信息通信高效保障森林滅火行動(dòng)的對(duì)策

耿鐸

摘要：森林防火，人人有責(zé)。森林火災(zāi)與城市火災(zāi)不同，撲救方法也存在顯著差異。傳統(tǒng)森林火災(zāi)無(wú)法有效地應(yīng)對(duì)火勢(shì)快速蔓延、點(diǎn)多線(xiàn)長(zhǎng)面廣等問(wèn)題，只能通過(guò)建設(shè)防火隔離帶、空中灑水等措施減少火勢(shì)蔓延。為了進(jìn)一步加強(qiáng)森林防火的質(zhì)量，減少造成的林業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，需要構(gòu)建完善的應(yīng)急通信保障體系。通過(guò)衛(wèi)星無(wú)人機(jī)、空天一體化、通信系統(tǒng)能夠確保對(duì)火災(zāi)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，提高消防救援撲救的整體效率。

關(guān)鍵詞：信息通信;森林滅火行動(dòng);保障對(duì)策

森林防火應(yīng)急保障體系建設(shè)主要針對(duì)森林防火進(jìn)行分級(jí)別、分層次地通信保障，確保有關(guān)防火部門(mén)能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)的具體火情進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判。要加強(qiáng)火災(zāi)應(yīng)急通信保障，必須要有專(zhuān)業(yè)的人員預(yù)案和設(shè)備，否則只能造成森林防火應(yīng)急通信流于表面。必須要積極建立信息通信高效保障體系，準(zhǔn)確把握滅火行動(dòng)指揮通信的規(guī)律特點(diǎn)，確保滅火救援行動(dòng)順利開(kāi)展。

一、滅火救援行動(dòng)中發(fā)生安全事故的主要原因

（一）救援指揮人員對(duì)火情缺乏全面了解

當(dāng)消防指揮人員到達(dá)森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)之后，需要對(duì)發(fā)生的具體火情進(jìn)行準(zhǔn)確把握，制定科學(xué)高效的應(yīng)急預(yù)案，并以此提高救援行動(dòng)的實(shí)效性，從而為消防救援人員提供充足的生命安全保障[1]。但大多數(shù)的救援指揮人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)情況缺乏深入了解，沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到火災(zāi)偵查的重要作用。部分指揮人員救援心切，在火情偵查時(shí)忽略了現(xiàn)場(chǎng)安全的細(xì)節(jié)，指揮人員對(duì)火災(zāi)的真實(shí)情況了解不全面，這些問(wèn)題都可能造成安全事故發(fā)生。

（二）消防救援人員思想麻痹缺乏安全意識(shí)

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)都會(huì)面臨著坍塌、爆炸、高溫、有毒有害氣體、腐蝕性氣體、濃煙等各種危險(xiǎn)因素，對(duì)消防救援人員造成嚴(yán)重的安全威脅。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)救援中由于缺乏安全防護(hù)意識(shí)，導(dǎo)致安全防范落實(shí)不到位，在火場(chǎng)救援時(shí)，由于消防人員的體能消耗過(guò)大，很容易出現(xiàn)放松警惕的情況，造成潛在危險(xiǎn)被忽視，在接近救援尾聲時(shí)有部分救援人員急于求成，安全意識(shí)淡薄，進(jìn)而造成意外情況的發(fā)生。在消防救援中對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患缺乏持續(xù)性觀察，無(wú)法掌握真實(shí)的危險(xiǎn)情況。

（三）消防設(shè)備的整體水平有待提升

在火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)中大多存在著環(huán)境條件復(fù)雜等問(wèn)題，所以對(duì)消防裝備提出了更高要求。很多消防部門(mén)消防裝備并沒(méi)有及時(shí)更新與維護(hù)，造成無(wú)法及時(shí)投入到消防應(yīng)急救援之中。

