消防滅火救援在5G時(shí)代下的發(fā)展研究

■ 宋巍 吉林市消防救援支隊(duì)

相比于其他行業(yè)，消防滅火救援工作具有非常高的危險(xiǎn)性，一旦火勢發(fā)生蔓延，滅火救援工作人員將無法對復(fù)雜的情況做出及時(shí)準(zhǔn)確的判定，因此需要與監(jiān)管部門進(jìn)行良好的通信，從而能對火勢的情況進(jìn)行更好地了解。而5G 技術(shù)具有低延時(shí)、高速率的特點(diǎn)，能夠有效保障滅火救援工作中的通信，大大提高滅火救援工作的整體效率，因此將5G 技術(shù)應(yīng)用到消防滅火救援工作中是十分必要的。

一、現(xiàn)狀

（一）圖片傳輸?shù)托?/h3>

在消防滅火救援工作中，圖像視頻傳輸設(shè)備是至關(guān)重要的，對整個(gè)滅火救援工作具有指導(dǎo)作用，而目前應(yīng)用較為廣泛的設(shè)備有消防員單兵圖傳系統(tǒng)和單兵圖像傳輸設(shè)備等，理論情況下，在4G 技術(shù)下使用，根據(jù)頻率不同主要分為433MHz 和2.4GHz，能夠達(dá)到的傳輸距離為2 千米和1 千米，但是在實(shí)際的消防滅火救援工作中，由于地形地勢較為復(fù)雜、建筑物造成遮擋、移動(dòng)信號不能覆蓋等多種因素的影響，會(huì)使音視頻在傳輸時(shí)不夠清晰、流暢，以及會(huì)出現(xiàn)延遲的現(xiàn)象，因此會(huì)使消防滅火救援工作受到限制。[1]

（二）傳輸速率不夠

在消防滅火救援工作中，火災(zāi)救援現(xiàn)場的實(shí)時(shí)圖像要第一時(shí)間回傳至消防指揮中心，為領(lǐng)導(dǎo)指揮調(diào)度決策提供信息?，F(xiàn)在的4G 設(shè)備傳輸圖像卡頓現(xiàn)象嚴(yán)重，難以滿足現(xiàn)實(shí)需要。

（三）定位不精準(zhǔn)

在消防滅火救援工作中，需要隨時(shí)進(jìn)行定位工作，目前在定位設(shè)備中使用比較廣泛的定位技術(shù)有GPS，LBS、RFID、NB-IoT 以及Wi-Fi 和藍(lán)牙技術(shù)，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中都會(huì)受到一定的局限。[2]比較適用于室內(nèi)的技術(shù)有Wi-Fi、藍(lán)牙和RFID，其中Wi-Fi 技術(shù)的精確度為2 米，相比于后兩種技術(shù)，精確度不夠，但是后兩種技術(shù)相比于Wi-Fi 技術(shù)，需要更多支持終端，比較容易受到干擾。另外三種可用于室外定位，但是GPS定位的精準(zhǔn)度容易受天氣和建筑等因素的影響，也無法保障終端的穩(wěn)定性；而LBS 定位技術(shù)則會(huì)受到更多因素的影響；相比于前兩種方式，NB-IoT 不僅可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的連接，且功耗較低，但是其更加適用于靜止?fàn)顟B(tài)，一旦進(jìn)行快速移動(dòng)，則無法進(jìn)行跟蹤定位。

二、5G 的好處

（一）速率高

相比于4G 通信系統(tǒng)，5G 通信的數(shù)據(jù)傳輸速率有了大大的提升，預(yù)計(jì)將達(dá)到10Gbps，這將是4G 的百倍之多，意味著一部高清電影的下載不到1 秒，整個(gè)音視頻的傳輸及觀看不會(huì)再出現(xiàn)任何卡頓和模糊的現(xiàn)象，同時(shí)為VR 和AR 等提供了技術(shù)支持。

（二）時(shí)延低

在通信技術(shù)中，時(shí)延性主要是指完成整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸接收的完成時(shí)間，傳統(tǒng)的4G 通信技術(shù)大約需要30～70 毫秒完成，而5G 通信技術(shù)只需1 毫秒，可以說是幾乎沒有時(shí)延性。也是由于5G 技術(shù)的這一特點(diǎn)，使其能夠在遠(yuǎn)程醫(yī)療及無人駕駛等行業(yè)廣泛應(yīng)用，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對信息進(jìn)行接收。

