消防滅火救援中的5G技術(shù)運用研究

■ 蘇亞輝 邯鄲市消防救援支隊

通信技術(shù)與人類生活越來越密不可分，在滅火救援戰(zhàn)斗指揮調(diào)度中無線通信技術(shù)同樣起著重要的作用。因此，充分利用5G 技術(shù)對提升消防救援隊伍的綜合實力，更好地為人民群眾保駕護航具有重大意義。在現(xiàn)代都市中，高樓林立，建筑物比較密集，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也比較復雜，一旦發(fā)生火災救援是比較困難的。在救援的過程中，如果消防人員對火災現(xiàn)場的情況有準確的把握，就可以讓救援工作開展得更加順利，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。文章在4G 通信技術(shù)已經(jīng)在消防滅火救援指揮中開始運用的情況下，探究5G 移動通信技術(shù)在火災救援中如何發(fā)揮更大的作用，更好地保護人民的生命財產(chǎn)安全。

一、5G 通信技術(shù)概述

第5 代移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)（簡稱5G）是中國新一代蜂窩移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。它的主要優(yōu)點就是，數(shù)據(jù)傳輸速度可以大大超過先前的蜂窩互聯(lián)網(wǎng)，最高達到了10Gbit/s，比當前的有線網(wǎng)絡(luò)都要快，比先前的4G LTE 蜂窩互聯(lián)網(wǎng)快了100 倍。同時，它還具有相對較小的網(wǎng)絡(luò)延時（更快的響應時間），一般小于1 毫秒，而4G 則為30～70 毫秒。此外，由于5G 網(wǎng)絡(luò)支持了更大面積的設(shè)備連接，每平方千米連接設(shè)備數(shù)量就達到了100 萬個以上，從而能夠達到理論上的“萬物互聯(lián)”。高效、少延時、多接入設(shè)施這三個特點，是與以往幾代移動通信技術(shù)相比明顯的進步。5G 通信技術(shù)對消防滅火救災指揮系統(tǒng)的發(fā)展具有重大意義，可以實現(xiàn)快速信息傳輸，進行科學有效的分析決策，從而實施及時救援。因此，為增強中國消防系統(tǒng)的火災救援力量，應該加快5G 技術(shù)的研發(fā)腳步，把5G 技術(shù)盡快運用到消防滅火指揮救援中去。

二、無線通信5G 技術(shù)的特點

在20世紀80年代，出現(xiàn)了模擬通信，實現(xiàn)了語音通話。接著，數(shù)字通信跟隨著90年代的科技步伐，相繼實現(xiàn)了格式轉(zhuǎn)換、互聯(lián)網(wǎng)訪問等功能。2019年，數(shù)字通信進入了第5 代移動通信技術(shù)，即5G 的新時代。與僅向民眾提供通信服務(wù)的2G、3G 和4G 不同，5G 在設(shè)計之初就考慮了人與物之間以及事物之間的連接。除基站峰值速度要求之外，由世界通訊聯(lián)合會認證的5G指標中還包含了七個主要技術(shù)指標，如用戶體驗速度、頻譜利用率、互聯(lián)網(wǎng)和移動服務(wù)、業(yè)務(wù)空間容量、網(wǎng)絡(luò)連接密度和延遲時間等。5G 為使用者創(chuàng)造了無限制的信息存取權(quán)限，使得人和物都能夠自由享用數(shù)據(jù)，從而在不受時間和空間限制的情形下，讓個人、公司和社區(qū)獲益。大規(guī)模寬帶、大規(guī)模接入、連續(xù)的廣域范圍、超低延時和高度安全性以及5G 技術(shù)中的其他特性將在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和電子商品交易等物理和信息技術(shù)空間領(lǐng)域中起到不可估量的影響。并且同時促進了人工智能、機器人、智能交通、智能醫(yī)療、自動駕駛和工業(yè)自動化等行業(yè)的應用程序開發(fā)。同樣，5G 技術(shù)也將在智慧消防方面取得突破。

