無線通信技術(shù)在消防滅火救援現(xiàn)場中的應(yīng)用

杭州市消防救援支隊 呂品

目前，隨著我國科技的飛速發(fā)展，無線通信技術(shù)在火災(zāi)救援中的應(yīng)用越來越廣泛。在使用的過程中，無線網(wǎng)通信技術(shù)主要是通過電磁波信號在自由的空間中進行信號傳播，在傳播的過程中，還可以利用電磁波信號的特征來進行信息交換。當前這種技術(shù)應(yīng)用在消防滅火救援現(xiàn)場得到了顯著效果?；诖?，本文探討無線通信技術(shù)的主要實現(xiàn)方式，分析無線通信技術(shù)在消防滅火救援中的具體應(yīng)用，研究無線通信技術(shù)在消防滅火救援中的發(fā)展趨勢，以期為消防滅火救援行業(yè)的發(fā)展提供一些借鑒。

1 無線通信技術(shù)的主要實現(xiàn)方式

1.1 利用衛(wèi)星通信技術(shù)

目前，國內(nèi)消防隊在開展救援工作時，使用的主要是衛(wèi)星通訊技術(shù)，這種技術(shù)能夠在火情發(fā)生時，對數(shù)據(jù)、圖片、語音等信息進行高效的傳播。利用衛(wèi)星通信技術(shù)，可以協(xié)助消防隊伍在任意時間、任意地點建立與火災(zāi)發(fā)生地點的點對點實時通信，消防隊在營救的時候，可以將有線通信的基本原理與無線通信的基本原理相融合，從而可以在任何時間、任何地點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、視音頻、電視會議等數(shù)據(jù)通信。此外，通過將衛(wèi)星設(shè)備IP 界面與視頻會議裝置組合起來，就能夠?qū)⑼ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)、視音頻傳輸?shù)妊b置進行鏈接，使得數(shù)據(jù)傳輸能夠符合目前有關(guān)部門所頒發(fā)的TCP/IP 協(xié)議公約，保證了數(shù)據(jù)通信速率能夠達到目前互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)低速、中速、高速的業(yè)務(wù)要求。

1.2 利用微波通信技術(shù)

在實際的使用中，可以利用微波通信來完成，微波通信是一種以微波為載體，從而構(gòu)成了一種獨特的移動通信模式。普通的微波，其長度為1m ～1mm，其具體的頻段為300MHz ～300kMHz，在通訊應(yīng)用中，其頻段更高，波段更短。一般情況下，米波、厘米波、毫米波等幾種不同的波長，這些波長又被稱為長、中、短三種波長。在使用的過程中，它的帶寬越大，就代表著它所能攜帶的信息的體積也就越大。一般情況下，更多的微波帶寬可以被用來存儲大量的數(shù)據(jù)，如文字、圖像等。此外，因為其具有很高的頻段，所以在使用的時候，不會受行業(yè)的干擾或者是日冕的改變所造成的。這使得在實際的信號傳送時，具有更高的傳送品質(zhì)，并且具有更好的穩(wěn)定性和可靠性[1]。相對于其他長波傳輸方式，采用微波通訊方式能夠更好地解決地面對訊號傳輸?shù)恼系K問題，從而為訊號提供更多的機動性，同時也降低了該技術(shù)所需的投資與建造費用。

1.3 利用短波通信技術(shù)

在移動通信網(wǎng)中所采用的短波通信的波長為50～10m，其頻率為6000kMHz ～3000kMHz，在使用時其傳輸電波要通過電離層反彈，才能到達規(guī)定的接收設(shè)備。因而，由于短波具有很長的通信范圍，因而能夠被用于進行長距離的通訊。然而，由于在出行的時候，電離層高度和濃度都會受到自然情況等因素的干擾。因此，在應(yīng)用的時候，本身的穩(wěn)定性比較低，并且具有很大的噪音。在應(yīng)用過程中，具有以下三個方面的特征。