（三）覆蓋廣

5G 通信技術(shù)覆蓋廣的特性主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)信號的橫向和縱向兩個(gè)方面，橫向覆蓋廣指的是5G 的網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域比較廣泛，在偏遠(yuǎn)的山區(qū)等區(qū)域能進(jìn)行無死角覆蓋；縱向覆蓋廣指的是傳統(tǒng)的地下停車場及地下室等信號死角，5G 網(wǎng)絡(luò)也都能夠進(jìn)行覆蓋。

（四）功耗低

相比于以往的通信技術(shù)，5G 通信系統(tǒng)功耗低，因此對物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用提供了更有效地支持，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的傳感器和終端進(jìn)行大規(guī)模關(guān)聯(lián)，從而進(jìn)行智能化的管理，能夠?qū)蛻舻捏w驗(yàn)感進(jìn)行更好的優(yōu)化，進(jìn)而推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

三、5G 在消防滅火救援當(dāng)中的應(yīng)用

（一）遠(yuǎn)程指揮

5G 通信技術(shù)為AR、VR 技術(shù)的優(yōu)化提供了強(qiáng)大的理論基礎(chǔ)，在消防滅火救援工作中，可以將VR、AR 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，將滅火現(xiàn)場的音視頻進(jìn)行采集，傳輸給遠(yuǎn)程端的技術(shù)人員和專家人員。由于5G 傳輸速度快，時(shí)延低，使指揮團(tuán)隊(duì)能夠根據(jù)現(xiàn)場的情況制定最佳的滅火措施，并進(jìn)行實(shí)時(shí)指揮，大大提高滅火的效率；同時(shí)在火災(zāi)現(xiàn)場與醫(yī)院進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)，使大夫?qū)麊T的傷勢進(jìn)行快速準(zhǔn)確地掌握，便于制定出最佳的治療方案，到達(dá)醫(yī)院時(shí)能夠直接進(jìn)行醫(yī)治，最大限度縮短搶救時(shí)間。[3]

（二）車載物聯(lián)

由于5G 通信技術(shù)的功耗低，可以在消防車和裝備器材上安裝多樣的傳感器，一方面能夠保障傳感器長時(shí)間聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定性，使裝備器材之間能夠?qū)崿F(xiàn)互相聯(lián)通，從而實(shí)現(xiàn)智能化的管理；另一方面能夠?qū)ο儡囕v整體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行一定的掌握，主要能夠?qū)ο儡囍械囊后w余量、出水口的流量和壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的掌控，從而能夠在消防滅火救援的工作中進(jìn)行合理的指揮。

（三）消防員生命系統(tǒng)

在消防滅火救援工作中，消防人員時(shí)時(shí)刻刻將自己置于危險(xiǎn)中，因此對他們的保護(hù)也是不容忽視的。在5G 技術(shù)的支持之上，應(yīng)該研究能夠傳輸生命體征的傳感器，并在消防人員出任務(wù)之前進(jìn)行佩戴，依托于5G強(qiáng)大的信號網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程指揮人員能夠?qū)ο廊藛T的生命體征進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，對空氣呼吸器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行全程監(jiān)控，從而保障滅火救援人員的生命安全。

（四）無人滅火救援

無人滅火救援技術(shù)是在遠(yuǎn)程指揮和車載物聯(lián)的基礎(chǔ)上，將人工智能與無人駕駛和無人機(jī)相結(jié)合而產(chǎn)生的。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，使用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集傳輸，遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)根據(jù)情況制定出滅火措施，對車輛情況數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用無人駕駛的方式前往失火地點(diǎn)進(jìn)行救援。整個(gè)滅火過程僅需2～3 位操作員即可完成，相信無人滅火救援能夠使滅火救援變得更為靈活、安全。

（五）消防員單兵圖傳及定位系統(tǒng)

隨著5G 通信技術(shù)的成熟，可以在消防員的服裝上安裝定位系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)，在5G 通信技術(shù)下，定位技術(shù)將會(huì)變得更加快捷且受到的影響會(huì)更低。5G 覆蓋廣，能使消防員與指揮中心始終保持聯(lián)系，有利于指揮中心對脫離隊(duì)伍或者受傷的消防員進(jìn)行更好地追蹤，同時(shí)5G 技術(shù)下圖像將會(huì)變得更加清晰，且沒有延遲，有利于對消防員的搜救，從而更好地保障消防員的生命安全。

四、結(jié)語

隨著5G 技術(shù)的成熟與普及，在消防滅火救援工作中進(jìn)行應(yīng)用，不僅能夠?qū)饒銮闆r進(jìn)行快速指揮救援和控制，提高滅火效率，同時(shí)也能夠?qū)ο廊藛T的生命安全提供更好的保障，在信號不好的山區(qū)，對消防員的搜救更加快捷和清楚，因此在消防滅火中使用5G 技術(shù)升級是十分必要且勢在必行的。