5G消防應(yīng)急通信建設(shè)的創(chuàng)新思考

摘要：隨著5G技術(shù)的成熟，其在消防應(yīng)急通信領(lǐng)域中的地位和作用也日益凸顯，如何利用5G技術(shù)來提高消防應(yīng)急通信能力成為一個(gè)重要問題。本文根據(jù)現(xiàn)有研究資料，結(jié)合自身在消防應(yīng)急通信領(lǐng)域中的一些經(jīng)驗(yàn)，針對5G在消防應(yīng)急通信中的應(yīng)用提出了相應(yīng)的對策建議。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù)；應(yīng)急通信；建設(shè)；創(chuàng)新

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)的發(fā)展，對消防應(yīng)急通信建設(shè)提出了更高的要求。特別是在突發(fā)事件和災(zāi)害時(shí)，對消防應(yīng)急通信能力有著更高的要求，如何在做好救援工作的基礎(chǔ)上確保消防應(yīng)急通信的穩(wěn)定性和可靠性，這是進(jìn)一步增強(qiáng)突發(fā)事件和災(zāi)害救援能力的重要條件。步入5G時(shí)代以后，消防應(yīng)急通信建設(shè)要充分利用5G技術(shù)優(yōu)勢，以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步提高應(yīng)急通信保障技術(shù)能力和水平。在這種情況下，有必要針對5G技術(shù)在消防應(yīng)急通信中的應(yīng)用進(jìn)行深入細(xì)致的探討與分析。

一、 5G技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢及其在消防通信中的應(yīng)用價(jià)值

（一）5G技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢

5G技術(shù)也就是第5代移動(dòng)通信技術(shù)，相較于其他幾代移動(dòng)通信技術(shù)，其特點(diǎn)和優(yōu)勢主要集中在以下幾個(gè)方面。1.高速率和低延遲，相對于前幾代移動(dòng)通信技術(shù)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸率更高，通信延遲率更低，可以滿足高清視頻傳輸和大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?.大容量和高密度，5G通信網(wǎng)絡(luò)的系數(shù)容量更大，連接的密度更高，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，可以同時(shí)接入更多的終端設(shè)備，可以滿足更多數(shù)據(jù)傳輸需要。3.廣覆蓋和可靠性，5G通信網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國絕大部分地區(qū)，其覆蓋率相較前幾代通信技術(shù)要高得多，并且5G通信的信號可靠性更高，即便在復(fù)雜環(huán)境下，也能滿足數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枰?.網(wǎng)絡(luò)切片和網(wǎng)絡(luò)虛擬化，5G通信網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)應(yīng)用需求劃分不同的網(wǎng)絡(luò)切片，以滿足用戶的個(gè)性化和定制化的網(wǎng)絡(luò)需求，并且在虛擬主管等方面也有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

（二）5G通信技術(shù)在消防應(yīng)急通信中應(yīng)用的價(jià)值

5G通信技術(shù)在消防應(yīng)急通信中的應(yīng)用價(jià)值相對較多，但是結(jié)合消防應(yīng)急通信的現(xiàn)實(shí)需求，其應(yīng)用價(jià)值主要包括以下幾點(diǎn)。①滿足消防應(yīng)急通信中大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，伴隨著消防應(yīng)急通信技術(shù)的不斷增強(qiáng)，尤其是消防信息化建設(shè)的不斷提升，在消防救援工作中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息需要一個(gè)可靠的途徑進(jìn)行傳輸，而5G技術(shù)可以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男枨?，其?shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾释耆梢詽M足此類需求。②5G通信技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步豐富消防應(yīng)急通信的形式和方式。并且可以推動(dòng)消防應(yīng)急通信向可視化、動(dòng)態(tài)化甚至向、智能化的方向發(fā)展。這有助于消防單位進(jìn)一步提高消防應(yīng)急通信能力，為消防單位的搶險(xiǎn)救援提供更好的應(yīng)急通信保障。

