森林火災(zāi)撲救行動(dòng)中通信保障工作難點(diǎn)與對(duì)策

摘要：隨著林下可燃物的逐年積聚以及人為因素和自然因素的相互疊加，森林火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。鑒于通信保障體系在森林火災(zāi)撲救中的重要作用，如何做好災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)通信保障工作成為當(dāng)前消防救援工作中的重點(diǎn)研究課題。基于此，重點(diǎn)論述了森林火災(zāi)條件下通信保障工作的特點(diǎn)、難點(diǎn)、要求，提出了解決相關(guān)問(wèn)題的對(duì)策，希望對(duì)今后森林火災(zāi)撲救通信保障工作開展和通信保障能力提升有所助力。

關(guān)鍵詞：森林滅火撲救；通信保障；火災(zāi)撲救；組織指揮

由于森林火災(zāi)具有點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)，火勢(shì)蔓延速度快，受地形、氣候影響程度大的特點(diǎn)，這使得森林火災(zāi)撲救通信保障工作在范圍、對(duì)象、保障難點(diǎn)方面與城市火災(zāi)撲救通信保障工作相比存在較大差異，保障難度急劇提升。

1 森林火災(zāi)條件下通信保障工作特點(diǎn)

1.1" 森林火災(zāi)點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，通信保障工作呈現(xiàn)區(qū)域性

在以“高、低、大、化”為代表的城市火災(zāi)中，災(zāi)害范圍較大的大型化工裝置火災(zāi)其核心災(zāi)害區(qū)域面積一般為2～4km2，常規(guī)專網(wǎng)通信設(shè)備基本可以覆蓋核心災(zāi)害區(qū)域，基本能夠滿足通信需要。而在森林火災(zāi)中，過(guò)火林區(qū)和需通信聯(lián)絡(luò)的范圍能達(dá)到十幾甚至幾十平方千米，這使得低功率常規(guī)超短波專網(wǎng)通信設(shè)備已無(wú)法滿足通信保障需要，必須使用中繼通信技術(shù)。同時(shí)，大面積的森林災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)各參戰(zhàn)力量需要大量通信保障人員，對(duì)于這些人員的組織、協(xié)調(diào)、調(diào)度也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通信保障組織指揮提出了較高要求。

1.2" 森林火災(zāi)蔓延速度快、通信網(wǎng)絡(luò)需要覆蓋的受災(zāi)區(qū)域和受威脅區(qū)域不斷變化

與城市火災(zāi)相比，森林火災(zāi)主要蔓延方向上火情發(fā)展速度快、變化大，在特定的風(fēng)力、風(fēng)向、地勢(shì)條件下有可能出現(xiàn)火災(zāi)蔓延主要方向發(fā)生較大改變，甚至出現(xiàn)“調(diào)頭”情況。因此，在森林火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)確立通信專網(wǎng)覆蓋范圍時(shí)，需要保留較大的通信范圍冗余量，從而確?；饎?shì)在發(fā)生變化時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)仍能對(duì)其實(shí)現(xiàn)有效覆蓋[1]。同時(shí)，還要求該網(wǎng)絡(luò)具備彈性組網(wǎng)和快速延伸能力，當(dāng)火情變化迅速，原有網(wǎng)絡(luò)一時(shí)不能覆蓋新的起火區(qū)域時(shí)，網(wǎng)絡(luò)要具備快速接入臨時(shí)通信設(shè)備的能力，從而確保能夠?qū)崿F(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的快速延伸和無(wú)縫覆蓋。

