基于公网对讲机和模拟对讲机混合组网的应急调度通讯解决方案
山西太谷 周太青
(2022年11月)
太谷山区面积较大、纵深较长,尤其是位于范村、侯城等山区深处,手机网络信号覆盖范围不足。近年来遇有突发森林火情时,多次出现现场指挥调度、前后方通讯联络不畅等问题,本文基于公网对讲机和传统模拟对讲机的特点,结合山区环境实际应用场景,提出了混合组网模式,选购了相关器材设备并试验验证了组网效果,初步解决了应急调度通讯难题,同时也作为防洪防汛、疫情防控、自然灾害等各类突发事件应急处置及区级各类大型活动通讯调度保障手段。
一、组网需求
区林业部门(区森防指挥部)目前在用的主力机型为UV段模拟对讲机,使用场景以山区为主,多用V段,山区通联距离一般不大于3km;所架设中继台也使用V段,覆盖范围约十公里以上。优点是不需要其他辅助设备就能在指挥员、队员之间发起通讯,无论是直频还是中继模式下几乎无延时,缺点是距离覆盖有限。
区其他部门目前在用的是公网对讲机,依托三大运营商网络进行对讲。优点是远距离通讯、语音清晰,满足远距离通讯调度作业需求,缺点是通话具有一定的延时,在手机信号未覆盖的区域无法使用,且运营平台以对讲机生产商自营平台为主,难以实现各平台相互通联。
预设场景为在山区发生森林火情时,火场一线的指挥员及灭火队员处于无手机网络覆盖的区域,需要与前方指挥部保持通联。而前方指挥部一般会设在火线附近的村落甚至野外平台,多数情况下手机信号可覆盖,但不排除无手机网络,需要与前方火场一线通联,同时要与后方兵力调动、物资器材保障、后勤补给及区委、区政府值班室甚至省、市通联,需通联的人员散布范围较大,以太谷县域范围内为主。
综合考虑,在山区无手机网络情况下,模拟对讲机是无法取代的,而全县域范围内指挥调度使用公网对讲机优势明显,所以有必要考虑公网对讲与模拟对讲的混合组网通联,取长补短,互补盲区。
二、初步解决方案
根据实际情况和需求,经与太原、太谷多家通讯公司进行调研沟通,明确组网功能、预期目标等需求,同时查阅相关技术资料,初步提出了三个设备的解决方案(见表1)。
表1 初步解决方案
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序号 |
型号 |
主要技术参数 |
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1 |
森海克斯SPTT-N70 |
1.模拟段U段400-470MHz 2.卓智达平台,4G公网 3.5瓦功率 4.跨段中转,U段公网中转 5.信道数量16 |
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2 |
欧讯KG-WV50 |
1.模拟段UV段136-174MHz 400-470MHz 2.卓智达平台,4G公网 3.5瓦、3瓦功率可选 4. 跨段中转,U段、V段、公网互相中转 5. 信道数量999 |
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3 |
天通智能终端YT1100 |
1.卫星入网 2.天通S平台 |
根据需求,要同时实现一台设备与区林业局现有模拟对讲机、区政府办公室等单位的公网对讲机实现通联:1.森海克斯SPTT-N70仅支持模拟段U段而不支持V段,无法实现与区林业部门在用模拟对讲机通联;2.欧讯KG-WV50既能使用模拟V段实现跟区林业部门模拟对讲机机的通联,又采用卓智达平台的公网功能,可以实现太谷县域范围内有手机网络的区域全覆盖通联,同时还可以实现UV段的模拟信号跨段与公网信号的双向中转;3.天通智能终端YT1100卫星传输对讲机自成体系且采购报价较高,对于应急调度来说性价比较低。但从目前在用的公网平台来看,目前仅区政府公网对讲机采用了卓智达平台,区应急部门、区工信部门的公网对讲机均采用厂商自营平台,考虑平台成熟度和市场占有率及下一步大规模应用前景,倾向于使用公网卓智达平台。