二、高效保障森林滅火行動(dòng)信息通信的具體對(duì)策

（一）做好平時(shí)應(yīng)急保障準(zhǔn)備

森林滅火行動(dòng)時(shí)間緊、任務(wù)重、變化快，應(yīng)當(dāng)做好提前謀劃與部署，認(rèn)真制定通信聯(lián)絡(luò)文件，明確呼號(hào)、頻率、聯(lián)絡(luò)ID以及通規(guī)通紀(jì)，對(duì)滅火行動(dòng)信號(hào)保障預(yù)案進(jìn)行及時(shí)修訂，增強(qiáng)信號(hào)聯(lián)絡(luò)的可操作性。在進(jìn)入防火期后要根據(jù)下方的通信保障指示進(jìn)行具體規(guī)劃與部署，通過(guò)視頻審定、技能考核、常識(shí)提問(wèn)等多種措施，確保通信保障體系全面落實(shí)[2]。在通信保障體系建設(shè)的過(guò)程中積極整合編組人員，按照強(qiáng)弱搭配、以老帶新的原則預(yù)先成立通信保障隊(duì)伍，每支隊(duì)伍都需要有專(zhuān)門(mén)的通信干部和保障人員，根據(jù)人員流動(dòng)的實(shí)際情況制定科學(xué)的調(diào)整方案，邀請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)通信裝備數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，確保所有投入一線(xiàn)的通信設(shè)備完好率達(dá)到100%。在動(dòng)用通信指揮消防車(chē)時(shí)，除車(chē)載設(shè)備之外還需要攜帶多旋翼無(wú)人機(jī)、短波轉(zhuǎn)信臺(tái)、寬帶衛(wèi)星便攜站，根據(jù)人員數(shù)量攜帶配套的對(duì)講機(jī)、移動(dòng)電池和電源插排。同時(shí)，還要攜帶北斗定位儀修理工具和備用易損件。

（二）加強(qiáng)超短波通信網(wǎng)站建設(shè)

在森林消防工作開(kāi)展中最常用的通信以無(wú)線(xiàn)電超短波為主，在平時(shí)沒(méi)有火情時(shí)可以保障日常的預(yù)防需求，而在發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)短時(shí)通信量明顯激增，所以很容易造成短波通信網(wǎng)發(fā)生明顯的信息阻塞，因此要加強(qiáng)超短波通信網(wǎng)站建設(shè)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的規(guī)劃與部署，不但能夠滿(mǎn)足平時(shí)預(yù)防工作需求，更能夠在森林火災(zāi)救援中同時(shí)開(kāi)設(shè)多個(gè)通信通道。中繼站的冗余量配置需要由多個(gè)中繼站組成，超短波通信網(wǎng)至少有兩個(gè)以上的中介站，能夠與指揮部門(mén)直接通信。在平時(shí)通信網(wǎng)站建設(shè)中需要保障所有中繼站都處于次級(jí)鏈路連接的工作狀態(tài)，而在發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)也可以根據(jù)具體的撲救行動(dòng)進(jìn)行全面分析。超短波通信涉及中繼站、通信覆蓋率、重復(fù)覆蓋區(qū)域大小，比如中繼站之間的通信覆蓋率、車(chē)載臺(tái)與中繼臺(tái)之間的通信覆蓋率，以及手持設(shè)備和中繼站的通信覆蓋率。在火場(chǎng)內(nèi)架設(shè)臨時(shí)中繼站可以有效增強(qiáng)短波無(wú)線(xiàn)電通信網(wǎng)絡(luò)的通信效果。在林場(chǎng)火災(zāi)救援行動(dòng)中人們很難提前預(yù)知火場(chǎng)發(fā)生的具體情況，只有及時(shí)做好網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)才能夠有效補(bǔ)充短波通信不及時(shí)的問(wèn)題，確保一線(xiàn)撲火隊(duì)與各級(jí)指揮部門(mén)的通信更加順暢。森林防火應(yīng)急通信保障需要對(duì)本區(qū)域的地形地貌有著清楚準(zhǔn)確的了解，在通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)也能快速制定應(yīng)急處置預(yù)案，因?yàn)樯址阑鹜ㄐ旁诰W(wǎng)絡(luò)架設(shè)理論上需要覆蓋整個(gè)林區(qū)，但很難實(shí)現(xiàn)覆蓋率達(dá)到100%，造成盲區(qū)、靜區(qū)逐漸增多[3]。