二、5G消防應(yīng)急通信建設(shè)的具體方案

（一）無人機(jī)移動(dòng)通信平臺+地面通信組網(wǎng)+手持終端

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是5G時(shí)代的來臨，無人機(jī)技術(shù)開始與移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了無人機(jī)移動(dòng)通信平臺，這種基于5G技術(shù)而產(chǎn)生的移動(dòng)通信平臺，對消防應(yīng)急通信保障能力的提升起到良好的作用，利用無人機(jī)移動(dòng)平臺可以與地面移動(dòng)通信設(shè)施進(jìn)行組網(wǎng)，形成一個(gè)非常靈活、覆蓋較大區(qū)域的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。在建設(shè)的過程中，可以以地面通信系統(tǒng)為核心，在此基礎(chǔ)上以無人機(jī)移動(dòng)通信平臺為終端，將多個(gè)無人機(jī)移動(dòng)通信平臺與地面通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)。這樣可以根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的實(shí)際情況，合理利用不同的無人機(jī)移動(dòng)通信平臺為消防救援工作提供應(yīng)急通信保障。并且可以根據(jù)消防救援工作的實(shí)際情況和變化，隨時(shí)調(diào)整應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域，進(jìn)一步增強(qiáng)了應(yīng)急通信保障能力。當(dāng)然，從現(xiàn)有的一些研究資料來看，無人機(jī)移動(dòng)通信平臺主要是以中大型為主，微型或小型化的移動(dòng)通信平臺相對比較少，在研發(fā)的過程中還存在一定的技術(shù)障礙。

從消防救援的角度來講，不需要覆蓋面非常大的移動(dòng)通信平臺，只需要能夠覆蓋受災(zāi)區(qū)域即可。除此之外，在應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，還可以將無人機(jī)移動(dòng)通信平臺作為中繼平臺，利用中繼平臺的功能解決移動(dòng)通信保障車與手持終端之間的通信聯(lián)系問題。相對來說，手持終端與其他可移動(dòng)消防通信設(shè)備之間在使用的過程中，需要通過中介機(jī)構(gòu)來滿足信號中繼傳輸?shù)男枰?，在這一過程中無人機(jī)移動(dòng)通信平臺無疑是一個(gè)最佳的選擇。當(dāng)然，在建設(shè)的過程中，頭戴式的 AR智能終端設(shè)備與手持終端都具有5G通信的功能，只不過前者設(shè)計(jì)和使用成本相對比較低，后者設(shè)計(jì)和使用成本相對比較高。

（二）應(yīng)急消防通信指揮車+可移動(dòng)消防通信設(shè)備

5G技術(shù)的消防應(yīng)急通信保障過程中的應(yīng)用，可以與現(xiàn)有的一些消防應(yīng)急通信設(shè)備和設(shè)施有效地結(jié)合起來，通過5G技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提高消防應(yīng)急通信保障能力和水平。比如說將5G技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的消防應(yīng)急通信指揮車中，在消防應(yīng)急通信指揮車中增加5G傳輸?shù)墓δ?，利?G傳輸功能進(jìn)一步提高消防指揮系統(tǒng)的可視化和實(shí)時(shí)性。利用應(yīng)急消防通信指揮車與其他通信設(shè)備終端進(jìn)行組網(wǎng)，解決消防應(yīng)急通信保障問題。其他的可移動(dòng)消防通信設(shè)施涵蓋的范圍比較多，比如說背負(fù)式應(yīng)急通信設(shè)備，以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的背負(fù)式應(yīng)急通信設(shè)備涵蓋了消防5G應(yīng)用專網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)模塊和單兵自組網(wǎng)動(dòng)態(tài)覆蓋模塊等重要的通信模塊，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理單元的基礎(chǔ)上，多接入邊緣計(jì)算單元和5G基站，從而更好地滿足消防救援現(xiàn)場的應(yīng)急通信保障需要，借助于模塊與應(yīng)急通信，指揮車搭建5G通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻或其他方面的數(shù)據(jù)傳輸。

除了背負(fù)式應(yīng)急通信設(shè)備之外，還可以與其他5G公網(wǎng)設(shè)備連接，比如說5G單兵圖傳設(shè)備，設(shè)備是直接安裝在頭盔上的，在使用的過程中可以自動(dòng)查找5G或其他通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)聯(lián)系，可以將現(xiàn)場視頻直接傳輸至通信指揮中心，所傳輸?shù)膱D像將較現(xiàn)有的4G圖傳更加清晰，同時(shí)，通信指揮中心可以根據(jù)災(zāi)害現(xiàn)場的實(shí)時(shí)觀測情況，進(jìn)行火災(zāi)調(diào)度，遇到突發(fā)情況消防員也可以通過一鍵報(bào)警定位功能，使其他消防救援人員可以及時(shí)抵達(dá)現(xiàn)場排除險(xiǎn)情，這種頭戴式的 AR智能穿戴設(shè)備可以將5G通信網(wǎng)絡(luò)延伸到每一個(gè)消防員的身上。

三、以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的消防應(yīng)急通信建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

