基于自組網(wǎng)技術(shù)的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)

金山

摘要：隨著“全災種、大應急”職責任務的拓展，消防應急通信保障至關(guān)重要，特別是消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵作用愈發(fā)突出，如何有效運用自組網(wǎng)技術(shù)，全面優(yōu)化提升現(xiàn)場指揮調(diào)度效果，提高滅火救援效能成為亟須解決的課題。基于此，文章首先介紹了自組網(wǎng)技術(shù)的基本內(nèi)容，分析了基于自組網(wǎng)技術(shù)的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)的應用場景，在探討自組網(wǎng)技術(shù)消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，分別從系統(tǒng)需求、系統(tǒng)組成與組件功能等多個角度與方面，探討了系統(tǒng)設(shè)計方案，闡述了個人對此的幾點淺見。

關(guān)鍵詞：自組網(wǎng)技術(shù);消防管理;現(xiàn)場指揮調(diào)度;系統(tǒng)架構(gòu)

當今社會，消防安全發(fā)展形勢日新月異，災害類型、規(guī)模不斷擴大，對更為先進的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)產(chǎn)生了強烈需求。當前形勢下，應立足自組網(wǎng)技術(shù)的基本框架，細化完善現(xiàn)場調(diào)度指揮系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)造，充分提高現(xiàn)場調(diào)度指揮效能，保障消防救援順利高效進行。文章就此展開探討。

一、自組網(wǎng)技術(shù)簡述

（一）自組網(wǎng)技術(shù)的特征

自組網(wǎng)技術(shù)是一種具有無線化與移動化特征的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造技術(shù)，其所包含的各類節(jié)點相對處于平等地位，無需設(shè)定控制節(jié)點。在當前技術(shù)環(huán)境下，自組網(wǎng)技術(shù)的特征趨于多樣化，其整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為對等式結(jié)構(gòu)，具有較強的抗干擾能力，可在實踐中保持相對穩(wěn)定的運行狀態(tài)。同時，自組網(wǎng)技術(shù)具有動態(tài)拓撲結(jié)構(gòu)，可按照特定路由協(xié)議進行數(shù)據(jù)、語音和圖像傳輸，實現(xiàn)相應算法的充分有效協(xié)調(diào)，可充分滿足高要求、連續(xù)性的網(wǎng)絡(luò)通信需求。此外，自組網(wǎng)技術(shù)還兼具網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動通信技術(shù)的雙重優(yōu)勢，降低了對移動通信網(wǎng)絡(luò)中心分布形式的依賴[1]。

（二）自組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，國家相關(guān)部門高度重視自組網(wǎng)技術(shù)的應用與創(chuàng)新，在技術(shù)標準體系構(gòu)造、自組網(wǎng)框架模式與實踐應用效果評價等方面制定并實施了系列性政策策略，為新時期充分挖掘彰顯自組網(wǎng)技術(shù)的價值優(yōu)勢創(chuàng)造了良好條件。同時，消防安全研究機構(gòu)同樣在創(chuàng)新自組網(wǎng)技術(shù)應用規(guī)則，優(yōu)化自組網(wǎng)構(gòu)造流程等方面進行了積極探索，破除了傳統(tǒng)技術(shù)環(huán)境下數(shù)據(jù)與通信傳輸?shù)闹T多難點問題，初步形成了基于自組網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)代化方法體系，成效顯著。盡管如此，受自組網(wǎng)控制與協(xié)調(diào)等要素影響，當前其實踐應用水平尚有較大提升空間，在優(yōu)化消防現(xiàn)場指揮效能等方面的價值有待于進一步細化研究。

二、基于自組網(wǎng)技術(shù)的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)的應用場景

（一）高層應急救援

現(xiàn)代建筑工程趨于高層化，特別是綜合體建筑功能復雜，無形之中加大了消防滅火救援難度，若救援不及時，更容易出現(xiàn)群傷事故。在自組網(wǎng)技術(shù)的支持作用下，技術(shù)人員可快速搭建形成消防現(xiàn)場指揮調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)現(xiàn)場指揮與后方指揮之間音視頻的互聯(lián)互通，使數(shù)據(jù)傳輸之間的通信鏈路得以有效形成，使現(xiàn)場指揮調(diào)度更為暢通，提升消防救援效率。