首先，在應(yīng)用過程中，很難被一個有源中繼體系和一個有源系統(tǒng)所限制，如果有關(guān)地區(qū)出現(xiàn)了嚴重的天災(zāi)，就會對其他有關(guān)的系統(tǒng)產(chǎn)生損害，而具有很強的自主性和抗損性，因此也不容易被損害；其次，在山區(qū)、海上和戈壁等區(qū)域，利用短波段無法到達的區(qū)域，實現(xiàn)了利用短波段進行信息傳輸；最后，相對于常規(guī)的衛(wèi)星通訊方式，短波段通訊方式無需對電信公司收取固定費用，從而降低了系統(tǒng)的運作費用。

1.4 移動通信

移動通訊是一個固定相容的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在任意地點，移動通信都能夠為人民提供高效的語音聊天和數(shù)據(jù)服務(wù)。因此，如果有關(guān)的技術(shù)部門能夠?qū)⒁苿油ㄐ旁诨馂?zāi)的救援工作中得到了很好的運用，那么消防員就能夠通過移動通信技術(shù)，將現(xiàn)場的畫面和聲音等信息，迅速傳送到指揮中心，從而提升了指揮中心的工作效率，讓消防員的營救工作變得更有條理[2]。另外，有關(guān)單位也可以通過手機通訊技術(shù)來實現(xiàn)對消防員的即時出勤，從而確保消防員的到職率。

2 無線通信技術(shù)在消防滅火救援中的具體應(yīng)用

2.1 在消防滅火救援中采用無線同頻同波網(wǎng)

在火災(zāi)救援中，可以使用無線同頻同波網(wǎng)。目前，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和集群通信網(wǎng)絡(luò)是國內(nèi)消防救援機構(gòu)最常用的一種無線通信方式，這兩種方式在火災(zāi)救援中都有著比較普遍的使用，但也有一些不足和限制。在提供服務(wù)時，同頻網(wǎng)絡(luò)要花費大量的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用，而同頻網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用又不夠靈活，因為建設(shè)費用比較高，所以必須把此網(wǎng)絡(luò)合并到消防救援機構(gòu)的集群網(wǎng)絡(luò)中。然而，在我國消防救援機構(gòu)的業(yè)務(wù)范圍比較廣，所以消防救援機構(gòu)系統(tǒng)中對于不同類型的無線通訊有著不同的要求，很難滿足消防隊在救援過程中的要求。目前，我國同頻同波網(wǎng)絡(luò)的實際使用還面臨著網(wǎng)絡(luò)中單一站點的大范圍、站點間不能實現(xiàn)自主選擇站點的操作，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中一些站點節(jié)點及過渡區(qū)出現(xiàn)弱信號現(xiàn)象。所以，目前在火災(zāi)救援中，將無線同頻同波網(wǎng)運用到火災(zāi)救援中，可以對常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)中所使用的同步技術(shù)進行改進，從而提升了同頻差轉(zhuǎn)網(wǎng)在應(yīng)用過程中的覆蓋面積和呼叫質(zhì)量。另外，要保證無線同頻同波網(wǎng)在使用中具有語音延遲技術(shù)，保證能夠?qū)γ恳淮握f話過程保留充足的時間。在無線同頻同波網(wǎng)應(yīng)用中，還需要增加一個強大的系統(tǒng)控制單元，保證多個同波基站在使用的時候可以對其進行判選、控制和管理，從而便于工作人員進行工作。

2.2 在消防滅火救援中采用無線數(shù)字集群通信系統(tǒng)

在火災(zāi)救援中也可以使用該系統(tǒng)，但是在使用時，必須為各大集團公司的客戶提供相關(guān)的命令和調(diào)度信息。在實際的集群通訊中，為了實現(xiàn)調(diào)度命令、數(shù)據(jù)和通訊等信息的傳遞，必須在其界面上使用數(shù)字調(diào)制器才能實現(xiàn)。在應(yīng)用中，通過選擇單呼、主呼、緊急呼叫和廣播呼叫等方式來完成對整個系統(tǒng)的實時控制。除此之外，每一個集團用戶還能夠利用調(diào)度臺來對自己所屬的用戶進行負責，從而有助于我國消防救援系統(tǒng)完成完善的調(diào)度指揮，提升當前消防救援的工作效率[3]。

2.3 在消防滅火救援中采用動中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)