中繼站架設(shè)密度不足，接收中繼站信號(hào)也超過(guò)邊界范圍，很容易受到高山阻隔，使信號(hào)無(wú)法快速傳輸。在地形圖上要將相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，并且消除通信區(qū)域的影響。中繼站服務(wù)覆蓋范圍要遠(yuǎn)超通信覆蓋范圍，要架設(shè)臨時(shí)中繼站，增強(qiáng)中繼站的整體覆蓋率，同時(shí)要積極采用背負(fù)式車(chē)載臺(tái)，有效解決火場(chǎng)應(yīng)急通信問(wèn)題。在火場(chǎng)應(yīng)急通信中要主動(dòng)使用通信保障車(chē)，根據(jù)不同省市情況配備相應(yīng)的車(chē)型和通信設(shè)備。森林防火現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急保障車(chē)，要確保車(chē)內(nèi)配置齊全，包括車(chē)載中繼臺(tái)、手動(dòng)升降天線(xiàn)桿、雙頻段車(chē)載臺(tái)、高靈敏度大功率車(chē)載臺(tái)等，同時(shí)要保障活動(dòng)應(yīng)急通信保障車(chē)通信機(jī)動(dòng)性良好，有相對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境。省、市一級(jí)的森林防火應(yīng)急通信保障車(chē)要盡量采用車(chē)體較大、越野性能良好的車(chē)輛，除了具有超短波通信功能之外，還要及時(shí)做好火場(chǎng)內(nèi)外通信都能聯(lián)系，確?；饒?chǎng)內(nèi)外指揮效率顯著提升。

（三）做好應(yīng)急保障

在森林火災(zāi)警報(bào)響應(yīng)啟動(dòng)后需要針對(duì)任務(wù)信息做好及時(shí)研判，對(duì)裝備器材、通信樞紐進(jìn)行全面檢查，從而為滅火行動(dòng)提供重要的輔助決策依據(jù)。通信值班部門(mén)必須充分發(fā)揮一條線(xiàn)作用，加強(qiáng)對(duì)火災(zāi)信息報(bào)告的妥善管理，在上級(jí)組織通信聯(lián)絡(luò)和兵力投送之前要加強(qiáng)做好應(yīng)急保障機(jī)制，準(zhǔn)確處理各指揮所配置地點(diǎn)和開(kāi)設(shè)時(shí)間，加強(qiáng)級(jí)別轉(zhuǎn)換通信。指揮員需要快速制訂通信作戰(zhàn)計(jì)劃，根據(jù)實(shí)際任務(wù)將外在人員快速歸隊(duì)，第一時(shí)間下發(fā)通信保障的相關(guān)指示，提出具體的工作部署要求。既要保障裝備器材完好，又要提高編配數(shù)量，同時(shí)開(kāi)設(shè)通信樞紐，確保全時(shí)值守。在火情通報(bào)之后需要第一時(shí)間進(jìn)行火情監(jiān)視，及時(shí)匯報(bào)相關(guān)的通信線(xiàn)路問(wèn)題，同時(shí)，還應(yīng)該第一時(shí)間將通信保障人員名單、聯(lián)絡(luò)方式、衛(wèi)星電話(huà)號(hào)碼、北斗ID以及相關(guān)信息通過(guò)聯(lián)絡(luò)表格上報(bào)給上級(jí)指揮，確保通信指揮同步進(jìn)行。

（四）多措并舉，做好機(jī)動(dòng)途中保障

通過(guò)多種方式加強(qiáng)通信信息建設(shè)。在鐵路輸送中通信聯(lián)絡(luò)必須以無(wú)線(xiàn)電和公網(wǎng)手機(jī)為主，公網(wǎng)有線(xiàn)電和公眾移動(dòng)通信為輔。在跨區(qū)聯(lián)動(dòng)時(shí)，各級(jí)部門(mén)需要派出先遣組織行動(dòng)隊(duì)保障沿途的公網(wǎng)信號(hào)，協(xié)調(diào)屬地通信資源，途中臨時(shí)組網(wǎng)，確保機(jī)動(dòng)車(chē)中途通信指揮更加通暢。

（五）突出重點(diǎn)，做好直前準(zhǔn)備保障

直前保障是保障通信任務(wù)的關(guān)鍵，需要通過(guò)指揮帳篷和指揮通信車(chē)開(kāi)設(shè)。指揮員必須掌握首長(zhǎng)機(jī)關(guān)以及任務(wù)分隊(duì)的具體方位，明確通信要素，確保人員裝備配備的防護(hù)要求，在開(kāi)車(chē)后要與各級(jí)指揮中心建立聯(lián)系。對(duì)當(dāng)前的火情發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判，隨時(shí)做好突發(fā)情況的處置準(zhǔn)備。

三、森林火災(zāi)應(yīng)急通信保障方案研究與設(shè)計(jì)

（一）空天地一體化應(yīng)急通信系統(tǒng)

