第一级为高级信令转接点 (HSTP) , 第二级为低级的信令转接点 (LSTP) , 第三级为信令点 (S P) 。

7.1 7号信令网的结构特点

(1) 第一级H S T P采用两个平行的A、B平面网, A、B平面的两个H S T P呈网状连接, A平面与B平面之间成对的H S T P间相连接。

(2) 每个LSTP固定连接至A、B平面内成对的HSTP, LSTP至A、B平面两个HSTP的信令链路组之间采用负荷分担方式工作。

(3) SP至LSTP根据具体情况采用固定或自由连接方式, 每个SP至少连至两个STP (LSTP或HSTP) , 若连至HSTP时, 应分别固定连至A、B平面内成对的HSTP, SP至两个STP或 (LSTP) 的信令链路组间采用负荷分担方式工作。

(4) 每个信令链路组至少应包括两条信令链路, 并尽可能采用分开的物理通路。

(5) 两个信令点间若信令业务量足够大时可以设置直达信令链路。

(6) 第一级STP (HSTP) 设置在直辖市各省区内, 第二级STP (LSTP) 设在地区或一个地级市内、电话网和信令网的对应关系, C1和C2中心都由HSTP汇接, C3、C 4由L S T P汇接。

7.2 NO.7信令网STP的要求

STP是信令网中将NO.7消息信号单元从一个信令点转接到另一信令点的信令转接设备, 因而它必须具有NO.7信令方式的消息传递部分 (MTP) 以完成与电话网和ISDN的电路接续有关的信令消息传递。同时如果在电话网、ISDN中开放智能网 (IN) 业务, 移动通信业务和传递各种信令管理消息, 则STP还具有信令连接控制部分 (SCCP) 和智能网应用部分 (INAP) , 以传送各种与电路无关的数据信息, 若信令网管理中心要对STP转接点进行信令管理, 那么还应具有NO.7信号方式的运行管理应用部分 (OMAP) 。根据实际应用需要, STP分为独立型 (Stand Alone) 和综合型 (Integrated) , 综合型STP与交换局 (具有用户部分) 合设在一起, 除具有交换局独立型STP的全部功能外还必须具备交换和用户功能。

STP的引入, 为我们建立智能的消防调度系统奠定了通信上的物理基础, 为了开发更稳定、运行速度更快、功能也更完备的通信调度系统, 我们也应更加了解为我们提供支持的信令系统。

摘要：随着通信的飞速发展, 数字传输和数字交换网的不断发展健全, 建立功能完备、运行稳定的消防通信网络, 是国民经济发展的要求, 也是我们一直探索研究的课题, 7号信令网是现代通信的三大支撑网 (数字同步网, NO.7信令网, 电信管理网) 之一。本文正是从该方面做出有益的探索。

关键词：消防通信,调度系统,信令

消防无线通信系统 篇2

摘要：随着现代IT软、硬件技术水平的发展，为保证城市消防通信指挥系统设计质量，增强系统快速反应和辅助决策能力，使系统在灭火救灾、为民服务、社会公共安全等方面全面满足消防的需要，本着系统可靠实用、技术先进、经济合理的原则，本文从总体目标、遵循原则、基本功能、系统组成、综合集成等方面，简要探讨了城市消防通信指挥系统系统设计与实现的注意事项。

关键词：消防；通信指挥系统；设计

中图分类号： TU998 文献标识码： A

随着国民经济的高速发展，城市建设日新月异，城市人口密度、建筑密度不断增大，建筑高度不断增加，给消防工作带来了更高的难度和要求。准确、方便、直观、快捷地了解着火地点、街道、消防水源等地理信息已经成为消防通信指挥的重要技术支撑和决策依据。为确保执勤灭火和抢险救援任务的顺利完成，需要建立一套符合本地实际需求并能够实现快速、高效、可靠的城市消防指挥系统，使消防部队统一指挥、快速反应、协同作战的水平跃上一个新的台阶。

1总体目标

以计算机网络和计算机通信为基础，充分采用现代计算机、通信、控制与信息综合决策的先进技术，集有线和无线通信、计算机网络通信、计算机辅助决策、视听多媒体、图像处理与显示、地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）技术和数据库管理等于一体，能“快速、准确、实用、系统化”地进行宏观调度和指挥，提高消防通信指挥的快速反应和科学决策能力，适应扑救重、特大恶性火灾的需要，确保各项抢险救援任务的完成。

2遵循原则

消防指挥中心系统设计应当遵循以下原则：

2.1统一规划，分步实施

按照战时快速反应、平时模拟训练的要求，对系统进行统一规划和设计。结合各地经济情况和工作需要，有计划地分批建设。

2.2充分利用和整合现有资源

本着共享、有序、关联、协同的思想，整合社会部门各类设备及信息资源，加强信息的管理和应用，使消防指挥保障有力、投入成本减少、经济实用。

2.3技术先进性和实用性相结合利用计算机辅助决策等先进、实用技术，尽可能降低系统对个人经验的依赖，提高接处警速度和智能化水平。系统设计面向用户，必须保证易操作、易理解、易控制。

2.4物理集中和逻辑集中相结合

利用公安专网，实现消防信息采集、管理和存放的物理集中，实现与公安局“三台合一”指挥中心CTI报警接入物理集中，实现消防辅助决策系统的物理集中。通过计算机网络，采用逻辑集中的办法，实现资源共享和指挥协同，实现统一指挥和社会联动。

2.5标准性和可扩展性相结合

符合国家标准和相关法律法规，满足消防业务的实际需求。具有升级和扩展能力，并支持多种接口，方便扩大应用范围和提高应用水平。

3基本功能

城市消防通信指挥系统主要进行宏观管理和决策指挥，同时对消防实力进行实时动态监控，了解掌握消防部队的执勤情况。其主要功能为：

3.1宏观监控和指挥功能

监督管理接处警信息，综合指导重、特大火灾的扑救及各类灾害事故和抢险救援工作，宏观调度消防部队进行跨区域协同作战。

3.2辅助决策功能

利用人工智能技术、综合数据库信息进行宏观调度指挥决策，实时编制跨区域预案，并将出动命令、出动方案、灭火力量部署图、作战计划等信息以多媒体方式下达。

3.3地理信息查询功能

利用消防GIS地理信息系统，自动显示灾害区域的地理地形图、消防设施、水源分布图等消防地理信息，可进行文字与地理信息查询。

3.4全球卫星定位功能

采用GPS卫星定位系统动态管理、监控消防实力和执勤备战情况。

3.5视频图像监控及会议系统功能

远程视频监控消防部队执勤、训练和管理等情况，实时传输火场图像及周边情况。

3.6综合信息管理功能

综合管理和维护消防地理、气象、水源、消防车辆、队伍实力、消防中队、火灾类型、灭火战术、危险源评估、作战预案、典型灭火案例等信息。

3.7消防业务培训功能

综合消防指挥业务理论及题库、跨区域联合作战预案编制等内容，进行多媒体教学和模拟演练。

4系统组成

消防通信指挥系统的结构分为通信指挥业务层、信息支撑层。通信指挥业务层实现接收和处理火灾及其它灾害事故报警、灭火救援指挥调度、现场通信指挥以及模拟演练。信息支撑层提供对通信指挥业务的情报信息支持。

4.1火警受理信息子系统

通过通信网络，接收、处理、传输、记录火警及相关消防业务信息，提供报警接受、警情辨识、出动方案编制、指令下达、录音录时、火警受理终端、地理信息系统、维护管理等功能，可以接收公网固定或移动电话报警、接收其他专网电话报警、接收城市消防远程监控等系统设备的报警，实现报警语音提示、电话呼入排队、火警受理终端智能分配。

4.2消防指挥调度子系统

通过通信网络，进行火警受理后续调度、增援调度、跨区域联合作战调度等消防专业指挥调度业务，实现灾情接收、指挥决策、实力调度、情况反馈、信息记录等指令流程。

4.3火场通信子系统

将灾害现场的各种通信设备与相关系统有效集成，实现信息查询、临机调度指挥、通信交换和组网管理控制。

4.4消防图像信息子系统

系统应用火场及其他灾害事故现场图像信息、城市消防图像监控信息、消防站备勤图像信息、视频会议图像信息等资源，直观了解灾害现场情况，实施可视指挥调度。

4.5消防车辆动态管理子系统

对出动消防车辆的位置、速度、方向、状态等信息进行实时动态管理，实现消防通信指挥中心对消防力量的实时掌控、科学调度、准确引导和精确指挥。

4.6消防情报信息管理子系统

对各类消防业务信息进行更新、维护，实现系统管理、用户管理、权限管理、版本管理等功能，根据需要对不同数据库管理系统之间进行数据的移植、转换、关联、整合，对灭火救援的应急信息数据进行实时采集、提取、自动统计、智能分析以及发布、共享，为其他应急联动相关部门和有关领导提供信息决策服务。

4.7消防图文显示子系统

实现对汇集到消防通信指挥中心的所有视频、音频信息及文字图形进行组合选取、集中显示、控制和管理。消防实力显示：能显示参战消防队及指战员数量、名称，能显示车辆的编号、类型、状态、位置等信息。火警信息显示：能显示日期、时钟，能显示当前的火灾及灾害事故地点、出动方案。视音频信息显示：能显示灾害事故现场图像、城市消防监控图像和消防站图像。

4.8消防指挥决策子系统

综合集成数据、模型、知识等信息，为灭火救援指挥提供辅助决策支持。消防指挥决策支持子系统应用消防地理、消防资源和各种灭火救援模型、专家知识，实现灭火救援信息查询检索、火场指挥、灾害评估、灭火救援力量计算、处置方案编制等功能。

4.9消防救援预案管理子系统

实现对灭火作战和抢险救援数字化预案进行编制、查询、编辑、匹配和输出等综合管理。

4.10重大危险源评估子系统

针对有可能造成重大人员伤亡、重大财产损失的火灾、爆炸、毒害等灾害事故的场所和设施的重大危险源，建立重大危险源数据库。对重大危险源调查结果进行综合分析和评价，区分一般危险和重大危险，实现查询、读取、调用等功能。

