火場綜合定位系統(tǒng)在地下建筑火災(zāi)撲救中的應(yīng)用

梁曉良

（北京市海淀消防救援支隊雙榆樹消防救援站，北京 100086）

火場綜合定位系統(tǒng)在地下建筑火災(zāi)撲救中的應(yīng)用，為消防救援人員滅火救援工作的安全有序開展創(chuàng)造了有利條件?；饒鼍C合定位系統(tǒng)具有多種定位功能，運(yùn)用自組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，同時也具備呼救器的功能，能夠感知數(shù)據(jù)檢測，進(jìn)行秒速內(nèi)攻登記，明顯地提高了地下建筑火災(zāi)撲救中消防救援人員的安全系數(shù)，保障了內(nèi)攻的安全與作戰(zhàn)的安全。所以，在地下建筑火災(zāi)撲救中，可以充分應(yīng)用火場綜合定位系統(tǒng)展開火災(zāi)撲救工作。

1 綜合定位系統(tǒng)的功能

綜合定位系統(tǒng)為每位參與地下建筑火災(zāi)撲救的消防救援人員配置了滅火救援設(shè)備，主要包括智能空呼壓力表、生命監(jiān)測手環(huán)、中繼器設(shè)備、單兵終端設(shè)備，此外，也為安全員配置了內(nèi)攻掃描記錄儀、便攜式智慧基站以及移動顯示控制器（主要包括內(nèi)置內(nèi)攻登記軟件與后臺指揮軟件）。這些設(shè)備構(gòu)成了綜合定位系統(tǒng)，并賦予綜合定位系統(tǒng)更多的功能。

1.1 多種定位功能

綜合定位單兵終端設(shè)備在地下建筑火災(zāi)撲救中，當(dāng)處于室外環(huán)境時，可以用北斗和GPS 定位系統(tǒng)來進(jìn)行雙重保障定位，處于室內(nèi)環(huán)境時，可以應(yīng)用無線脈沖相對定位技術(shù)進(jìn)行動態(tài)測量定位，從而確保各種環(huán)境條件下的無死角、無盲區(qū)、無間隔定位。通過移動顯示控制器能夠?qū)崟r掌握內(nèi)攻滅火和搜救人員的相對縱向和橫向距離，具體誤差可控制在0.5m 的空間范圍內(nèi)，為指揮員的輔助決策和現(xiàn)場安全精準(zhǔn)管控提供了可靠依據(jù)。

1.2 自組網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸

通常在山岳、地震、水域還有高層以及地下、綜合體的滅火救援現(xiàn)場中，時常出現(xiàn)公網(wǎng)中斷問題，此時設(shè)備能夠借助自組網(wǎng)快速將前后場的數(shù)據(jù)交互與互聯(lián)。每個綜合定位單兵終端相互之間設(shè)置了中繼器，另外，設(shè)備在無中繼器的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)地下兩層與地上七層數(shù)據(jù)的傳輸。

1.3 呼救器功能

應(yīng)用綜合定位單兵終端，能夠?qū)崿F(xiàn)以下報警功能：（1）實現(xiàn)靜止的預(yù)報警；（2）實現(xiàn)低電量報警；（3）實現(xiàn)靜止報警；（4）實現(xiàn)手動報警還有溫度報警，不間斷蜂鳴報警時使用可達(dá)到7 小時以上，正常待機(jī)時長可達(dá)20 小時。設(shè)備的報警系統(tǒng)會根據(jù)“距離優(yōu)先”的原則，智能化推薦一個距離被困消防救援人員最近的隊員前去完成緊急救助任務(wù)，同時設(shè)備還具備語音播報功能，可以解放內(nèi)攻作戰(zhàn)人員的雙手，提高滅火救援效能。

1.4 感知數(shù)據(jù)檢測功能

應(yīng)用綜合定位單兵終端實現(xiàn)了與生命體征監(jiān)測手環(huán)、智能空吸壓力表等各類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接，可以實時的獲取人員的諸多信息，如心率值、空氣呼吸器壓力等數(shù)據(jù)，也可以運(yùn)用自組網(wǎng)將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)揭苿语@示控制器設(shè)備。

