论文部分内容阅读
摘 要：塞罕坝机械林场作为全国最大的人工林林场，总面积9.51万hm2，森林覆盖率达到72.3%，为了森林资源的永续利用，保护好这颗华北绿色明珠，守护京津冀的绿色屏障，利用数字化通信做好林区防火工作势在必行。
关键词：塞罕坝；数字通信；解决方案
中图分类号 S762 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）10-117-02
1 塞罕坝林区基本概况
河北省塞罕坝森林公园地处北纬42°02′～42°36′、东经116°51′～117°39′，位于围场满族蒙古族自治县北部坝上地区，北部隔河与内蒙古自治区接壤，总经营面积9.51万hm2，森林覆盖率72.3%。据中国林科院的核算，该公园当前资源总价值148.8亿元，其中林木总价值近40亿元，每年林木生长增值3亿多元，现已成为集生态公益林建设、商品林经营、森林旅游和多种经营于一体的全国最大的人工林林场。
2 塞罕坝林区无线通信面临的问题及需求分析
2.1 林业专业无线通信面临的问题 （1）系统目前多采用单个模拟中转台或中转台组网通信模式，组网简单，通信盲区较多；（2）系统调度管理功能简单，网络干扰严重但又没有办法得到解决；（3）模拟对讲机技术平台低，例如GPS定位等功能，开发难度大、传输速率低；（4）面临无电源、无链路情况，需要解决。
2.2 塞罕坝林场林业专业无线通信的需求分析 模拟通信对应着数字通信；简单组网对应着不同类型的组网解决方案；模拟平台GPS定位对应着数字平台GPS定位；现场通信对应着现场音视频指挥调度。
3 林业无线通信数字通信的优势
3.1 双倍通话容量——节省频率资源 林业频率越来越紧张，单信道（12.5KHz）双倍的通信容量，相对与原来模拟（25KHz）提高4倍。
3.2 数字平台——GPS传输更简单、方便 双时隙，可一个时隙传输语音，一个时隙传输数据（GPS定位数据），容量更大，不干扰正常通信。
3.3 覆盖范围更广的清晰语音通信 在更大通信范围内保证清晰的话音质量，即使在覆盖范围的边缘地带，也依然清晰；扩大感知距离；静态噪声抑制。
3.4 降低投资成本 相对现有的模拟系统而言，双时隙数字系统可以有效降低设备使用成本（系统复杂度、频点、频率费用、基站和天馈系统）。
3.5 更长的电池使用时间 模拟对讲机电池耗电80%消耗在发射阶段，由于DMR采用双时隙TDMA技术，在同样条件下，节约40%的电池工作时间。
3.6 纯数字技术，保障通讯安全 在模拟信道上扫频监听，会听到无法分辨的语音信号；在数字信道上监听，由于信令或ID号不匹配，只显示载波接收但无语音输出（ID号可多达16 776 415个）。
3.7 与模拟系统兼容共存保障系统平滑升级为数字 双模扫描，可支持扫描模拟和数字信道达到与模拟系统兼容共存；可由模拟平滑升级、过度到数字。
4 塞罕坝林业无线通信解决方案
4.1 林业无电源、无链路情况的解决方案 林业无电源解决方案——太阳能电池板供电：光伏系统供电，供电电压稳定；林业无链路解决方案——无线微波、无线网桥组网。
4.2 林业大区域覆盖解决方案
4.2.1 地市无线链路组网解决方案 依照地市、县、现场3级指挥系统，构建3级通信网；采用TS-2601同频同播系统，采用无线链路进行组网；在各瞭望塔架设同播基站，实现地市、县、现场3级指挥调度；系统可采用同一个频点，有效节省频率资源。
4.2.2 地市无线链路组网解决方案——同频同播系统 针对林业无链路情况，采用同频同播系统无线链路组网方案；无线链路组网快速，不需要运营成本（链路租金）；同频同播系统应用案例——塞罕坝机械林场总场同播系统，塞罕坝机械林场总场采用1个中心链路站和12个无线链路同播基站网络。
4.2.3 林业数字IP互联系统解决方案 塞罕坝林区很多地区没有铺设光纤，数字通信系统组网就需要数字系统的无线链路组网方案，可采用数字IP互联系统无线组网解决方案：采用数字中转台IP互联系统；利用无线网桥进行无线IP链路组网；实现一路（1时隙）本地呼叫，一路（1时隙）全网呼叫功能；数字IP互联系统具有抗干扰能力强；利用TDMA技术实现了两倍的呼叫容量。