（二）地下空間應急救援

地下空間相對有限，公網(wǎng)、專網(wǎng)通信難以全面覆蓋，數(shù)據(jù)通信極為不便。通過運用自組網(wǎng)技術(shù)，消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)可有效降低復雜地下空間結(jié)構(gòu)的影響，搭建形成覆蓋地下空間整個區(qū)域的寬帶、窄帶通信網(wǎng)絡(luò)，減少通信信號盲區(qū)，為救援工作的有序組織與開展提供極大便利[2]。

（三）野外大范圍搜救和極端條件下的突進

在野外環(huán)境下，傳統(tǒng)消防救援往往容易面臨網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件的限制，且地形復雜。為有效應對野外大范圍搜救難度，可通過自組網(wǎng)技術(shù)在救援現(xiàn)場建立控制中心，與指揮部之間建立寬帶音視頻鏈路，以拓展網(wǎng)絡(luò)通信覆蓋范圍，便于救援人員在極端條件和惡劣條件下組織開展救援，并保持救援人員和指揮員之間高效通信。同時，自組網(wǎng)技術(shù)還可銜接全球定位技術(shù)，便于指揮員隨時觀察與掌握救援隊員的實時位置。

（四）車隊通信保障

對于部分消防救援難度較大的任務而言，需要大規(guī)模車隊機動編組開展工作。受限于道路交通條件，車隊之間的通信交流往往難以保持穩(wěn)定狀態(tài)，而通過運用自組網(wǎng)技術(shù)，則可部署“動中通”設(shè)備等，將綜合通信車作為通信數(shù)據(jù)交換的核心，使車隊成員之間保持及時密切聯(lián)系，以全面掌握車隊的行進狀態(tài)，確保車隊行車軌跡清晰可見。

三、基于自組網(wǎng)技術(shù)的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)框架

（一）系統(tǒng)的應用

消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)的應用需要結(jié)合其實際環(huán)境，使救援人員與指揮員能夠通過無線自組網(wǎng)技術(shù)保持密切聯(lián)系，隨時實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信信息的傳遞與交互，以充分降低該過程中可能出現(xiàn)的各類不可預測狀況。在系統(tǒng)應用中，可融合第五代通信技術(shù)和標準通信技術(shù)等，在特定覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)進行現(xiàn)場指揮協(xié)調(diào)，確保現(xiàn)場救援信息狀況能夠第一時間傳向指揮中心，而指揮中心所發(fā)出的指令則同樣可快速精準發(fā)向救援人員，隨時調(diào)度指揮，進而始終保持暢通聯(lián)絡(luò)[3]。

（二）系統(tǒng)的部署

現(xiàn)代自組網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展與實踐運用，為消防現(xiàn)場指揮調(diào)度工作的系統(tǒng)部署提供了更為豐富的技術(shù)手段，使現(xiàn)場指揮人員在數(shù)據(jù)傳輸與鏈路構(gòu)造等方面擁有了更為靈活的工具，使得傳統(tǒng)通信環(huán)境下難以完成的指令信息交互任務更具實現(xiàn)可能。在系統(tǒng)部署過程中，為充分確保公網(wǎng)調(diào)度平臺的功能屬性，可為救援隊員配置可穿戴式無線自組網(wǎng)功能裝置，實現(xiàn)對救援一線現(xiàn)場畫面信息動態(tài)化采集，便于后方指揮調(diào)度。也正是因此，無線自組網(wǎng)可構(gòu)造形成覆蓋有效范圍的通信單元。

（三）系統(tǒng)的功能

在現(xiàn)代消防現(xiàn)場指揮調(diào)度救援要求更高的趨勢下，其系統(tǒng)功能更加豐富，可完成的圖像采集、數(shù)據(jù)分析與指揮調(diào)度等功能更具層次性。通過自組網(wǎng)技術(shù)框架構(gòu)造，救援人員可通過自身配置的設(shè)備等，將現(xiàn)場可見光圖像、熱成像圖像、生命體征數(shù)據(jù)等回傳出來，供指揮員及領(lǐng)導研判分析，進而調(diào)整優(yōu)化后續(xù)救援路徑。同時，移動自組網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，還具有靈活性優(yōu)勢，可通過分層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等，快速高效地進行組網(wǎng)運行，可隨時變化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

