論空間定位技術(shù)在消防救援行動(dòng)中的應(yīng)用

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，消防救援隊(duì)員作戰(zhàn)任務(wù)愈來愈艱巨。本文詳細(xì)介紹了空間定位技術(shù)的原理，并重點(diǎn)介紹了UWB和ZigBee技術(shù)在消防救援中的應(yīng)用。最后結(jié)合消防救援的特性分析空間定位技術(shù)在消防救援行動(dòng)中的必要性和重要性。

關(guān)鍵詞：空間定位技術(shù) 技術(shù)原理 消防救援行動(dòng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X932 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（b）-0003-01

目前，中國(guó)城市化發(fā)展愈來愈快，給消防部隊(duì)帶來的挑戰(zhàn)也愈來愈大。怎樣在復(fù)雜的作戰(zhàn)任務(wù)面前，充分發(fā)揮作戰(zhàn)能力是擺在消防人員面前的一大難題。而空間定位技術(shù)的出現(xiàn)則有效地緩解了這一難題。

1 空間定位技術(shù)的介紹

空間定位技術(shù)是在美國(guó)最先研制的，并且主要應(yīng)用于海、陸、空導(dǎo)航與定位的新一代系統(tǒng)?？臻g定位技術(shù)是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星作為起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置?？臻g定位技術(shù)的特點(diǎn)：（1）全天候和全球化的為用戶提供實(shí)時(shí)有效的三維位置；（2）定位精度高，采用的差分定位極大提高了精確度；（3）位置定位更加靈活，操作更加簡(jiǎn)便。

2 空間定位技術(shù)在消防救援行動(dòng)中的應(yīng)用

空間定位技術(shù)方式多樣，應(yīng)用范圍也頗為廣泛。其移動(dòng)終端定位主要包括室內(nèi)定位技術(shù)（包括光跟蹤技術(shù)、藍(lán)牙定位、UWB定位和ZigBee定位等）和移動(dòng)定位技術(shù)（包括Cell-Id技術(shù)和GPS定位技術(shù)）。室內(nèi)定位技術(shù)和移動(dòng)定位技術(shù)這兩種技術(shù)，根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)的不同在消防救援行動(dòng)中發(fā)揮著不同程度的作用[1]。

2.1 消防救援行動(dòng)中室內(nèi)定位技術(shù)分析

室內(nèi)定位技術(shù)主要用于實(shí)現(xiàn)精確的空間三維，如在處理突發(fā)性、惡性事故中確定消防隊(duì)員在室內(nèi)的精確位置。目前空間定位技術(shù)所具有的模式主要有：光跟蹤技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù)和ZigBee技術(shù)等。

2.1.1 光跟蹤定位系統(tǒng)

光跟蹤定位技術(shù)要求利用探測(cè)器（視頻類等設(shè)備）對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，通過特定算法和人工觀察來定位可預(yù)測(cè)目標(biāo)。當(dāng)前的光定位技術(shù)主要利用紅外線攝像機(jī)和紅外線發(fā)光二極管的系列協(xié)調(diào)配合，使用機(jī)器人系統(tǒng)的配合最終達(dá)到定位的目的。但可惜的是，這種定位系統(tǒng)因?qū)ο谰仍饬x不大，所以沒有得到很大的應(yīng)用。

2.1.2 藍(lán)牙定位技術(shù)

藍(lán)牙定位是一種在短距離能夠?qū)崿F(xiàn)的語音數(shù)據(jù)傳輸和接收、耗能極低的無線傳輸技術(shù)?！耙粚?duì)一”和“一對(duì)多”的特性可實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙局域網(wǎng)與移動(dòng)終端的鏈接，并最終獲得終端的定位信息。雖然藍(lán)牙設(shè)備價(jià)格高昂，可進(jìn)行定位的距離很短，但其主要優(yōu)勢(shì)是能夠快速搜索到終端設(shè)備，并且信號(hào)傳輸基本受距離影響不大。在消防救援行動(dòng)中，有積極的輔助作用。

2.1.3 UWB定位技術(shù)

UWB（Ultra Wideband）技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)、定位精確度最高的一種系統(tǒng)。這種新興無線通信技術(shù)，也稱之為無線載波通信超寬帶。其主要特性表現(xiàn)為傳輸速度快、成本低、功耗消耗低和信號(hào)抗干擾性強(qiáng)。

此系統(tǒng)還能確定受災(zāi)區(qū)域的人數(shù)，對(duì)區(qū)域內(nèi)人數(shù)進(jìn)行全程動(dòng)態(tài)監(jiān)控，大大降低了消防人員的工作強(qiáng)度。此外，UWB技術(shù)在受災(zāi)區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)危險(xiǎn)邊界，為靠近危險(xiǎn)區(qū)域救援人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，保證救援人員的人身安全。同時(shí)，該系統(tǒng)在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，能夠迅速定位受困人員的位置，大大加快了救援人員的救援時(shí)間，從而提高了工作效率。

