數(shù)字微波通信在消防應(yīng)急通信保障中的應(yīng)用策略研究

引言

工業(yè)和信息化部等十四部門于2024年12月31日聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)極端場景應(yīng)急通信能力建設(shè)的意見》，明確提出要全面提升應(yīng)對極端場景的應(yīng)急通信能力，以護(hù)航中國式現(xiàn)代化建設(shè)。這一政策著重強(qiáng)調(diào)了在各類復(fù)雜場景下保障通信暢通的重要性。在消防應(yīng)急救援領(lǐng)域，現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，大量電氣設(shè)備產(chǎn)生的復(fù)雜電磁信號，嚴(yán)重干擾常規(guī)通信，使其難以穩(wěn)定運(yùn)行[1]。傳統(tǒng)通信手段在這類場景下弊端盡顯，無法滿足消防應(yīng)急通信對穩(wěn)定性、及時(shí)性和高效性的要求。在此背景下，數(shù)字微波通信憑借其獨(dú)特優(yōu)勢，在復(fù)雜環(huán)境中展現(xiàn)出巨大潛力。對其深入研究并應(yīng)用于消防應(yīng)急通信保障領(lǐng)域，不僅契合政策導(dǎo)向，還是提升消防救援效率、保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的現(xiàn)實(shí)需要，具有極其重要的意義。

一、數(shù)字微波通信在消防應(yīng)急通信保障中的應(yīng)用價(jià)值

（一）強(qiáng)大的抗干擾性與穩(wěn)定性

數(shù)字微波通信工作頻段較高，在復(fù)雜電磁環(huán)境下，相較于其他通信方式，受干擾的概率更低。在災(zāi)害現(xiàn)場，周圍往往存在大量電氣設(shè)備，產(chǎn)生復(fù)雜的電磁信號，普通通信極易受到干擾而中斷。數(shù)字微波通信憑借其特有的調(diào)制解調(diào)技術(shù)以及對信號的處理方式，能有效過濾外界干擾信號，保障通信鏈路穩(wěn)定運(yùn)行[2]。例如，在一些工廠火災(zāi)事故中，周邊設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾使得常規(guī)通信手段失效，而數(shù)字微波通信設(shè)備卻能持續(xù)、穩(wěn)定地傳輸消防指揮信息與現(xiàn)場畫面，為救援決策提供關(guān)鍵依據(jù)。

（二）靈活、便捷的部署特性

消防應(yīng)急救援場景復(fù)雜多變，從城市高樓火災(zāi)到偏遠(yuǎn)山區(qū)森林火災(zāi)、自然災(zāi)害等，通信保障需迅速建立并適應(yīng)不同地形。數(shù)字微波通信設(shè)備體積小、重量輕，部分設(shè)備可單人攜帶，便于消防人員在各類環(huán)境下快速部署[3]在山區(qū)火災(zāi)救援中，道路崎嶇、交通不便，消防人員能夠攜帶便攜式數(shù)字微波設(shè)備徒步進(jìn)入現(xiàn)場，快速搭建起通信鏈路，將現(xiàn)場情況及時(shí)反饋給指揮中心。其組網(wǎng)方式靈活，可根據(jù)現(xiàn)場地形和通信需求，迅速組成點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)等不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，快速實(shí)現(xiàn)通信覆蓋。

（三）高效的數(shù)據(jù)傳輸能力

災(zāi)害救援爭分奪秒，大量關(guān)鍵信息需及時(shí)、準(zhǔn)確傳輸[4]。數(shù)字微波通信擁有較寬的頻帶，能夠?qū)崿F(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸，可滿足高清視頻圖像、實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)以及大量文本信息的快速傳輸需求。在各類災(zāi)害救援中，通過數(shù)字微波通信，后方指揮中心能夠?qū)崟r(shí)接收來自現(xiàn)場的高清視頻畫面，清晰掌握災(zāi)害現(xiàn)場情況、被困人員位置等關(guān)鍵信息。同時(shí)，現(xiàn)場消防人員能及時(shí)收到指揮中心基于這些信息制定的救援方案，大幅提升救援行動(dòng)的協(xié)同性與效率。

二、數(shù)字微波通信在消防應(yīng)急通信保障中的具體應(yīng)用

（一）打造數(shù)字微波圖像自組網(wǎng)絡(luò)