1.3" 森林火災(zāi)地形復(fù)雜、通信空間遮擋物多、無(wú)線電信號(hào)傳遞困難

森林火災(zāi)發(fā)生地往往處于山岳、丘陵地帶，地形起伏大、山體陡峭、山路崎嶇難行、道路通行范圍受限，火災(zāi)條件下各類通信設(shè)備器材運(yùn)輸極為不便，精密通信設(shè)備受現(xiàn)場(chǎng)粉塵、燃燒灰燼影響較大。因此要求在森林火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)使用的通信裝備必須具備體積小、重量輕、便于運(yùn)輸；必須具備自持能力強(qiáng)，能夠支撐長(zhǎng)時(shí)間通信保障任務(wù)；必須具備高防塵、防水能力，能夠在較為苛刻的環(huán)境下運(yùn)行。同時(shí)，受林區(qū)樹木高大、地形起伏變化大以及山區(qū)林地往往處于偏遠(yuǎn)地區(qū)的影響，特高頻專網(wǎng)通信設(shè)備通信距離呈指數(shù)級(jí)下降，公共網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)林下有效覆蓋，這就要求必須采用短波通信設(shè)備和中繼通信技術(shù)，并在林區(qū)高點(diǎn)或空中部署中繼通信和網(wǎng)絡(luò)覆蓋設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋。

1.4" 森林火災(zāi)撲救組織工作聯(lián)動(dòng)單位多、參與人員多、信息傳遞時(shí)效性強(qiáng)、通信保障任務(wù)難度大

從參與救援單位的協(xié)同關(guān)系來(lái)看，既有消防隊(duì)伍與政府部門間的協(xié)同，又有與民間救援組織的協(xié)同，所需通信保障和信息傳遞的范圍、深度遠(yuǎn)超一般救援工作。從參與救援的人員數(shù)量來(lái)看，森林火災(zāi)中參與救援的組織、處置、保障、協(xié)調(diào)人員數(shù)量遠(yuǎn)超一般災(zāi)害處置工作，需要通信保障的層級(jí)和人數(shù)較多。從通信工作的時(shí)效性來(lái)說(shuō)，森林火災(zāi)受氣象條件影響較大，災(zāi)情變化十分迅速，如不能實(shí)現(xiàn)信息快速傳遞將直接威脅參戰(zhàn)人員生命安全，這就要求信息傳遞的時(shí)效性和獲知范圍的準(zhǔn)確性較高。

2 森林火災(zāi)撲救組織對(duì)通信保障工作的要求

2.1" 要實(shí)現(xiàn)火情態(tài)勢(shì)和基礎(chǔ)信息的快速匯聚、分發(fā)

森林火災(zāi)一旦發(fā)生，擺在各級(jí)滅火救援指揮部面前的首要問(wèn)題就是盡快了解、掌握當(dāng)前災(zāi)害的詳細(xì)情況，其次就是結(jié)合氣象、地形環(huán)境等因素綜合分析研判火災(zāi)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，最后就是調(diào)度、組織所有力量，各司其職完成人員救護(hù)、火災(zāi)撲救、財(cái)產(chǎn)搶救工作。各項(xiàng)工作的開展都需要進(jìn)行大量的信息交互和數(shù)據(jù)分析，傳統(tǒng)信息傳遞模式和研判手段已難以滿足當(dāng)前森林火災(zāi)滅火救援組織工作的需要，急需建設(shè)一套具備各類信息綜合匯聚、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)“一張圖”展示、AI自動(dòng)建模分析、快速信息分發(fā)的智能化森林火災(zāi)撲救指揮調(diào)度系統(tǒng)。

2.2" 要建設(shè)能夠快速覆蓋現(xiàn)場(chǎng)所有參戰(zhàn)人員和裝備的通信保障體系

在森林火災(zāi)撲救通信保障組織工作中，由于受到公網(wǎng)覆蓋能力、山勢(shì)地形環(huán)境、森林茂密遮蔽等因素的影響，森林火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平和信息通信保障能力往往較差，這成為影響火災(zāi)撲救進(jìn)度和撲救人員生命安全的短板問(wèn)題，制約滅火救援行動(dòng)的開展。因此當(dāng)前急需建設(shè)一套具備快速部署、快速覆蓋、彈性組網(wǎng)、能夠應(yīng)對(duì)惡劣運(yùn)行環(huán)境、自適應(yīng)能力較強(qiáng)的寬、窄帶自組網(wǎng)通信保障系統(tǒng)，并通過(guò)該系統(tǒng)的運(yùn)行部署，快速實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)林下區(qū)域的專網(wǎng)無(wú)縫覆蓋，為各類通信設(shè)備和數(shù)字化信息采集終端提供穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)通道。