1.5 秒速內(nèi)攻登記

地下建筑火災(zāi)撲救期間，安全員可以應(yīng)用內(nèi)攻掃描儀設(shè)備掃描內(nèi)攻人員佩戴的綜合定位單兵終端，實現(xiàn)了在幾秒鐘內(nèi)獲取內(nèi)攻人員的姓名、單位、內(nèi)攻時長、空氣呼吸器壓力動態(tài)監(jiān)測、所處具體位置等信息，可以針對內(nèi)攻的時間長短進(jìn)行安全提示，可以對空呼壓力高低情況進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常情況可以智能化報警提示，確保指揮人員全面掌握內(nèi)攻人員具體情況。

1.6 具有較強(qiáng)的抗干擾能力

火場綜合定位系統(tǒng)根據(jù)消防救援站具體人員來配置，為每個消防救援站設(shè)置單獨(dú)的數(shù)據(jù)傳輸鏈條，同時，運(yùn)用了防碰撞技術(shù)，以防各個消防救援站一起使用系統(tǒng)時出現(xiàn)通信信號轉(zhuǎn)播與干擾問題。

1.7 高防護(hù)等級

該系統(tǒng)具備防爆認(rèn)證與IP68 級防護(hù)，可以有效避免在火場中因高溫炙烤、水漬侵蝕、跌落磕碰造成的功能障礙或物理損壞，確保內(nèi)攻人員的絕對安全。

1.8 數(shù)據(jù)對接

該系統(tǒng)將現(xiàn)有的實戰(zhàn)指揮平臺中數(shù)據(jù)進(jìn)行對接，把綜合定位系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)胶蠓降闹笓]中心的指揮平臺，實現(xiàn)了為后方指揮人員提供實時作戰(zhàn)信息，便于指揮人員精準(zhǔn)掌握內(nèi)攻作戰(zhàn)人員的具體情況。

2 常見消防設(shè)備在地下建筑火災(zāi)撲救中應(yīng)用案例

2.1 基本情況

2021 年2 月26 日17 時14 分，位于北京市海淀區(qū)薊門橋東南角一地下空間發(fā)生冒煙，總隊指揮中心先后調(diào)派總隊、海淀支隊、軌道交通支隊三個全勤指揮部以及雙榆樹前沿指揮部，雙榆樹、八家、圓明園、西直門4 個消防救援站，16 部消防車，102 名指戰(zhàn)員趕赴現(xiàn)場處置。此次警情，正值“元宵節(jié)”及全國“兩會”消防安保關(guān)鍵時刻，恰逢晚高峰車流人流大，地理位置敏感，社會關(guān)注度高，各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視。雙榆樹消防救援站于17 時14 分43 秒接到調(diào)派命令，出動時間44 秒，17時21 分54 秒雙榆樹消防救援站到場，行駛途中用時6分27 秒。17 時23 分32 秒救援站向總隊指揮中心匯報現(xiàn)場情況，按照作戰(zhàn)編即成立指揮偵察、滅火小組、搜救小組作戰(zhàn)單元，做好個人防護(hù)，攜帶裝備器材投入戰(zhàn)斗；同時在入口處設(shè)置安全員，利用最新配備火場定位呼救器，嚴(yán)格落實火場進(jìn)出掃碼登記和內(nèi)攻人員監(jiān)管制度。

2.2 處置經(jīng)過

17 時24 分，全體參戰(zhàn)人員嚴(yán)格按照作戰(zhàn)編成分工，助理指揮員帶領(lǐng)指揮偵查組鋪設(shè)水帶干線，形成水槍掩護(hù)，深入地下進(jìn)行火情偵察。17 時33 分，指揮偵察小組在水槍掩護(hù)下，沿步梯鋪設(shè)救生照明線、導(dǎo)向繩，垂直水帶到達(dá)地下深度27 米橫向平臺。17 時35 分在平臺處設(shè)置水槍陣地，并由器材保障組運(yùn)送延伸需要水帶和照明燈組，進(jìn)行6 名人員輪換成立緊急救助小組。17 時38 分由縱向轉(zhuǎn)入橫向鋪設(shè)救生照明線導(dǎo)向繩搜索冒煙點(diǎn)位置。明確以“快速處置、消除影響”為核心的作戰(zhàn)原則。17 時47 分在橫向進(jìn)深約80 米處發(fā)現(xiàn)冒煙部位，17時51 分滅火組延伸水帶至著冒煙陰燃部位，實施撲救，17 時57 分現(xiàn)場處置完畢。

