噪音環(huán)境下可穿戴式通信計(jì)算機(jī)消防無(wú)線組網(wǎng)方案

摘 要：在消防應(yīng)用中，消防應(yīng)用中人員之間的交互包括消防隊(duì)員、現(xiàn)場(chǎng)指揮官以及遠(yuǎn)在總部的指揮人員的三種不同人員之間的交互。當(dāng)前的消防裝備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足消防過(guò)程中群體工作的需要，交互的信息相當(dāng)有限，造成協(xié)作的效率低下，在一定程度上影響了消防搶險(xiǎn)工作。在消防應(yīng)用中，需要可穿戴計(jì)算機(jī)支持的多媒體協(xié)作系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：可穿戴式通信計(jì)算機(jī);消防無(wú)線組網(wǎng)

一、可穿戴計(jì)算機(jī)

可穿戴計(jì)算機(jī)（WearableComputer）是一類(lèi)微型或超微型、可穿戴、人機(jī)“最佳結(jié)合與協(xié)同”的新概念微型個(gè)人移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)，它在體系結(jié)構(gòu)、功能、形態(tài)及使用方式上都迥然不同于現(xiàn)今流行的移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)。它屬于使用者的個(gè)人空間，通過(guò)穿戴在使用者身上的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)緊密結(jié)合，表現(xiàn)為一種人一機(jī)共生的形式，體現(xiàn)了人一機(jī)緊密結(jié)合與協(xié)同的新型關(guān)系，由此也決定了可穿戴計(jì)算機(jī)具有傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所不具備的屬性、交互方式和功能?？纱┐饔?jì)算機(jī)是為了滿(mǎn)足人們無(wú)所不在的計(jì)算需求而產(chǎn)生的，它通過(guò)穿戴的形式與服裝融為一體，從攜帶轉(zhuǎn)為佩戴，通過(guò)特殊的輸入輸出設(shè)備使人們解放雙手，在使用計(jì)算設(shè)備的過(guò)程中，不把計(jì)算設(shè)備當(dāng)作一種負(fù)累，同時(shí)增強(qiáng)了使用者的工作效率以及對(duì)外部環(huán)境的感知，因此具有了一般計(jì)算設(shè)備所不具備的可穿戴性、移動(dòng)性、可隱蔽性、非限制性、環(huán)境感知性等諸多特性。在消防應(yīng)用中，可穿戴計(jì)算機(jī)的這些特性尤為重要，消防隊(duì)員需要計(jì)算設(shè)備來(lái)增強(qiáng)對(duì)外界環(huán)境的感知，增強(qiáng)與隊(duì)友、現(xiàn)場(chǎng)指揮官以及遠(yuǎn)方指揮官的信息的共享，同時(shí)需要計(jì)算設(shè)備不影響常規(guī)的工作的前提下，能夠在惡劣環(huán)境下使用，進(jìn)一步提高工作效率。

二、以可穿戴式計(jì)算機(jī)為載體的消防戰(zhàn)斗現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線通信指揮模式設(shè)計(jì)

可穿戴式通信計(jì)算機(jī)持有者之間能進(jìn)行較高音質(zhì)的雙工語(yǔ)音通信。要求改變使用語(yǔ)音質(zhì)量較差、容易操作失誤的半雙工對(duì)講機(jī)通話的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)在噪音環(huán)境下清晰的雙工語(yǔ)音通信。消防通信指揮車(chē)能顯示、控制、管理、記錄可穿戴式通信計(jì)算機(jī)持有者的通信。必須擁有音頻雙向傳輸、交互功能。其中，前后方消防指令的傳達(dá)、信息的傳輸由無(wú)線通信技術(shù)完成;可穿戴式通信計(jì)算機(jī)主機(jī)與手控鍵盤(pán)、耳機(jī)、終端設(shè)備的信息傳輸由無(wú)線通信技術(shù)完成;參戰(zhàn)消防員之間的信息交互、配合由顱骨振動(dòng)式消防通信頭盔完成?？纱┐魇酵ㄐ庞?jì)算機(jī)具體可實(shí)現(xiàn)的功能及用于完成相應(yīng)功能的部件。