2.3" 要實(shí)現(xiàn)對(duì)參戰(zhàn)力量時(shí)空分布和參戰(zhàn)裝備作戰(zhàn)效能的實(shí)時(shí)采集

在森林火災(zāi)撲救組織工作中，做好所有參戰(zhàn)力量位置分布、人員構(gòu)成、作戰(zhàn)裝備運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)計(jì)與標(biāo)繪工作是滅火救援指揮部持續(xù)開展的一項(xiàng)十分繁瑣但非常重要的核心工作，占據(jù)了指揮部大量的時(shí)間和精力，影響各級(jí)指揮員研判進(jìn)度。因此，需要借助當(dāng)前較為成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自組網(wǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員位置、生命體征、裝備位置、運(yùn)行狀態(tài)等信息獲取方式的數(shù)字化改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員、裝備基礎(chǔ)信息的自動(dòng)采集、自動(dòng)匯聚、自動(dòng)分析、自動(dòng)展示，減少信息采集工作量，提升效率，加快各級(jí)指揮員研判進(jìn)度。

3 森林火災(zāi)撲救過(guò)程中通信保障工作難點(diǎn)

3.1" 山區(qū)、林地環(huán)境中公共通信網(wǎng)絡(luò)難以實(shí)現(xiàn)有效覆蓋

森林火災(zāi)發(fā)生區(qū)域一般處于公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋的邊緣區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)容量和信號(hào)覆蓋強(qiáng)度僅能確保一般情況，基本只是在沿林區(qū)防火分隔路兩側(cè)及有人駐守的區(qū)域進(jìn)行局部信號(hào)增強(qiáng)，大部分的林區(qū)地帶只是進(jìn)行區(qū)域覆蓋，不能保證所有位置的穩(wěn)定通信。同時(shí)，受山形地勢(shì)、林區(qū)樹木遮蔽及無(wú)線電波在空間中傳播特性的影響，米波、厘米波、毫米波通信設(shè)備的通信距離因各種遮擋的影響大幅受限。在實(shí)地測(cè)試中，相同設(shè)備在水平方向上的通信距離僅為空曠地帶水平方向通信距離的1/3左右。在垂直方向上，衛(wèi)星通信設(shè)備受通信頻率和角度影響，一般在無(wú)遮擋的高點(diǎn)通信效果較好，但在林下及山谷腹地通信效果較差，衛(wèi)星類通信設(shè)備不能完全滿足現(xiàn)場(chǎng)通信工作的需要。

3.2" 森林火災(zāi)撲救涉及單位、人員、裝備多，通信保障體系建立困難

大型森林火災(zāi)撲救任務(wù)僅靠消防救援隊(duì)伍本身難以完成，需要在政府的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下協(xié)調(diào)公安、醫(yī)療、氣象、供水、民間救援等力量共同參與處置，涉及的單位和人員數(shù)量較多。然而，這些單位和組織大都有自身獨(dú)立的通信系統(tǒng)和指揮層級(jí)，無(wú)法與消防救援隊(duì)伍通信系統(tǒng)直接融合，且大部分地區(qū)也沒有建設(shè)以政府為主導(dǎo)的融合通信系統(tǒng)，這就造成了跨部門通信工作困難，信息傳遞效率低下。同時(shí)，大型森林火災(zāi)處置現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面多，投入力量多，指揮部與各作戰(zhàn)力量、保障力量之間通信頻繁，當(dāng)前使用較多的模擬常規(guī)通信設(shè)備頻點(diǎn)資源十分緊張，難以有效兼顧通信層級(jí)和通信范圍，無(wú)法承擔(dān)建立清晰且相對(duì)獨(dú)立的通信保障網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)。