2.3 經(jīng)驗做法

此次冒煙事故處置，全體參戰(zhàn)指戰(zhàn)員克服了濃煙、高溫、縱向深度長、橫向進(jìn)深遠(yuǎn)等不利因素，按作戰(zhàn)單元用最快速度、最短時間處置災(zāi)情，第一時間組織內(nèi)攻，偵察控制冒煙部位，快速出水實施處置，嚴(yán)格落實戰(zhàn)斗展開程序，安全員制度，圓滿完成作戰(zhàn)任務(wù)，特別是利用最新人員定位系統(tǒng)，對內(nèi)攻人員實施統(tǒng)一、有效、實時的監(jiān)管，保證人員行動方位明確，狀態(tài)監(jiān)測精確，定點(diǎn)呼叫準(zhǔn)確，為順利完成此次事故奠定基礎(chǔ)。

2.4 思考展望

在過去，人們在地下火災(zāi)撲救中主要是應(yīng)用各種固定消防設(shè)施和移動消防裝備，分別從以下8 個方面展開火災(zāi)撲救：（1）力量的調(diào)集；（2）火情的偵查；（3）火場指揮部的設(shè)置；（4）滅火救援行動的準(zhǔn)備；（5）被困人員的營救；（6）現(xiàn)場排煙；（7）現(xiàn)場滅火；（8）火場供水。

從這8 個不同方面著手展開火災(zāi)撲救，確?；馂?zāi)撲救任務(wù)全面和有效展開。但是，新時期，地下建筑火災(zāi)滅火救援裝備器材有待創(chuàng)新，可以引進(jìn)和應(yīng)用一些智能化系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行救援，如綜合定位系統(tǒng)。應(yīng)用智能化系統(tǒng)及設(shè)備才能符合新時期地下建筑火災(zāi)撲救的要求，更加高效和安全地完成火災(zāi)撲救任務(wù)。

3 火場綜合定位系統(tǒng)在地下建筑火災(zāi)撲救中的應(yīng)用

3.1 綜合定位網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用

地下建筑火災(zāi)撲救中，消防救援人員要掌握綜合定位網(wǎng)關(guān)的功能及技術(shù)參數(shù)，這樣才能快速開展救援處置工作。綜合定位網(wǎng)關(guān)可以在室內(nèi)、水域、密林等各類常規(guī)定位技術(shù)無法應(yīng)用等消防救援場中，借助自身發(fā)射出的亞米級高精度脈沖信號進(jìn)行精準(zhǔn)定位，解決了消防定位、遇險感知、搜救撤離等各種問題。

3.2 生命體征監(jiān)測裝置

應(yīng)用生命體征監(jiān)測裝置，定位范圍超過100m，精準(zhǔn)定位低于10m，防護(hù)等級較高，浸水1.5m 后的2h 內(nèi)依然可以正常工作。通常在地下建筑火災(zāi)撲救期間，參與火災(zāi)撲救人員可以應(yīng)用生命體征監(jiān)測裝置，根據(jù)高精度的心率以及姿態(tài)還有手臂微動的感知來判斷消防人員的人體狀態(tài)，快速地發(fā)出真實的遇險信號，還可以消除常規(guī)設(shè)備由于靜止報警功能異常所出現(xiàn)的誤報警。另外，伴隨遇險信號和根據(jù)發(fā)射出的亞米級高精度的脈沖定位信號，可以利用距離數(shù)值來引導(dǎo)隊友進(jìn)行定位。

與此同時，生命體征監(jiān)測裝置可以消除誤報警，過去地下建筑火災(zāi)滅火撲救時所應(yīng)用的設(shè)備具有的靜止報警功能，很難全面地感知人體狀態(tài)，也經(jīng)常出現(xiàn)誤報警。而應(yīng)用生命體征監(jiān)測裝置，完善傳統(tǒng)報警設(shè)備不足，在監(jiān)測期間，通過感知高精度的心率還有姿態(tài)以及手臂等，判斷真實的報警和消除錯誤的報警?；谏w征監(jiān)測裝置的凸出優(yōu)勢，建議地下建筑火災(zāi)撲救人員充分應(yīng)用該監(jiān)測裝置來進(jìn)行監(jiān)測。