（一）網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量問題

以5G技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行消防應(yīng)急通信建設(shè)，關(guān)鍵要解決5G的網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題。5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要大量的基站和設(shè)備，雖然經(jīng)過了多年的建設(shè)，我國的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍正逐漸地?cái)U(kuò)大，但是在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)以及高樓大廈的內(nèi)部5G信號的覆蓋仍然存在一定的難度?，F(xiàn)在依托無人機(jī)移動(dòng)通信平臺等可以作為5G網(wǎng)絡(luò)基站或者是中繼基站的方式來使用，但是直接可移動(dòng)基站在使用的過程中受天氣條件或地域條件的影響也比較明顯，在消防救援的過程中可能會(huì)受現(xiàn)實(shí)條件的影響，無法進(jìn)行組網(wǎng)應(yīng)用。

除此之外，在消防應(yīng)急通信的過程中，需要傳輸大量的數(shù)據(jù)和視頻，而單線的5G網(wǎng)絡(luò)容量可能無法滿足高峰時(shí)段的需要，這種情況下可能會(huì)導(dǎo)致通信延遲或者是數(shù)據(jù)傳輸失敗，這也是以5G技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步提升消防安全通信能力建設(shè)過程中需要解決的一個(gè)重要問題。

（二）人員培訓(xùn)和技術(shù)支持

將5G技術(shù)應(yīng)用于消防應(yīng)急通信保障建設(shè)，需要解決兩個(gè)方面的關(guān)鍵問題，也就是人才培訓(xùn)和技術(shù)支持。培訓(xùn)是現(xiàn)有的消防應(yīng)急單位的人才儲備，能夠滿足5G技術(shù)的應(yīng)用，包括5G組網(wǎng)的建設(shè)以及各種通信設(shè)備的管理和維護(hù)等基本工作。但是從現(xiàn)有的消防單位應(yīng)急通信保障培訓(xùn)的角度來講，在相關(guān)單位當(dāng)中具備專業(yè)通信技術(shù)知識和操作技能的人才相對來說比較少，而在消防單位也很少專門針對應(yīng)急通信保障人才建設(shè)進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，在這種情況下，必然會(huì)影響應(yīng)急通信保障能力的提升。

除此之外，將5G技術(shù)應(yīng)用于消防應(yīng)急通信保障中是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)問題。消防應(yīng)急單位需要制定詳細(xì)的技術(shù)方案，才能有效地解決5G技術(shù)的應(yīng)用問題。但是從目前來看，雖然一些消防應(yīng)急單位已經(jīng)開始嘗試將5G技術(shù)融入消防應(yīng)急通信保障體系當(dāng)中，但是現(xiàn)有的5G技術(shù)應(yīng)用程度非常有限，以5G技術(shù)為基礎(chǔ)而構(gòu)建的先進(jìn)的應(yīng)急通信保障體系在構(gòu)建過程中面臨的基站數(shù)量過少、設(shè)備數(shù)量過少等一系列的問題，如果不能解決這些問題，也很難真正地利用5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提升消防應(yīng)急通信保障能力。

（三）數(shù)據(jù)安全和保護(hù)問題

數(shù)據(jù)安全和保護(hù)問題也是5G技術(shù)應(yīng)用于消防應(yīng)急通信過程中需要解決的一個(gè)重要問題。從目前消防應(yīng)急通信現(xiàn)實(shí)的情況來看，在結(jié)構(gòu)上一般分為兩層或者是三層，在應(yīng)急通信的過程中所產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)信息會(huì)臨時(shí)存儲在終端設(shè)備或者是中繼設(shè)備當(dāng)中。這種情況下在應(yīng)急通信的過程中，一旦被其他人截獲，就可能導(dǎo)致重要或敏感數(shù)據(jù)的竊取。例如，火災(zāi)現(xiàn)場的視頻和位置信息一旦被截獲并被篡改后再傳輸回通信指揮設(shè)備，這就可能對消防應(yīng)急救援工作造成嚴(yán)重負(fù)面影響。在這個(gè)過程中，如何確保應(yīng)急通信過程中的數(shù)據(jù)安全是首要問題之一。

此外，還要考慮在應(yīng)急通信的中繼設(shè)備和終端設(shè)備上增加臨時(shí)存儲設(shè)施，以滿足信號中斷后的數(shù)據(jù)存儲需求。另外，可以在應(yīng)急通信的中繼設(shè)備以及終端設(shè)備作為臨時(shí)存儲設(shè)施，在上面增加臨時(shí)存儲設(shè)施，滿足信號中斷以后數(shù)據(jù)存儲需要，即便是在通信信號中斷的情況下，終端設(shè)備和中繼設(shè)備也可以臨時(shí)存儲數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)的完整性。