3.3" 森林火災(zāi)撲救裝備數(shù)字化水平和各類專網(wǎng)通信設(shè)備性能有待提升

當(dāng)前森林火災(zāi)撲救領(lǐng)域使用的大部分救援裝備數(shù)字化水平有待提升，部分裝備缺乏數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自主上報(bào)、遠(yuǎn)程操控、自動(dòng)操作功能，這已成為制約森林火災(zāi)撲救能力提升的“痛點(diǎn)”問(wèn)題。同時(shí)，現(xiàn)有部分專網(wǎng)覆蓋核心設(shè)備過(guò)于精密，對(duì)于運(yùn)行環(huán)境要求高，無(wú)法適應(yīng)森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。專網(wǎng)通信設(shè)備和物聯(lián)感知設(shè)備之間沒有預(yù)留通信接口，造成物聯(lián)設(shè)備一旦失去公網(wǎng)支撐馬上陷入癱瘓，而專網(wǎng)通信設(shè)備空有網(wǎng)絡(luò)容量而無(wú)接入設(shè)備，存在無(wú)法發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)最大效能的窘境。

4 提升森林火災(zāi)撲救過(guò)程中綜合通信保障能力的對(duì)策

4.1" 建設(shè)、完善森林火災(zāi)撲救通信、調(diào)度、指揮一體化業(yè)務(wù)系統(tǒng)

大型森林火災(zāi)撲救工作是在各級(jí)政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，多部門協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、社會(huì)力量廣泛參與的綜合性災(zāi)害救援。為做好森林火災(zāi)撲救工作，全面匯集災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)海量信息，目前亟須建立一套輔助政府統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮，匯聚各部門數(shù)據(jù)資源，具備調(diào)度、指揮、通信功能的綜合性森林火災(zāi)撲救指揮調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)在數(shù)據(jù)整合匯聚層面，應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)急、消防、公安、氣象、環(huán)衛(wèi)等主要災(zāi)害處置力量各類數(shù)據(jù)信息的全面匯聚；應(yīng)開放公共數(shù)據(jù)對(duì)接接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類社會(huì)數(shù)據(jù)信息的廣泛接入。在數(shù)據(jù)展示與分析層面，應(yīng)具備基于高精度地圖平臺(tái)的各類作戰(zhàn)要素時(shí)空狀態(tài)分布情況展示功能，應(yīng)具備突出各類數(shù)據(jù)要素特點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)展示能力。在智能輔助分析層面，應(yīng)具備能夠基于現(xiàn)場(chǎng)情況、地形地勢(shì)、天氣因素進(jìn)行智能火情預(yù)測(cè)分析的AI算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與人工智能技術(shù)與森林火災(zāi)撲救工作的深度融合。

4.2" 利用自組網(wǎng)和衛(wèi)星通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)的彈性專網(wǎng)覆蓋

眾所周知，通信網(wǎng)絡(luò)是連接算力和采集的橋梁，是各類數(shù)字化、智能化系統(tǒng)與前端應(yīng)用融合的基礎(chǔ)。由于受森林火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)條件的制約，林區(qū)林下網(wǎng)絡(luò)覆蓋工作已成為當(dāng)前森林火災(zāi)撲救指揮數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的“堵點(diǎn)”問(wèn)題。立足現(xiàn)有技術(shù)，當(dāng)前在林區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)方面應(yīng)做到：日常通信與應(yīng)急通信相融合，充分利用林區(qū)道路、電力、高點(diǎn)等有利條件，部署穿透或繞射能力較強(qiáng)通信基站，并采用光纖或衛(wèi)星通信技術(shù)將基站接入公共網(wǎng)絡(luò)，日常服務(wù)公共通信，災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)作為林區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋核心支撐節(jié)點(diǎn)；固定網(wǎng)絡(luò)覆蓋與網(wǎng)絡(luò)彈性延伸相結(jié)合，依托消防、公安、林場(chǎng)、運(yùn)營(yíng)商等單位建立網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急延伸保障隊(duì)伍，配備能夠與當(dāng)前林區(qū)覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)快速組網(wǎng)并延伸信號(hào)覆蓋的便攜式通信基站，確保在特殊情況下仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)災(zāi)害處置區(qū)域林下網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫覆蓋和快速延伸。

