5G技術(shù)在消防通信體系中的應(yīng)用探究

張 龍

（寶雞市消防救援支隊，陜西 寶雞 721000）

作為4G技術(shù)的全面升級，5G技術(shù)不僅更為先進(jìn)，且優(yōu)勢也更為明顯。與4G技術(shù)相比，5G技術(shù)無論是在穩(wěn)定性、安全性、兼容性或是可靠性方面都有了明顯提升；不僅如此，5G技術(shù)的傳輸效率也是4G技術(shù)所無法比擬的，有了5G技術(shù)的加持，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾蕦⒖蛇_(dá)到10 Gbps，這意味著傳輸數(shù)據(jù)將花費更少的時間；最重要的還在于，5G技術(shù)改善了4G技術(shù)常見的網(wǎng)絡(luò)延遲問題[1]。因此，要想構(gòu)建更加智能化、高效化的消防通信系統(tǒng)，需將5G技術(shù)的關(guān)鍵作用充分發(fā)揮出來。

1 5G專網(wǎng)技術(shù)及需求分析

（1）網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)切片是一種基于不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的不同需求而構(gòu)建一種具有專項功能的核心技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)⑼暾奈锢砭W(wǎng)絡(luò)切割為多個“子模塊”，同時還能從邏輯層將每一個虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離開來，這樣即便一個虛擬網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，其他虛擬網(wǎng)絡(luò)也不會遭受影響[2]。與此同時，由于切片為自定義，故也同時具有速率快、延遲低、頻率高、連接密等特點，種種靈活、方便的優(yōu)勢，能夠最大限度地滿足消防通信網(wǎng)絡(luò)專網(wǎng)體系的建設(shè)需求。

（2）MEC移動邊緣技術(shù)。MEC移動邊緣技術(shù)賦予了5G移動切換與快速重連功能，這不僅讓數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣扔辛孙@著提升，也讓通信延遲得以明顯降低。不僅如此，MEC還充分發(fā)揮了地理方面的優(yōu)勢，通過將用戶請求下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，再經(jīng)由本地的MEC服務(wù)器處理接收到的用戶請求，這不僅解決了傳輸數(shù)據(jù)時的網(wǎng)絡(luò)擁堵問題，也讓網(wǎng)絡(luò)邊緣亦能獲取到鄰近基站的ID及可用的寬帶數(shù)據(jù)，繼而通過感知鏈路是否支持連接便可完成數(shù)據(jù)信息的傳輸，這也是建設(shè)5G消防通信專網(wǎng)所需具備的基本功能[3]。

2 5G技術(shù)在消防通信體系中的應(yīng)用

（1）救援管理更加高效。數(shù)字傳感器與人工智能技術(shù)能在消防調(diào)度指揮、現(xiàn)場通信、應(yīng)急值守等方面發(fā)揮重要作用[4]。比如在火災(zāi)救援現(xiàn)場，經(jīng)常有受傷人員，通過數(shù)字傳感器與人工智能技術(shù)便能迅速采集傷者的生命體征，為救援現(xiàn)場的健康監(jiān)測提供有效支持。在執(zhí)行消防救援任務(wù)時，各級指揮中心需要通過指揮系統(tǒng)進(jìn)行指揮調(diào)度和現(xiàn)場實時通信，高清和低時延圖像的傳輸起著至關(guān)重要的作用。通過這種方式，指揮中心才能全面地掌握現(xiàn)場情況，為科學(xué)正確的決策提供更準(zhǔn)確、更及時的信息支持，以應(yīng)對日益復(fù)雜的消防救援任務(wù)。除了在應(yīng)急救援中的運用，應(yīng)用數(shù)字傳感器與人工智能技術(shù)還能讓消防隊伍的管理人員負(fù)擔(dān)得到有效減輕，且管理的效率也將得到全面提升。更重要的是，應(yīng)用上述技術(shù)還能幫助消防救援隊伍實現(xiàn)對內(nèi)部各項成本的有效控制，在提高消防隊伍管理的智能化正規(guī)化水平的同時，促進(jìn)消防隊伍管理逐步往智慧化的方向發(fā)展。