該系統(tǒng)能夠配備到手機(jī)、Ipad或者PDA終端設(shè)備中去，這種先進(jìn)、高效與便捷的消防救援技術(shù)是未來消防領(lǐng)域內(nèi)單兵定位的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

2.1.4 ZigBee定位技術(shù)

ZigBee定位技術(shù)的名稱與蜂群使用的通信方式有關(guān)。它主要應(yīng)用于各種電子設(shè)備間的雙向無線通信方式。其主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為傳輸范圍短、成本極低、數(shù)據(jù)傳輸速率低、能源消耗低、操作更為簡(jiǎn)便。ZigBee定位技術(shù)，類似于通用的移動(dòng)通信技術(shù)（包括CDMA網(wǎng)或GSM技術(shù)），是一個(gè)由無線數(shù)傳模塊（約65000個(gè)）構(gòu)建的雙向無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。Zig Bee技術(shù)是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的無線協(xié)議，并且每一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊都單獨(dú)擁有一個(gè)身份識(shí)別標(biāo)志。

在一個(gè)可確定的網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，各ZigBee網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)之間可以隨時(shí)通信；每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的距離由最初的75 m，發(fā)展到后來幾百米，甚至是幾千米。作為一種新型的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為消防救援中的空間定位提供了很大的技術(shù)支持，極大節(jié)省了救援時(shí)間。

國(guó)內(nèi)ZigBee技術(shù)的發(fā)展正處于初級(jí)階段，其主要嘗試也主要應(yīng)用于定位礦難中地下受困的礦井人員，并未在消防救援中得到很大的普及，尤其是在突發(fā)性重大災(zāi)難面前。而這種以ZigBee定位技術(shù)為核心的空間定位技術(shù)最早是在美國(guó)開展并加以推廣的。伴隨國(guó)際國(guó)內(nèi)技術(shù)的不斷更新和進(jìn)一步發(fā)展，相信在未來，ZigBee技術(shù)在消防救援領(lǐng)域會(huì)得到更大的利用。

2.2 消防救援行動(dòng)中移動(dòng)定位技術(shù)分析

移動(dòng)定位技術(shù)是一種可以為消防隊(duì)員實(shí)時(shí)提供極為精確的定位信息、實(shí)時(shí)監(jiān)控及跟蹤的無線通信技術(shù)。它主要包括移動(dòng)終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)。其主要利用無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，接收并分析無線信號(hào)參數(shù)，最后對(duì)移動(dòng)終端和設(shè)施所處位置準(zhǔn)確測(cè)定。其主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在監(jiān)測(cè)范圍廣、接受信號(hào)速度快、抗干擾性強(qiáng)等。

2.2.1 移動(dòng)終端的定位技術(shù)

移動(dòng)終端定位技術(shù)是首先確定多個(gè)網(wǎng)絡(luò)基站的位置，在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)該基站發(fā)射已確定的該基站精確位置的求救信號(hào)。最后，移動(dòng)終端通過處理既得信號(hào)，確定其與各基站間的位置關(guān)系，再根據(jù)既有算法從而確定自己的位置。此技術(shù)定位精確度極高，誤差小。然而，此類技術(shù)在安裝到用戶手機(jī)的過程中，對(duì)用戶手機(jī)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)配置要求極高，從而加大了手機(jī)本身的能源消耗，也限制了其在大眾中的普及和應(yīng)用。

2.2.2 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)是以Cell-Id技術(shù)為主，把自己的標(biāo)志號(hào)安裝到各個(gè)小區(qū)的信號(hào)收發(fā)器上，通過精確的坐標(biāo)來確認(rèn)精確位置。網(wǎng)絡(luò)覆蓋率是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)能夠得以運(yùn)行的首要前提。故而，這種技術(shù)無法應(yīng)用于沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的偏遠(yuǎn)山區(qū)及落后地區(qū)。

3 結(jié)論

綜上所述，雖然空間定位技術(shù)在消防救援行動(dòng)中得到很大程度上的應(yīng)用，但還存在很多局限性。目前，隨著相關(guān)科技的進(jìn)步和推廣，高精度、無誤差和三維化的定位技術(shù)也得到很好推廣和利用。未來，在空間定位技術(shù)的支持下，消防救援部隊(duì)在救援活動(dòng)中肯定能夠發(fā)揮更加積極的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]田宇，疏學(xué)明，馬鑫.消防部隊(duì)救援行動(dòng)中的災(zāi)情信息需求與分析[J].武警學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（6）：70-76.