5G通信手段推進(jìn)消防信息化建設(shè)的路徑

■耿鐸 秦皇島市消防救援支隊(duì)

在萬物互聯(lián)的時代下，智慧消防能夠依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動通信技術(shù)對各種災(zāi)害事故進(jìn)行應(yīng)急處理，從而保證救援效率顯著提高。由于當(dāng)前的通信技術(shù)手段很難滿足消防應(yīng)急救援的需求，因此要高度重視5G通信技術(shù)的合理應(yīng)用，建立完善的消防救援和應(yīng)急調(diào)度保障體系，為智能消防的全面發(fā)展提供重要幫助。

一、5G通信技術(shù)的概述

（一）5G 技術(shù)發(fā)展情況

隨著2019年我國正式頒布5G通信商用牌照，5G技術(shù)在我國已經(jīng)大范圍推廣與普及，建成了全球規(guī)模最大的5G 移動網(wǎng)絡(luò)。通過5G 技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展能夠推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，增強(qiáng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力。5G 作為第5代移動通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率最高可達(dá)10Gbt/s，比以前的LTE 蜂窩網(wǎng)絡(luò)速度快10 倍以上，具有更低的網(wǎng)絡(luò)延遲[1]。通過5G 網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模的建設(shè)能夠?yàn)楦嘀悄茉O(shè)備提供支持，具有高速率、低延遲、多連接等顯著特點(diǎn)，能夠有效緩解消防救援領(lǐng)域的通信難點(diǎn)問題，增強(qiáng)針對性。

（二）5G 技術(shù)優(yōu)勢

5G 移動通信技術(shù)理論數(shù)據(jù)延遲為1ms，幾乎相當(dāng)于沒有。與4G 技術(shù)相比較5G通信數(shù)據(jù)吞吐量更高，數(shù)據(jù)延遲更低，具有顯著的移動性。5G 能夠在城市中心、辦公商業(yè)區(qū)、早晚高峰地鐵和節(jié)假日旅游景點(diǎn)等人流密集區(qū)域和移動設(shè)備數(shù)量眾多的區(qū)域保證信號穩(wěn)定，確保所有設(shè)備都能夠同時同地快速暢享移動網(wǎng)絡(luò)。5G通信技術(shù)的頻段更高，4G 移動通信頻段位于0.8 ～3GHz 之間，絕大多數(shù)的頻段都集中在2.5GHz 以下，5G 網(wǎng)絡(luò)為了能夠獲得更高的速率，將采用2.5 ～100GHz 的頻段區(qū)間，同時5G 具備了大寬帶、低延時廣連接的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)增強(qiáng)移動寬帶、超高可靠低時延通信和海量機(jī)器類通信，能夠用于超高清視頻、云辦公等大流量移動寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域，還能夠用于工業(yè)自動化、無人駕駛等需要低延時、高可靠連接的業(yè)務(wù)場景。

二、當(dāng)前消防信息化建設(shè)的不足

（一）通信技術(shù)手段落后

消防救援隊(duì)伍作為應(yīng)急救援的主力軍和國家隊(duì)，面臨著復(fù)雜多變的任務(wù)形式，通過5G通信技術(shù)可以建設(shè)現(xiàn)代化的消防應(yīng)急通信保障體系，在消防救援工作中發(fā)揮非常關(guān)鍵的作用[2]。目前在消防救援隊(duì)伍通信建設(shè)中，依然存在著通信頻率短、網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)少、信號覆蓋較差等各種問題，而且通信技術(shù)缺乏抗干擾功能，很容易造成信號被偵察攔截。大多數(shù)消防應(yīng)急救援主要集中在山區(qū)、高溫、輻射等惡劣環(huán)境下，很容易造成信號數(shù)量明顯下降，只適合地形簡單、小規(guī)模的救援場面。隨著消防救援隊(duì)伍逐漸配備了GoTa 對講系統(tǒng)，通訊距離和通信質(zhì)量得到有效改善，但依然無法覆蓋地下建筑或偏遠(yuǎn)地區(qū)，造成消防救援通訊自動化應(yīng)用不充分。

（二）技術(shù)可拓展性不強(qiáng)