在消防應(yīng)急救援場景中，現(xiàn)場情況瞬息萬變，及時(shí)獲取清晰、準(zhǔn)確的現(xiàn)場圖像對于指揮決策至關(guān)重要[5]。數(shù)字微波通信可用于打造圖像自組網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠在復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場迅速構(gòu)建。自組網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)可搭載數(shù)字微波通信設(shè)備，這些設(shè)備能將現(xiàn)場的圖像信息進(jìn)行數(shù)字化處理，并通過微波鏈路進(jìn)行快速傳輸。例如，在大規(guī)模災(zāi)害中，多個(gè)消防救援隊(duì)伍攜帶具備數(shù)字微波通信功能的圖像采集設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場不同區(qū)域。這些設(shè)備自動(dòng)組成網(wǎng)絡(luò)，將各自拍攝到的災(zāi)害現(xiàn)場畫面，如建筑物內(nèi)部火勢蔓延情況、人員被困位置等，實(shí)時(shí)傳輸?shù)浆F(xiàn)場指揮部以及后方指揮中心。這種自組網(wǎng)絡(luò)無須依賴預(yù)先鋪設(shè)的通信基礎(chǔ)設(shè)施，可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況靈活調(diào)整節(jié)點(diǎn)位置和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確保圖像傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性，為指揮人員全面掌握現(xiàn)場態(tài)勢提供有力支持。

（二）構(gòu)建應(yīng)急指揮語音通信鏈路

數(shù)字微波通信構(gòu)建的應(yīng)急指揮語音通信鏈路，能夠確保在災(zāi)害現(xiàn)場嘈雜的環(huán)境下，指揮人員與一線消防救援人員之間的語音通信清晰、穩(wěn)定。利用數(shù)字微波通信技術(shù)的抗干擾特性，將語音信號進(jìn)行數(shù)字化編碼后通過微波頻段進(jìn)行傳輸。以森林火災(zāi)救援為例，在山區(qū)等地形復(fù)雜、信號容易受到阻擋和干擾的區(qū)域，數(shù)字微波通信設(shè)備可設(shè)置在不同位置，形成接力式的語音通信鏈路?，F(xiàn)場指揮車配備數(shù)字微波語音通信基站，與進(jìn)入林區(qū)內(nèi)部的消防人員手持終端建立通信連接。消防人員在執(zhí)行救援任務(wù)過程中，可隨時(shí)通過手持終端與指揮車中的指揮員進(jìn)行語音溝通，匯報(bào)火勢變化、人員安全等情況。指揮員也能及時(shí)下達(dá)行動(dòng)指令，保障救援行動(dòng)有序開展，極大地提高了指揮效率和協(xié)同作戰(zhàn)能力。

（三）支持消防車輛與現(xiàn)場的通信連接

消防車輛作為救援行動(dòng)的重要載體，與現(xiàn)場的通信連接直接影響救援效果[6。數(shù)字微波通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)消防車輛與災(zāi)害現(xiàn)場以及指揮中心的高效通信。消防車輛在奔赴災(zāi)害現(xiàn)場途中，通過車載數(shù)字微波通信設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)接收指揮中心傳達(dá)的災(zāi)害現(xiàn)場最新信息，如災(zāi)害類型、周邊環(huán)境等，以便提前制定救援策略。到達(dá)現(xiàn)場后，車載數(shù)字微波設(shè)備可與現(xiàn)場的其他數(shù)字微波通信節(jié)點(diǎn)建立通信鏈路，將車輛搭載的各類消防裝備數(shù)據(jù)，如消防水炮壓力、泡沫噴射量等信息傳輸?shù)街笓]中心，同時(shí)接收指揮中心根據(jù)現(xiàn)場整體情況下達(dá)的車輛調(diào)度和作戰(zhàn)指令。在高層建筑火災(zāi)救援中，消防登高平臺車?yán)脭?shù)字微波通信與地面指揮車及樓內(nèi)救援人員保持緊密通信，確保車輛操作與樓內(nèi)救援行動(dòng)協(xié)調(diào)一致，提高救援的安全性和準(zhǔn)確性。