4.11通信指挥模拟训练子系统

应用网络、通信、软件编程、数据库等技术，实现消防接处警和消防调度人员进行火警受理、通信指挥等业务训练。

5综合集成

系统综合集成实现的是将系统建设中的各子系统通过硬件或软件的方法连成一个有机的整体，在系统综合集成中，通常需要考虑的问题有:

5.1技术集成

从技术角度考虑各子系统能够连成一个整体，避免出现技术上不可行的局面。从技术上来说，系统总体集成还要实现系统各部分之间的联动控制。

5.2工程集成

从工程实施上考虑各子系统的布局和连接、供电关系等内容，使得技术上可

行的工作从工程实施上保证其质量，增加其合理性。

5.3与其它系统的集成

考虑到指挥系统需要实现各种内部的数据共享和外部的数据共享，因此，在系统的总集成过程中，需要充分考虑内部、外部集成和数据共享的方法，同时要考虑所采用的方法的可靠性、安全性以及方便性。

6结束语

消防无线通信系统 篇3

关键词：基站设置；信号覆盖；网络组建；应急保障

中图分类号：TP399

近年来，随着我国城市经济社会的快速发展，城市化的不断推进，民生基础设施建设目新月异。出于对地铁轨道交通便捷高效等特点，搭乘地铁已成为大众出行的重要方式，[1]以天津地铁为例，仅2012年1至5号线便承载客流超过3千万人次，最高峰客运量达到（单日）21.2万人次。由于地铁客运环境封闭，客流集中，在出现火灾等突发灾害事故的情况下，会因供氧能力不足、照明设备关闭，有线通信信号中断，一方面导致遇险人员心理恐慌，易造成人员的大量伤亡；另一方面，严重阻碍了消防灭火救援力量，精准高效的开展生命搜救和火灾扑救工作。2003年韩国大邱地铁火灾中，就突出显现了紧急状况下地铁消防通信困难的问题。由此可见，加强地铁消防无线通信网络建设是开展消防应急处突工作的重要前提。

1 我国地铁消防通信网络建设现状

1.1 缺乏完善的专用消防通信系统网络设施

近年来，我国高速发展地铁消防通信网络建设，但是已建成设施难以保障火灾时的消防灭火救援通信工作需要。随着经济建设高效开展，城市火灾日趋大型化、复杂化，现场参战力量调集迅速，消防编组任务分工细化，执勤作战行动范围扩大，且逐步向大兵团、多警种协同作战的方向发展。而相对复杂封闭的地铁灭火救援现场而言，各品牌电信运营商的小型专网，与公安消防部队在用的无线通信指挥网。目前，尚未能够专门设计和推广建成针对地下封闭空间的信号覆盖网络体系。又因为地铁专用通信设施产品类别相当匮乏，在灾害事故发生时，现有地铁消防通信设施，难以满足高效开展的灭火救援工作。

1.2 在地铁灾害环境条件下，消防指挥通信信号差

地铁建筑内人员活动空间多位于地表岩石和土层中的、比附近地面标高要低2m以上的高度。因此，灾害发生时，现场指挥部与地下战斗人员之间、地下与地上之间的通信信号屏蔽严重。伴随着火灾发生时，由于存在地下建筑烟气迅速蔓延、温度迅速升高、周围能见度降低等现象，严重干扰，甚至中断了灾害现场的及时通信联络，贻误战机，扩大损失，使灭火救援作战指挥预案难以实现。

1.3 应急通信网络建设模式效能不佳

当前，我国多数地铁应急通信网络采用的还是常规电信网，仅有北京等几座大城市已建成使用消防集群通信网络。一旦地铁车站和车道发生火灾时，因其封闭性和钢混结构构件的屏蔽作用，使得常规电信网信号数据无法交换，成为了“花瓶”。此时，会直接导致分秒必争的消防执勤工作指挥失灵，造成各自为战的状况，火场必然一片混乱，无法形成高效的灭火救援合力。[2]

2 地铁消防无线通信网络建设需求

结合灾害处置任务要求，灾害条件下，消防执勤通信系统网络应严格遵循三级组网模式开展建设：城市消防管区覆盖网（现场指挥部（总指挥）与当地政府（上级单位）、指挥中心、协助单位的联系）、火场指挥网（现场指挥部与各参战单位之间的联系）、消防战斗网（各单位内部一线战斗人员之间通信联络使用）。

其中，城市消防管区覆盖网建设可以采用临时架设电缆，开通电台的“有线加无线”模式解决。而另两种网络环境下，涉及人员最多、危险性最大、通信条件最复杂、指挥要求最具体。最适宜采用分频段的无线通信方式。[3]该方式应满足以下需求：

2.1 无线信号范围完全覆盖建筑空间

应针对地铁进站口、站厅、站台、隧道、管理用房、设备用房等常用组成。地铁客流量大，大量的人员分布于进站口、站厅、站台，一旦发生突发事件，现场就会非常混乱。

2.2 各波段频率信号应能做到“有呼必应”

灾害事故情况下，消防执勤力量必然分秒必争，将人员生命财产损失降至最低。在突发状况出现后，第一时间有效疏散和抢救被困人员，辨识并组织消除危险源是关键。由此可见，信道畅通、呼通率高，是地下消防应急无线通信一条重要定性标准。

2.3 呼叫信号稳定、可靠，降低白噪声、同频叠加等因素的干扰

明确具体是消防一线指挥命令的一项基本要求，如因现场环境突变，导致信号衰减、不稳定，则会导致指挥员难以掌握现场情况，战斗员对执勤任务指令的误听、误判。

3 地铁消防无线通信网络的设计思路

3.1 基站设置

为确保地铁内外无线通信网络信号正常，实现电子数据上下行双工传送，需要将地面无线链路信号引入地铁车站和隧道，其引入方式可分为集中和分散两种。集中方式以建设地下通信网络为主，选择地铁沿线某一座空间大、便于管理维护的大型地铁站作为通信指挥控制中心，依托地上现有运营商无线网络和信号基站的链路信号，布设用数字光纤或安装无线信号收发器，使专用链路信号由该地铁车站引导至地下环境，经过地铁隧道弱电管网，延伸扩展至整个地铁交通网。分散方式则以建设地上通信网络为主，深入各独立的地铁车站均设置上述光纤和收发器，在地铁沿线地上通信基站和交换机功能全覆盖和有线或无线信号网络环境良好的基础上，调通地铁专用链路信号与地面临近基站的信号频段，使各地铁车站分段、分区管理地下通信网络。

相比较而言，采用链路信号集中引入方式具备集成设计、集中施工、集约运维等优点，仅从一处车站施工，尽量不破坏已建成的弱电系统。从软件方面讲，只需在控制系统中独立标注引向不同地铁线路的编码即可。从硬件方面讲，只要在通信指挥控制中心加装高性能服务器和交换机，尽可能的按照原有弱电拓扑布线或架设基站，接通未连接的通信设施即可。

同时，集中引入方式通过控制中心固定联接地上与地下信号网络，实现多重热备份，提高可靠性。一旦发生故障，在各地铁线路终点站与控制中心之间发送数字信号，根据传送距离和经过基站，即可测定故障点位，开展维修。分散引入方式则因各车站结构不同，存在设计复杂、施工量大、对各车站地上电信网络建设要求高、难于集中管理维护的缺点，所以建议地铁内消防通信无线信号的引入采用链路信号集中引入方式比较合适。

3.2 信号覆盖

地铁内消防通信无线信号覆盖根据隧道和地下车站之间构造的不同。行车隧道内通过铺设泄漏电缆进行远程信号覆盖；车站内则可通过在不同业务分区内安装吸顶天线进行封闭空间覆盖。[4]

隧道内，沿隧道洞壁现有弱电管网敷设泄漏同轴电缆来辐射信号，射频信号既可以沿线双工传输，又能够向隧道内运行的列车辐射，在电缆周围形成一个连续的无线电波漏泄场，使隧道内布满足够的无线电波场强。这样，一方面，方便了地铁乘客在乘车时使用手机通话功能和各类wifi业务；另一方面，在发生灾害事故时，消防部门能够在长距离的隧道内保持高效的通信指挥水平。

由于泄露电缆造价高，且各地铁站内各业务分区复杂，施工难度大，无法保证全覆盖。在车站的不同业务分区内，安装全向吸顶天线实现地下空间信号全覆盖。

3.3 网络组建

在明确采用集中引入链路信号的基础上，目前，研发技术比较完善且适用于地铁消防通信业务的组网方式主要是有线链路集中引入和无线链路集中引入。两种方式各有优缺点。[5]

有线链路集中引入的方式较为传统。由于光纤和电缆信号传输稳定、不易衰减的物理特性，该方式安全可靠，不易受到干扰，仅需要较少的地面通信设施和信道频率支持，即可实现地上地下信号互联互通。

无线链路集中引入的方式灵活高效、投资成本低，维护方便，但是必须占用较多地面频率资源。随着“十二五”以来，国家对信息产业改造升级，无线通信业务高速发展，2G频段正在不断释放、3G网络已经广泛使用、4G网络也在逐步推广，因此在城市地铁通信指挥控制中心附近安装高效能、多频段的无线链路信号基站和配套数据服务器已经成为可能。

从消防部门执行应急处突任务的角度而言，安全可靠性是最重要的。综合考虑上述两种组网方式，可将地铁消防通信组网方式设计为：地铁控制中心至城市消防指挥中心的链路方式采用“一主一备”来增加可靠性，主用链路采用有线链路集中引入的方案，即地铁控制中心链路电台采用接口转换设备通过有线专线方式与消防指挥中心设备机房沟通；备用链路采用无线链路集中引入的方式与消防指挥中心架设的无线中转台沟通。而基于地铁灾害事故抢险救援一线高效指挥、灵活处置的实际需要，在各地铁站和隧道管网内采取无线链路集中引入的方案较为科学，这样就最大限度的保证了地铁出现灾害事故情况下，消防出动力量能够第一时间接警调度并集结到场，并在地下复杂环境内根据实际情况，便捷使用无线通信网络开展灭火作战和抢险救援指挥，传输现场影音数据，既稳妥，又高效。

3.4 应急保障

考虑到突发事件对地铁消防通信的影响，应对地铁消防通信系统建立应急保障体系，确保在地震、塌陷、洪水等灾害发生时的消防通信的畅通。我们可采取以下措施，联通内外抢险救援信号，比如：地铁消防通信系统应该设置备用系统，一主一备，双重防护；在各地铁站装配一套卫星通信设备，在消防轨道交通机构配备地下通信指挥系统等等。

参考文献：

[1]盛建国.地铁消防通信的要求及对策[J].消防科学与技术，2006，25：1l0-111.