（2）火災(zāi)報警更加智能。傳統(tǒng)的煙感探測器由于通信功能有限，設(shè)備容易出現(xiàn)通信問題而導(dǎo)致火災(zāi)報警不及時。然而，采用5G探針傳感器，可第一時間向消防救援隊伍發(fā)送火災(zāi)報警信息，救援人員可以利用移動指揮終端及時獲取人員信息和導(dǎo)航地圖，有助于快速到達(dá)現(xiàn)場疏散被困人員，防止火勢進(jìn)一步擴(kuò)大。5G傳感器通常安裝在易燃易爆區(qū)和企業(yè)的關(guān)鍵場所，可完成及時檢測并聯(lián)動自動消防設(shè)施控制火災(zāi)范圍，能有效降低火災(zāi)危害并最大限度地減少人員傷亡。通過5G探針傳感器，還可以實時采集環(huán)境數(shù)據(jù)和火災(zāi)信息，第一時間提供給消防指揮中心，避免產(chǎn)生信息延誤或信息不對稱的問題，為消防救援工作提供更為科學(xué)和精準(zhǔn)的依據(jù)。

（3）科技賦能更加完善。5G技術(shù)的信息傳輸具有低延遲的特點，同時結(jié)合外部傳感器采集的數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)智能化救援。通過在現(xiàn)場傳回的文字、音頻和視頻等信息，指揮人員能夠迅速分析災(zāi)害現(xiàn)場情況，確保指揮的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。此外，在智能設(shè)備的支持下，現(xiàn)場救援人員可以實時傳回自身的生命體征。指揮員可以隨時了解救援人員所處的位置和身體狀況，并在必要時下達(dá)撤退指令，避免現(xiàn)場救援人員再次受傷。同時，5G技術(shù)可以增強(qiáng)救援人員在現(xiàn)場持續(xù)工作的能力，也很符合消防救援工作的現(xiàn)實需求。因此，應(yīng)用5G技術(shù)進(jìn)行信息傳輸和智能化救援工作成為消防救援領(lǐng)域未來的發(fā)展方向。

3 消防信息化存在的問題

（1）信息整合能力不足。為了科學(xué)高效地將消防救援隊伍實戰(zhàn)指揮平臺的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合，需要安全、穩(wěn)定的傳輸通道來確保消防救援相關(guān)的各類音視頻信息能夠清晰、準(zhǔn)確的傳輸?shù)较缹崙?zhàn)指揮平臺。5G技術(shù)可以滿足這一需求，而應(yīng)用了5G技術(shù)的消防通信體系也能讓平臺的功能得到完善。然而，目前各地消防部門在5G技術(shù)的應(yīng)用方面還存在不足，而受常規(guī)通信技術(shù)的限制，已經(jīng)出現(xiàn)了因延遲過大、網(wǎng)絡(luò)容量過小而產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸過程中的信息丟失和不對稱等問題，導(dǎo)致現(xiàn)階段的平臺整合信息已經(jīng)無法滿足當(dāng)前消防救援的實際需求。

（2）通信裝備功能薄弱。各地消防隊伍雖然配備了通信裝備，但由于裝備本身的功能限制無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效兼容與共享。在執(zhí)行復(fù)雜的救援任務(wù)時，消防人員需要準(zhǔn)確接收上級指令，并且對火情處置做出科學(xué)的判斷，以確保救援的可靠性。然而，當(dāng)前消防救援人員所使用的通信設(shè)備之間還存在一定的兼容性問題，圖像和音頻數(shù)據(jù)收集功能還不完善，無法靈活、快速、安全地傳輸現(xiàn)場信息，導(dǎo)致救援人員不能第一時間了解災(zāi)害現(xiàn)場的準(zhǔn)確情況，從而影響滅火指揮的科學(xué)快速決策，對指揮作戰(zhàn)造成了一定困擾，嚴(yán)重時甚至?xí)绊懮霞墰Q策的正確性，導(dǎo)致現(xiàn)場救援人員遭受人身傷害。

（3）通信技術(shù)模式落后。目前消防救援工作主要使用基于短波無線電的350 MHz無線通信，其中最典型的設(shè)備是對講機(jī)。然而，這種通信模式理論上的傳輸范圍為3.5～10.5千米，但在地形復(fù)雜、環(huán)境溫度較高或存在電磁波輻射等情況下，通信范圍和質(zhì)量都會受到巨大影響，對講機(jī)的使用范圍限制較大。為了解決這一問題，消防救援隊伍積極采取了一些措施，如采用Qchat通信技術(shù)模式。然而，Qchat通信技術(shù)雖然在一定程度上能夠提高通信距離和質(zhì)量，但也存在一定限制，必須借助運營商網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)行傳輸，在地下場所或偏遠(yuǎn)山區(qū)的救援現(xiàn)場使用時會受到很大的影響。