（四）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集

數(shù)字微波通信為消防應(yīng)急通信保障中的遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集提供了有效手段。在火災(zāi)現(xiàn)場，可部署多種傳感器，如溫度傳感器、煙霧傳感器、氣體濃度傳感器等，這些傳感器通過數(shù)字微波通信將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心[]。以化工火災(zāi)事故為例，現(xiàn)場部署的傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測事故區(qū)域內(nèi)的有毒有害氣體濃度、溫度變化等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，數(shù)字微波通信設(shè)備將這些數(shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地傳輸?shù)胶蠓街笓]中心。指揮人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)判斷火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢，預(yù)測可能發(fā)生的危險(xiǎn)，如爆炸風(fēng)險(xiǎn)等，并據(jù)此制定科學(xué)、合理的救援方案。同時(shí)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)z像頭搭配數(shù)字微波通信，指揮中心還能對火災(zāi)現(xiàn)場的整體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，全方位掌握救援進(jìn)展，及時(shí)調(diào)整救援部署，為保障消防救援工作的順利進(jìn)行提供數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

三、促進(jìn)數(shù)字微波通信在消防應(yīng)急通信保障中發(fā)揮作用的策略

（一）加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)

1.定期組織專業(yè)培訓(xùn)課程。鑒于數(shù)字微波通信技術(shù)的專業(yè)性與復(fù)雜性，消防隊(duì)伍應(yīng)周期性開展系統(tǒng)培訓(xùn)，邀請業(yè)內(nèi)資深專家、學(xué)者以及具有豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行授課。課程內(nèi)容不僅要涵蓋數(shù)字微波通信的基礎(chǔ)原理，如信號調(diào)制解調(diào)原理、微波頻段特性等理論知識，還要深入講解設(shè)備操作的細(xì)節(jié)，包括不同型號數(shù)字微波通信設(shè)備的開機(jī)、參數(shù)設(shè)置、信號調(diào)試等實(shí)際操作流程以及設(shè)備日常維護(hù)要點(diǎn)，如設(shè)備的清潔、零部件的定期檢查與更換等[8]。

2.構(gòu)建內(nèi)部交流機(jī)制。在消防隊(duì)伍內(nèi)部搭建交流平臺，定期組織經(jīng)驗(yàn)分享會(huì)，讓在實(shí)際救援行動(dòng)中操作過數(shù)字微波通信設(shè)備的人員分享經(jīng)歷，如在某次大型災(zāi)害中，如何在復(fù)雜電磁環(huán)境下快速調(diào)整設(shè)備參數(shù)保障通信暢通或在偏遠(yuǎn)山區(qū)如何巧妙利用地形搭建穩(wěn)定的通信鏈路等。同時(shí)，針對可能出現(xiàn)的突發(fā)通信故障，如信號中斷、干擾嚴(yán)重等情況，共同探討應(yīng)對策略，以增強(qiáng)整個(gè)消防通信保障隊(duì)伍的實(shí)戰(zhàn)能力。

（二）持續(xù)優(yōu)化設(shè)備性能與功能

1.提升抗干擾性能。研發(fā)機(jī)構(gòu)與設(shè)備制造商應(yīng)針對消防應(yīng)急通信場景的特殊性，深入研究復(fù)雜電磁環(huán)境下的干擾源特性。通過改進(jìn)調(diào)制解調(diào)算法，采用更先進(jìn)的編碼技術(shù)，如低密度奇偶校驗(yàn)碼（LDPC），增強(qiáng)設(shè)備對干擾信號的識別與過濾能力。同時(shí)，優(yōu)化設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)，采用高屏蔽性能的材料制作設(shè)備外殼，減少外界電磁干擾對設(shè)備內(nèi)部電路的影響，確保設(shè)備在火災(zāi)現(xiàn)場等強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下穩(wěn)定工作。

2.拓展通信距離與傳輸速率。為滿足大型火災(zāi)事故現(xiàn)場遠(yuǎn)距離通信需求，研發(fā)更高功率、高增益的微波發(fā)射與接收天線，優(yōu)化天線的方向性與波束寬度，減少信號傳輸過程中的衰減。在傳輸速率方面，利用更寬的微波頻段資源，結(jié)合多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)，增加數(shù)據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸，滿足高清視頻圖像、大量傳感器數(shù)據(jù)等快速傳輸?shù)囊骩9]