[2]王值忠.浅谈地下建筑系统消防通信问题的解决[J].现代通信，2000，5：11-12.

[3]卢滢.地铁消防无线通信引入系统研究[J].通信/信号，2003，9：30-32.

[4]戚磊.基于地铁信号系统中的通信系统[J].科学大众，2006，5：67-68.

[5]张家明，王启立.地铁消防通信的实现[J].科技信息，2007，4：206.

作者简介：金杉（1982.9-），男，天津市河西区公安消防支队司令部助理工程师，主要从事信息通信和战训工作。

消防无线通信系统 篇4

一、消防通信系统的现状和存在问题

消防系统是消防部门进行消防工作的指挥调度、灭火救援、救灾抢险、处置突发事件的前提基础与重要保证。随着我国经济水平的不断提升和城市化水平的不断加快,对消防通信系统的工作也提出了更高的要求。但是也应当发现,我国的消防通信系统目前仍然存在着诸多问题。以下从几个方面出发,对消防通信系统的现状和存在问题进行了分析。

1. 消防通信系统覆盖面积较小。

随着我国经济的快速发展和工业化水平的不断提升,城市地形和乡村地貌也变得越来越复杂,同时城市化进程的加快与高层建筑的不断兴建也使得我国消防通信系统的有效覆盖的提升显得越来越困难,传统要求的95%的覆盖率在很多地区很难达到。与此同时消防通信的盲区也在不断增多,这意味着在火灾或者危机情况发生时灾情无法及时的被消防系统工作人员所接收。这对于消防通信工作的有效展开、维护人民生命财产安全都有着极其不利的影响。

2. 消防通信系统工作手段相对单一。

我国现今的消防通信系统工作手段相对单一,这主要体线在无线通信技术暂时没有得到大范围的应用上。同时许多消防单位缺乏对无线通信技术针对性地学习、应用与实践。与此同时出于消防通信系统自身性能的限制也使得工作手段相对单一的问题无法得到很好地针对与解决。这对消防执勤、消防预警工作的有效开展都起到了不良的影响。

3. 消防通信系统受火灾现场影响较大。

救援现场通常处于高温、浓烟的情况下,在这种情况下电子信号会受到极大的干扰。因此传统的消防通信系统在使用过程中会受到较大的影响。这对于火灾现在的调度指挥、火灾救助方法的临时修正、火灾救援工作方针的有效传达都起着不利的影响。更为重要的是一旦消防通信系统无法正常工作将会使奋战在消防现场第一线消防工作人员的人身安全受到极大的风险与危害。在具有强浓烟、高干扰的消防现场如果消防通信设备受到了邻道干扰和同波道干扰等干扰将会对消防工作人员的人身安全造成极大的影响和危害同时也不利于消防工作的有效开展。

二、无线通信技术在消防通信系统中的应用

无线通信技术在消防通信系统中的应用已久,我国从二十世纪七十年代已经开始对无线通信技术进行研究与分析。在二十世纪八十年代,无线技术已经慢慢出现到了消防通信技术的应该过程中。通常而言新型消防通信系统的进步很大程度上依赖于无线通信技术的发展,无线通信技术在消防技术系统中的应用主要在于消防现场的应用和消防通信信号的及时反馈。以下从几个方面出发对无线通信技术在消防通信系统中的应用进行了分析。

1. 消防现场应用。

由于无线通信技术具有自身的高传播效率和高覆盖率,因此与消防通信系统可以做到完美契合。所以无线通信技术在消防现场得到了很好的应用并对控制火情、及时采取消防措施、提高消防工作效率都有着极其重要的作用。例如在消防现场一般要求无线通信技术的覆盖面不得低于95%,才能有效保障消防现场的通信畅通,而无线通信技术的应用则很好的满足了这一消防通信要求。例如消防工作人员在消防现场进行消防工作时,按照我国的相关规定应当是在五分钟内进行消防措施的初步完成,这意味着消防人员应当在五分内到达火灾现场的核心区域,因此对速度的要求极高。无线通信技术在消防通信系统的中应用可以极大的提升消防现场工作的工作效率,同时可以使消防人员在进入火灾现场时人身安全可以得到更好的保障。

2. 消防通信信号的及时反馈。

消防通信信号的及时反馈主要用于提升消防预警水平。随着无线通信技术的不断发展,其反应机制也越来越先进,因此对于火灾的预警作用也就相对提升。例如消防电话系统是消防通信的专用设备,当发生火灾报警时它可以提供方便快捷的反馈手段,因此是消防控制及其报警系统中不可缺少的重要组成部分。除此之外,消防通信信号的反馈系统大多有自身专用的通信线路,现场消防人员可以通过现场设置的无线通信装置和消防控制室进行联络与沟通,这对于火灾的及时预防有着重要的影响。除此之外消防系统通过建立无线中继站和无线基站发射功率提升等手段的合理应用可以有效减少在消防通信信号反馈过程中信号衰弱、信号不稳定等现象的发生并能有效减少干扰因素对消防通信信号及时反馈的影响,从而更好地促进我国消防工作的高效进行。

三、无线通信技术在消防通信系统中的发展

随着无线通信技术在消防通信中应用效果日益显著,消防系统工作人员对于无线通信技术的发展也越加注重并促进了无线通信技术在消防方案制定、消防新领域的快速发展。以下从几个方面出发,对无线通信技术在消防通信系统中的发展进行了分析。

1. 促进无线通信技术在消防方案制定中的发展。

消防方案的制定通常有着极高的速度要求,消防方案的制定大多是在应急的情况下进行的。考虑到火灾现场的严重性因此对消防方案的制定速度有着很高的作用。无线通信在消防通信系统中的发展对于促进消防方案的快速制定与及时实施有着不可替代的作用,并对火灾现场消防方案的正确执行与临时修正都起着重要的作用。与此同时无线通信技术在消防通信系统中的应用对于更加高效的制订灭火应急疏散预案、模拟火灾现场时的统一指挥、对消防资源提前进行有效的整合、针对假想的火灾情况实施高效的火灾救援工作都有着重要的影响,并对建立严格高效的通信组织指挥程序、加强灭火救援通信预案的制定与演练都有重要影响。除此之外,当火灾现场处于多消防系统同时进行消防工作时,无线通信技术的应用对于不同消防系统之间的有效沟通、建立高效的协调工作系统、提升消防指挥效率、最大限度地实现高效现场通信都有不可替代的重要作用与意义。

2. 促进无线通信技术在消防演练中的应用。

消防演练是促进人们对火灾进行有效防范的重要手段。我国规定所有的学校、企业都要每隔一段时期进行消防演练。在传统的消防演练过程中由于消防通信技术的落后给消防演练工作带来了诸多不便。而随着无线通信技术在消防通信系统中的有效运用和发展对于提升学校和企业的火灾应急水平、火灾自救方法、应急措施掌握、制定自主灭火措施都有着极其重要的影响。无线通信技术相比传统消防技术最核心的优势就在于效率,而其在消防演练中的应用更是将效率这一优势进行了极大的发挥。无线通信技术在消防演练中的应用可以使火灾报警、相关火情报告、自发灭火指挥的构建、火灾地点抢救与疏散、配合消防人员工作、火灾现场外围秩序维持、灭火战术的有效实施、火灾扑灭后的善后等内容都有着很好的提升。

3. 促进无线通信技术在新消防领域的发展。

随着我国经济水平的不断发展和新型建筑、新型基础设施的不断出现,消防系统的有效发展离不开对于新消防领域的研究。在有些新型消防领域中传统的消防通信系统无法很好地达到令人满意的消防效果,例如在地铁发生火灾时,由于消防地点处于地下且受到火灾的影响,传统的通信技术可能在应用中会受到较大阻碍。因此消防系统可以给每个进入地铁的消防工作人员配备通信手持台并统一使用地铁专用无线通信网络进行灭火救援指挥。除此之外,在远程消防指挥方面无线通信技术的发展可以促进消防指挥人员从企业消防站、消防值班室、总调度室等地方远程进行消防指挥,这对于提升消防工作效率、对火灾进行及时控制、更好的维护人民的生命财产安全都有着极其重要的意义。例如无线通信技术的应用可以使远程消防指令的内容变得更为清晰,这对于明确现场消防工作人员的职责与分工、灭火应急疏散预案执行与修正、灭火应急指挥部构建与运行、应急疏散的进行与火灾现场附近秩序的维持、消防措施和程序的有效执行都有极大的促进作用,从而可以在最大限度地减少人民的生命财产损失。

四、结论

随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提升,消防通信系统的完善对于保护国家财产、保护人民生命财产安全、促进经济平稳运行都有着重要的影响。无线通信技术在消防通信系统的中应用极大的促进了消防水平的发展。消防工作人员在进行消防工作时应当注重消防通信系统应用思路的创新,通过无线通信技术的合理运用有效对消防通信系统进行改良与提高。与此同时消防工作人员应当结合消防工作的实际情况对无线通信技术在消防通信系统中的应用做出更好地发展,从而全面地提升消防系统的整体工作能力。消防系统工作人员在执行消防任务时应当注重无线通信技术的合理应用与发展,从而更好地提升我国的整体消防水平。

参考文献

[1]张琦.浅析目前无线通信存在的问题及解决对策[J].民营科技.2012,4(8):33-35

消防无线通信系统 篇5

广佛地铁消防救援无线通信问题及对策研究

文章对广佛地铁消防救援无线通信存在的`主要消防问题进行了分析,阐述了地铁消防无线通信的重要性和技术要求,并对广佛地铁消防指挥无线通信的解决方案进行了比选,最后分析借鉴了上海地铁消防指挥无线通信模式.

