5G通信技術在消防通信指揮中應用的展望

易劍鋒

摘要：消防救援隊伍作為防范化解重大安全風險、應對處置各類災害事故的主力軍和國家隊，穩定可靠的通信技術和及時準確的調度指揮，對于提升消防救援隊伍實戰化水平，安全高效履行職責使命起到了至關重要的作用。隨著5G通信技術的完善和推廣應用，給消防通信指明了全新的發展方向，探索建設基于5G通信技術的消防應急通信保障和指揮調度體系勢在必行。

關鍵詞：5G;消防;通信;指揮

當前社會、經濟、科技、文化的發展迅速，災害事故的類型和規模也發生了改變，消防救援工作的難度也隨之增加，尤其是對消防的通信指揮提出了更高的要求和挑戰。隨著5G技術的應用，為消防通信指揮的高效聯絡、動態跟蹤、智能研判和科學調度提供了技術支撐。

一、5G通信技術簡介

（一）什么是5G技術

5G是第五代移動通信技術的簡稱，是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統之后的全新一代通信系統。5G的性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。未來發展還會進一步的提高系統容量，逐步增加大規模設備接入數量。ITU IMT-2020規范要求速度高達20 Gbit/s，可以實現寬信道帶寬和大容量MIMO[1]。

（二）5G技術的優點

高速率。數據傳輸速率遠遠高于以前的蜂窩網絡，最高可達10Gbit/s，比當前的有線互聯網要快，比先前的4G LTE蜂窩網絡快100倍。對比于4G，5G的數據信息貨運量更高、延遲更低、移動化更強。依據OpenSignal今年二月公布的匯報，目前全世界4G網速均值為16.9Mbps（2.11MB/s），4G網速更快的國家擁有45Mbps（5.625MB/s）上下的平均速率。

低延時。LTE網絡的出現使移動網絡的時延邁進了100ms的關口，使對實時性要求比較高的應用如游戲，視頻，數據電話成為可能。而5G網絡延遲低于1毫秒，基本上實現同步，為更多對時延要求極致的應用提供生長的土壤[2]。

容量大。超大網絡容量，提供千億設備的連接能力，滿足物聯網通信[3]。實現人與物，物與物等之間的連接，使用網絡技術將城市設施、家居生活、物流狀態等融于一體，促進物聯網產品的快速普及。

頻段高。現有的移動通信網絡使用的是相對較低的頻段，低頻段的好處是傳播性能強，運營商使用較少基站就能達到相對較好的覆蓋效果。但美中不足的就是低頻段的連續頻率資源非常寶貴，受限于高頻段的傳播性能，很多高頻段資源沒有被使用，而5G的其中一個特點就是高頻段，正好利用現有的資源。

二、消防通信指揮的現狀

目前，消防救援隊伍主要依靠多個系統的協作來完成通信指揮工作，其中第四代移動通信技術、衛星通信系統、數字集群指揮系統、350M無線通信系統等都有所貢獻，但由于各系統之間底層架構不同，并不能完全實現共通，這也是消防救援通信指揮上的難點。主要表現在下面幾個方面。

（一）通信效果差

現有的4G技術和網絡主要存在通信距離短、信號覆蓋面積低、網絡頻點少、抗干擾能力弱等問題，4G圖傳和布控球在有的地方使用效果差，尤其是地下建筑、偏遠地區比較明顯。目前，消防救援工作中最常用的是350M無線通信系統，此系統常用在滅火救援一線，通信效果良好，能反饋一線消防救援人員的信息，然而在遠距離通信或者遇到高山、峽谷、強干擾的情況時，350M無線對講系統的信號會大幅度削弱，不利于消防救援工作的順利展開。基于數字集群技術的PDT對講系統能夠在一定程度上提高信息通信的距離和質量，但在基站布點少或者沒有布點的地區就無法使用。

（二）系統之間融合性差

目前，消防主要通信手段有350M無線通信系統、4G圖傳、衛星通信系統、布控球、PDT對講系統等，這些系統在標準協議和通信信道上并不統一，需要在不同的場所使用不同的設備，且設備之間不兼容。現有通信方式增加了消防的配備成本，同時也不利于日常使用。現場視頻的傳輸需要用到的圖傳和布控球使用的是4G指揮網絡，信息報送所用的手機是4G網絡，現場指戰員需要借助350M無線通信系統，各系統不能做好很好的融合，存在信息不對稱或者重復上報等問題，嚴重影響通信指揮工作的質量和效率，不利于保障受災群眾和消防救援一線工作人員的人身財產安全。

（三）可拓展性有限

在科技不斷更新進步的今天，各級消防救援指揮中心開始逐步建設功能更加強大適應新時期通信指揮要求的指揮平臺，希望逐步實現大數據輔助分析、可視化決策指揮、自動化圖文收集等指揮需求。然而，現有通信技術大多使用老舊技術，相對落后且跟不上現有軟件和硬件的發展水平，一線采集、傳遞回來的信息無法實現有效利用，這在很大程度上局限了消防救援現場的指揮工作，不利于消防救援工作的順利開展。