當(dāng)前，在消防系統(tǒng)信息化建設(shè)管理中，各級消防應(yīng)急救援隊(duì)伍必須逐漸開展滅火救援指揮實(shí)戰(zhàn)化演練，可視化技術(shù)指揮調(diào)度、大數(shù)據(jù)功能決策等都需要更加穩(wěn)定的傳輸信號，對消防通信設(shè)備提出了更高要求?，F(xiàn)有的消防通訊設(shè)備基本采用傳統(tǒng)通信技術(shù)手段，導(dǎo)致消防設(shè)備之間的連接效率不理想。

（三）穩(wěn)定性不強(qiáng)

消防救援隊(duì)伍目前所采用的通信網(wǎng)絡(luò)主要包括衛(wèi)星通信、電子政務(wù)外網(wǎng)、指揮信息網(wǎng)以及無線通信網(wǎng)絡(luò)，但目前這些通信網(wǎng)絡(luò)依然存在著運(yùn)行不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)覆蓋不健全等問題，導(dǎo)致信息化水平無法滿足日常需求。信息化源頭缺乏有效監(jiān)管，應(yīng)用范圍有限，信息化水平不高，火災(zāi)風(fēng)險智能分析和隱患動態(tài)監(jiān)測預(yù)警能力較低，無法形成快速機(jī)動、真實(shí)靈敏的火災(zāi)現(xiàn)場感知網(wǎng)絡(luò)。對于火災(zāi)信息采集的時效性和準(zhǔn)確性不高，無法為指揮決策提供重要的輔助功能，也無法滿足滅火救援的實(shí)戰(zhàn)化需求。要想實(shí)現(xiàn)智能消防，最重要的就是建立可視化指揮調(diào)度平臺、互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析決策功能，這些都需要高效的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)保障。

（四）融合集成度不高

當(dāng)前消防救援指揮團(tuán)隊(duì)所采用的通信技術(shù)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)各不相同，各種設(shè)備之間的通用效果不理想[3]。應(yīng)急通信裝備集成化、輕便性、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、抗毀性不高，一方面，各種信息通信系統(tǒng)單獨(dú)建設(shè)，造成人力、物力、財力的極大浪費(fèi)，各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本非常高。另一方面，很多現(xiàn)場指揮員都需要佩戴多臺指揮通信裝備，通過350M 對講機(jī)對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時指揮調(diào)度，還需要通過公網(wǎng)集群對講機(jī)和圖傳與指揮中心進(jìn)行及時連接，使得一線指揮員自身的工作任務(wù)非常繁重。火災(zāi)救援現(xiàn)場需要多部門聯(lián)合作戰(zhàn)，造成通訊信號網(wǎng)絡(luò)非常的混亂，處置能力下降。不同組織部門歸口不一，致使通訊裝備連接存在明顯壁壘，需要多個部門共同趕往事故現(xiàn)場，政令指揮不通暢、反饋不及時，很容易造成搶險救援出現(xiàn)延誤。

三、5G通信技術(shù)在消防領(lǐng)域應(yīng)用的思路分析

（一）拓寬消防感知網(wǎng)絡(luò)觸角

在智慧消防構(gòu)建的過程中要加大消防信息化的建設(shè)力度，促進(jìn)消防救援團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)型升級。消防救援團(tuán)隊(duì)必須向全災(zāi)種、大應(yīng)急轉(zhuǎn)變，有效延伸5G+ 消防應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)場景，構(gòu)建適合應(yīng)急消防管理的信息化支撐體系。5G 技術(shù)廣連接的特點(diǎn)不僅能夠保證人與設(shè)備之間的快速連接，同時也能夠增強(qiáng)設(shè)備之間的連接。通過單兵圖傳、新型無人機(jī)等多種智能設(shè)備，能夠快速對人員定位、有毒可燃?xì)怏w偵測、生命體征探索等多種技術(shù)進(jìn)行改造升級，在事故現(xiàn)場能夠快速集中人員、車輛、裝備等關(guān)鍵要素，為現(xiàn)場指揮救援提供最新的災(zāi)情信息和實(shí)時的數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場透明化。在火災(zāi)防控演練中，通過消防大數(shù)據(jù)預(yù)警管理系統(tǒng)能夠獲取溫度傳感、煙霧監(jiān)測、水壓監(jiān)測、火災(zāi)監(jiān)測等多種傳感器設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)，擴(kuò)大火災(zāi)監(jiān)控的覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)區(qū)域信息的自動采集與智能分析，推動消防預(yù)警機(jī)制關(guān)口前移。在隊(duì)伍管理中還能夠通過5G 直播技術(shù)加強(qiáng)對全體消防救援隊(duì)伍的教育和培訓(xùn)，提高政治教育、人員管理、財務(wù)管理、戰(zhàn)勤管理等多種業(yè)務(wù)水平。將5G 技術(shù)和無線射頻技術(shù)、軌跡監(jiān)測技術(shù)、圖像識別技術(shù)相互融合，可快速對人、車、裝備等相關(guān)信息進(jìn)行自動化感知，助力消防信息化建設(shè)[4]。