作 者：黄豪 HUANG Hao  作者单位：广东佛山市公安消防局,广东,佛山,528000 刊 名：企业技术开发（学术版） 英文刊名：TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 年，卷(期)： 28(5) 分类号：U231 关键词：地铁   消防   救援   通信  

3G通信技术在消防中的运用研究 篇6

【关键词】3G通信技术；消防部队；智能指挥；消防监督

【中图分类号】TU998.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0079-02

一、3G通信技术与消防通信职能

（一）3G通信技术的概要

3G通信技术是无线通信与互联网多媒体通信相结合的第三代移动通信技术，它的声音与数据传输速度相较2G通信技术有了质的飞跃，如果说2G通信是信息小马路，那3G通信则是信息高速公路，它能在世界范围内保持畅通无阻的视频与图像处理、网页浏览与电子商务、电话会议与音乐播放等各项服务，其主要功能表现在以下几点。第一是宽带上网功能，3G无线宽带是3G技术支持下的宽带移动互联网服务，用户可以随时随地通过3G手机进行稳定高速的互联网连接，极大的促进了网络应用的便捷性。第二是视频通话功能，视频通话依靠3G互联网终端设备与第三方软件，双向在线传输语音或图像。第三是使用手机开展各种业务的功能，比如人们可以使用手机看电视、听音乐，进行视听阅读或者日常购物，随着通信终端的日益发展，“万能手机”将变为现实。第四是无线搜索与网络游戏的功能，该功能使人们能够发布与获取实时信息，带来了手机网游等丰富的娱乐体验。

（二）消防通信的职能分析

消防部队主要从事灭火、处理交通救援，以及进行化学危险品泄露事故、建筑物倒塌事故、自然灾害等抢险工作。消防通信是消防部队工作调度与组织指挥的神经中枢，它利用有线、无线等光电磁系统，通过特定的符号影像、文字声音等手段，发挥有效的消防信息传递职能。当事故发生时，消防通信通过报警渠道接收准确的事故信息，比如时间地点、现场人事、危险物资情况等等。随即消防通信需要将信息报告给上级领导与指挥部门的，查询与提供接援工作的所需材料。接着消防通信以事故类别为标准编制救援方案，迅速进行指挥调度，保障各职能部门人员间的通信畅通。除此之外，消防通信还需要组织与事故相关的公安机关、交通部门、医疗机构等协同单位的信息联络事宜。因此，消防通信担负着消防工作中的报知通信、指挥通信、协同通信以及保障通信等重要职能任务。

二、3G通信技术在消防中的运用意义

（一）促进消防工作的反应能力

3G通信技术在消防中的运用可以有效促进消防工作的反应能力。传统消防接警一般为电话报警，接警方式单一，3G通信技术促使消防通信网络的宽带化，比如无限消防通信可以利用微波通信实现自动报警。同时，3G通信技术的多媒体手段，以及远程数字化视频传输技术能为消防工作提供详尽的事故现场情况，大大增强了信息的准确性。对事故现场的充分掌握使前期准备工作具备严谨性与科学性，有利于救援工作的有序不紊，提高了消防部队的整体决策水平与快速反应能力。

（二）提升消防工作的信息能力

3G通信技术在消防中的运用可以有效提升消防工作的信息能力。首先，3G通信技术能仿真各类型的事故现场，通过消防人员对救援工作的模拟，实现对各环境下的消防信息的跟踪与采集。其次，3G通信技术为消防通信指挥系统提供了开放性的功能平台，消防部队可以随时保证消防指挥数据的实时更新与信息共享，具备了对信息利用的便捷性。再次，传统的有线通信需要电缆光纤等辅助设备才能完成信息传输，而3G通信技术利用无线电波在空间中进行信息传播，极大的提高了信息传输效率和质量，保障了消防信息传输的迅速、准确、不间断。

（三）增强消防工作的协作能力

3G通信技术在消防中的运用可以有效增强消防工作的协作能力。为保障消防工作的各相关部门的协同作战，消防通信往往需要与公安机构、医疗单位、交通部门等保持通信状态，传统的电磁波信号在建筑物内部穿透损耗大、信息频率低，不利于各组织间的远程通信合作。3G通信技术具备最先进的信号处理技术，即智能天线技术，可以自动调节信号传送的方向，跟踪有效信号，规避干扰源，从而提升系统容量，解决频谱信息资源匮乏问题，保障跨频域、跨时域、跨地域的信息传输稳定性，从而显著增强了消防工作的协同能力。

三、3G通讯技术在消防中的相关运用

（一）运用3G无线图传系统实现智能操作

3G通讯技术中的无线图传系统是一种视频数据传输系统，该系统由消防员、3G网络、信号接收终端共同构成信息循环系统。在实际消防工作中，消防员可以将随身设备采集到的事故现场情况通过编码模块以视频音频形式由无线通讯终端向3G网络发射，因为3G信息覆盖区域广泛，且不受地势影响，运行环境稳定，实时经过移动通讯指挥中心进行信息解码，指挥中心能根据实地信息作出科学的处理决策，发放决策信息返回现场消防人员，从而实现救援工作的智能化操作。

（二）运用3G智能手持终端开展消防执法

3G通信技术中的智能手持终端是基于全球卫星定位环境下的通信系统，结合了3G无线网络传输功能以及PC技术。在实际的消防工作中消防人员会遭遇各种复杂环境，比如救援预案的失灵，事故现场的危险化学物质等等。智能手持终端创造了消防人员随身携带信息通讯设备出警的便捷性，消防人员可以在实地条件下通过智能手持终端查询处理方法与相关信息，为救援决策提供必要的依据。同时消防监督人员也可以携带智能手持终端，实现消防现场的无纸化办公，提升工作效率。

（三）运用3G网络组建消防协同办公平台

3G网络移动办公平台由网络服务器、服务平台以及各办公用户端组成。运用3G网络组建消防协同办公平台首先应在消防部队内部设置网络服务器，网络服务器通过3G移动通信技术有利于消防业务基于内部网络，实现与外部环境的通联。其次，将消防协同合作的部门置于相同的服务平台之中，各服务器接受统一平台的管理，包括业务管理、信息安全管理、资源管理等等。再次，各用户通过配备手持终端、PC终端或者浏览客户端口参与服务器访问，形成围绕消防工作的移动办公平台，各协同部门可以应用3G通信技术进行实时沟通，也可以召开视频会议，完成公文流传等各种工作。

参考文献

[1]刘春明，《浅析如何加强消防部隊应急通信保障能力》[J]，《科技创新导报》，2009年第34期

[2]张勇，《有关3G无线通信技术的分析》[J]，《城市建设理论研究》，2012年第10期

[3]张帆，《关于完善灭火救援现场通信联络方式的几点思考》[J]《中国科教期刊》，2008年第21期

浅析消防通信指挥系统发展方向 篇7

1 简要对消防信息通信的发展史进行回顾

我们国家消防方面的通信设备与技术的发展是在我们国家建立以后, 和世界发达的国家地区对比, 其在技术这方面还有很大的距离。

八十年代可谓是我们国家消防信息通信发展迅速的阶段。自一九七九年, 一系列专用的火警警力调度台的逐渐出世, 慢慢的一些利用公共电路形式的电话交换机被随之取代。现在大多数的城市采用的都是专用的火警警力调度台这一系列的工具, 通信方面有线这个方向的通信网络已经形成。我们国家首个《城镇·公安·消防·部队·通讯·装备·标准》的出台, 加速了我们国家消防信息通信设备与技术的迅速发展。

2 消防指挥通信体系现在情况

消防信息指挥通信体系是通信设备与网络有机结合体, 它涵盖了整个的城区, 其中的环节有, 消防队, 指挥通信中心, 指挥车, 城市的主要保护部门与救灾部门等。所拥有的功能为警力的调度, 决定灭火辅助, 火警的受理等。消防的信息通信可谓是消防对工作中关键的组成, 在保障信息的传递完成, 扑救火灾的任务方面有着至关重要的作用。

经过多年的发展, 许多城市都建立了接警的方式集中的指挥调度系统, 移动通信的设备改善也比较的大, 无线移动通信超过二级的网络也初步的建立, 其通信的质量也得到了提高, 大量的增加了专用的报警线路与调度的线路。一些地方还使用了公安部专用网络和电信网络, 使得管理与办公自动化的水平得到了提高, 大部分都是不用纸进行办公。

可是对于体系的建设当中还有这许多不足:

(1) 接警处警的可靠安全性能不够,

(2) 没有完善的报警电话线路的故障警示和调度的检测线路, 问题不能够及时的发现, 漏警, 误警的现象极易出现。

(3) 重视投入硬件而忽视了对软件的开发, 造成系统的实用性能太弱, 接警受理的人还得靠调度人的经验进行判断, 一些通信的设备完全是摆设毫无实用。

(4) 不够强大的管理, 不能及时的更新数据和维护系统的硬件设备, 没有落实好管理的制度, 系统未能发挥出自己的有效作用。

3 消防指挥通信体系发展的趋势

现在迅猛发展的电脑互联网技术, 通信工程, 信息的处理, 让城市的消防信息的通信系统的建设越来越健全。它可以达到"接警处理警事电脑化, 智能化判断灾情, 网络化的指挥体系, 自动的下达警力调度指示, 联动的辅助, 实时掌握信息, 标准化火灾的档案。不仅如此它还和自动化的办公互相连接, 联动别的报警台和重点的部门, 实现了消防信息指挥通信所需求的准确, 有效, 迅速, 这是未来消防指挥体系建立发展的目标。详细情况如下:

(1) 原始的指挥平台将朝着多媒体多网络多线路呼叫的中心联合化的方向发展, 原来有单一的技术所完成的操作将朝着技术综合, 功能更多, 更加复杂的方向靠拢发展。还有指挥的中心它不单是对电话进行的报警, 人工的报警, 观望报警进行接受, 它还要受理关键部门的自动火灾报警器, 110的指挥平台传达出来的警报, 来信报警, 更有甚者是信息, 传真, 邮件, 等多方面的火灾报警还可以无限的扩展。

(2) 宽带化的通信信息网络。

(3) 系统的技术主导就是三维度的GIS, 现在伴随着无线移动通信的发展, 尤其利用了第三代的无线移动通信, 让GIS完成对小灵通, 手机等移动通信设备利用基地台定位的想法变成了现实。