综合分析,倾向于选取欧讯KG-WV50双模三段对讲机作为解决方案。预设使用环境中,选取合适位置(一般在指挥部附近的制高点),既有手机网络信号覆盖,还能通联林业部门的V段模拟对讲机,使用欧讯KG-WV50的跨段中转功能将林业部门的模拟对讲机信号直接转到公网频段,同时把指挥部或后方的公网信号中转至火场一线指挥员。
三、验证试验
先期采购了2台欧讯WV50对讲机作为原理样机进行验证试验,安装了电信物联卡,预先开通了公网账号并组建“区委应急调度”群组,同时将区林业部门的模拟V段常用频率写入设备,择机进行验证试验。试验方法是将1台欧讯WV50对讲机置于区政府大院,频率置于公网段“区委应急调度”;1台区林业部门模拟对讲机在南山山底森防指挥部,频率置于V段加编解码亚音;携带另1台欧讯WV50对讲机在凤凰山三塔位置做中转台,在公网段与模拟V段之间双向跨段中转。试验成功通过中转功能实现了区林业部门模拟对讲机模拟信号和欧讯WV50对讲机公网频段的双向语音通联,信号报告59。存在问题是电信网络在凤凰山顶部分区域未覆盖,而移动信号仍可使用2G网络,延伸考虑实际应用场景下可能有更大范围内电信网络信号无法覆盖,决定将移动网络作为冗余备份。
后期订购了18台欧讯WV50对讲机,安装了移动物联卡,同样加入公网“区委应急调度”群组并将区林业部门的模拟V段常用频率写入设备。试验中分别用移动、电信网络作为中转台在旅游路、范村镇梅苑山庄等区域进行中转,通联效果较好,语音清晰,其中在旅游路部分区域无网络信号,转为使用模拟V段进行直频通联,仍能保障一定范围内通联正常,但无法将语音信号转发至区政府大院。
同时对比区其他部门在用的公网对讲机,在旅游路部分路段网络信号较差的区域内,区其他部门的公网对讲机已显示无法登陆,欧讯WV50对讲机仍可登陆,登陆信息显示由4G信号变为2G信号,但语音收发仍正常。
四、下一步推广使用
目前总计有20台欧讯WV50对讲机,其中使用电信物联卡2台、移动物联卡18台,建立了基础数据和使用登记台账,机身进行了编号标识并粘贴简易操作说明。
如遇突发森林火情,预留移动、电信各1台对讲机选取在火场或指挥部附近较高的位置设中转台,其余优先保障前方指挥部总指挥、各工作组组长、火场一线各指挥员、气象、后方物资调度、物资运输人员、两办值班室等,根据实际情况分别使用公网频段和模拟段。如遇突发疫情或我区举办大型活动,优先保障总指挥、副总指挥及各工作专班组长等人员,主要使用公网频段。
五、存在问题及解决方案
下一步工作中可预见到问题是:区林业部门在用的模拟段对讲机及模拟中继台主要使用V段,波长为2米左右,适宜半波长天线长度为1米左右,需要搭配90cm至1米左右的天线(增益可达5.5dbi)将能实现更好的通联效果,同时考虑到突发火情时车辆调度随机性较大,可进一步采购数台套车载吸盘天线作为备用,紧急情况下将对讲机原装天线更换为车载吸盘天线,在指挥部房顶上或火线一线指挥车顶布设,可极大增强山区模拟信号强度,保障通联效果。退一步而言,考虑到便携性和提高模拟段通联效果,可升级对讲机原装天线为四分之一波长天线,长度在40至50cm(增益可达2.15dbi至3dbi),在一定程度上灵活性更高。
同时延伸考虑在指挥车上加装固定车台,型号可采购欧讯WV966车载电台,功能与欧讯WV50几乎一致,同样可实现公网和模拟段信号的跨段中转,但UV模拟段发射功率可达到25至50瓦,配合车载天线可实现通联距离更远、场强信号更强,且通过车辆点烟器或电瓶取电,更无需担心电池续航问题。