淺析5G通信技術在消防通信體系中的應用

摘要：隨著我國經濟社會的飛速發(fā)展，信息化技術已深入各個行業(yè)。尤其是5G通信技術的運用，極大地提升了消防工作效率。消防救援工作是國家處置災害的重要組成力量，關系到人民的生命及財產安全，在具體的救援工作中，只有爭分奪秒才能夠盡可能挽救更多的生命和財產。5G通信技術的應用可以很好地解決這個問題，所以加大對該技術的應用研究力度，可以使其更好地與消防救援工作結合起來，以保證消防應急通信和現(xiàn)場指揮工作的順利進行。本文主要分析5G通信技術在消防通信中的應用優(yōu)勢和難點，以及如何設計一個基于5G通信技術的消防通信平臺，以適應消防救災的需要，進一步提高消防救災的整體水平。

關鍵詞：5G通信技術；消防通信體系；救援

1. 5G通信技術在消防通信中的應用優(yōu)勢

5G通信技術是新一代的移動通信技術，在很多方面都表現(xiàn)出很大優(yōu)勢，尤其是具有很高的信息傳輸速率，這使其在消防通信中的應用有了很大的空間。同時，5G通信技術不但可以有效助力消防救援工作，還可以促進消防部門對消防設備和隊伍進行升級優(yōu)化，進一步適應消防救援事業(yè)發(fā)展的更多、更高需求。

1.1 快速低延遲傳輸

相比4G通信技術，5G通信技術在傳輸方面表現(xiàn)出非常顯著的優(yōu)勢，不僅可以實現(xiàn)快速的網絡信息傳遞，而且還擁有較大的帶寬，這使得5G用戶可以快速獲得消防救援數據，也使他們在具體執(zhí)勤過程中的工作效率得到了極大提升[1]。從理論上來看，5G的傳輸速度是20Gbps，遠超4G。除此之外，5G通信技術在傳輸數據時還具有較低的時延，使其與滅火救援工作結合，不僅能為消防員提供及時、高效的重要數據，還能提升日常滅火工作的質量，以及極大地降低網絡建設成本，加快了消防救援的信息化建設。

1.2 高質量的覆蓋能力

一般在消防救援過程中，需要大量的視頻監(jiān)控和傳感器，因而對網絡的有效覆蓋率也有較高的要求。5G通信技術可以利用自身的網絡密集性，實現(xiàn)基站外天線的數量增加，從而可以充分提高系統(tǒng)應用的靈活性，并保證系統(tǒng)的超大節(jié)點數量。具體表現(xiàn)在兩方面：一方面，在戶外可以極大地提高各節(jié)點間的信息交互效率，也可以確保信息傳輸的精度和高效性；另一方面，在室內采用數字化的分區(qū)方式，利用5G天線，提高室內的網絡容量以及網絡的連通性。另外，利用5G天線技術，可以實現(xiàn)對空覆蓋，滿足消防救援中的無人機檢測需求，進而實現(xiàn)對火災區(qū)域的快速救援。由此可以看出，5G通信技術具有很強的高質量覆蓋能力，若將其用于消防救援，則可以極大地提升網絡信息傳輸效率，并保證消防救援的及時性和有效性。

1.3 高頻傳輸

5G通信技術的使用，不僅極大地提高網絡傳輸速率，還充分利用了高頻段的優(yōu)勢，獲得理想的網絡通信傳輸效果。高頻傳輸在擴充網絡覆蓋面的同時，也降低通信頻段之間的相互干擾，提升頻譜的利用率[2]。因此，可以協(xié)助消防部門根據自身消防部署需求，構建局域化網絡，最大程度提高消防救援通信效率和質量。在此基礎上，加大消防救援設備的創(chuàng)新，促進信息傳輸設備的體積逐漸減小，從而降低能耗，確保消防救援的有效利用。

2. 5G通信技術在消防通信體系中的主要應用難點

盡管5G通信技術已經被越來越多地運用到了消防救援工作中，并且已經取得了一些成效，但在實踐中仍有一些問題與困難，具體從以下3個方面分析。

2.1 通信不兼容

隨著社會的逐步發(fā)展，火災問題日益復雜，消防隊伍有了越來越多的通信和救生設備。應用不同類型的滅火器材，能提高消防人員滅火的精確度和針對性。但是，不同類型、不同型號的通信設備，在協(xié)議、標準方面都有不同的特點，這就造成了信號通信格式的差異，以及系統(tǒng)之間的數據接口匹配失敗，從而導致現(xiàn)場指揮調度的指令無法及時下達，消防人員無法在救援現(xiàn)場進行有效溝通與互動，這極大地限制了消防救援工作的有效開展，在一定程度上降低了消防救援工作的效率[3]。此外，在營救時，消防員要隨身攜帶各種各樣的通信器材，不但會帶來更大的負擔，還會對滅火工作造成很大影響，對這些器材的回收和整理也很不方便。