3.3 內(nèi)攻登記裝置

運(yùn)用火場綜合定位系統(tǒng)內(nèi)的登記裝置，便于消防救援人員在內(nèi)攻時，可以迅速地登記參與火災(zāi)撲救人員的身份以及數(shù)量還有時間以及空吸的壓力是否達(dá)標(biāo)、消防救援設(shè)備是否完備等信息，也可以運(yùn)用自組網(wǎng)等各種通信舉措將信息同步呈現(xiàn)給每個級別的指揮員，會自動化等提示呼吸壓力的不足以及內(nèi)攻時間超時并未返還等各種預(yù)警信息，可以向指定的隊員還有小組發(fā)送撤離的命令，很好地解決掉消防預(yù)案內(nèi)攻期間的安全管理問題。內(nèi)攻登記裝置支持和綜合定位網(wǎng)關(guān)以及生命體征的監(jiān)測裝置以及空吸物聯(lián)網(wǎng)壓力表等設(shè)備等集成與聯(lián)合使用，內(nèi)攻登記的顯示終端和內(nèi)攻登記器設(shè)備可以搭配著使用，并通過表格和顏色等多種手段戰(zhàn)士內(nèi)攻的登記信息還有預(yù)警信息。

3.4 移動指揮終端

地下建筑火災(zāi)撲救期間，由于作戰(zhàn)的環(huán)境較為惡劣，火災(zāi)撲救任務(wù)較為艱巨，對火災(zāi)撲救各項救援工作提出了更嚴(yán)格的要求。一要必須確保各項準(zhǔn)備工作順利展開，二要保障內(nèi)攻作戰(zhàn)人員人身安全。應(yīng)用移動指揮終端的，消防救援人員可以利用自組網(wǎng)來采集和顯示現(xiàn)場消防員的位置，獲取生命體征還有空吸壓力等各種信息，也可以撤離發(fā)送的命令，利于現(xiàn)場作戰(zhàn)指揮人員更好掌握作戰(zhàn)的態(tài)勢問題，保障了火災(zāi)撲救的效率。此外，移動終端系統(tǒng)也具有物聯(lián)功能，可以與藍(lán)牙連接，同時具備RFID 讀卡功能。

移動指揮終端，支持介入消防實戰(zhàn)指揮平臺和消防綜合定位系統(tǒng)的功能，也支持在一張消防圖表上標(biāo)繪位置與信息，并且支持和消防衛(wèi)星便攜站以及消防對講機(jī)設(shè)備、現(xiàn)場的指揮調(diào)度臺和內(nèi)攻登記器設(shè)備的集成聯(lián)合應(yīng)用，大大方便了消防救援人員各項工作的展開。

3.5 定位信標(biāo)

定位信標(biāo)支持在室內(nèi)、密林、水域等各種常規(guī)定位技術(shù)無法展開救援的場景內(nèi)應(yīng)用，定位信標(biāo)可以依靠自身所發(fā)射的亞米級的高精度脈沖定位信號，來幫助消防員進(jìn)行定位及尋找物資還有設(shè)備與取水點(diǎn)以及安全出口等各種問題。定位信標(biāo)的工作頻段，可以應(yīng)用融合通信技術(shù)集成2.4Ghz 與433Mhz。定位信標(biāo)的精度不可超過1m，定位的范圍不可超過600m。在定位信號應(yīng)用過程中，浸水1.5m 在持續(xù)2h 后，依舊可以正常地工作。定位信標(biāo)支持接入消防實戰(zhàn)指揮平臺與消防綜合定位系統(tǒng)以及在消防一張圖上標(biāo)繪位置與信息，也支持和綜合定位網(wǎng)關(guān)的集成聯(lián)合應(yīng)用。

3.6 定位搜救指揮系統(tǒng)軟件

地下建筑火災(zāi)撲救過程中，滅火救援與內(nèi)攻搜救工作需要同步開展，運(yùn)用定位搜救智慧系統(tǒng)軟件，便于第一時間找到被救人員，快速展開救援。

4 結(jié)語

地下建筑火災(zāi)撲救過程中，消防救援人員通過應(yīng)用綜合定位網(wǎng)關(guān)以及生命體征監(jiān)測裝置還有內(nèi)攻登記裝置、移動指揮終端、定位信標(biāo)等，成功實現(xiàn)了實時監(jiān)測滅火救援現(xiàn)場人員綜合情況信息的功能，確保一旦發(fā)生緊急情況，可以接收到內(nèi)攻人員現(xiàn)場呼救以及緊急撤離的信號，能夠在滅火救援現(xiàn)場對每名滅火救援人員位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，為滅火救援任務(wù)的安全高效開展創(chuàng)造了有利條件。