三、消防救援中通信技術(shù)的使用現(xiàn)狀

（一）通信技術(shù)的局限性

在日常消防救援行動中，時間至關(guān)重要，如何更快、更準確地接收信息對消防決策指揮來說非常重要。在調(diào)度過程中，前方指揮部必須發(fā)送信號以完成諸如整合地理信息圖形、可視化指揮與調(diào)度、大數(shù)據(jù)分析與決策等任務(wù)，時間緊迫任務(wù)繁重。由于現(xiàn)有設(shè)備的傳輸效率低，導致設(shè)備性能與現(xiàn)場要求不符。

（二）設(shè)備之間不兼容

當前，各大通信設(shè)備制造商使用的通信協(xié)議和技術(shù)標準大多是不同的，甚至同一類型的設(shè)備都使用不同的通信技術(shù)，例如一部分消防救援人員使用350MHz 警用頻段的手持無線電對講機，另一部分消防人員使用數(shù)字技術(shù)利用集群通信系統(tǒng)和公共網(wǎng)絡(luò)進行語音傳輸，不受頻段的限制。各種對講機不是普遍通用的，必須單獨購買，這不僅造成資金浪費，而且還給管理人員和一線作戰(zhàn)人員在消防救援現(xiàn)場的信息溝通帶來不便。不同的通信設(shè)備由于通信技術(shù)標準的不同而互不兼容，極大地影響了消防救援作戰(zhàn)效率。

（三）通信配置陳舊

消防應急通信技術(shù)的研發(fā)相對較慢。目前，一般使用350MHz 無線對講系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過無線電進行通信，但設(shè)備的傳輸距離受功率的限制，大多在1～3km 之間。并且，設(shè)備對信號非常敏感，在惡劣的環(huán)境中，例如在山區(qū)、高溫、輻射等環(huán)境中，信號很難保持穩(wěn)定，很難有效地傳達信息。就視頻通信而言，視頻傳輸設(shè)備已經(jīng)統(tǒng)一并普及，但其中大多數(shù)仍依靠4G 及以下專用網(wǎng)絡(luò)，傳輸視頻的清晰度和流暢性還有很大的提升空間。

（四）信號格式融合性差

目前，消防救援隊伍裝備的各種通信工程設(shè)備，使用的數(shù)據(jù)通信協(xié)定內(nèi)容與標準完全不同，各種設(shè)備互通困難。所有通信工程都必須單獨建設(shè)，花費了大量人力物力資源。另外，各種電子設(shè)備在事故救援現(xiàn)場的運用中也不夠多方面，因此現(xiàn)場指揮員通常需要攜帶各種電子通信工具，既要利用350MHz 對講機完成現(xiàn)場指示與調(diào)度，同時還要利用GOTA 對講機、4G 圖傳等信息系統(tǒng)，與各個指令中心完成消息傳遞執(zhí)行，尤其是在某些通信環(huán)境較惡劣的地區(qū)，更大大延長了一線救援現(xiàn)場信息和指揮員決策命令的傳遞執(zhí)行時間。

（五）技術(shù)可擴展性不強

按照當前消防工作信息化建設(shè)需求，各類滅火救援指導中心都需要進一步整合完成滅火救援指導的實戰(zhàn)化演示、地理信息系統(tǒng)與圖文集成、實時可視化指令調(diào)度管理、大數(shù)據(jù)分析決策等多種功能，這就需要更為平穩(wěn)的數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)和更高的傳輸速率，也就對消防通信裝備的實用性有了更高的需求，而目前通信設(shè)施一般都是采用一些傳統(tǒng)通信技術(shù)設(shè)備，由于傳統(tǒng)通信技術(shù)設(shè)備的局限，根本就無法滿足這些需求。

