摘要：随着城市化进程的加快与信息化水平的提升，人防警报系统作为国家防空防灾应急体系的重要组成部分，其建设模式正从传统的模拟控制向数字化、网络化、智能化方向转型。本文以某市人防警报系统升级改造项目为背景，提出了一种基于数字化技术的人防警报控制系统架构。通过对现有系统运行现状的分析，结合数字信号处理、网络通信、远程控制与设备状态监测等关键技术，设计一套集多级指挥、实时控制、状态监测、故障诊断于一体的人防警报控制平台。

关键词：人防警报；数字化控制；远程监控；应急通信；系统升级

引言

人民防空是国家防御体系的重要组成部分，其核心任务是在战时或突发灾害情况下，能够及时、准确地发布警报信息，组织群众防护行动。人防警报系统承担着防空、防灾、防事故等多重任务，其可靠性、实时性直接关系到公众的生命安全与社会稳定。传统的人防警报系统以模拟电路控制为主，信号传输多依赖有线专线，存在设备老化、信号衰减、控制方式单一、维护成本高等问题。随着数字通信、网络传输、物联网等技术的发展，人防警报系统向数字化升级已成为必然趋势。

本文针对传统人防警报控制系统存在的不足，研究并实现了一种基于数字化技术的警报控制系统升级方案，重点解决信号传输可靠性不足、控制方式单一、运维效率低等问题，提升系统的智能化和信息化水平。

一、现状与问题分析

1.1 系统现状

多数地市的人防警报系统建设于上世纪末或本世纪初，采用有线专用控制线路与模拟信号驱动模式。系统通常由中央控制台、传输链路和终端警报器组成。中央控制台以人工触发或定时控制方式发出警报信号；传输链路以有线专线为主，部分区域配置无线电备份；终端警报器多为电动机械式，通过接收模拟电压信号驱动。

1.2 存在问题

信号传输可靠性不足，有线专线易受地形、施工、雷击等因素影响中断，无线链路受天气和干扰影响明显。控制方式单一，缺乏远程操控与分级管理，难以满足多区域、分时段、定向发布的需求。设备运行年限普遍超期，警报器、控制器及传输设备老化严重，维护成本高且备件供应不足。状态监测能力欠缺，无法实时获取设备运行及故障信息，仍依赖人工巡检，效率低下。应急通信能力薄弱，在主干网络中断等特殊情况下缺乏多链路保障，影响战备值班与突发事件处置效率。

二、系统总体设计

设计原则方面，系统以可靠性为核心目标，确保在战备值班和突发事件中稳定运行。控制与传输全面采用数字化与网络化技术，通过数字信号控制与 IP 网络实现指令下达，配合光纤、无线、短波等多链路冗余结构提升抗毁性。管理模式采用分级控制架构，实现省、市、区、点多层级的统一调度与灵活分发，满足多区域、分时段、定向发布的业务需求。运维方式强调智能化，具备实时状态监测、远程诊断、故障预警等功能，提高维护效率和响应速度。系统具备良好的可扩展性，可根据技术进步和任务变化灵活升级和功能拓展。

系统架构由中心控制平台、传输网络和终端警报器构成三级体系。中心控制平台部署于市人防指挥中心，集成主控服务器、指挥操作终端、数据库、视频监控终端及安全防护设备，负责统一管理、信号生成、任务调度和信息存储。传输网络以光纤 IP 专网作为主要承载链路，具备高速、低延迟特点，同时配置 4G/5G 无线网络和短波电台作为应急备份，在主链路受损或中断时实现自动切换，保障信号传输不中断。终端警报器配备数字化控制模块，支持本地触发、远程触发和自动触发三种工作模式，可灵活响应指挥中心的调度，也可在特定条件下由现场自主发出警报信号，确保警报在任何情况下均能准确、及时地传达。

三、关键技术研究

数字化控制方面，系统以 DSP 数字信号处理器生成标准化警报信号，取代传统的模拟信号驱动模式。信号的波形、频率和持续时间均可通过软件灵活配置，不仅提高了信号的一致性和稳定性，也为后续维护与升级提供了便利条件。