(4) 增强移动指挥中心的快速组网能力、现场覆盖能力。

移动通信指挥中心由于其机动灵活性和各种功能的不断完善, 在火场指挥中的应用将越来越广泛。通过该指挥中心可以进行火灾现场的通讯指挥、查询和调动全市的消防力量、查询消防资料和现场编制灭火方案, 及时进行现场信息收集、与指挥中心进行信息交换等

总之, 通信技术和计算机技术的结合, 已经大大改变了原:有的消防通信系统组成模式, 并对灭火救援的科学指挥和整体作战效能起到极大的促进作用。相信在不久的将来, 利用现代通信技术、计算机技术、微电子技术建设的消防通信指挥系统, 将不断提高消防部队的快速反应能力、科学决策水平和信息支援能力, 更好的为社会服务。

摘要：文章主要对我们国家消防这方面的通信体系发展史进行了回顾, 对消防指挥通信系统的现在情况进行了分析。根据现有在有关科技发展的情况, 对未来的消防指挥通信工程的趋势发展进行了探究。

关键词：消防,指挥通信,发展方向

参考文献

消防无线通信系统 篇8

关键词：消防指挥,消防通信调度系统,地理信息系统,卫星定位系统,3G技术

1 引言

近年来, 随着我国城市经济社会的快速发展, 城市化的不断推进, 城市建设日新月异, 公共消防安全的非传统不确定性因素不断增多, 火灾持续增长的压力和风险不断加大, 预防和遏制重特大火灾的任务日益艰巨和繁重, 火灾问题的敏感度、关联度日益增强, 对经济发展、社会稳定带来较大影响, 城市公共消防科技水平、应急救援处置等公共消防安全保障能力与社会消防安全需求的矛盾还较突出。在这个背景下, 很多城市现有的消防指挥信息系统已经不满足城市现代消防调度的需求。现代消防科技水平对消防系统的快速应急能力、信息管理水平要求越来越高, 因此利用GIS、GPS、3G无线传输等技术, 在整合城市空间地理信息的基础上建设一套先进的消防调度系统, 能够有效加强消防工作的快速反应机制、提升处置灾害事故的实战能力、优化消防业务流程、显著提高消防指挥管理工作的效率。

2 系统建设目标

系统建设目标是通过建立一套基于先进的计算机技术、互联网技术、全球卫星定位系统 (GPS) 、地理信息系统 (GIS) 等技术的消防通信调度系统, 实现指挥车辆管理、控制及动态调度等工作处理的信息化, 改善传统的指挥、监控手段, 为合理地提高出勤准确度、出勤质量, 控制车辆调度, 以及减少资源浪费, 同时提供先进的计算机应用平台支持, 实现消防勤务工作信息化、信息资源网络化、灭火救援指挥决策科学化。

系统建设内容主要分为两部分, 消防指挥中心调度管理系统及车载智能导航终端系统, 两者之间通过3G无线网络实现文字、导航信息、视频等信息的传输, 从而达到处警信息快速传递与共享。

3 系统设计

3.1 系统总体框架设计

根据消防指挥通信调度系统的用户量少且集中的特点, 同时考虑到系统需集成GPS终端厂家的管理平台, 故采用计算机系统中常见的C/S (Client/Server) 体系结构。C/S结构具有交互性强、提供数据和服务的无缝集成、提供高性能的业务处理以及更加安全的存取模式等优点。

本系统的总体框架结构 (如图1所示) 自下而上可分为基础层 (网络及硬件支持系统) 、数据层、平台层、应用层、用户层。基础层包括了车载终端 (含GPS主机+导航屏) 、机房基础网络设备、客户计算机等硬件设备, 这些设备通过VPN网络进行互联互通, 为信息交换提供基础;数据层包含了系统的所有数据信息, 主要包括基础空间地理数据、消防空间数据、消防业务数据等;平台层则包括基于ArcGIS Engine空间地理信息服务平台、GPS监控管理平台 (车载终端厂家提供) 及用于实现信息交换的通信网关服务平台;应用层为系统的业务逻辑设计层, 主要实现功能背后的业务逻辑计算;用户层为用户跟系统交互的界面系统, 包含两个部分:一为指挥中心调度指挥系统, 主要提供指挥中心调度人员试用, 二为车载智能导航系统, 主要提供消防车辆驾驶员使用, 两者之间通过基于无线3G方式的VPN网络进行信息的交换。

3.2 系统功能设计

基于消防通信调度系统的建设目标, 在对消防处警业务的深入了解的基础上, 将指挥中心通信调度系统划分电子地图浏览、消防车辆GPS监控管理、指挥与调度、消防预案管理、查询与统计报表、系统管理;车载终端智能导航平台则包括车辆导航与信息交互管理等功能, 如图2所示:

1) 电子地图

电子地图功能主要实现对城市地图的浏览、地图查询、专题图显示控制等功能, 方便用户对地图进行使用, 同时可对各种消防设施专题图进行制作与输出。

2) GPS监控管理

安装有GPS监控终端的消防车辆, 在车辆启动的情况下均会在指挥中心消防通信调度系统的地图上标识出车辆的位置及即时运动状态, 以便于指挥中心随时掌握辖区所有消防车辆的位置以及运行状态。同时系统对于车辆的非调动出动 (或非正常出动) 进行报警, 强化了对消防车辆的管理。系统还提供车辆历史运行轨迹的查询和展示功能, 对消防车辆在过去某段时间内的位置及运动状态进行查阅。

3) 指挥调度

指挥调动功能是本系统的核心的功能, 主要实现对警情从接警到处警完成全过程的辅助指挥调度功能。处警流程如图3所示。指挥中心在接到报警后, 将报警点在系统中快速定位, 然后系统将报警点附近的消防水源、道路宽度、重点单位等信息展示在地图上, 形成处警专题图;若报警点所在单位存在相关预案, 则系统自动调出预案, 如出警力量、出警路线、停靠位置等;若不存在与预案, 指挥员可在系统中根据系统提供的快速分析工具, 选择离报警点最近的消防力量, 生成各消防单位到报警点的最优路径, 从而快速形成处警方案;处警方案下发至各消防单位 (一般为各消防中队) 的车辆, 然后各车辆出动、到场、火情 (处警) 信息反馈、投入战斗、处警完成、车辆返回。消防车辆从出发到返回过程中的作战状态可通过车载智能导航终端实施反馈至指挥中心, 以便指挥中心能准确掌握作战信息, 快速处理异常情况。针对需要增援的情况, 指挥员只需要在处警专题图上选择增援力量及车辆停靠位置, 系统便自动生成最优路径, 下发至增援车辆。

4) 预案管理

消防预案是针对重点单位、重点区域等制定的消防应急指挥预案。消防预案通常包括参与灭火的消防力量 (含调动的消防中队、车辆及消防员) 、各消防单位到预案地点的路径、停靠位置、处置方式等, 消防预案在消防处警中具有重要的意义, 可大大提高消防处警的效率, 最大程度的减少火灾造成的损失。系统提供的预案管理功能, 用户可对重点单位消防预案进行建库和管理。

5) 查询统计与报表

查询统计与报表功能主要包含消防单位信息、车辆信息、人员信息的查询, 处警信息查询、交互指令信息查询以及根据实际需要生产的各种处警信息报表。

6) 系统管理

系统管理主要实现对系统用户、权限、日志、常用设置以及数据字典等的管理功能。

7) 车辆导航

安装在消防车辆上的智能导航终端提供两种导航功能, 即自主导航及指挥中心导航。自主导航是车辆驾驶员可在导航终端上设置导航的起止点, 由终端自动生成导航路径, 并引导车辆到达目的地;指挥中心导航则是一种被动导航, 它是由指挥中心的指挥调度平台生成最优的路径, 并下发至智能导航终端, 再由导航终端引导车辆到达指定位置。

8) 信息交互管理

车载智能导航终端可以对指挥中心下发的指令信息进行显示、播报, 并实现历史记录查询功能;同时车辆驾驶员也可通过车载终端将作战状态实时反馈至指挥中心。

3.3 数据库设计

系统所涉及到的空间数据全部采用WGS84坐标系, 以便于GPS位置信息的快速、准确的显示。空间数据库统一采用GeoDatabase的数据模型进行数据的组织。数据的内容如图4所示:

基础地形空间数据主要包括1∶500、1∶10000、1∶50000三种比例尺的数据, 内容包含道路、水系、绿地、居民地、行政区划及政府所在地、铁路、兴趣点等。消防专题空间数据主要包括消防力量的分布、消防重点单位以及消防水源分布, 消防水源又包含消费栓、可用水系水源等。消防预案数据主要为预案基本信息、预案的处警力量信息、处警路径以及停靠位置等。指挥调度过程数据则包含从报警开始至处警完成过程中产生的过程数据。系统数据主要为系统的用户数据、角色及权限配置数据、日志、数据字典等。

4 系统实现与应用

4.1 GIS平台选择

城市消防指挥调度系统的核心平台为GIS平台, 其多有的应用也均是建立在GIS平台的空间分析基础至上, 因此, 选择优秀的GIS平台在城市消防指挥调度系统中至关重要, 这关系到系统能否快速生产科学有效的辅助调度信息。

ArcGIS是一个全面的, 可伸缩的GIS平台, 为用户构建一个完善的GIS系统提供完整的解决方案[1]。ArcGIS提供了成熟稳定的GIS平台, 并且具有丰富的GIS功能, 采用流行通用的架构设计, 具有良好的开放性和可扩展性, 是GIS平台的领导者。ArcGIS为开发人员提供了丰富多样的开发接口和工具, 能够轻松灵活的构建个性化的GIS应用。

4.2 系统开发

系统开发过程严格按照系统设计的目标和设计原则进行, 基于Visual Studio 2008和ArcGIS Engine9.3, 采用C#语言开发完成了城市消防指挥调度系统, 系统采用通用的窗口、菜单、图标、对话框等方式, 但对传统的Windows窗口界面进行了优化设计, 克服了传统的C/S系统界面限制, 采用全美工界面设计与制作, 最大限度的提高了用户在视觉上体验。针对系统的交互性操作方面, 系统提供了很大的灵活性, 用户设置自己的使用习惯, 从而简化操作过程。系统的主界面如图5所示。