（二）打造融合通信指揮網(wǎng)絡(luò)中樞

單兵圖傳和公網(wǎng)集群對講機(jī)是保障通信的關(guān)鍵，目前存在整合度低、穩(wěn)定性不高等問題，在遇到重大事故時，救援通訊無法得到保障，將5G 技術(shù)與消防通信指揮系統(tǒng)相互融合，能夠打破各級應(yīng)急救援部門之間的信息壁壘。依托運(yùn)營商的基礎(chǔ)通訊資源，通過5G 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)公眾業(yè)務(wù)和消防業(yè)務(wù)之間的物理隔離，使消防通訊品質(zhì)更高、延時更低、數(shù)據(jù)傳輸更加安全，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的應(yīng)急通信保障體系建設(shè)。

（三）技術(shù)融合，助力工作模式變革

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)能夠在5G 技術(shù)的支持之下得到快速發(fā)展，通過AR 構(gòu)建智能消防系統(tǒng)，依托5G+ 移動邊緣技術(shù)在AR 平臺上快速構(gòu)建虛擬災(zāi)害現(xiàn)場，對道路、車輛、人員、消防設(shè)施等相關(guān)信息進(jìn)行模擬，使作戰(zhàn)指揮更加精細(xì)化，同時也能夠?yàn)橹笓]員帶來更加真實(shí)直觀的現(xiàn)場感受。利用VR/AR 技術(shù)開展模擬演練和消防教育，構(gòu)建虛擬場景，可以提高數(shù)據(jù)化應(yīng)用的整體水平。

三維建模、信息收集和數(shù)據(jù)仿真能夠?qū)φ麄€消防重點(diǎn)進(jìn)行全面分解，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的場景應(yīng)用，確保各級消防指揮員準(zhǔn)確分析與掌握各單位的具體情況并進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)模擬演練，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理的整體效率，提高了信息傳遞的整體質(zhì)量。在5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持之下，時延更低，可以保證信息傳播更加穩(wěn)定，避免出現(xiàn)音畫不同步等問題，極大地增強(qiáng)了VR 技術(shù)的沉浸感。通過打造可交互、參與性更高的情景演練環(huán)境，真正地實(shí)現(xiàn)智慧消防，提高全民火災(zāi)自救能力。

四、5G 技術(shù)在消防信息化建設(shè)中的具體應(yīng)用策略

（一）搭建科學(xué)完備的信息支撐體系

在5G 技術(shù)快速應(yīng)用的過程中，需要從中央到地方制定消防救援隊(duì)伍信息化建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)全國消防信息通訊的實(shí)際情況進(jìn)行分析，避免因?yàn)榧夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一而出現(xiàn)重復(fù)投資建設(shè)、造成資源浪費(fèi)的情況。在地方要積極推進(jìn)省、市、縣各級指揮中心的升級改造，及時快速啟動應(yīng)急救援指揮平臺。各地政府還要高度重視應(yīng)急通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與規(guī)劃，做好前期信息數(shù)據(jù)采集管理工作，為5G通信技術(shù)的全面推廣與應(yīng)用提供重要的前期支持。

（二）加強(qiáng)指揮保障體系建設(shè)

各地必須高度重視消防應(yīng)急通訊裝備的更新與換代，建立完善的網(wǎng)絡(luò)中心、控制機(jī)房、衛(wèi)星地面站融合通信平臺。在5G 技術(shù)不斷成熟之后還應(yīng)該加大對通信衛(wèi)星指揮車、輕型衛(wèi)星編組站以及輔助器材等關(guān)鍵設(shè)施的配備，確保通信技術(shù)全覆蓋。在全國要深入探索跨區(qū)域的消防應(yīng)急通訊保障體系，確保對其他區(qū)域的支持力度，各地消防救援團(tuán)隊(duì)還應(yīng)該定期開展綜合性的拉練活動，積極與通訊部門、地方政府、消防單位高效合作[5]。