2.2 部分地區(qū)5G技術引入難

隨著5G技術在我國一線城市的應用越來越廣泛，在5G技術的基礎上，構建了基于5G技術的城市消防物聯(lián)網遠程監(jiān)控系統(tǒng)，不僅能實時監(jiān)測城市的消防狀況，還能強化對城市消防安全的管理，進一步提升了消防救援的速度和效率。然而，在二、三線城市中，由于觀念、經濟和技術等多個方面的原因，5G技術的推廣和應用受到了一定制約。例如，在經濟落后、地理位置偏遠的地區(qū)缺少高級技術人才，則很難構建起一個5G消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，難以實現(xiàn)信號的高效傳輸，同時也很難構建起一個有效的監(jiān)督系統(tǒng)，這對提高消防救援效率造成了很大影響。

2.3 通信技術的可擴展性尚有欠缺

隨著時代的發(fā)展，消防救援演練的實戰(zhàn)性越來越強。為了達到這個目的，必須將地理信息采集、指揮與作戰(zhàn)可視化、大數據分析與規(guī)劃等技術相結合，以保證消防信息通信的穩(wěn)定與快速。5G通信技術的支撐，將為這一目標的全面實現(xiàn)做出巨大貢獻。然而，因為5G技術在國內的應用才剛剛開始，在理論研究和實踐探索上都還不夠完善，在消防通信系統(tǒng)中的應用還不夠穩(wěn)固，而且在這一領域中，也缺少一些高科技人才，更沒有一個科學、合理的消防系統(tǒng)的日常維護和管理機制，這就造成了5G通信技術在消防通信體系上的進一步擴展尚有一定難度。

3. 基于5G通信技術的消防通信平臺設計

針對5G通信技術所具有的低延遲、高速率等優(yōu)勢，以及現(xiàn)階段5G在消防通信體系中存在的一些應用難點，這里設計一款基于5G通信技術的通用消防通信平臺，不僅進一步發(fā)揮5G在消防通信體系中的優(yōu)勢，也讓5G技術在消防通信體系中的應用更加深入。

3.1 5G消防通信平臺的重要性

若要以5G通信技術為基礎打造好智能消防綜合管理云平臺，則應涵蓋物聯(lián)網、大數據、云計算等現(xiàn)代化信息技術，并將分散在各地的火災自動報警設備、智能火災監(jiān)控設備、智能煙感探測器、智能消防用水等設備連接起來，形成一個大規(guī)模5G通信網絡[4]。然后，對這些設備的狀態(tài)進行智能化的感知、識別、定位，以便實時、動態(tài)地收集各種消防信息。最后，利用智能消防綜合管理云平臺對數據進行分析和挖掘，從而達到科學預警火災、網格化管理和落實多元責任監(jiān)管等目的。智能消防綜合管理云平臺彌補了原來不能對偏僻場所及危險化學品生產企業(yè)進行有效監(jiān)管的不足，更適用于公共及民用建筑，達到“自動化”“智能化”“系統(tǒng)化”和“精細化”消防管理的現(xiàn)實要求。

3.2 5G消防通信平臺的優(yōu)勢

利用5G消防通信平臺可快速實現(xiàn)火災預防、火災報警、控制聯(lián)動的相關操作，這使得用戶、安保人員、監(jiān)管單位都可以輕松通過消防平臺直接了解每一棟建筑物中各類消防設備和傳感器的運行狀態(tài)，并在出現(xiàn)細微隱患或發(fā)生火情等緊急、非緊急情況時，能夠在幾秒鐘之內通過5G通信技術以手機短信、語音電話、郵件提醒或APP推送等方式，快速將相關報警和事件信息通知到有關人員[5]。與此同時，還可以利用5G自動消防撲救控制裝置，將自動滅火設備和消防聯(lián)動控制設備啟動起來，從而可以有效解決用電單位電氣線纜陳舊、小微企業(yè)沒有專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)地及時排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等消防問題，及時將安全隱患扼殺在初級階段。

3.3 5G消防通信平臺主要功能設計

該平臺所有模塊均采用5G通信技術，實現(xiàn)與消防通信平臺的高速、低延遲連接。具體框架設計如圖1所示。

主頁展示。在用戶成功登錄平臺后，主頁主要顯示消防系統(tǒng)概況、設備狀況、設備分類、設備報警信息、報警分類，報警統(tǒng)計、設備臺賬等信息。利用相關地圖可以選配為BIM建筑模型，當有傳感器感應到異樣報警時，都能夠在BIM模型中進行警告和展示。