4.3 系统应用

1) 消防车辆动态监控

通过在消防车辆上安装智能导航终端, 通过GPS模块实时获取消防车辆的位置信息, 从而实现对消防车辆的实时动态监控, 如消防车辆的位置分布、消防车辆行驶状况、消防车辆非调动出动的违规情况以及消防车辆历史运行轨迹等。进而加强了对违规使用车辆的监管, 也为执勤车辆是否按照既定的要求进行处警提供了监督工具。

2) 消防预案管理

通过系统提供的预案管理工具, 用户可以在系统中为重要单位、危化品单位、人口密集区、棚屋区等消防重点区域制定灭火预案, 预案不仅包含出动的消防力量 (车辆、人员) , 还包含车辆到场的路径、停靠位置以及使用的水源等。在这些预案地点发生火灾时, 可进行快速响应。

3) 消防车辆调度智能决策

消防指挥调度系统采用GPS技术对消防车辆定位, 采用3G移动通讯网络的数据信息进行车辆与指挥中心之间的双向数据通讯;车载终端通过GPS卫星信号运算出定位数据和状态数据等信息发回到指挥中心, 中心网关接收来自车载单元回传中心的定位及状态数据, 判断数据类型, 将其中的GPS定位数据、状态数据等实时回传到指挥中心。指挥中心通过车辆引导智能决策功能将战斗部署派发给参战消防车辆, 并引导车辆按指定路线行进至火场指定位置, 展开灭火作战行动。

车辆引导智能决策功能在灭火战斗中起着极其重要的作用, 根据灭火战斗“先控制, 后消灭”的原则, 要求具备包括查询最短路径, 最优路径或者按消防作战特定条件 (如:水源、风向、路况、消防栓位置及数量等条件) 提供多条路径。从而达到最佳的处警效果。

4) 消防水源及重点单位空间可视化管理

通过消防指挥调度系统的建设, 实现对消防水源、重点单位以及辖区道路等的空间可视化管理, 实现了空间和属性信息的快速检索和定位, 从而摆脱了依靠传统的纸质图纸管理方式, 避免了新到的消防战士需要背诵记忆消防水源、重点单位位置等的过程。

5 结语

基于GPS、GIS、3G无线通信技术的城市消防通信调度系统的建成, 实现了消防车辆信息动态监控、接处警调度救援、业务管理等信息的科学管理;实现了指挥车辆管理、控制及动态调度等工作处理的计算机化, 改善传统的指挥、监控手段, 为合理地提高出勤准确度、出勤质量, 控制车辆调度, 以及减少资源浪费提供先进的计算机应用平台支持;实现了消防勤务工作信息化、信息资源网络化、灭火救援指挥决策科学化。

但是, 当前系统在导航路径的规划是基于道路通畅的情况, 暂时没有提供实时路况信息的接入, 这也是系统在下一步进行完善的一个重要方向。同时, 随着3G无线传输技术的推广, 在系统中引入实时视频监控功能也是大势所趋, 视频监控功能可使得指挥中心指挥员更加准确的掌握火场的状况, 及时做出科学、准确的指挥调度。

参考文献

[1]公安部办公厅.县、市级公安机关‘三台合一’接处警系统技术规范[K].2004.9.

[2]张文辉, 朱力平, 沈荣芳.数字消防—消防信息化的开放模式[J].灾害学, 2005 (04) .

[3]王文俊, 王月龙, 罗英伟, 汪小林, 许卓群.基于GIS的“119”消防指挥调度系统的设计与实现[J].计算机工程, 2004, 30 (5) .

消防无线通信系统 篇9

1消防侦察机器人的通信控制系统

机器人是一个多功能的完整系统, 其通信控制系统包括内部的和外部的两大部分。内部通信控制包括各种传感器 (如红外传感器、激光传感器、计数器、速度/加速度传感器等) 的数据采集并与主控板通信, 也包括各种执行器如马达的转动、摄像机云台镜头的调节等。消防机器人可以自主工作, 但还要受人的控制, 有时也需要同类机器人的协同工作, 即在消防机器人之间、消防机器人与指挥系统之间都需要外部通信系统。为提高机器人的灵活性, 通信系统优先选用无线通信系统。此方案融合应用了Zigbee网络、GPRS/3G网络、WLAN以及与之相联的Internet网等。

侦察机器人的内部通信除常规传感器外, 在消防机器人中安装了基于Zigbee 网络技术的中心节点, 并在其服务的区域增加了各种低功耗、低成本的Zigbee无线传感节点, 如温度传感器、烟雾传感器、辐射传感器等。这些传感器将增加消防侦察机器人基于视频图像模式探测火灾的判据, 提高其火灾识别的准确性。这不仅降低了人们安全防范的服务成本, 也提高了机器人系统的可靠性和灵活性。

在方便网络接入的机器人服务区, 选用WLAN是较为经济的。常用的无线局域网标准有: IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g等, 其下行速率可达 56 Mbit/s。在此方案中, 消防侦察机器人的主控板连接无线网卡, 无线网卡通过设置在服务区内的无线路由器与Internet网通信, 从而使网络内的所有终端 (包括其他机器人或远程指挥系统) 只要授权就可与本机通信。网络中可配置域名解析服务器, 以便于通过容易识记的域名对机器人的IP 地址进行访问。

3G是在GSM和GPRS基础上发展起来的第三代移动通信技术, 不仅可以提供话音业务, 还能够提供高速数据业务, 能够方便地与互联网业务融合。目前, 国内3G存在CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA3种标准。联通的WCDMA采用HSPA技术可达7.2 Mbps, 完全可以满足视频无线传输的实时性要求。此方案外部通信系统采用了WLAN与3G通信互相补充的方式, 3G网络选择WCDMA进行试验。3G 无线通信模块接到机器人ARM板上的USB口, 以便于提高传输速率。远程用户既可通过具有3G功能的手机接收信息并发出指令, 也可通过3G无线路由器与Internet联网, 从而使远程指挥系统与机器人通过软件通信。系统组成如图1所示。

2消防侦察机器人主机的硬件组成

消防侦察机器人主机硬件选择DSP与ARM双核结构模式组建。DSP主要进行图像数据处理, 包括视频的压缩和火灾的识别等功能。ARM上运行操作系统, 主要用于系统的业务应用。DSP与主机ARM利用HPI并行接口进行数据交换。

DSP核心处理器选择TI的TMS320DM642, 其工作主频为600 MHz, 适合于图像或视频的快速处理。其外围电路包括四通道的视频解码器TVP5154、视频编码器SAA7121、SDRAM、FLASH等。视觉系统的硬件系统前端采用CCD摄像机, 采集的PAL制式视频信号为模拟信号, 经TVP5154的A/D转换后形成数字码流, 送至DM642的视频接口, 由DSP对其进行处理。DM642的VP0或VP1作为视频输入口, VP2作为本机监控的视频输出口。图像处理过程中的大量中间数据经EMIF接口传输到SDRAM中存储。DSP对图像进行处理后通过HPI接口与ARM处理器交换数据。

ARM板选择友善之臂的mini2440进行开发。其核心处理器为三星S3C2440, 它是典型ARM9系统, 功能强大, 有较好的软件开发平台, 并有各种通信接口可以利用。ARM 处理器通过USB接口连接无线网络适配器, 通过无线路由器构建无线局域网络;UART口经电平变换为RS 485接口后可与摄像机的云镜解码器相连, 从而可远程控制摄像机的云台旋转或镜头各种参数。Zigbee模块可与板上的RS 232接口通信。同时, 该模块与分布在服务区内的无线温度、烟雾或图像传感器通过Zigbee协议交换数据, 也可与其他机器人协作, 提供更加广泛、更加智能的业务服务。同时, 其本机I/O接口与机器人的常规传感器或执行机构相通信, 接入各种数据, 完成各种动作。其整体结构框图如图2所示。

3通信控制系统软件的实现

3.1 软件结构

软件主要完成以下功能:远程监控视频;通过主从CPU完成火灾火焰的图像识别和通信功能;通过RS 485总线与前端云台和镜头控制器进行通信, 控制云台和镜头的旋转角度或巡航速度。系统软件包含机器人本机服务器软件和客户端软件。利用DSP系统可组建远程视频服务器, 可远程监控机器人的视频;利用ARM系统可组建Web服务器, 在远端完成对机器人的各种查询和控制功能。DSP和ARM可各自作为独立的系统使用。利用HPI并行接口, DSP与主机ARM通信进行数据交换。软件结构如图3所示。

3.2 DSP启动程序

程序初始化后, 先把存储在FLASH中的有关DSP的配置驱动程序传输到DSP, DSP完成数据采集、压缩、火灾图像识别等任务。各功能模块可通过中断完成相应功能。程序结构如图4所示。

3.3 Web服务器构建

本机构建Web服务器采用Boa。Boa是一种非常小巧的Web服务器, 可执行代码只有大约60 kb左右, 很适于资源紧张的ARM系统。Boa不能并发连接请求, 但支持CGI, 通过CGI程序可以fork出其他进程, 完成各种访问控制功能。开发板提供了Boa源代码 (也可以从网上

下载) , 根据目标平台修改配置文件boa.conf以及相关的源代码文件boa.c、log.c, 然后执行configure生成Makefile, 修改Makefile中CC和CPP等项使其为与目标平台对应的编译工具, 再通过交叉编译生成可执行文件boa, 然后拷贝配置文件boa.conf和可执行程序boa到文件系统中。这样就可以在目标板中运行boa程序了。

3.4 网络通信控制

系统所要实现的功能是让客户端使用浏览器向服务器发送HTTP请求, 服务器响应客户端的请求后, 引导到指定的脚本程序, 对命令进行解析, 将信息交给后台-CGI去处理。CGI解析信息后, 向远程设备发出控制信息。设备响应后, 返回给CGI控制信息, CGI再将信息解析成变量输出到Web Server上, 最后客户端得到Web Server发回的页面消息 (HTML) , 就能得到现场设备的运行状态, 实现对现场设备的远程监控。此系统设计的主要网络通信程序如图5所示。