林火主要發(fā)生在山區(qū)，地形險(xiǎn)惡、4G/5G信號(hào)貧乏、衛(wèi)星通信設(shè)備困難、道路狹窄、大型通信車(chē)輛無(wú)法到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，因此需要電臺(tái)和個(gè)人士兵、圖像傳送、衛(wèi)星電話(huà)等通信設(shè)備保障語(yǔ)音、圖像、定位、短信通信服務(wù)，并與后臺(tái)指令保持不中斷通信。對(duì)于山火通信系統(tǒng)，首先是確保解除通信系統(tǒng)封鎖。第一個(gè)通信小組包括無(wú)線(xiàn)電臺(tái)、4G/5G個(gè)人士兵圖像傳輸以及裝有北斗的摩托車(chē)或越野車(chē)輛等通信設(shè)備[4]。與此同時(shí)，還需派出“移動(dòng)通信”衛(wèi)星通信越野車(chē)，與三大通信運(yùn)營(yíng)商合作，盡快將超級(jí)基站越野車(chē)或UAV基站送到現(xiàn)場(chǎng)。其次，利用4G/5G信號(hào)和寬帶互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行特殊線(xiàn)路調(diào)度。確保語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸需求。應(yīng)急通信要求全面利用移動(dòng)電話(huà)、公網(wǎng)中繼電臺(tái)、專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)沃基密鑰、自組網(wǎng)電臺(tái)、衛(wèi)星電話(huà)、超輕衛(wèi)星移動(dòng)電臺(tái)等通信設(shè)備，尤其是作為通信保障的衛(wèi)星設(shè)備。采用無(wú)線(xiàn)電臺(tái)時(shí)，必須按照三層無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的要求，分割出多個(gè)指揮網(wǎng)絡(luò)和作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，明確通信通道和通話(huà)規(guī)則，以便達(dá)成地域交流。將各參戰(zhàn)相關(guān)人員和通信員集中起來(lái)，實(shí)行統(tǒng)一派遣，發(fā)布消防救援指令。采用衛(wèi)星電話(huà)時(shí)需選擇安裝地點(diǎn)，采用全向天線(xiàn)，配備專(zhuān)職負(fù)責(zé)人，定期匯報(bào)?；馂?zāi)面積過(guò)大時(shí)，可在無(wú)人機(jī)上安裝中繼站和自組網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)地空通信。利用UAV繼電器連接，確保消防前線(xiàn)、分隊(duì)與指揮中心的溝通;利用UAV點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)衛(wèi)星設(shè)備在地面上建立空對(duì)空通信。緊急通信系統(tǒng)靈活、使用方便，可隨時(shí)采用遷移和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)形式。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以采用具有地面前端指揮站和現(xiàn)場(chǎng)指令的分層混合網(wǎng)絡(luò)作為UAV集群網(wǎng)的中心站，UAV通信終端需要具備UAV集群內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)自組織功能，實(shí)現(xiàn)地面連接，以達(dá)到前臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)指令間的直接通信功能。與此同時(shí)，為滿(mǎn)足消防活動(dòng)、中繼通信、無(wú)人機(jī)等的通信需求，網(wǎng)絡(luò)組織等需擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，使命令通信能夠順利進(jìn)行，由于電池壽命和火災(zāi)災(zāi)害的變化，無(wú)人機(jī)集群的數(shù)量必然會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。層次式混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠快速減少、增加或更換無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)集群通信網(wǎng)絡(luò)的快速配置。