4 5G技術(shù)在消防通信中的具體運用途徑

（1）在實戰(zhàn)指揮中提升“高效指揮”戰(zhàn)斗力。當(dāng)前，消防救援工作變得更加復(fù)雜，救援規(guī)模也有了顯著提升。如果消防救援隊伍遭遇斷網(wǎng)、斷路、斷電等極端惡劣情況，將會導(dǎo)致救援延誤，從而導(dǎo)致社會遭受巨大損失。因此，消防部門需要對自身的應(yīng)急通信保障能力提出硬性要求，以確保在遭遇斷網(wǎng)、斷路、斷電等極端惡劣情況時仍能確保救援工作的有序展開?，F(xiàn)場指揮部作為指揮前線開展救援任務(wù)的重要指揮所，要確保指揮部的指令能夠及時、準(zhǔn)確地送達(dá)救援現(xiàn)場，是保證消防救援有效開展的關(guān)鍵。因此，對消防救援隊伍的通信能力提出了較高的要求。使用5G技術(shù)可以最大限度地滿足上述需求。首先，基于5G技術(shù)的輔助，能夠及時建立高效的現(xiàn)場指揮部，指揮員能夠更加及時地與現(xiàn)場救援人員溝通，了解災(zāi)害現(xiàn)場狀況，確保所擬定的救援方案更具針對性；其次，應(yīng)用5G技術(shù)搭建的5G專網(wǎng)設(shè)備能夠為應(yīng)急通信提供可靠保障；最后，5G技術(shù)還能通過指揮平臺關(guān)聯(lián)多個移動設(shè)備，構(gòu)建出多維度的救援指揮體系，從而使救援行動更加迅速高效。

（2）在應(yīng)急救援中提升“滅火打贏”戰(zhàn)斗力。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市人口和高層建筑的密集程度都有了明顯提升，大大增加了火災(zāi)隱患，并使城市的消防安全任務(wù)更加繁重。將5G技術(shù)應(yīng)用于消防救援中，有助于進(jìn)一步提高消防隊伍的滅火救援戰(zhàn)斗力。5G技術(shù)的應(yīng)用在多個方面都能為消防救援帶來優(yōu)勢。首先，在5G技術(shù)的支撐下，消防救援人員在評判火災(zāi)等級時將變得更加高效。當(dāng)前，我國在劃分火災(zāi)事故等級時采用了四級制，分別是特別重大、重大、較大及一般火災(zāi)，而劃分的標(biāo)準(zhǔn)則是死亡人員數(shù)量，對應(yīng)上述的等級劃分，死亡人數(shù)分別為30人以上、10～30人、3～10人以及3人。此外，在分辨火災(zāi)類型時也主要分6種，分別是固體物質(zhì)火災(zāi)、液體或可熔化的固體物質(zhì)火災(zāi)、氣體火災(zāi)、金屬火災(zāi)、帶電火災(zāi)、烹飪器具內(nèi)的烹飪物（如動植物油脂）火災(zāi)。不同的火災(zāi)類型需要運用相應(yīng)的救援戰(zhàn)術(shù)方以達(dá)到最佳的救援效果。因此，應(yīng)用5G技術(shù)可以在最短時間內(nèi)正確地判斷火災(zāi)等級和類型，以制定最佳的救援方案。其次，運用5G技術(shù)還可將救援現(xiàn)場的實時音視頻信息快速、低延遲地傳輸至各級指揮中心，指揮員便可有針對性地擬定救援措施，從而降低救援人員在執(zhí)行救援任務(wù)時遭遇危險的概率。例如，當(dāng)救援隊伍執(zhí)行大型火災(zāi)、自然災(zāi)害以及危險化學(xué)品爆炸等對生命有著巨大威脅的救援任務(wù)時，指揮中心和現(xiàn)場指揮部可根據(jù)時傳回的現(xiàn)場影像信息，制定安全可靠的救援方案、發(fā)送作戰(zhàn)安全提示預(yù)警信息，保障消防人員快速安全地處理災(zāi)情。此外，救援現(xiàn)場的實時影像信息還能幫助研究人員在后續(xù)開發(fā)更為安全的消防救援設(shè)備，如無人化、智能化消防設(shè)備，以提高救援效率并保證救援人員的安全。最后，5G技術(shù)還能幫助收集、分析并處理事故現(xiàn)場的相關(guān)信息，作為完成作戰(zhàn)任務(wù)后案例復(fù)盤的參考數(shù)據(jù)，進(jìn)行總結(jié)提升，不斷提高消防救援隊伍的作戰(zhàn)能力，為廣大民眾的生命和財產(chǎn)安全提供更好的保障。