视频图像的传输主要采用H.264标准。H.264标准具有较高的视频压缩比和较高的图像质量, 在当前的网络情况下可以较流畅地传送视频图像。传感器节点信息包括传统传感器和无线传感器的所有信息。机器人运动控制和摄像头云镜控制主要是指操作人员可通过网页控制机器人的前进、后退、转动指定角度等, 也可以控制消防机器人的摄像头云台上下左右转动、镜头放大倍数、焦距、景深的调节, 以便于得到更清晰、更容易视频处理和火灾识别的画面。

4结束语

随着经济的发展和灭火救援日益严峻的形势, 我国的消防机器人研制工作将会越来越得到有关部门的重视和大力支持, 越来越多的消防指战员已经认识到消防机器人的重要性。随着消防机器人的技术不断完善, 消防机器人的市场正在逐渐形成。此系统中的消防侦察机器人硬件上采用DSP/ARM双核结构系统;在通信方式上, 内部采用Zigbee网络传送传感信息, 外部采用无线局域网与3G网络互为冗余的技术方式, 完成火灾识别、视频压缩、通信报警以及远程监控等功能, 具有较广阔的应用前景。

摘要：设计具有火灾识别、视频压缩、通信报警以及远程监控等功能的消防侦察机器人的通信系统。分别介绍机器人的内部和外部通信控制系统, 以及采用DSP与ARM双核结构模式组建的主机硬件, 从需要完成的功能角度分析软件结构, 并说明DSP启动程序、Web服务器和网络通信控制等软件设计。

关键词：消防侦察机器人,通信控制系统,DSP,ARM

参考文献

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[2]胡斌.消防侦察机器人[J].机器人技术与应用, 2005, 18 (6) :19-22.

[3]张庆海, 朱纯仁.基于DSP/ARM双核的网络视频服务器的方案设计[J].南京工业职业技术学院学报, 2007, 7 (4) :44-47.

[4]管耀武, 杨宗德.ARM嵌入式无线通信系统开发[M].北京:电子工业出版社, 2007.

消防无线通信系统 篇10

随着社会的进步和生产的需要, 利用无线传感器网络进行数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面, 因此利用无线传感器网络设计新产品必然在当今社会成为一个焦点。在现实生活中, 这种无线采集系统已经被成功应用于工农业、环境监测、军事国防、机器人控制等许多重要领域。特别是无线火灾报警系统可以有效的实现火灾预警, 减少损失。

本文基于无线传感器网络实现消防报警系统, 该设计具有实际意义, 可以应用于预防火灾、预防煤气中毒、煤炭资源开采等诸多方面, 具有设计小巧、多点式的检测、无线报警、智能控制、性价比高、操作简单、性能稳定和功能强大的特点。本系统的设计采用了Nordic公司新推出的射频芯片NRF24L01射频芯片, 利用单片机STC89S52RC控制实现短距离无线数据通信。该系统包括发送和接收两个模块。发送部分以单片机STC89S52RC为核心, 温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2负责实时采集环境温度和烟雾浓度, 单片机负责将传感器采集到的数据通过NRF24L01无线传送给接收部分。接收模块NRF24L01负责将、接收的温度和烟雾浓度数据, 单片机控制实现显示和报警功能, 若采集到的数据超过安全设定值则通过蜂鸣器报警, 系统还包括人机交互模块, 根据环境不同设置不同的安全阈值, 有效地适应现实环境的需要, 实现准确的火灾预警。

2 系统结构

2.1 主控电路

本文采用STC89S52RC作为主控制芯片[1,2,3]。控制电路主要负责转换传感器采集的数据, 并实现报警控制, 同时控制无线收发模块的数据转换。图1所示单片机最小系统。

2.2 检测电路

本设计包含2类传感器, 分别是温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2。其中单线数字温度传感器DS18B20是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器。DS18B20引脚图及接线图如下图所示。

MQ-2传感器是以清洁空气中电导率较低的金属氧化物二氧化锡 (Sn O2) 为主体的N型半导体气敏元件。当传感器所处环境中存在烟雾气体时, 传感器的电导率随空气中烟雾气体浓度的增加而增大。MQ-2半导体气体烟雾传感器采集到的烟雾浓度模拟信号必须经过A/D转换器转化为可以识别的数字信号给单片机。

QM-2气体传感器开机通电时, 内阻小, 需开机预热几分钟, 才能达到稳定状态, 应用过程中要注意这一过程。

2.3 无线收发模块

本文采用射频收发器件n RF24L01作为收发模块的核心器件[4-5], 工作频段为2.4 GHz~2.5 GHz ISM频段。单片机通过配置使能发射或接收端CE及CSN, SCK, MOSI, MISO, SPI, IRQ引脚端, 控制n RF24L01模块收发数据。

2.4 声光报警模块

声光报警电路主要通过彩灯的闪烁和蜂鸣器鸣响引起用户的注意, 当外界温度或空气烟雾浓度超过预设温度上下限时, 单片机调用报警子程序。该电路由蜂鸣器和数码管组成, 具体电路如图所示。

3 软件设计

单片机对NRF24L01无线模块以及DS18B20、MQ-2进行初始化之后, 从DS18B20读取温度数据, 从MQ-2读取烟雾数据, 由单片机处理数据, 通过调用无线发送程序将温度和烟雾浓度数据发送给接收端, 经过处理之后在液晶显示器LCD1602上显示, 同时接收端单片机分析采集到的温度和浓度值是否超过设定阈值, 实现实时监测及报警功能。

3.1 发送部分流程图

发送部分主要功能是利用传感器网络采集温度与烟雾浓度数据, 并通过NRF24L01将采集到的数据发送出。

3.2 接收部分流程图

接受部分包括接受数据显示和判断报警两部分。单片机通过控制无线接收模块, 接收来自远端传感器的采集数据, 并在LCD1602液晶屏上显示。单片机的另一个功能是比较实时采集数据与设定的阈值, 若温度值或烟雾浓度值超过阈值则启动报警程序, 流程图如图10所示。

4 结论与展望

本文设计实现基于无线传感器网络的消防报警系统, 该系统包括传感器采集电路、无线收发模块、单片机控制电路和烟雾温度报警电路四大部分构成。根据设计要求、使用环境、成本等因素, 选用MQ.2型半导体电阻式烟雾传感器和直接数字输入式的温度传感器DS18B20。经测定该系统稳定可靠, 能根据环境温度和烟雾浓度实时报警, 可用于家庭、学校及公共场所的消防预警。

摘要：本文设计火灾报警系统可实现实时温度监测和空气烟雾浓度监测。该系统采用单片机AT89S52RC实现控制电路, 采用数字式温度传感器DS18B20实时监测环境温度, 采用烟雾毒气传感器MQ-2实现对空气中烟雾浓度实时采集, 利用无线数据通信收发芯片NRF24L01实现对温度及烟雾浓度现场采集数据的实时传送, 实现远程的监控及预警。该系统体积小, 便于多点监测, 智能控制且性能稳定, 可供家用及公共场所的火灾监测。

关键词：SoC,AT89S52RC,烟雾传感器MQ-2,温度传感器DS18B20,无线

参考文献

[1]李文忠, 段朝玉.短距离无线数据通信[M].北京航空航天大学出版社, 2006.

[2]张毅刚.单片机原理及接口技术 (C51编程) [M].人民邮电出版社, 2011.

[3]王全.AT89S51单片机原理及应用技术[M].机械工业出版社, 2015.

[4]韩立伟, 李界家, 吕晶, 刘悦.基于无线传感器网络建筑火灾报警系统设计[J].安防科技, 2015 (01) :11-13.

消防无线通信系统 篇11

关键词：数据库,消防通信,指挥系统

0 引言

新世纪在“数字”浪潮的冲击下,现代城市消防工作必将呈现“接处警方式计算机化、灾情判断智能化、指挥系统网络化、指令下达自动化、力量调度集群化、辅助功能联动化、综合信息实时化和火灾档案标准化”的信息时代发展特点。严峻的现实迫切需要加快信息技术在消防工作中的应用速度,建设消防通信指挥系统已是非常必要。而数据库技术作为信息技术的重中之重，其在消防通信指挥系统中的重要性就不言而喻了。

1 现代数据库技术

1.1 数据库系统

数据库系统(DBS)是由一个互相关联的数据和集合组用以访问这些数据的程序组成,这个数据集合通常称为数据库。DBS的基本目录是要提供一个可以方便地、有效地存取数据信息的环境。

设计数据库系统的目的是为了管理大量信息，对数据的管理涉及到信息存储结构的定义和信息操作机制的提供。此外,数据库系统还必须提供所存储信息的安全性保证,即使在系统崩溃或有人企图越权访问时也应保障信息的安全性。如果数据将被多用户共享,那么系统还必须设法避免可能产生的异常结果。

1.2 数据库系统在应用系统中的地位

数据库系统是信息处理技术中的一个关键组成部分。按照普遍的观点,数据库是现代信息化社会信息资源管理和开发利用的基础,而数据库系统是这个基础的基础。从信息处理的角度考虑,我们可以认为数据库系统是当今计算机信息系统的核心,是计算机技术和应用发展的关键。

2 数据库技术在城市消防通信指挥中的应用

2.1 城市消防通信指挥系统对数据库存取的要求

城市消防通信指挥系统是覆盖一个城市,联通城市消防通信指挥中心、消防站、城市移动消防通信指挥中心、消防安全重点单位及救灾相关单位等环节的,具有火灾报警、受理、通信调度和辅助决策指挥等网络和设备及软件组成的系统。

城市消防通信指挥系统主要实现的基本功能有:(1)利用城市或专用的通信网或通过城市火灾自动报警监控子系统向城市消防通信指挥中心报火警;(2)自动或人工实现火警辨识、出动方案编制、出动命令下达等火灾受理流程;(3)利用有线或无线通信网,进行语音通信、数据通信和图像通信;(4)在火场及灾害事故现场进行全市消防实力调度;(5)利用系统资源对消防地理、气象、消防水源、消防实力、消防安全重点单位基本情况、各类火灾和灾害事故特征、化学危险品、灭火救援战术技术信息进行采集、存储、检索、处理、显示、传输和分析。