在消防應(yīng)用中，消防隊(duì)員從接到報(bào)警電話到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行滅火搶險(xiǎn)整個(gè)過(guò)程都是運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行的，時(shí)間是關(guān)鍵，需要在最短的時(shí)間內(nèi)獲取現(xiàn)場(chǎng)的信息，火災(zāi)的原因，從而最快的做出決策采取行動(dòng);在行動(dòng)過(guò)程中也需要進(jìn)一步獲取現(xiàn)場(chǎng)的信息以及同伴的信息等?，F(xiàn)有的設(shè)備不足以提供全體人員信息的實(shí)時(shí)的共享，沒(méi)有計(jì)算設(shè)備的支持。可穿戴計(jì)算機(jī)正是這樣的設(shè)備，能夠?yàn)橄佬袆?dòng)整個(gè)過(guò)程提供計(jì)算服務(wù)，穿戴計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了人與計(jì)算設(shè)備的緊密結(jié)合，真正的實(shí)現(xiàn)了“計(jì)算已人為中心”的理念，使得消防員能夠根據(jù)自己的需要在不影響正常工作的情況下使用，計(jì)算設(shè)備。此外移動(dòng)性是可穿戴計(jì)算機(jī)的重要特性，它能夠滿(mǎn)足用戶(hù)在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行計(jì)算的需求，將用戶(hù)從傳統(tǒng)的計(jì)算設(shè)備相對(duì)固定的空間位置所帶來(lái)的限制中解放出來(lái)，使用戶(hù)能夠隨時(shí)隨地的使用計(jì)算設(shè)備。最后可穿戴計(jì)算機(jī)提供了特殊的輸入輸出設(shè)備，保證在使用計(jì)算設(shè)備不會(huì)對(duì)使用者的正常工作造成不便。

三、可穿戴計(jì)算機(jī)協(xié)同工作系統(tǒng)在消防中的應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

可穿戴計(jì)算機(jī)在惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中能夠正常使用。消防應(yīng)用中群體工作的特點(diǎn)，以及可穿戴計(jì)算機(jī)支持的多媒體消防協(xié)同工作系統(tǒng)的協(xié)作機(jī)制。消防應(yīng)用中的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，在城市中需要在建筑物之間甚至室內(nèi)移動(dòng)，系統(tǒng)中的使用無(wú)線通信技術(shù)滿(mǎn)足惡劣的通信環(huán)境，保證通信的連續(xù)性，能夠快速靈活的建立起臨時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)。在復(fù)雜環(huán)境下建立臨時(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)的通信模式和QoS的保障。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及發(fā)展由于消防戰(zhàn)斗的移動(dòng)性與指揮的分布性特點(diǎn)，使消防信息的交互與指揮的執(zhí)行都要通過(guò)無(wú)線傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，現(xiàn)場(chǎng)消防通信指揮車(chē)與佩戴可穿戴式通信計(jì)算機(jī)的消防戰(zhàn)斗員之間采用何種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻信息的傳輸顯得十分重要。通過(guò)在可穿戴式通信計(jì)算機(jī)中安裝藍(lán)牙，實(shí)現(xiàn)可穿戴式通信計(jì)算機(jī)主機(jī)與通信頭盔（含

針孔攝像頭、顱骨振動(dòng)式耳機(jī)、耳麥）、手控鍵盤(pán)等終端設(shè)備之間的信息傳輸。

鑒于可穿戴式通信計(jì)算機(jī)裝備的昂貴以及操作員必須具備一定計(jì)算機(jī)知識(shí)，考慮未來(lái)成本降低及人員素質(zhì)提高的方式是，將消防用可穿戴式通信計(jì)算機(jī)的配備分為3個(gè)階段進(jìn)行：第一階段，先成立可穿戴式通信計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)消防大隊(duì)，隊(duì)員由選拔出的高素質(zhì)消防員組成;第二階段，積累一定經(jīng)驗(yàn)并培訓(xùn)一批掌握可穿戴式通信計(jì)算機(jī)性能的特勤消防員后，由實(shí)驗(yàn)階段轉(zhuǎn)向推廣階段，特勤大隊(duì)隊(duì)員配備可穿戴式通信計(jì)算機(jī);第三階段，隨著經(jīng)濟(jì)條件的成熟，人員素質(zhì)水平的提高，消防戰(zhàn)斗員的配備實(shí)現(xiàn)一人一機(jī)、定人定機(jī)，并不斷提高消防部隊(duì)的滅火與搶險(xiǎn)救援能力。當(dāng)然，在簡(jiǎn)單的滅火或搶險(xiǎn)救援過(guò)程中，仍可采用對(duì)講機(jī)等傳統(tǒng)通信設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)通信指揮。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬青江.噪音環(huán)境下可穿戴式通信計(jì)算機(jī)消防無(wú)線組網(wǎng)方案[J].軟件導(dǎo)刊，2015，14（12）：166-168.

[2]李俊.我國(guó)消防管理社會(huì)化模式的構(gòu)建[D].長(zhǎng)江大學(xué)，2015.

[3]朱承皓.基于可穿戴傳感器的遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)技術(shù)研究[D].南京郵電大學(xué)，2015.

[4]王歡.可穿戴計(jì)算機(jī)在消防協(xié)作系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].重慶大學(xué)，2004.

[5]穆磊.基于BIM的建筑消防自動(dòng)審圖研究[D].北京建筑大學(xué)，2020.

[6]金家勝.基于NB-IoT和OneNET云平臺(tái)的消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].遼寧大學(xué)，2020.

作者簡(jiǎn)介：孫軍（1983.09—），男，湖北省襄陽(yáng)人，漢族，本科，畢業(yè)于湖北省廣播電視大學(xué)，初級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù)，研究方向：消防救援應(yīng)急通信。