4.2.4 林业数字同播系统解决方案 塞罕坝各林区在日常工作中，只需要本区域内的通信，在扑火战斗等情况时，需求多区域大范围的指挥调度，林业用户需求可以区域灵活分组的无线通信系统，采用数字同播系统解决方案：可对基站进行灵活分组，各林区日常通信采用本地基站；在应急情况下，在调度台处方便地实现全网通信；支持单基站多个信道，通信容量大；数字IP互联系统具有抗干扰能力强；利用TDMA技术实现了两倍的呼叫容量。
5 林业GPS定位解决方案
在发生林业火灾时，领导需求快速准确地了解火场位置、范围大小和各人员的地理位置，以便指挥调度，林场范围大，采用GPS定位的方案是林业的主流选择。GPS系统由3部分组成：空间部分——GPS定位卫星；地面控制部分——TS-8400调度系统；用户设备部分——TC-880GM。在具有公网覆盖的林区，定位人员数量大，可采用TC-880GM公网定位方案。可对火场灭火人员和巡山人员实现定位，GPS数据上传至区（县）防火办，领导了解到现场人员位置情况。TC-880GM双模机，包含集群对讲机、常规对讲机、GPS定位功能、手机等功能，手机通信可作为对讲机通信的备份。利用公网（例如移动公司网络）传输GPS数据，定位人员数量大。
6 林业应急扑火现场解决方案
6.1 应急扑火现场语音通信 依靠应急现场通信车，快速搭建语音通信指挥调度网，进行无线指挥调度；应急扑火火场通信网会分多个小组，需要多小组协调统一指挥作战，语音通信是指挥调度的主要方式；也需要与县、地市防火办指挥网进行沟通；局部区域小范围应急现场组网调度：可移动，方便灵活便于携带；针对山区林区无线应急通信设计，适用于快速、应急的临时组网应用。
6.2 应急扑火现场视频传输 林业移送视频解决方案包括：迷你型、便携型、车载型，其优点如下：应急扑火现场，语音通信效率低且易出错；一目了然的现场视频图片，给远程领导指挥调度提供便利；视频可记录存储，方便事后分析和取证；视频回传至通信车后，可连接卫星设备，实现大范围视频传输。塞罕坝机械林场总场森林防火指挥部视频系统，采用7套VS-5700移动视频传输系统，实现应急扑火现场的视频传输；视频回传至通信车后，连接卫星设备，实现大范围传输。
（责编：张宏民）
关键词：塞罕坝；数字通信；解决方案
中图分类号 S762 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）10-117-02
1 塞罕坝林区基本概况
河北省塞罕坝森林公园地处北纬42°02′～42°36′、东经116°51′～117°39′，位于围场满族蒙古族自治县北部坝上地区，北部隔河与内蒙古自治区接壤，总经营面积9.51万hm2，森林覆盖率72.3%。据中国林科院的核算，该公园当前资源总价值148.8亿元，其中林木总价值近40亿元，每年林木生长增值3亿多元，现已成为集生态公益林建设、商品林经营、森林旅游和多种经营于一体的全国最大的人工林林场。
2 塞罕坝林区无线通信面临的问题及需求分析
2.1 林业专业无线通信面临的问题 （1）系统目前多采用单个模拟中转台或中转台组网通信模式，组网简单，通信盲区较多；（2）系统调度管理功能简单，网络干扰严重但又没有办法得到解决；（3）模拟对讲机技术平台低，例如GPS定位等功能，开发难度大、传输速率低；（4）面临无电源、无链路情况，需要解决。
2.2 塞罕坝林场林业专业无线通信的需求分析 模拟通信对应着数字通信；简单组网对应着不同类型的组网解决方案；模拟平台GPS定位对应着数字平台GPS定位；现场通信对应着现场音视频指挥调度。
3 林业无线通信数字通信的优势
3.1 双倍通话容量——节省频率资源 林业频率越来越紧张，单信道（12.5KHz）双倍的通信容量，相对与原来模拟（25KHz）提高4倍。
3.2 数字平台——GPS传输更简单、方便 双时隙，可一个时隙传输语音，一个时隙传输数据（GPS定位数据），容量更大，不干扰正常通信。
3.3 覆盖范围更广的清晰语音通信 在更大通信范围内保证清晰的话音质量，即使在覆盖范围的边缘地带，也依然清晰；扩大感知距离；静态噪声抑制。