四、5G 移動通信技術(shù)在消防滅火救援指揮中的功能

（一）動態(tài)監(jiān)控火災現(xiàn)場情況

因為現(xiàn)代工程的復雜性，失火狀況往往較為緊急，所以火災發(fā)生時，現(xiàn)場的人員和物資狀況往往是很難掌握的，在很多火災事故中，都會有大批的人員被困，消防人員也面臨著嚴峻的考驗，不僅需要救人，還需要救火。他們需要對火災現(xiàn)場有充分的了解，才能更好地進行人力物力的分配，開展救援工作。如果把5G 移動通信技術(shù)運用于消防滅火指揮中，就可以將建筑各層平面圖、動態(tài)監(jiān)控圖像等重要信息實時傳送到現(xiàn)場指揮員的有關(guān)設(shè)備上，為指揮員提供準確可靠及時的決策輔助信息，幫助消防員更加順利地開展救援工作，及時科學地設(shè)置水槍陣地，實現(xiàn)精準高效的滅火救援。

（二）為消防員做出安全提示及危險預警

發(fā)生火災的地區(qū)通常內(nèi)部環(huán)境都比較復雜，大部分建筑物內(nèi)有一些易燃的危險物品，如化學危險品、煙花爆竹、燃料等，這些物品一旦被引燃，就會發(fā)生大面積爆炸，造成嚴重火災。因此在發(fā)生火災之后，消防員必須要了解在火源周圍還有沒有這樣的易燃物品，以防在救援時發(fā)生爆炸，造成更多的人員傷亡。而5G 移動通信技術(shù)就可以為消防員提供危險品信息提示，如危險品的位置、圖像等，使消防員能夠及時了解相關(guān)情況，做出正確的決策，防止火災事故進一步升級。

（三）動態(tài)管理消防力量

利用5G 通信技術(shù)和設(shè)備定位信息系統(tǒng)，指揮員能夠及時掌握到場消防救援人員、撲救機動車輛、消防工作器械及有關(guān)物資的狀態(tài)和位置，將它們和起火現(xiàn)場情況進行分類比較，判斷撲救力量的分攤是否有效合理，從而對撲救情況實施準確有效的動態(tài)過程監(jiān)控，科學地應對每一次起火事件。同時在救援過程中，利用5G 通信技術(shù)對救援人員實施動態(tài)的監(jiān)視，可以保障救援人員的生命安全。

（四）強化高效暢通的指揮保障體系

今后，各地將加速開展消防緊急通信裝置建設(shè)，逐步建立網(wǎng)絡(luò)中央監(jiān)控機械室、衛(wèi)星地面站、信息融合等網(wǎng)絡(luò)平臺，在5G 標準成熟統(tǒng)一之后，逐步實現(xiàn)衛(wèi)星通信指揮車、輕型衛(wèi)星便攜站和輔助器具等重要技術(shù)裝備配置，完成關(guān)鍵通信裝置的全面覆蓋。我國應該逐漸探索統(tǒng)一跨地域和復雜環(huán)境下的緊急通信保障訓練操法，固化建立適合各種災難處理的緊急通信保障模型。各級消防救援部門應該定期進行綜合性拉動訓練，形成與屬地政府部門、通信主管部門、消防重點單位的有效合作保障機制。

（五）打造協(xié)同高效的業(yè)務(wù)應用體系

各級消防救援部門都應當強化信息通信隊伍建設(shè)，形成一支能嫻熟運用裝備、掌握系統(tǒng)性能技術(shù)參數(shù)的應急信息通信與保障隊伍。并開展消防大數(shù)據(jù)處理分析與深度運用，構(gòu)建一套集城市遠程監(jiān)視、實戰(zhàn)指導調(diào)度、數(shù)字化應急預案制定與管理等功能于一身的綜合指導調(diào)度系統(tǒng)，以促進內(nèi)部數(shù)據(jù)及時更新，擴大對外資源共享。同時，還可開發(fā)基于5G 通信技術(shù)的個人無線行動通信設(shè)備，并融入環(huán)境監(jiān)控、人工智能、VR 虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代技術(shù)，逐步實現(xiàn)一線消防救援人員使用單一電子設(shè)備就可以及時接收指揮員的調(diào)整指令，并準確地評估現(xiàn)場狀態(tài)、收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、推演災害發(fā)展過程等，使得現(xiàn)場指揮員獲取的信息更為準確，決策更為科學。