三、5G通信技術在消防通信指揮應用的難點

5G通信技術雖然已經開始使用，并且也帶來了不錯的反響，但是要在消防通信指揮中很好的應用此系統，還是存在許多難點。主要表現在以下三個方面。

（一）協議標準難統一

從當前消防隊伍通信設備的配備來看，設備品牌、型號不統一， 設備之間的協議和標準不一致，導致通信設備無法完美匹配，各設備之間無法通用。雖然5G通信技術已經逐漸在各領域應用，但運用到消防通信指揮上，也只是解決通信速度和穩定性問題，各系統不匹配的問題依然存在。還是會出現設備與設備之間、系統與系統之間的孤立通信的問題，對消防通信指揮和信息化發展產生制約。

（二）5G建設進度不統一

雖然許多一線城市已經引入了5G系統，并依據此系統建立了相關系統，這對于消防指揮調度的使用十分有利。但是東西部城市、一二三線城市、發達與落后地區的發展不均衡，有的地方5G建設相對較晚甚至還未開始，配套使用也相對滯后，這就會導致相同的新產品，各個地方使用的效果不一樣，有的地方甚至不能使用，這給5G在消防的推廣應用造成了障礙。

（三）配套硬件及軟件系統不成熟

各級消防指揮中心逐步實現消信息化是趨勢，那么基礎數據的采集、現場音視頻的上傳以及大數據輔助決策等功能的實現就更需要穩定高速的通信網絡支持，5G通信技術理論上可以滿足通信速度和穩定性的要求。現階段與5G通信技術相配套的硬件及軟件配備還未起步，所以5G在消防的推廣應用還需要硬件及軟件系統的配套發展，才能進一步發揮5G高速率通信的優勢。

四、5G在消防通信指揮中應用的具體策略

（一）建立配套的標準體系

5G技術被譽為移動通信技術的革命，消防的實戰往往距離遠，接入5G網絡的移動設備也會不同的基站及網絡信號中移動和切換。因此，建立覆蓋全國的蜂窩是推動消防救援通信指揮水平提升的重要基礎。與此同時，我國從部局、總隊到消防站都要建立統一標準的消防通信信息體系，為消防救援指揮設備在蜂窩中的移動提供統一支持，避免重復建設和不合格建設，為消防救援工作的信息化創造條件。要從頂層設計開始，為消防救援隊伍的信息化建設做好準備工作。

（二）建強與5G技術相匹配的通信設備

5G通信技術的應用為消防的通信指揮打下了堅實的技術基礎，消防隊伍要加快對能夠與5G技術相匹配的消防通信裝備的研發和裝配，各級指揮中心的操作平臺、衛星地面站、通信指揮車、各類圖傳等設備的研發和裝配都要逐漸提上日程，爭取與5G技術下的消防通道信息體系建設同步普及，確保各級消防救援隊伍及時使用到新技術和新裝備，保質保量的完成現場通信和指揮調度，提高消防救援工作的質量和效率。

（三）健全消防指揮大數據平臺

現在已進入數據時代，誰能采集更多更有用的數據并加以分析處理就能搶占互聯網時代的先機，5G的推廣使用為消防信息采集提供了很好的技術基礎，然而怎么采集和使用數據并且應用到實戰指揮調度中，為指揮調度提供良好的決策輔助，成了消防需要研究的重要問題。應用5G技術可將一線人員、裝備、現場情況的信息收集起來，采用大數據分析及時推演災害事故可能的發展方向和程度，提前做出預警指揮，做好充分的準備工作，爭取現場救援的每分每秒，保護人民生命財產安全。

（四）完善通信設備的互聯互通

各級指揮中心要因地制宜，完善通信網絡機房的建立，加強通信指揮設備之間配套使用的研究和實踐。要加強網絡中心控制機房、PDT基站、通信指揮車、衛星地面站、融合通信平臺等消防基礎通信平臺之間的融合研究，并積極對接5G設備，與5G設備同步推進，爭取在5G通信設備推廣使用時，各平臺之間能實現數據共享，真正實現關鍵通信裝備的全面覆蓋。

（五）規范指揮中心運行秩序

一切救援作戰指揮的根本，在于解決前后互通、上下靈通、聯動直通等關鍵問題，通過精確識別、精細定位、精準調派，最終實現統一指揮、可視指揮、高效指揮。立足已有平臺，依托5G通信前沿科技，用單兵圖傳畫面、無人機監控畫面、火災現場繪圖和3D建模，為及時掌握信息、科學決策提供準確依據。探索建立全新消防救援指揮系統，包括指令控制、現場通信和數據網絡等綜合性功能，涵蓋若干子系統，全面實現電子化、數字化、集約化，共享聯接社會應急部門，自上而下隨時調度集結力量，提高指揮效率。構建集研判、調度、決策、處置、傳遞于一體的專業化、職業化作戰指揮體系。

五、結語

近年來，消防隊伍面臨的滅火救援和處置各類災害事故趨于復雜，5G技術在消防通信指揮建設中進行應用是時代發展的必然，是進一步提升消防救援隊伍快速反應、精準指揮、高效滅火救援的關鍵。國家綜合消防救援隊伍應當積極進行5G技術的探索應用，逐步提升消防救援隊伍通信指揮的信息化程度，確保消防隊伍及時準確地處置應對各類災害事故。

參考文獻：

[1]蔡貴鴻，樊宏亮，曾炳豪.5G大規模陣列天線的傳輸協議之空口協議探討[J].數字化用戶，2019，25（26）：8.

[2]王歡軍.5G網絡技術特點分析及無線網絡規劃思考[J].大科技，2018（9）：273-274.

[3]楊凌，高楠.5G移動通信關鍵技術及應用趨勢[J].電信技術，2017（5）：30，33.