（二）火災(zāi)信息的獲取與制圖

綜合利用地面監(jiān)測(cè)、UAV偵察和衛(wèi)星遙感等手段，獲取火災(zāi)總體狀況、發(fā)展趨勢(shì)、范圍及受地形和天氣影響的方向和速度。運(yùn)用傾斜照片和金字塔匹配技術(shù)繪制三維地圖，得到森林地區(qū)的地形、山向、道路、水源、隔離區(qū)的分布以及主要目標(biāo)、主要危險(xiǎn)等，以提升救援戰(zhàn)斗力。在火災(zāi)信息提取中，利用二維圖像進(jìn)行圖像處理，主要是可見(jiàn)光圖像和紅外圖像。由于是對(duì)火區(qū)進(jìn)行采集，因此必須掌握火區(qū)的總體情況和火情發(fā)展趨勢(shì)。而單個(gè)可見(jiàn)光圖像只能獲得火焰的顏色、紋理、幾何輪廓等基本屬性，單紅外圖像只能獲得物體的表面溫度。當(dāng)僅采用一種方法時(shí)，屬性之間的相關(guān)性被忽略，使設(shè)計(jì)方案的抗干擾能力下降。此時(shí)，將可見(jiàn)光圖像與紅外熱成像相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。利用地面監(jiān)測(cè)、UAV偵察和衛(wèi)星遙感等偵察手段取得二維圖像[5]。與此同時(shí)，為滿(mǎn)足森林火情現(xiàn)場(chǎng)拍攝的需要，現(xiàn)場(chǎng)至少配備6旋翼、8旋翼、固定翼、復(fù)合機(jī)等2架UAV，以及具有抗風(fēng)能力強(qiáng)、航行時(shí)間長(zhǎng)、飛行速度快的UAV無(wú)人機(jī)。在執(zhí)行視頻監(jiān)控任務(wù)時(shí)，尤其在道路封閉車(chē)輛不能行駛時(shí)，無(wú)人駕駛飛機(jī)可立即起飛進(jìn)行調(diào)查、搜索道路、繪制火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)地圖。利用單個(gè)士兵或車(chē)輛圖像傳送、手機(jī)拍攝的火災(zāi)視頻和森林地區(qū)的監(jiān)視視頻，獲取可見(jiàn)光圖像的連續(xù)幀，然后提取火災(zāi)區(qū)域。根據(jù)火焰像素點(diǎn)的顏色分割出可見(jiàn)光的RGB顏色空間區(qū)域，火焰燃燒時(shí)二維圖像的幾何輪廓變化速度較背景快。另外，采用紅外熱成像技術(shù)，通過(guò)紅外熱像儀計(jì)算出目標(biāo)溫度。二者結(jié)合，可消除樹(shù)木堵塞和煙霧干擾，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)采集的視頻圖像經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ眯l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳送到總部各層，協(xié)助前臺(tái)和后臺(tái)的討論和判斷。通過(guò)共享氣象學(xué)衛(wèi)星遙感影像，了解整體火場(chǎng)狀況，有助于指揮官了解火場(chǎng)位置、火場(chǎng)范圍及火場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。串翼型UAV將被用于保障隨后的消防部署。其具備GNSS北斗、GPS、GLONASS+慣導(dǎo)等導(dǎo)航定位設(shè)備，可通過(guò)GPS或北斗衛(wèi)星終端獲得準(zhǔn)確的信息。為火災(zāi)區(qū)域提供經(jīng)緯度、批準(zhǔn)、定位、控制指示和其他有關(guān)設(shè)備的信息。

四、結(jié)語(yǔ)

森林火災(zāi)是自然災(zāi)害的一種，由多種自然因素引起，采取科學(xué)的措施可以有效地預(yù)防和撲滅森林火災(zāi)。如果僅采用一種方法很難起到理想的效果，所以應(yīng)結(jié)合不同滅火措施和裝備的特點(diǎn)，采取具有針對(duì)性的手段進(jìn)行滅火，保障每一種滅火裝備都能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]佚名.四川省通信管理局赴黑水縣開(kāi)展森林草原防滅火包縣聯(lián)系督導(dǎo)工作[J].通信與信息技術(shù)，2021（01）：8.

[2]曹茜，郭其云，薄淇友.我國(guó)森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)指揮體系探索與建設(shè)研究[J].湖南安全與防災(zāi)，2020（08）：41-46.

[3]王鐵峰，龐興航，溫柏志.鍛造滅火通信“千里眼、順風(fēng)耳”——應(yīng)急通信指揮平臺(tái)在原始森林滅火救援中的應(yīng)用[J].中國(guó)應(yīng)急管理，2020（02）：61-63.

[4]王帥，王彬旭.當(dāng)前部隊(duì)遂行森林滅火任務(wù)時(shí)面臨的問(wèn)題與對(duì)策[J].消防界（電子版），2018，04（21）：59.

[5]周盛，彭月，蘭明才，等.北斗衛(wèi)星在飛機(jī)增雨中的應(yīng)用[J].氣象水文海洋儀器，2015，32（03）：65-67.

[6]劉少剛，周釗，張書(shū)宇，等.森林滅火航彈智能觀瞄投放控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].應(yīng)用科技，2014，41（01）：69-74.

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