（3）在隊伍管理中提升“精準(zhǔn)管控”戰(zhàn)斗力。運用5G技術(shù)可以提升消防隊伍的管理水平。隨著科技的不斷發(fā)展，信息化構(gòu)建已經(jīng)成為了各個領(lǐng)域提高效率和質(zhì)量的必要手段。首先，通過5G技術(shù)的應(yīng)用，消防隊伍的管理信息可以全面記錄，包括日常訓(xùn)練、作息情況、身體狀況以及任務(wù)出勤等，為消防隊的管理提供數(shù)據(jù)支持和指導(dǎo)。有了這些數(shù)據(jù)，指揮員可通過5G云計算技術(shù)，根據(jù)消防人員的不同特征制定更加科學(xué)的訓(xùn)練計劃，從而提升日常訓(xùn)練任務(wù)的效果，增強(qiáng)隊伍的應(yīng)急處置能力和反應(yīng)速度[5]。其次，利用5G技術(shù)對消防裝備進(jìn)行管理，可以提供設(shè)備維護(hù)的指導(dǎo)，并及時掌握設(shè)備的使用情況和性能，獲得更多的維修和更新設(shè)備的信息，不斷完善自身的裝備和技術(shù)保障，從而為救援任務(wù)的高效執(zhí)行提供保障。通過實時監(jiān)控各類設(shè)備的運行情況，5G技術(shù)可以及時發(fā)送預(yù)警信息，為裝備管理提供更為科學(xué)、精準(zhǔn)的管控。最后，5G技術(shù)還能對消防營區(qū)進(jìn)行全方位管理，通過覆蓋監(jiān)控和無線傳感器，任何人員和車輛出入營區(qū)都能在第一時間得到相關(guān)信息，增加消防隊伍的安全保障，確保救援及時性的同時縮小火災(zāi)事故的影響范圍。

（4）在消防監(jiān)督中提升“創(chuàng)新管理”戰(zhàn)斗力。傳統(tǒng)的消防監(jiān)督存在著分散化問題，導(dǎo)致消防監(jiān)督信息的共享存在滯后性。但是，通過運用5G技術(shù)，可以解決這些問題，提高消防監(jiān)督執(zhí)法工作的效率和質(zhì)量。5G技術(shù)可以讓消防監(jiān)督人員隨時隨地調(diào)取監(jiān)督信息，及時共享相關(guān)內(nèi)容，使消防監(jiān)督工作更加高效開展。隨著我國消防管理體系的不斷創(chuàng)新，對消防工作的要求也越來越高。利用5G技術(shù)將有助于提升消防安全管理的效果和效率，并幫助各地消防部門創(chuàng)新管理模式，以逐步實現(xiàn)消防監(jiān)督智能化、智慧化發(fā)展。通過5G技術(shù)的應(yīng)用，在提高消防滅火效率的同時，讓消防工作更好地服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展大局。

5 結(jié)束語

總之，在消防工作中應(yīng)用5G技術(shù)，不僅能夠全面提升改進(jìn)消防通信體系，還能提升消防管理和監(jiān)督的水平。積極運用5G技術(shù)來優(yōu)化消防救援體系，不僅是我國消防未來的主要發(fā)展方向，也是當(dāng)今社會的一個必然趨勢。所有消防救援人員乃至普通民眾都應(yīng)該通過學(xué)習(xí)最新的消防技術(shù)并積極應(yīng)用于防滅火工作中，這樣才能最大限度地降低火災(zāi)事故的發(fā)生概率，大幅提升應(yīng)急救援的快速處置能力，共同推動我國消防事業(yè)的快速發(fā)展?！?/p>