（六）就近調(diào)配消防力量

由于城市道路情況錯綜復雜，出現(xiàn)火災時消防人員和設(shè)備難以迅速到達現(xiàn)場，會導致火勢擴大，嚴重威脅人們的生命財產(chǎn)安全。如果使用了5G 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就能夠利用網(wǎng)絡(luò)的智能分析分配火災事故附近的滅火力量，并就近進行人力物力調(diào)整，不但能夠節(jié)約時間，進行更有效的救災工作，同時指揮系統(tǒng)終端還能夠?qū)馂默F(xiàn)場附近的供水、物品資源等做出有效分析和合理調(diào)整，為火災救援提供物力支持。由此可見，5G 技術(shù)在就近調(diào)配消防力量方面有著至關(guān)重要的作用。

（七）構(gòu)建遠程救援系統(tǒng)

在5G 無線通信技術(shù)的全面運用下，利用VR、AR科技，搭建出智慧、現(xiàn)代化的遠程救災體系。線上指揮員能夠通過AR 智能眼鏡、VR 視訊裝置等，接收到場景狀況傳送，各地的網(wǎng)絡(luò)平臺與終端用戶均能夠直接接收到高清畫面，后方指揮人員能夠更加清晰地觀察火場內(nèi)的實際情景，從而實現(xiàn)消防救災遠程實戰(zhàn)指導。專家以及指揮人員也能夠隨時隨地根據(jù)火場變化，適時制定最佳戰(zhàn)略措施，將命令及時傳遞給前線指揮人員。5G 無線通信技術(shù)的重要作用，體現(xiàn)在能夠跨平臺進行協(xié)同作戰(zhàn)，打破了以往必須趕赴現(xiàn)場指揮的局限，在極大程度上提升了救災效能，為人民生命財產(chǎn)安全帶來了更強有力的保護。此外，在遠程醫(yī)學救護中，比如在將傷者送到醫(yī)院的路上，也能夠通過VR、AR 等新科技，和醫(yī)生進行遠程溝通，從而給醫(yī)生更充裕的時間提出救治預案，進行一定的緊急準備，為挽救生命爭取寶貴時間。

五、結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展與技術(shù)的飛速進步，社會環(huán)境日益復雜多元，突發(fā)事故的出現(xiàn)概率和事故規(guī)模也呈增長趨勢，使得緊急救援工作面臨著極大的挑戰(zhàn)。作為突發(fā)事故救援的中堅力量，消防部門承擔著處理各種危險情況和事件的任務(wù)，時刻守護著人民的生命財產(chǎn)安全。為了實現(xiàn)更迅速、正確、高效地處置突發(fā)情況，最大限度地挽回國家和人民的損失，除了培養(yǎng)一支反應快速、作戰(zhàn)能力強的應急救援隊伍之外，還必須具備強大的緊急通信網(wǎng)絡(luò)。為此，當前亟須加快應急救援通信保障的現(xiàn)代信息化管理建設(shè)速度，以及時掌握突發(fā)情況，進一步增強搶險救援能力。5G 技術(shù)在消防救援的現(xiàn)代信息化管理建設(shè)中進行廣泛應用是網(wǎng)絡(luò)信息時代快速蓬勃發(fā)展的必須態(tài)勢，是業(yè)務(wù)領(lǐng)域快速蓬勃發(fā)展的必須需求，是提升消防救援部門反應速率、救災效率、指揮信息靈敏水平的關(guān)鍵。因此，我國消防救援部門要積極進行5G 技術(shù)的運用，以進一步提升應急救援信息化管理水平，為經(jīng)濟平穩(wěn)快速發(fā)展、為民眾平安生活作出積極的貢獻。