在火災(zāi)救援過程中，可以利用“動中通”的人造衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行救援。目前國內(nèi)最常用的“動中通”是一種汽車上的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，這種衛(wèi)星通信系統(tǒng)方式可以在實際工作過程中，對移動或地理方位的改變而造成的通信干擾進行了很好的保護。此外，“動中通”在使用中也具備了多路通訊模式，能夠大范圍地完成覆蓋，而且使用時也不會受地理環(huán)境的制約?！皠又型ā痹趯嶋H使用過程中，因為具有很好的穩(wěn)定性，所以可以用于無通信網(wǎng)的邊遠地區(qū)，以及在環(huán)境更加惡劣的水域，即使是在環(huán)境更加復(fù)雜的水域，“動中通”也能迅速定位到衛(wèi)星的位置，實現(xiàn)對目標的及時定位，從而實現(xiàn)對目標的及時聯(lián)系。

特別是“動中通”的使用，不受時空和距離的約束，實現(xiàn)了在特定條件下的動靜兩路實時傳遞，協(xié)助消防隊實現(xiàn)了火災(zāi)現(xiàn)場指揮、遠程移動控制指揮、移動指揮車的定位攝像機視頻信息采集、移動指揮中的電話電臺調(diào)度、實時信號畫面轉(zhuǎn)換等一系列工作。此外，“動中通”的自主設(shè)計，其自身的天線也能在使用中實現(xiàn)對相關(guān)的衛(wèi)星信息的搜索，實現(xiàn)對移動中載體的方位角、俯仰角和偏振角的實時控制[4]。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，“動中通”的“手機App”上的“手機定位”功能，能夠保證手機在300km/h 的車速下，實現(xiàn)了2Mbps 的雙向數(shù)據(jù)傳送，并通過車載的“手機”對手機進行供電，實現(xiàn)了對手機的定位?！皠又型ā毙l(wèi)星通信網(wǎng)在實際使用過程中具有如下主要特點：

（1）“動中通”不需要人工校準，而是利用GPS 的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對目標的自主捕捉和追蹤。（2）移動中通的衛(wèi)星通訊系統(tǒng)能夠在移動的同時通過其內(nèi)部的回轉(zhuǎn)器，快速地搜索到被移動的物體，而其內(nèi)部所包含的機電一體化的掃描設(shè)備，能夠?qū)嶋H使用的天線進行更加精確的定位。（3）當移動中通衛(wèi)星的天線對準偏差超過0.5°時，回傳鏈路將會斷開，直至重新校正對準偏差后，才能重新開始工作。

2.4 實現(xiàn)實時監(jiān)控調(diào)度

在消防員開展實際營救工作的時候，由于現(xiàn)場特定的道路狀況和汽車的運行狀況，都會對整體營救工作的進展產(chǎn)生一定的影響。因此，只要將無線通訊技術(shù)運用到滅火工作當中，指揮中心就能夠及時地掌握到火場的狀況，從而幫助火警們挑選出一條最通順的路線，將這條路線的堵塞程度降到最低。隨著社會的不斷發(fā)展，各種高樓林立，使得通訊變得更加困難。而隨著無線通訊技術(shù)的發(fā)展，能夠在電信、移動、聯(lián)通三大電信公司的基礎(chǔ)上，進行實時的監(jiān)視和管理，有關(guān)單位能夠通過無線通訊技術(shù)，將現(xiàn)場的影像傳遞給消防員，讓其能夠更好地了解到整個火場[5]。

2.5 建立現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接

消防救助工作的救助場所、救助時間等通常具有很大的多樣性。因此，如果消防員要在最快的速度內(nèi)對火勢進行有效的控制，并在最快的速度內(nèi)將被圍住的人解救出來，就必須在整個消防救援過程中，利用無線通信技術(shù)，將指揮中心與火災(zāi)現(xiàn)場的信息進行聯(lián)系，將火災(zāi)現(xiàn)場的信息及時地傳達到指揮中心，以便能夠用最快的速度制定出相應(yīng)的救援方案，從而確保整體的消防救援的工作效率。例如，當消防員進行救火時，有關(guān)單位可以通過5G 無線網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場進行網(wǎng)絡(luò)的鏈接，確保與指揮中心和通信工作人員的通訊信息有較好的溝通。同時，消防員還可以通過智能手機向指揮中心報告現(xiàn)場的火情，對現(xiàn)場的消防員進行有效的指導(dǎo)。另外，調(diào)度中心還可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將現(xiàn)場建筑的有關(guān)圖紙傳輸?shù)较廊藛T手中，讓其能夠按照現(xiàn)場建筑的結(jié)構(gòu)特征，進行科學的消防救援工作。