（四）系統(tǒng)的特點

依托于移動自組網(wǎng)技術(shù)，消防現(xiàn)場指揮調(diào)度可不依賴任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)施而設(shè)立，具有終端便攜、路由協(xié)議成本低等顯著特點，符合當前高要求、高標準的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度現(xiàn)實需求。在移動自組網(wǎng)技術(shù)應用中，所構(gòu)造形成的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)無需多度進行調(diào)試和維保，特殊條件下單兵設(shè)備同樣可作為信息傳遞節(jié)點，與指揮調(diào)度中心進行雙向多格式的通信信息交換。基于自組網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)不必進行復雜的前期通信規(guī)劃，可發(fā)揮其信息自我傳輸功能，在公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀態(tài)下達成快速組網(wǎng)與快速應用的效果。

四、基于自組網(wǎng)技術(shù)的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計方案

（一）系統(tǒng)需求

基于自組網(wǎng)技術(shù)的消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計應首先把握其多元化的系統(tǒng)需求，以增強系統(tǒng)設(shè)計的針對性和實效性，拓展豐富系統(tǒng)功能條件。首先，消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)應具有強大的穩(wěn)定性，保證可在相對復雜惡劣的消防救援環(huán)境下保持穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)信號連接，把握系統(tǒng)各項要素的邏輯關(guān)系，構(gòu)造起系統(tǒng)的綜合框架。其次，系統(tǒng)應具備通信邏輯性，其內(nèi)部通信傳輸頻次較高，可在特定構(gòu)件基礎(chǔ)上建立通信渠道，制定數(shù)據(jù)通信協(xié)議，提供穩(wěn)定通信服務。再次，系統(tǒng)應具備多樣化的數(shù)據(jù)交互功能，消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)除了可為音視頻等數(shù)據(jù)信息提供傳輸通道外，還應為圖片、文字、圖像等信息傳輸提供平臺，綜合銜接衛(wèi)星通信、微波通信與移動微基站通信等之間的關(guān)聯(lián)性。系統(tǒng)環(huán)境支持下的相關(guān)設(shè)備應構(gòu)造簡便，便于攜帶，降低單兵設(shè)備負重[4]。

（二）系統(tǒng)組成

得益于自組網(wǎng)技術(shù)的靈活性優(yōu)勢，消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)的整體構(gòu)成變得更加清晰，可完成多種不同類型的實踐操作功能。具體而言，該系統(tǒng)應主要包括可視化調(diào)度平臺、自組網(wǎng)單兵組件、語音編解碼組件、可見光圖像采集組件、熱成像圖像采集組件、生命體征傳感器組件、人員定位傳感器組件等。上述不同的系統(tǒng)構(gòu)成部分在系統(tǒng)功能運行與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信模式等方面存在顯著差異，協(xié)同一致地完成系統(tǒng)功能操作，并通過多個節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)實現(xiàn)通信，展現(xiàn)優(yōu)勢作用。自組網(wǎng)技術(shù)平臺無需進行復雜的網(wǎng)絡(luò)拓撲，所有在通信體系內(nèi)的通信節(jié)點地位一致，可根據(jù)消防現(xiàn)場指揮需要更加多變地構(gòu)造通信系統(tǒng)，在無公共網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下隨時組建、隨時聯(lián)網(wǎng)、隨時通信，進行相應的消防應急救援。

（三）系統(tǒng)內(nèi)各組件功能

在系統(tǒng)內(nèi)部，可視化調(diào)度平臺的主要功能在于將一線救援的實時圖像畫面清晰直觀地展現(xiàn)出來，高清辨識可見光圖像和熱成像圖像等，并對一線救援人員的位置信息等進行辨識，以便于發(fā)出指令。自組網(wǎng)單兵組件則為救援人員提供了更為齊全的佩戴裝備，形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，輔助臨時應急網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，形成指揮調(diào)度信息無線傳輸?shù)耐ㄐ沛溌贰ＵZ音編解碼組件則主要用于處理與傳輸語音指令信息，后方指揮人員通過其將語音下達給前方救援人員，而前方救援人員同樣可通過骨傳導聲音裝置拾取語音，并以動態(tài)化的方式向指揮調(diào)度平臺傳遞，排除外界環(huán)境帶來的干擾。可見光圖像采集組件主要用于采集可見光信息，優(yōu)化改善系統(tǒng)運行環(huán)境，實現(xiàn)對視頻信號的編解碼。生命體征傳感器組件重點在于運用傳感設(shè)備監(jiān)測救援人員生命體征，供現(xiàn)場指揮人員調(diào)整指揮調(diào)度策略[5]。