3.4 降低投资成本 相对现有的模拟系统而言，双时隙数字系统可以有效降低设备使用成本（系统复杂度、频点、频率费用、基站和天馈系统）。
3.5 更长的电池使用时间 模拟对讲机电池耗电80%消耗在发射阶段，由于DMR采用双时隙TDMA技术，在同样条件下，节约40%的电池工作时间。
3.6 纯数字技术，保障通讯安全 在模拟信道上扫频监听，会听到无法分辨的语音信号；在数字信道上监听，由于信令或ID号不匹配，只显示载波接收但无语音输出（ID号可多达16 776 415个）。
3.7 与模拟系统兼容共存保障系统平滑升级为数字 双模扫描，可支持扫描模拟和数字信道达到与模拟系统兼容共存；可由模拟平滑升级、过度到数字。
4 塞罕坝林业无线通信解决方案
4.1 林业无电源、无链路情况的解决方案 林业无电源解决方案——太阳能电池板供电：光伏系统供电，供电电压稳定；林业无链路解决方案——无线微波、无线网桥组网。
4.2 林业大区域覆盖解决方案
4.2.1 地市无线链路组网解决方案 依照地市、县、现场3级指挥系统，构建3级通信网；采用TS-2601同频同播系统，采用无线链路进行组网；在各瞭望塔架设同播基站，实现地市、县、现场3级指挥调度；系统可采用同一个频点，有效节省频率资源。
4.2.2 地市无线链路组网解决方案——同频同播系统 针对林业无链路情况，采用同频同播系统无线链路组网方案；无线链路组网快速，不需要运营成本（链路租金）；同频同播系统应用案例——塞罕坝机械林场总场同播系统，塞罕坝机械林场总场采用1个中心链路站和12个无线链路同播基站网络。
4.2.3 林业数字IP互联系统解决方案 塞罕坝林区很多地区没有铺设光纤，数字通信系统组网就需要数字系统的无线链路组网方案，可采用数字IP互联系统无线组网解决方案：采用数字中转台IP互联系统；利用无线网桥进行无线IP链路组网；实现一路（1时隙）本地呼叫，一路（1时隙）全网呼叫功能；数字IP互联系统具有抗干扰能力强；利用TDMA技术实现了两倍的呼叫容量。
4.2.4 林业数字同播系统解决方案 塞罕坝各林区在日常工作中，只需要本区域内的通信，在扑火战斗等情况时，需求多区域大范围的指挥调度，林业用户需求可以区域灵活分组的无线通信系统，采用数字同播系统解决方案：可对基站进行灵活分组，各林区日常通信采用本地基站；在应急情况下，在调度台处方便地实现全网通信；支持单基站多个信道，通信容量大；数字IP互联系统具有抗干扰能力强；利用TDMA技术实现了两倍的呼叫容量。
5 林业GPS定位解决方案
在发生林业火灾时，领导需求快速准确地了解火场位置、范围大小和各人员的地理位置，以便指挥调度，林场范围大，采用GPS定位的方案是林业的主流选择。GPS系统由3部分组成：空间部分——GPS定位卫星；地面控制部分——TS-8400调度系统；用户设备部分——TC-880GM。在具有公网覆盖的林区，定位人员数量大，可采用TC-880GM公网定位方案。可对火场灭火人员和巡山人员实现定位，GPS数据上传至区（县）防火办，领导了解到现场人员位置情况。TC-880GM双模机，包含集群对讲机、常规对讲机、GPS定位功能、手机等功能，手机通信可作为对讲机通信的备份。利用公网（例如移动公司网络）传输GPS数据，定位人员数量大。
6 林业应急扑火现场解决方案
6.1 应急扑火现场语音通信 依靠应急现场通信车，快速搭建语音通信指挥调度网，进行无线指挥调度；应急扑火火场通信网会分多个小组，需要多小组协调统一指挥作战，语音通信是指挥调度的主要方式；也需要与县、地市防火办指挥网进行沟通；局部区域小范围应急现场组网调度：可移动，方便灵活便于携带；针对山区林区无线应急通信设计，适用于快速、应急的临时组网应用。
6.2 应急扑火现场视频传输 林业移送视频解决方案包括：迷你型、便携型、车载型，其优点如下：应急扑火现场，语音通信效率低且易出错；一目了然的现场视频图片，给远程领导指挥调度提供便利；视频可记录存储，方便事后分析和取证；视频回传至通信车后，可连接卫星设备，实现大范围视频传输。塞罕坝机械林场总场森林防火指挥部视频系统，采用7套VS-5700移动视频传输系统，实现应急扑火现场的视频传输；视频回传至通信车后，连接卫星设备，实现大范围传输。
（责编：张宏民）