3.增強(qiáng)便攜性與易用性。設(shè)計(jì)更輕便、緊湊的數(shù)字微波通信設(shè)備，采用輕質(zhì)、高強(qiáng)度的材料，降低設(shè)備重量。同時(shí)，優(yōu)化設(shè)備的操作界面，采用簡潔直觀的圖形化操作界面，減少操作步驟，方便消防救援人員在緊急情況下快速上手操作。例如，將設(shè)備的關(guān)鍵功能設(shè)置為一鍵操作模式，在災(zāi)害現(xiàn)場爭分奪秒的情況下，消防救援人員能迅速完成設(shè)備的部署與啟動(dòng)，建立通信鏈路。

（三）建立完善的設(shè)備維護(hù)與管理體系

1.制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木S護(hù)計(jì)劃。依據(jù)數(shù)字微波通信設(shè)備的使用頻率、工作環(huán)境等因素，制定詳細(xì)的定期維護(hù)計(jì)劃。規(guī)定設(shè)備的日常檢查項(xiàng)目，如設(shè)備外觀是否有損壞、連接線纜是否松動(dòng)等；每周進(jìn)行一次深度檢查，包括設(shè)備內(nèi)部電路的檢測、關(guān)鍵零部件的性能測試等；每月進(jìn)行全面保養(yǎng)，對設(shè)備進(jìn)行清潔、校準(zhǔn)，更換易損零部件。

2.構(gòu)建設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫。運(yùn)用信息化手段，建立設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫。詳細(xì)記錄每臺設(shè)備的采購時(shí)間、品牌型號、技術(shù)參數(shù)、使用單位、使用頻率、維護(hù)記錄、故障維修歷史等信息。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)測設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，提前安排維護(hù)與維修，降低設(shè)備故障率。

3.設(shè)立應(yīng)急調(diào)配機(jī)制。當(dāng)某一地區(qū)發(fā)生重大火災(zāi)或其他災(zāi)害，導(dǎo)致數(shù)字微波通信設(shè)備需求激增或現(xiàn)有設(shè)備出現(xiàn)重大故障無法及時(shí)修復(fù)時(shí)，應(yīng)急調(diào)配系統(tǒng)能夠迅速從周邊地區(qū)或備用設(shè)備庫中調(diào)配設(shè)備，保障消防應(yīng)急通信工作不間斷。同時(shí)，制定詳細(xì)的設(shè)備調(diào)配流程與應(yīng)急預(yù)案，明確各部門在設(shè)備調(diào)配過程中的職責(zé)，確保調(diào)配工作高效、有序進(jìn)行。

（四）推進(jìn)與其他通信技術(shù)的融合應(yīng)用

1.與衛(wèi)星通信融合。在偏遠(yuǎn)山區(qū)數(shù)字微波通信信號受地形、距離限制難以覆蓋的區(qū)域，借助衛(wèi)星通信的廣覆蓋特性，作為數(shù)字微波通信的補(bǔ)充。衛(wèi)星通信可用于傳輸一些關(guān)鍵的語音指令、低分辨率圖像以及重要的文本信息，確保在極端環(huán)境下消防指揮中心與現(xiàn)場救援人員之間的基本通信聯(lián)絡(luò)。例如，在森林深處發(fā)生火災(zāi)時(shí)，數(shù)字微波通信設(shè)備難以到達(dá)，此時(shí)通過衛(wèi)星通信終端，現(xiàn)場消防人員可以向指揮中心匯報(bào)火災(zāi)大致位置、火勢初步情況等信息。

2.與無線自組網(wǎng)技術(shù)結(jié)合。在火災(zāi)現(xiàn)場復(fù)雜多變的環(huán)境中，無線自組網(wǎng)技術(shù)能夠快速構(gòu)建臨時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)。將數(shù)字微波通信與無線自組網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，利用數(shù)字微波通信建立骨干通信鏈路，保障大容量數(shù)據(jù)的傳輸，如高清視頻圖像的回傳；利用無線自組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場局部區(qū)域內(nèi)消防救援人員之間的靈活通信，如在建筑物內(nèi)部，消防救援人員可以通過無線自組網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)溝通救援進(jìn)展、共享現(xiàn)場信息，增強(qiáng)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性與靈活性。

結(jié)語

綜上所述，數(shù)字微波通信憑借其強(qiáng)大的抗干擾性、靈活部署及高效數(shù)據(jù)傳輸能力，在消防應(yīng)急通信保障中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，未來數(shù)字微波通信有望與更多先進(jìn)技術(shù)協(xié)同，為消防應(yīng)急通信提供更可靠、高效的保障，守護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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