通信链路设计注重多路径冗余，光纤 IP 专网作为主要传输通道，能够提供高速、低延迟的数据传输能力；4G/5G 无线网络作为移动通信备份链路，确保在有线网络受损或中断时依然能够跨越故障区域保持警报信号传输；短波电台链路用于极端灾害或大范围网络瘫痪时，提供不依赖基础设施的长距离应急通信保障。

在远程监控与运维方面，每台终端警报器均内置状态采集模块，能够实时采集并上报电源状态、电机转速、输出音量等运行参数至中心控制平台。当系统检测到停电、驱动部件故障等异常情况时，会自动触发告警，并通过专用运维平台或手机 APP 将信息即时推送给维护人员，实现快速响应和精准定位。

警报控制的数字化改造采用 PLC 与嵌入式控制模块协同工作，实现对终端警报器的高精度控制。通过数字总线或 IP 网络，可对不同区域、不同类型的警报信号进行独立触发与分级管理，既保证了警报发布的灵活性与定向性，也为多场景、多任务的应急指挥提供了技术支撑。

四、系统实现与测试

硬件建设方面，控制中心配置双机热备服务器，保障核心控制平台的高可用性，并配套网络交换机、防火墙及指挥操作台，实现安全可靠的信号处理与调度。终端设备包括数字化警报控制器、音频功放、电动警报器及 UPS 电源，确保在市电中断时仍可持续发出警报。通信设备由光端机、工业级 4G/5G 路由器和短波电台组成，为系统提供多链路传输保障。

软件部分包含警报控制与运维管理两大模块。警报控制软件支持定时、手动及自动三种触发模式，能够根据需要灵活设定警报类型与参数；状态监测系统可实时显示各终端设备的在线状态、电气运行参数及历史警报记录，便于运维人员随时掌握系统健康状况；日志与审计功能记录所有操作与事件，为故障追溯和责任认定提供依据。

系统测试在实验环境和实际部署场景中同步开展，验证功能、性能及稳定性。功能验证覆盖所有警报类型的触发与控制，确保执行逻辑正确。可靠性测试通过模拟光纤链路中断、4G 信号丢失等情形，检验多链路冗余切换的稳定性与及时性。覆盖范围测试以实测声压值为依据，保证在规定范围内达到国家标准不低于 70dB 的要求。延迟测试表明，从控制指令发出到警报器启动的时间控制在 0.5 秒以内，满足应急快速响应的需求。综合测试结果表明，系统在稳定性、灵活性和响应速度方面均达到设计目标，具备投入实战和大规模推广应用的条件。

五、应用效果与推广

系统投入运行后，警报触发延迟明显缩短，响应速度较改造前提升显著，平均延迟降低超过六成，在突发事件处置中能够更快完成信号传递与警报发布。多链路冗余设计在不同通信链路受损、干扰或中断的情况下依然保持警报正常发出，整体运行可靠性得到大幅增强。远程监测与智能运维功能有效减少了人工巡检频率，故障排查时间由原先的平均三小时缩短至十五分钟左右，维护效率显著提升。

该系统的数字化架构、冗余通信机制以及集成化运维模式具备良好的通用性与适应性，可根据不同地区的通信条件和警报网络布局灵活部署。对于建设年代较早、存在老化与功能不足问题的人防警报系统，升级改造成本低、实施周期短、运行稳定性高，具备在全国范围推广的可行性与现实意义，有助于全面提升城市防空防灾的应急响应能力与信息化水平。

六、结论与展望

针对传统人防警报控制系统在可靠性、控制模式和运维效率等方面的不足，提出并实现了基于数字化技术的升级方案。该系统通过数字信号控制、多链路冗余通信、远程监控与智能运维等手段，在信号传输稳定性、控制精度和维护效率方面均显著提升，为人防信息化建设提供了可借鉴的工程实践路径。

未来的研究将引入人工智能算法，提升警报发布的智能决策能力；结合北斗和 GPS定位，实现精确到街道级别的定向警报；与应急广播系统和城市物联网平台深度融合，构建覆盖更广、响应更快的综合应急信息发布体系，不断增强城市防空防灾的综合保障能力。

参考文献

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