单向调频广播用于大区域灾害事故救援指挥的可行性探讨

摘要：重特大灾害事故具有受灾区域广，破坏性强的特点，特别容易导致公共通信网络中断；阴雨天气卫星通信设备因雨衰也难以保证正常工作。消防救援人员个人通信装备除面临信号传输困难外，还存在电池无法及时充电的问题。在山区执行救援任务时，消防救援队伍使用的对讲机通信易受地形影响。调频单向广播具有频率较低、传输性能好、受天气影响小，接收终端多且成本低的特点，可考虑用于下传各类信息等，在大区域灾害事故救援指挥通信保障中具有特定优势。该文就将调频单向广播用于灾害区域信号覆盖，保障消防救援队伍指挥通信的可行性及方法进行了探讨。

关键词：消防；调频广播；应急通信；无线通信；单向通信；指挥

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.07.023

中图分类号：TN 943 文献标志码：A 文章编码：1672-7274（2024）07-00-03

Feasibility Study of Using Unidirectional FM Broadcasting for Regional Disaster and Accident Rescue Command

YANG Haocheng

（Kunming Training Brigade of the National Fire and Rescue Bureau， Kunming 650029， China）

Abstract： Major disasters and accidents have the characteristics of wide affected areas and strong destructive power， which are particularly prone to causing interruptions in public communication networks; In rainy weather， satellite communication equipment cannot guarantee normal operation due to rain attenuation. In addition to facing difficulties in signal transmission， personal communication equipment for firefighting and rescue personnel also faces the problem of batteries not being able to be charged in a timely manner. When carrying out rescue missions in mountainous areas， the intercom communication used by firefighting and rescue teams is easily affected by the terrain. FM unidirectional broadcasting has the characteristics of low frequency， good transmission performance， less weather impact， multiple receiving terminals， and low cost. It can be considered for transmitting various types of information， and has specific advantages in communication support for large-scale disaster and accident rescue command. This article explores the feasibility and methods of using FM one-way broadcasting for signal coverage in disaster areas to ensure the command and communication of firefighting and rescue teams.

Keywords： fire protection; FM broadcasting; emergency communication; wireless communication; unidirectional communication; command

地震、洪涝等重特大灾害事故具有受灾区域广大、灾害破坏性强等特点。重特大灾害事故发生后，地面的电力设施、通信网络、交通设施往往会遭到严重损毁，造成消防救援队伍指挥通信保障困难。灾害发生后阴雨天气时卫星通信设备会因雨衰影响而不能正常工作。以上场景的灾害事故救援行动往往持续时间长，个人通信装备充电也是必须面对的现实问题。

在进行救援行动指挥时，整个灾区各种信息将从多渠道汇集到前方指挥部，有些信息事关救援行动成败、人民群众及救援人员生命安全，需在尽可能短的时间内及时下发通报。基于以上因素，消防救援队伍在遂行大区域重特大灾害事故处置救援行动时可考虑使用以下传重要信息为主，可快速架设、较大功率、传输性能好、覆盖区域大、受众面广、终端廉价的通信手段。普通收音机可接收的单向调频广播是一个值得考虑的通信方式[1]。

1 我国调频公共广播频段

根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》（中华人民共和国工业和信息化部令第46号），我国调频公共广播使用无线电波频段为VHF 87～108 MHz。该频段覆盖距离小于中波、短波广播，电台以本地大功率发射为主，接收终端包括普通收音机、车载收音机、部分支持FM的手机等。公共调频广播的频段低于消防救援队伍普遍配备的350/370 MHz频段对讲机，发射功率大，沿地表具有更佳的传输特性，与卫星设备相比，公共调频广播基本不受雨雪天气影响。

2 调频无线信号测量

为测量调频广播信号的覆盖范围，测试人员采用频谱分析仪、便携式收音机、袖珍收音机、最大发射功率50 W的调频发射机等来对无线调频广播信号进行测量评估。测量区域为云南省昆明市，场景包括市区室外、郊县室外、市区大型商业综合体室内，市区地下、山区等。测量方式包括了固定测量和移动测量。测量的指标为定量的场强值及音质感官评价度。我国规定调频广播最低可用场强值是：城市地区60 dBμv/m，农村46 dBμv/m。本评价声音质量时测试人员使用可听度分制，如表1所示。

2.1 公共广播覆盖测量

测试人员选择昆明市本地的云南广播电台音乐广播来进行覆盖测量评价，发射频率97 MHz，经网络查询发射台位于昆明市呈贡区梁王山，海拔2 820 m，天线高度89 m。为保证测到的场强数值与收音机对应，测试人员将频谱仪与测试天线连接，天线增益设定-50 dBi，且未刻意将天线升至6 m高度以上，保持与收音机天线同等高度，测量值取在同一水平高度不同方向的最大值。

2.1.1 室外覆盖测量

测试人员在昆明市区随机选取了室外6个点位，使用频谱仪对97 MHz调频广播信号进行测试，并同步使用1个全波段收音机收听该频点广播节目。测试结果如表2所示。

市区范围内室外信号测量结果虽有高有低，但音质差异不大，音质较好，清晰可辨。

2.1.2 室内覆盖测量

测试人员选择了市中心某大型连锁超市进行了室内信号测试。该超市所处建筑地上共4层，超市位于2～4层。测试人员在每层分别随机选择两个点位进行测量，同步使用1个全波段收音机及1台可接收调频广播节目的国产智能手机接收广播节目以评价音质。经测试在该超市内部所有点位均能收听到广播节目，信号场强及电压电平值虽低于室外测量记录的数据，但收音机及手机接收音质良好，偶有杂音，即使在超市3楼货梯封闭空间内，信号也与室内其他位置差异不大。测量结果如表3所示。