4.3" 利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)撲救各類裝備的數(shù)字化改造

從目前技術(shù)發(fā)展方向展望，森林火災(zāi)撲救裝備的數(shù)字化改造工作是森林滅火救援裝備發(fā)展的必然方向，是未來(lái)功能革新和戰(zhàn)斗力提升的重要基石。然而要做好這項(xiàng)工作并不容易，必須有強(qiáng)有力的頂層設(shè)計(jì)，要在國(guó)家層面做好兩項(xiàng)工作：一是要建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)基座、數(shù)據(jù)接口。森林消防裝備數(shù)字化改造工作，首先就是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的問(wèn)題，即數(shù)據(jù)向誰(shuí)匯聚、如何分發(fā)的問(wèn)題，這些問(wèn)題必須立足全行業(yè)發(fā)展由政府牽頭制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)數(shù)據(jù)基座，開放數(shù)據(jù)接口，提供由政府主導(dǎo)的第三方數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全行業(yè)數(shù)據(jù)信息的無(wú)條件接入和授權(quán)分發(fā)。二是要制定應(yīng)用終端在公網(wǎng)、專網(wǎng)不同通信條件下網(wǎng)絡(luò)接入和通信方式的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以及網(wǎng)絡(luò)自匹配、自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)和選擇上，要充分考慮森林火災(zāi)撲救特殊的網(wǎng)絡(luò)情況，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、相互融合的公、專網(wǎng)通信技術(shù)體系，真正實(shí)現(xiàn)各類消防數(shù)字化裝備數(shù)據(jù)信息在災(zāi)害處置現(xiàn)場(chǎng)的可靠傳輸[2]。

4.4" 完善通信保障工作制度體系建設(shè)，強(qiáng)化通信保障演練

為做好森林火災(zāi)撲救通信保障的組織工作，在體系和制度方面，應(yīng)從三個(gè)方面開展工作：首先，要在各級(jí)政府的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下明確各部門、各聯(lián)動(dòng)單位在森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)所肩負(fù)的通信保障職責(zé)，以及承接這個(gè)職責(zé)的部門和個(gè)人。同時(shí)根據(jù)職責(zé)要求，同步分層級(jí)建立通信保障預(yù)案，明確通信聯(lián)絡(luò)建立的時(shí)間方法和技術(shù)手段。其次，要在通信保障牽頭部門的組織下，定期開展通信保障工作聯(lián)席會(huì)議和桌面推演，各成員單位要定期通報(bào)相關(guān)情況，更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析存在問(wèn)題。最后，要定期組織開展通信保障全要素、全流程實(shí)戰(zhàn)化演練，通過(guò)演練檢驗(yàn)各單位通信保障部門工作落實(shí)情況，檢查各類通信裝備的實(shí)戰(zhàn)效能，提升各部門、各單位之間通信保障工作開展的流暢程度，最終達(dá)到在森林火災(zāi)撲救過(guò)程中各類信息快速傳遞的工作成效。

5 結(jié)束語(yǔ)

森林火災(zāi)撲救通信保障體系是鏈接各級(jí)救援決策核心與救助、救護(hù)力量的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，是各級(jí)滅火救援指揮部在森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的“千里眼”“順風(fēng)（下轉(zhuǎn)第26頁(yè)）（上接第10頁(yè)）耳”，是森林火災(zāi)撲救的重要技術(shù)支撐體系。為實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)條件下各類數(shù)據(jù)信息的快速傳遞和有效匯聚分發(fā)，開展信息化條件下的森林火災(zāi)撲救組織工作，必須建立智能高效的指揮調(diào)度系統(tǒng)，必須實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，必須完成救援裝備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造，必須建立多方聯(lián)動(dòng)的通信保障體系，才能確保森林火災(zāi)處置過(guò)程中通信保障能力和質(zhì)量全面提升。

參考文獻(xiàn)

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