2.6 傳輸火災(zāi)現(xiàn)場圖像

隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，不僅能夠傳送簡單的信息，而且能夠傳送多種類型的信息。目前，我國大多數(shù)區(qū)域的控制中心都已經(jīng)以傳送影像資訊為主，通過對現(xiàn)場影像的即時傳播，可以讓指揮中心更好地指導(dǎo)消防員的工作，提高整體搜救工作的效能。例如，在具體的消防救援工作中，有關(guān)技術(shù)部門只要構(gòu)建好火災(zāi)影像的傳送系統(tǒng)，就可以通過壓縮包的方式，將現(xiàn)場影像迅速地傳送給指揮中心，同時也能確保影像的清晰，從而保證了消防救援工作的效率[6]。

3 無線通信技術(shù)在消防滅火救援中的發(fā)展趨勢

目前，用于火災(zāi)救援的無線通訊網(wǎng)絡(luò)主要包括兩種形式：一種是有線鏈路組網(wǎng)；另一種是無線通訊鏈路。由于其使用時信號不穩(wěn)定，容易受到干擾，系統(tǒng)穩(wěn)定性較低，所以當沒有建立有線通訊鏈路的時候，一般采用無線通訊鏈路作為第一選擇。有線鏈路網(wǎng)絡(luò)是目前通信網(wǎng)絡(luò)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)形式，但由于有線鏈路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資巨大，對有線鏈路性能的需求也很高，導(dǎo)致目前消防隊伍與其他合作單位使用不同型號、不同頻段的通信裝備，嚴重影響了火災(zāi)應(yīng)急處置中的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)化與指揮調(diào)度。所以，在火災(zāi)救援中，無線通信系統(tǒng)將會具有更高的通信系統(tǒng)兼容性，更好的組網(wǎng)方式，更好的擴展性。同時，在對已有的無線通信管理與控制系統(tǒng)進行有效維護的基礎(chǔ)上，建立一個智能的通信管理系統(tǒng)，使不同標準的通信系統(tǒng)相互連接起來，從而能夠把超短波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星電話、有線電話、集群通信系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)等通信方式融合在一起，在異構(gòu)的環(huán)境下，達到對有線通信與無線通信的共同管理與控制。此外，利用此系統(tǒng)還可以將各個地區(qū)之間的控制和管理通信網(wǎng)進行IP 連接，從而增強了在火災(zāi)救援中的通訊系統(tǒng)的協(xié)同管理和管理的效率[7]。

4 結(jié)語

總之，伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展，無線通信技術(shù)已經(jīng)被運用于各個行業(yè)。目前，在滅火救援過程中，使用無線通信技術(shù)可以減少消防員與其他人員之間通信不暢的問題，使其在滅火救援過程中得到更科學的指導(dǎo)，從而提升消防滅火的速度，保證人民的生命安全，降低人民的財產(chǎn)損失。

引用

[1] 閆慶.5G移動通信技術(shù)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用探究[J].中國新通信,2022,24(7):16-18.

[2] 孫曉雅.4G移動通信技術(shù)在消防滅火救援指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)與信息化,2015(2):22-23.

[3] 皇甫守俊.4G移動通信技術(shù)在消防滅火救援指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].通訊世界,2016(3):26-27.

[4] 王榮輝.網(wǎng)絡(luò)通信在消防滅火救援指揮調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全和信息化,2022(10):29-32.

[5] 孫忠武,周泳.ZIGBEE定位技術(shù)在消防通信指揮中的應(yīng)用[J].廣東公安科技,2010,18(1):54-58.

[6] 豐國炳.4G無線通信技術(shù)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用[J].中國公共安全(學術(shù)版),2014(2):48-51.

[7] 王軍虎.5G通信技術(shù)在消防滅火救援中的應(yīng)用研究[J].中國高新科技,2022(12):111-112.