（三）打造協(xié)同高效的業(yè)務(wù)應(yīng)用體系

全國各地消防救援隊(duì)伍要高度重視通訊人才隊(duì)伍建設(shè)，打造一支能夠熟練使用設(shè)備、熟悉性能參數(shù)的應(yīng)急通訊保障團(tuán)隊(duì)，確保5G通信技術(shù)能夠深入發(fā)展，增強(qiáng)城市遠(yuǎn)程控制、實(shí)戰(zhàn)指揮演練和數(shù)字化預(yù)案編制管理等一系列的指揮調(diào)度功能，推動內(nèi)部數(shù)據(jù)及時更新，有效拓展外部數(shù)據(jù)及時共享。融合環(huán)境監(jiān)測、人工智能、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，確保消防救援人員能夠及時接收調(diào)度指令，對現(xiàn)場指揮形勢準(zhǔn)確預(yù)判，提高消防救援指揮決策的能力。

（四）規(guī)范消防執(zhí)法管理

目前在火災(zāi)防控與執(zhí)法監(jiān)督方面還存在著諸多問題，尤其是單位自身無法及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，造成消防管理能力偏弱。在消防執(zhí)法監(jiān)督過程中還存在著執(zhí)法不規(guī)范、火災(zāi)發(fā)現(xiàn)不及時等諸多問題，使得消防救援錯失最佳時機(jī)。要高度重視消防執(zhí)法規(guī)范化建設(shè)，構(gòu)建全面監(jiān)督的火災(zāi)預(yù)警和消防體系。在火災(zāi)防控方面，要主動推進(jìn)在大型人員密集場所安裝物聯(lián)網(wǎng)煙感探頭，一旦煙感探頭發(fā)出報警信號，轄區(qū)中隊(duì)就可快速接收預(yù)警，利用消防救援專線系統(tǒng)向該區(qū)域的管理人員發(fā)送警報，彈出室內(nèi)導(dǎo)航圖，方便人群快速疏散。在大型人員密集場所、其他密集場所或者石油化工企業(yè)、易燃易爆企業(yè)等重點(diǎn)部位設(shè)置熱成像攝像頭，在捕捉到熱源時也能夠快速對火災(zāi)信號進(jìn)行準(zhǔn)確識別并發(fā)送警報，值班人員就能快速調(diào)取視頻資源進(jìn)行確認(rèn)，保證在第一時間發(fā)現(xiàn)災(zāi)情?；鶎颖O(jiān)督人員通過配備5G 執(zhí)法記錄儀，能夠?qū)χ攸c(diǎn)單位進(jìn)行定期監(jiān)督，執(zhí)法記錄員還可以通過5G 執(zhí)法記錄儀將現(xiàn)場情況實(shí)時上傳至網(wǎng)站或消防救援App，還能與各領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行遠(yuǎn)程連線，確保對整個檢查過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時解決。

（五）救援實(shí)戰(zhàn)科技化

5G通信技術(shù)能夠依托豐富的外聯(lián)傳感設(shè)備，降低時延，提高傳輸?shù)目煽啃?，從單兵作?zhàn)和指揮兩個角度共同打造智能化、數(shù)字化消防救援團(tuán)隊(duì)，提高消防作戰(zhàn)指揮的信息共享水平。還能夠?qū)φZ音、文字、圖像、視頻進(jìn)行實(shí)時傳輸，幫助作戰(zhàn)指揮人員對戰(zhàn)場形勢進(jìn)行快速準(zhǔn)確地判斷，增強(qiáng)了消防救援團(tuán)隊(duì)的專業(yè)化水平，切實(shí)提高了隊(duì)伍的災(zāi)害應(yīng)急能力。

五、結(jié)語

5G通信技術(shù)作為新一代的通信技術(shù)手段，不僅能夠提高信息傳輸?shù)男?，減少信息傳輸延遲，而且還能夠促進(jìn)更多通信設(shè)備共同連接。通過5G通信技術(shù)與消防信息化技術(shù)的有效聯(lián)合，能夠構(gòu)建智慧消防建設(shè)體系。在未來，5G 技術(shù)的應(yīng)用也會更加成熟，成為消防救援團(tuán)隊(duì)建設(shè)的重要力量，提高消防隊(duì)伍的綜合救援能力，保護(hù)人民群眾的生命財產(chǎn)安全。