2.1.3 山区森林覆盖测量

测量地点选在昆明市西山森林公园，植被茂密。在森林公园中测试人员选择了树木稠密的5个位置进行测试，同步使用收音机收听广播节目；在山下公园入口处1人使用对讲机与测试人员保持语音通信。信号接收测量与收听结果与室内测量结果较为相近。对讲机仅在进入森林公园约400 m距离处呼通，其他点位均未呼通。

2.2 调频发射机室外覆盖测量

选用的调频发射机质量为5 kg，便于背负携带，射频输出功率为0～50 W可调，具有3.5 mm及6.5 mm音频输入接口各1个且音量独立可调，测试人员使用一部手机播放测试音频，用3.5 mm音频线输入发射机，发射机天线长度为2.2 m，玻璃钢材质，天线增益为5 dBi，中心频点为96 MHz。天线架设于郊区25 m高建筑顶部，天线高度为6 m，建筑周边相对空旷，视野良好，发射频点避开了公共广播电台。

2.2.1 发射功率6 W信号测量

测试人员将发射机发射功率设为6 W，在不同距离上对信号进行了测试，最远测通距离为5.2 km，测试数据如表5所示。

2.2.2 发射功率50 W信号测量

为避免信号干扰，50 W信号发射时采用测试人员先到测试点位再开机短时发射的方法，点位测量值记录完立即关闭发射机，本次测试最远测通距离22.7 km，相关结果如表6所示。

由此可见，采用调频单向广播大区制覆盖，相对于350/370 MHz信号而言，具有传输性能好，单站覆盖区域大，覆盖效率高的优势；调频广播频段在地下空间、山区、森林等场景下传输性能明显优于350/370 MHz频段，设备组成简单，且接收终端数量无限制。

调频广播的接收终端众多，几乎每辆机动车都有车载收音机，普通全波段收音机、袖珍式FM接收机也非常常见，另外部分手机带有接收调频广播的功能，接收广播无需公共通信网的支持。收音机供电非常方便，车载收音机可以由车载发电机蓄电池供电，普通全波段收音机、袖珍式FM接收机一般采用干电池供电。经实际测试，在24小时不间断开机的情况下，使用1只AA电池供电的袖珍式FM接收机（无扬声器，耳机兼做接收天线）连续工作时间大于等于7天；本次测试使用的国产全波段收音机使用2只AA干电池供电，在中等音量连续播放模式下，工作时间达到了6天，而且干电池重量轻、体积小，随身携带非常方便；从续航指标看，收音机对比对讲机具有十分突出的优势。收音机价格便宜，1个普通全波段收音机价格小于等于200元，一个袖珍式FM接收机价格小于等于50元，可考虑将收音机及干电池作为救援人员标准的携带物资。结合以上因素，可考虑将调频单向覆盖用于大区域灾害事故救援指挥通信，作为消防救援队伍备选或者是辅助的通信手段，全波段收音机和袖珍式FM接收机可批量采购下发至每一名救援人员，也可在灾区向受灾人员发放。

3 应用场景

3.1 利用公共广播传输指令和通报各类信息

在重特大灾害事故发生并导致公共通信中断后，可考虑通过公共调频广播，充分发挥大功率发射台的覆盖优势，向受灾区域内的所有消防救援队伍广播持续不间断下发救援指令信息和各种提示通报甚至突发的事件信息，所有救援人员通过扫描可用频道接收调频广播，接收上级下达的重要指令及信息通报。特别是在为个人通信装备补充电能困难时，可充分发挥收音机价格便宜、能耗低、续航长、体积小、轻的优势，将收音机配发至每一名救援人员，以通过接收调频广播来获取一些重要的信息与指令。一线救援人员可通过其他通信方式向上报告，前方救灾指挥部汇总信息后，通过调频广播第一时间发送指令至每一名救援人员及每一台救援车辆。可将调频广播作为消防救援队伍辅助的通信手段，极端情况下，可能作为唯一通信手段。在灾区各个救援队伍指挥所，可以将接收到的调频广播输入前指的功放和扬声器，将收到的信息进行广播。

3.2 架设发射机传输指挥指令

灾区基础设施遭严重损毁的情况下，当地调频广播电台也无法正常工作；或消防救援人员在山区、林区开展救援，信号传输受地形植被影响且无公共无线通信网时，消防救援队伍可考虑自己选址架设高增益的全向天线，发挥其大区域快速覆盖及传输性能的优势，选择适当的频率利用调频广播对灾区和救援现场进行通信单向覆盖，用于传输重要指令，及时向每一名救援人员通报安全提示及其他突发信息。

3.3 利用一对发射机进行双向通信

在极端情况下，为克服通信距离远及地形地物阻挡信号的影响，通信双方还可以考虑通过两套调频发射机及天线分别使用两个频点，传输两路单向广播以构建一个双向通信链路，两端使用收音机对应接收信号，以实现短时间替代对讲机、卫星电话等进行双向通信。

4 结束语

调频单向发射设备组成简单，可以只包括发射机、天线及麦克风，操作也十分简单，接收方便、覆盖面广，可考虑作为消防救援队伍通信保障的辅助手段。但是因采取公共频段广播发射的方式，传输的内容可以被所有人听到，故不适用于敏感信息的传输，各级消防通信保障人员平时也应多关注各种通信技术的发展，加强学习与实践，将其与应急通信保障工作结合起来，确保在应对重特大灾害事故时，做到指挥高效、通信准确、保障可靠。

参考文献

[1] 高峰超．浅谈区县级应急广播体系的架构设计与应用探讨[J]．广播电视网络，2023，30（4）：39-41．