围绕上述功能,城市消防通信指挥系统一般由消防案件受理子系统、城市火灾自动报警受理子系统、消防有线(无线)通信子系统、消防案件指挥子系统、消防信息综合管理子系统、训练模拟子系统等子系统构成。这些子系统是一个相对独立,但又互相依存的系统实体。为了让城市消防通信指挥系统各子系统正常工作,要求各子系统使用一致信息。如果各子系统使用不相同的信息来源,城市消防通信指挥系统将无法协调运作,并可能带来极大的危害。所以城市消防通信指挥系统需要一个强大、高效的数据库系统来统一管理城市消防通信指挥系统的所有数据,这个数据库系统能时刻保证整个系统各类信息的一致性和完整性。下面重点讨论消防案件受理子系统和消防信息综合管理子系统对数据库的要求。

2.2 消防案件受理子系统对数据存储的要求

消防案件受理子系统由消防用程控交换机、消防案件受理台、相关应用软件等部分组成,通过通信网络,采集、处理消防案件及相关信息并进行调度的辅助决策指挥系统。消防案件受理子系统处理案件过程中一般会涉及以下数据处理:

(1)接听报警电话。查询电话三字段信息,保存报警电话信息。例如报警时间、报警人、电话三字段信息、接警人、处理时间等,如果配备了电话录音系统,电话语音也可以被记录;

(2)案件定位。查询GIS数据,获取案件位置坐标,完成GIS定位;

(3)立案处理。记录案件信息,向城市消防通信指挥系统发布立案信息,例如立案时间、立案人、立案类型、案件性质、案发地点等;

(4)消防实力调度。查询城市消防实力状态,获取最佳消防实力调度方案;

(5)案件处理记录。记录案件处理过程,如案件状态变化、消防实力动作等,如果配备GPS系统,车辆运动轨迹也可以被保存;

(6)案件归档。记录结案信息,案件信息从当前案件信息库转入历史案件资料库。

从信息处理角度来观察消防案件受理子系统,它是一个要求全天候工作的联机处理系统。子系统需要数据库提供稳定、高效、海量的数据存取服务。因为消防案件受理子系统是一个全天候的应用系统,所以子系统一旦启用,就要求数据库必须保证不停地向其提供数据存取服务。数据库的稳定性与数据库系统(DBS)有关,同时操作系统的稳定性也是至关重要的因素。

整个城市消防通信指挥系统只有使用相同信息来源,才能保证数据的一致性和完整性。所以数据库必须具备同时向多用户提供数据存取服务的能力。对一消防案件受理子系统而言,需要在最短时间内完成接处警操作,所以数据库在向多个用户提供数据读取服务的同时,还必须保持数据处理的高效率(对每个用户请求的响应时间应该保证在秒级内)。消防案件受理子系统涉及信息很多,一般可以归纳为消防地理信息、气象信息、消防水源信息、消防实力信息、灭火救援器材信息、消防安全重点单位信息、消防案件特征信息等。在这些信息中,有的数据量极大,例如报警电话信息、城市GIS信息,对于大型、特大型城市,它们的数据量都达到或超过百万级。所以数据库应具备存储海量数据的能力,并保持较高的数据吞吐量。

2.3 消防信息综合管理子系统对数据存储的要求

消防信息综合管理子系统,由消防信息管理工作站和相关数据库的管理维护应用软件组成。它利用系统资源对消防信息进行采集、存储、检索、处理、显示、传输、分析。具体而言消防信息综合管理子系统可以细分为消防实力维护程序、城市GIS数据采集程序、城市消防安全重点单位消防预案维护程序、消防信息对外发布系统、消防案件分析系统等。我们以城市GIS数据采集程序、消防信息对外发布系统和消防案件分析系统对数据库的要求为例来看消防信息综合管理子系统对数据存储的要求。

(1)城市GIS数据采集程序

现在地理信息处理方面主流的做法是把地理信息关系化,即不是将地理信息存储在原来的地理信息系统中,而是存在关系数据库中。之所以这么做,是希望使用成熟的数据库技术更好地管理地理信息数据。关系型数据已经有几十年的发展历史,有统一的关系模式,统一的处理语言,并且提供了诸如并发控制、事务处理、恢复等功能,这是原来GIS难以做到的。由于原来GIS不开放的体系结构,也难以适应网络时代信息开放共享的需求。对于城市消防通信指挥系统,城市GIS数据采集程序应该采用维护数据与数据库存储管理的数据模式。

由于城市消防业务的特殊性,在城市消防通信指挥系统中,消防案件受理子系统对数据库数据存取的优先级最高。任何其他子系统或程序对数据库的操作都不应该影响消防案件受理子系统的正常动作。由于GIS数据信息量很大,城市GIS数据采集程序需要数据库提供较大的数据吞吐,这势必对数据库带来较大的压力,延长数据库对消防案件受理子系统数据存取的响应时间,所以建议在预算资金允许的条件下,使用一套独立的数据库维护和管理城市GIS数据。

(2)消防信息对外发布系统

消防信息对外发布系统是通过计算机网络向消防局及消防局以外用户自动发布当前或历史的消防案件信息,实现信息共享。由于这些信息直接来自城市消防通信指挥系统,所以它具有信息准确、实时等特点。

随着Internet技术的发展,使用浏览器发布各类信息也是当前最流行的网上信息发布手段。在城市消防通信指挥系统中,我们完全可以使用该技术实现消防信息对外发布。由于消防信息对外发布系统会随时向数据库查询大量消防数据,例如查询历史上某周的火灾发生情况,这种操作将对主数据库带来较大压力。所以消防信息对外发布系统也遇到城市GIS数据采集程序相同的问题,即与消防案件受理子系统竞争数据库存取操作。另外，由于消防信息对外发布系统直接面对消防通信指挥之外的普遍用户,在网络上,无意或恶意破坏行为随时都会发生,这可对主数据带来严重的损坏。鉴于上面两个原因,在预算资金允许的条件下,建议使用一套独立的数据库负责管理向外发布的数据。由主数据库或专用程序定时将最新的消防信息推送入这个数据库。

(3)消防案件分析系统

消防案件分析系统是使用城市消防通信指挥系统所采集的历史消防案件来分析城市消防案件发生情况的系统。例如我们可以使用过去三年的数据,分析某一地区不同时间段火灾案件发生的概率;也可以使用过去半年中火灾案件第一出动所花费时间来分析城市消防实力分布是否合理。消防案件分析系统与消防案件受理子系统不同,消防案件受理子系统要求数据库提供高效事务处理能力,而消防案件分析系统需要数据库提供强大的数据查询和数据挖掘能力。所以消防案件分析系统不应使用城市消防通信指挥系统的主数据库,也应使用一套完全独立的数据库。

3 城市消防通信指挥系统数据库建设

前面讨论了城市消防通信指挥系统对数据库存取的要求,那么城市消防通信指挥系统建设究竟应该配备怎么样的数据才算合理呢?这个问题没有一个固定的答案,它与系统的规模、需要实现的功能、建设预算等实现因数有关。如果城市消防通信指挥系统承担数据存储服务,那么城市GIS信息量不大,消防案件发生频率不高,一般配备一套数据库就能负担整个系统数据存储需求,这种配置对我国中小城市非常适用。对于大型或特大型城市,由于城市规模大，火灾发生频率高,使用一套数据库可能难以同时支撑城市GIS数据采集和消防案件受理,尤其是在春节等火灾多发时段。这时应该至少配备两套数据库(配置可以不同),一套用于消防案件受理,另一套用于系统数据综合管理。如果城市消防通信指挥系统,不仅实现消防案件受理,还涉及消防信息发布、消防案件分析等功能,我们应该在预算允许的范围内配备多套数据库负责不同功能的实现。由于城市消防通信指挥系统要求数据库具有全天候工作能力,我们在配置数据库时还应考虑数据库稳定性以及数据库发生灾难时如何应对。虽然现在计算机硬件的可靠性非常高,但还是不能排除因为硬件故障、人为错误或天灾等原因导致数据库损坏,信息丢失。所以在配备数据库和系统运行的过程中,应该考虑四种问题发生时的应对策略:(1)由于系统错误导致数据库丢失或系统无法运行。我们在建设城市消防通信指挥系统时,就应考虑如何避免系统运行后这类问题的出现。一般解决方法是在预算范围内选购最稳定的商用数据库系统,当然售后服务也是重要因素。另外操作系统也是重要因素,现在主流操作主要有:WinNT4,Windows2000和各类Unix系统。由于Unix系统发展时间较长,相对比较稳定,建议使用Unix作为数据库系统的操作平台。(2)由于人为错误导致数据丢失。人为错误随时可能发生,对于这种错误惟一的解决方法是加强系统用户业务培训和及时数据备份。(3)由于磁盘硬件故障导致数据丢失。数据库服务器磁盘故障可能会导致数据库系统崩溃或大量数据丢失。虽然我们可以使用系统物理备份的方法恢复数据库系统,但过于频繁的备份操作会导致数据库系统效率严重下降,影响城市消防通信指挥系统的正常运行。另外由于数据库系统中个别磁盘的故障导致数据库系统崩溃,为了修复磁盘或恢复数据将花费大量的时间,在这段时间中城市消防通信指挥系统无法运行,这种情况是不可接受的。对于这种问题,一般的解决方案是为数据库系统配备磁盘镜像,用磁盘冗余的方法尽量降低由于硬件故障导致数据丢失的发生概率。(4)由于数据库服务器硬件故障导致数据库无法运行。数据库服务器硬件故障导致数据库无法运行的可能性很小,但是如果发生,那将是一场灾难,基本没有好的解决方案。我们所能做的就是尽可能短时间使系统恢复运行。为了达到这个目标,一般的方案是为系统主数据库服务器配备容灾数据库。在系统正常运行时,容灾数据库根据主数据库的数据变化情况,运用数据同步技术实时刷新自己内部的数据,使其与主数据库尽可能保持一致。一旦主数据库服务器硬件发生故障,无法正常运行,我们可以立即将容灾数据库升级为主数据库,代替原来主数据库继续为城市消防通信指挥系统提供数据存取服务。由于容灾数据库实时同步主数据库信息,所以一般不会发生数据丢失情况。

参考文献

[1]梁为民,黄楠.数据库实用技术[M].北京:航空工业出版社,2001.

[2]GB50313—2000,城市消防通信指挥系统设计规范[S].