（四）設(shè)備技術(shù)的更新?lián)Q代

從消防單位應(yīng)急通信保障設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展情況來看，技術(shù)設(shè)備并非一成不變，而是需要隨著技術(shù)進(jìn)步而不斷更新。這要求設(shè)備和技術(shù)必須適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需要，并及時(shí)進(jìn)行更新和升級，以更好地滿足消防應(yīng)急通信保障的實(shí)際需求。然而，設(shè)備的更新?lián)Q代并非一蹴而就，在這個(gè)過程中會(huì)涉及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和數(shù)據(jù)應(yīng)用，以及不同設(shè)備之間的通信連接等多個(gè)問題。技術(shù)升級中也存在著類似的問題，技術(shù)升級一般需要與設(shè)備的更新?lián)Q代同步進(jìn)行。在更新?lián)Q代的過程中，對技術(shù)人員的儲備和新設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用能力都是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

四、以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的消防應(yīng)急通信建設(shè)建議

（一）多通道和多形式進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

從前面的分析中可以看出5G技術(shù)應(yīng)用于消防應(yīng)急通信保障的關(guān)鍵問題在于解決5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。即便解決了覆蓋問題，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋還需要解決信息傳輸?shù)娜萘繂栴}。為了解決這些問題，在相關(guān)設(shè)備和技術(shù)上，應(yīng)該將5G技術(shù)和4G技術(shù)有效地結(jié)合起來，以此為基礎(chǔ)建立多個(gè)消防應(yīng)急通信通道，實(shí)現(xiàn)同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)通道，在消防應(yīng)急通信工作中進(jìn)行信息傳播和數(shù)據(jù)傳輸。包括移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)下，在傳輸?shù)倪^程中可用不同的信息傳輸通道傳輸信息，例如對于傳輸規(guī)模比較大的視頻數(shù)據(jù)，可以使用5G信號通道進(jìn)行傳輸，而文字或語音可以通過4G通道傳輸。通過多通道同時(shí)工作，可以有效解決傳輸容量問題，也能夠逐步解決單一的5G信號傳輸導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足問題。當(dāng)然，在解決5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題時(shí)也可以通過5G基站的建設(shè)，特別是移動(dòng)基站的建設(shè)來實(shí)現(xiàn)，在建設(shè)過程中需要注意設(shè)備的可持續(xù)和穩(wěn)定運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)需求。

（二）認(rèn)真做好人員培訓(xùn)和技術(shù)支持工作

為了滿足5G技術(shù)的應(yīng)用需要，消防應(yīng)急單位需要認(rèn)真做好人員培訓(xùn)和技術(shù)支持工作，只有這樣才能為5G技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造良好的環(huán)境。一方面，消防應(yīng)急單位在5G技術(shù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)該建設(shè)一個(gè)專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，認(rèn)真培養(yǎng)和儲備人才，利用優(yōu)秀的人才為5G技術(shù)的應(yīng)用和保障創(chuàng)造良好的條件，這些人才必須具備良好的5G通信網(wǎng)絡(luò)搭建和技術(shù)保障能力，能夠滿足不同條件下通信網(wǎng)絡(luò)搭建需要，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決5 G應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)中的各種問題，保障應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。另一方面，在5G技術(shù)應(yīng)用于消防應(yīng)急通信過程中，消防應(yīng)急單位應(yīng)該制定一個(gè)詳細(xì)的應(yīng)用方案，合理應(yīng)用現(xiàn)有的應(yīng)急通信設(shè)備和其他先進(jìn)的5G通信設(shè)備，將不同的設(shè)備聯(lián)系起來并組建一個(gè)科學(xué)完善的通信網(wǎng)絡(luò)，滿足不同條件和環(huán)境下的應(yīng)急通信需要。

五、結(jié)束語

總之，社會(huì)的快速發(fā)展對消防單位的應(yīng)急通信能力提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。消防單位應(yīng)該重視應(yīng)急通信能力建設(shè)，并不斷引進(jìn)新設(shè)備和新技術(shù)，尤其要重視5G技術(shù)在消防應(yīng)急通信中的應(yīng)用，只有這樣才能不斷提高消防應(yīng)急通信能力，為搶險(xiǎn)救援工作創(chuàng)造良好的條件。

作者單位：劉一男 黑龍江省消防救援總隊(duì)

佳木斯支隊(duì)

參考文獻(xiàn)

[1] 陳振龍. 基于5G的無人機(jī)智能組網(wǎng)的應(yīng)急通信技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2023，41（1）：34-36.

[2]袁雪琪，云翔，李娜. 基于5G的固定翼無人機(jī)應(yīng)急通信覆蓋能力研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2020（2）：5-8，13.

[3]王宇. 新形勢下消防應(yīng)急通信保障的幾點(diǎn)思考[J]. 長江信息通信，2022，35（9）：235-237.