（四）重點區(qū)域組網(wǎng)的實施

根據(jù)消防現(xiàn)場指揮調(diào)度規(guī)則與特點等，對自組網(wǎng)環(huán)境下的重點區(qū)域進行劃分，并對不同區(qū)域建立不同層級的目標子網(wǎng)，將重點區(qū)域組網(wǎng)的實施劃分為分控中心、總控中心和遠程視頻監(jiān)控等。引入現(xiàn)代軟件技術(shù)，整合既有指揮調(diào)度線路，按照系統(tǒng)的整體要求予以強化提升，最大限度上獲取重點區(qū)域組網(wǎng)的協(xié)同效益。對虛擬專用網(wǎng)絡(luò)接入后的效果進行檢查，重點檢查重點區(qū)域組網(wǎng)效果是否清晰流暢，對其中的卡頓等問題進行優(yōu)化，并對監(jiān)控回放、功能設(shè)置、監(jiān)控預覽等協(xié)同效果進行測試。通過分層化網(wǎng)絡(luò)權(quán)限管理方式，建立不同的用戶組賬戶，提高消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)運行效率和質(zhì)量，優(yōu)化其聯(lián)動效果。綜合運用避錯技術(shù)與容錯技術(shù)、服務恢復技術(shù)與多功能車輛總線協(xié)議等，連續(xù)動態(tài)比對系統(tǒng)運行的實際值與目標值。

（五）自組網(wǎng)應用時的注意事項

盡管自組網(wǎng)技術(shù)具有諸多不可比擬的優(yōu)勢價值，但其在實踐應用中的終端能源、無線通信帶寬、網(wǎng)絡(luò)可拓展性等短板問題同樣不容忽視。對此，一方面，應高度重視能源保障作用，充分滿足各個節(jié)點設(shè)備的能源需求，并探索運用有效的降耗設(shè)計措施，降低通信節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)鏈路的能耗，保障能源持續(xù)供應，延長節(jié)點設(shè)備的工作時間。另一方面，受限于自組網(wǎng)技術(shù)的物理配置等條件，其帶寬存在一定局限性，這就需要充分提升其帶寬水平，使系統(tǒng)擺脫該方面的限制與依賴。此外，消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)中自組網(wǎng)技術(shù)的運用還應注重安全問題，采取防竊聽和防偽造技術(shù)方法等，配置網(wǎng)絡(luò)安全屏障，充分提升現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)的安全性能[6]。

五、結(jié)語

綜上所述，自組網(wǎng)技術(shù)的核心價值優(yōu)勢與特點決定了其在消防現(xiàn)場指揮調(diào)度系統(tǒng)中的應用地位，救援人員要精準把握自組網(wǎng)技術(shù)的核心優(yōu)勢，宏觀審視其對于提升消防現(xiàn)場指揮調(diào)度成效的價值作用，摒棄傳統(tǒng)固化構(gòu)造方式的局限性，拓展自組網(wǎng)技術(shù)的實踐內(nèi)涵，以更加高效精準的數(shù)據(jù)整合能力，實現(xiàn)消防現(xiàn)場指揮調(diào)度工作的信息化、智能化與現(xiàn)代化，開創(chuàng)消防安全事業(yè)發(fā)展新局面。

參考文獻：

[1]周正釩，林青春.淺析現(xiàn)代消防指揮調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計原則[J].建設(shè)科技，2017（18）：105.

[2]邸勇.背負式融合通信指揮調(diào)度系統(tǒng)在應急救援現(xiàn)場應用及實踐[J].衛(wèi)星應用，2019（08）：58-62.

[3]楊濤，游渟.消防救援支隊級全勤指揮部應急響應機制研究[J].武警學院學報，2021（10）：54-58.

[4]鄧立剛，姚忠邦.基于PDT的公安消防應急指揮調(diào)度系統(tǒng)解決方案及應用效果[J].警察技術(shù)，2015（05）：87-90.

[5]唐曉慶.移動技術(shù)在消防滅火救援指揮調(diào)度系統(tǒng)中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用（電子版），2016（12）：290.

[6]黃雅蕾.試論移動自組網(wǎng)技術(shù)在消防部隊搶險救援通信保障中的作用[J].中國新通信，2014（21）：84-85.