用電監(jiān)測模塊。智能用電監(jiān)測模塊可以接入電氣火災監(jiān)測、滅弧式保護器探測、母排無線測溫探測等各類子模塊設備，從而實現(xiàn)對相關消防系統(tǒng)設備的信息實時監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數據超過了危險閾值，則立即啟動APP推送或電話報警功能，利用5G通信將設備的電子標簽、地理位置定位，進行快速通知和快速處置，防止用電力超載造成火災。

隱患管理模塊。該模塊包括隱患巡檢、隱患處理、隱患記錄。其中，隱患巡檢的目的是在平臺出現(xiàn)報警或隱患信息之后，平臺可以針對相應工作人員發(fā)放工單，在處理完畢之后，工作人員可以在現(xiàn)場通過5G通信技術在平臺上將拍照或視頻等相關的工單任務數據上傳至系統(tǒng)中，以便進行歷史查詢。隱患記錄不僅可以自定義時間查詢，還支持對消防數據進行日、月、季、年的不同時間維度查詢，并在數據統(tǒng)計分析模塊中將消防數據以曲線和圖表的形式呈現(xiàn)出來。

數據統(tǒng)計分析模塊。在進行數據統(tǒng)計分析的過程中，具體包括數據匯總、分析報告。首先，數據匯總是利用曲線和表格的形式將每個月的報警和故障記錄進行展示，與此同時，還可以將平臺控制的日志進行展示，以及根據操作是否成功來進行分別顯示，具體內容包括每一次控制的操作情況、項目名稱、設備信息、相應的操作時間等。其次，分析報告主要包含了系統(tǒng)的整體概述以及各模塊數據特點分析。

運維調度管理模塊。以運維調度管理的需求為依據，技術人員能夠被劃分成不同的角色。該系統(tǒng)不僅支持制定巡檢計劃和巡檢日程，還支持巡檢人員使用5G通信手機的NFC芯片進行巡檢打卡的功能[6]。

消防水監(jiān)控模塊。該模塊與消防栓、消防水壓、水位傳感器等連接在一起，能夠對消防水網中的壓力、液位、有無漏水、開蓋等情況進行實時監(jiān)測，在消防水壓不足或者管道漏水的情況下，還能夠通過5G通信實時發(fā)出報警信息，這樣就可以讓有關人員及時維修和保養(yǎng)，從而保證消防安全。

煙霧模塊。該模塊利用高靈敏度的無線煙霧傳感器，對煙霧、有害氣體和易燃氣體數據進行收集，實現(xiàn)對煙霧的秒級實時探測。一旦發(fā)現(xiàn)探測到的煙霧濃度超出了危險范圍，就會通過5G通信技術，利用APP、短信或電話進行報警，并根據設備上的電子標簽和地理位置，迅速通知業(yè)主和消防工作人員。

應急照明監(jiān)測模塊。該模塊可以實現(xiàn)對每個應急燈具的實時監(jiān)控和控制，在發(fā)生火災的時候，可以精確地給出一個安全的疏散路徑指示，智能地打開消防應急指示燈的指示方向及應急照明燈，從而幫助建筑中的人們選擇逃生疏散的路線，并為他們提供安全逃生的方向。

結語

綜上所述，5G通信技術在消防工作中的運用具有十分重要的意義，既是我國科技發(fā)展的一次重大跨越，也是推動消防救援事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一種技術支持。在今后的發(fā)展中，5G通信技術將與消防救援技術進行更深層次的融合，從而使消防救援能力得到進一步提高。因此，消防部門要注重利用此項技術，并在此基礎上，衍生出更多不同的新技術，并將其與消防救援的實際工作相結合，以便更好地提升消防救援工作的效率。本文從5G通信技術在消防通信中的應用優(yōu)勢入手，分析了目前5G通信技術在消防通信體系中的主要應用難點，重點在于5G通信技術的消防通信平臺設計方面，具有一定參考價值。

參考文獻：

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[2]熊孝坤.消防滅火救援中的5G技術運用研究[J].今日消防，2021，6（9）：31-33.

[3]柴健強.5G通信技術在消防救援工作中的應用分析[J].今日消防，2022，7（10）：38-40.

[4]潘妍.5G技術在消防通信中的滲透應用[J].數字通信世界，2022，（11）：128-130.

[5]許哲豪.淺析5G通信技術在消防通信體系中的應用[J].中國新通信，2023，25（1）：6-8.

[6]夏婷.試談基于5G應用下的智慧消防[J].電腦編程技巧與維護，2020，（8）：63-64，70.

作者簡介：袁洪漳，本科，研究方向：消防救援。