5G在消防滅火救援工作中的應(yīng)用探究

摘要：本文主要探究了5G技術(shù)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用，分析了5G技術(shù)在應(yīng)急指揮、實時監(jiān)測、多方通信等方面的優(yōu)勢，并探討了其在應(yīng)用中存在的問題和改進措施。

關(guān)鍵詞：5G；消防滅火救援；應(yīng)急指揮；實時監(jiān)測

一、引言

消防滅火救援工作是一項重要的公共安全工作，對人民生命財產(chǎn)安全起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時，現(xiàn)場的通信、指揮和信息交流是十分關(guān)鍵的。隨著5G技術(shù)的發(fā)展和普及，5G在消防滅火救援工作中的應(yīng)用成為可能。本文將探討5G移動通信技術(shù)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用，以期提高應(yīng)急指揮的效率和救援工作的成功率。

二、5G的定義和特點

5G是指第五代移動通信技術(shù)，是一種新型的移動通信技術(shù)，其特點是高速、低延遲、大容量、廣覆蓋、高可靠性等，其應(yīng)用場景涵蓋了移動寬帶、物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、智慧城市等多個領(lǐng)域。

5G的定義可以參考國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布的《IMT-2020標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)特性》文件：“IMT-2020（即5G）是第五代移動通信技術(shù)，包括增強型移動寬帶（eMBB）、超高可靠低延遲通信（URLLC）和大規(guī)模機器類通信（mMTC）等場景，其關(guān)鍵技術(shù)特性包括但不限于更高的峰值數(shù)據(jù)速率、更低的網(wǎng)絡(luò)延遲、更高的網(wǎng)絡(luò)容量、更廣的覆蓋范圍、更好的網(wǎng)絡(luò)可靠性、更多元化的網(wǎng)絡(luò)連接等。”[1]

5G的基本特點可以概括為以下幾點。

高速：5G網(wǎng)絡(luò)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以實現(xiàn)更快的下載和上傳速度，并支持更多的用戶同時在線。

低延遲：5G網(wǎng)絡(luò)具有更低的網(wǎng)絡(luò)延遲，可以實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和實時通信體驗，并支持更多的應(yīng)用場景。

大容量：5G網(wǎng)絡(luò)具有更大的網(wǎng)絡(luò)容量，可以支持更多的用戶和設(shè)備同時在線，并且能夠更好地滿足未來數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

廣覆蓋：5G網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋更廣泛的區(qū)域，包括城市、農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)，為更多的用戶提供更好的通信服務(wù)。

高可靠性：5G網(wǎng)絡(luò)具有更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，能夠更好地保障用戶的通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全[1]。

三、5G技術(shù)在消防滅火救援中的應(yīng)用優(yōu)勢

5G移動通信技術(shù)在消防滅火救援中具有以下幾個應(yīng)用優(yōu)勢。

高速和低延遲：5G網(wǎng)絡(luò)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的網(wǎng)絡(luò)延遲，可以更快地傳遞消防救援現(xiàn)場的音視頻信息，為指揮中心和救援人員提供及時的信息支持。

大容量和廣覆蓋：5G網(wǎng)絡(luò)能夠支持更多的用戶和設(shè)備同時在線，并且能夠覆蓋更廣泛的區(qū)域，為消防救援提供更強大的通信支持。

高可靠性：5G網(wǎng)絡(luò)具有更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，能夠更好地保障消防救援現(xiàn)場的通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持：5G網(wǎng)絡(luò)支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實時監(jiān)測和控制救援現(xiàn)場的各種傳感器和設(shè)備，并提高救援效率和精度。

虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)支持：5G網(wǎng)絡(luò)支持虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)，可以為消防救援提供更好的預(yù)案制定、培訓(xùn)和實際操作支持[2]。

四、5G在消防滅火救援中的應(yīng)用

5G移動通信技術(shù)在消防滅火救援應(yīng)急指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用可以實現(xiàn)以下功能。

高清視頻監(jiān)控：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接高清視頻監(jiān)控設(shè)備，能夠?qū)崟r監(jiān)控救援現(xiàn)場，并提供更準(zhǔn)確的信息支持。

無線數(shù)據(jù)傳輸：5G網(wǎng)絡(luò)支持高速的無線數(shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場音視頻、圖片、文件等多種信息的實時傳輸，為指揮中心提供更準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

遠(yuǎn)程協(xié)同決策：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接多個救援現(xiàn)場和指揮中心，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)同決策，并提高救援效率。

人工智能應(yīng)用：人工智能是指計算機系統(tǒng)能夠執(zhí)行人類智能所需的一系列任務(wù)和活動的能力，這些任務(wù)和活動包括但不限于學(xué)習(xí)、推理、自然語言處理、感知、規(guī)劃和決策等[7]。5G網(wǎng)絡(luò)支持人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)自動語音識別、自然語言處理、機器翻譯等功能，為指揮中心和救援人員提供更加智能地服務(wù)和支持。

虛擬和增強現(xiàn)實技術(shù)支持：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接虛擬和增強現(xiàn)實設(shè)備，可以為指揮中心和救援人員提供更加直觀、全面的信息支持。

5G在消防滅火救援中實時監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)以下功能。

傳感器數(shù)據(jù)采集：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接多種傳感器，能夠?qū)崟r采集救援現(xiàn)場的氣象、環(huán)境、人員和物品等各種數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)實時傳輸：5G網(wǎng)絡(luò)支持高速的數(shù)據(jù)傳輸，將采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)街笓]中心，并進行分析和處理。

智能分析和預(yù)測：通過5G網(wǎng)絡(luò)支持的人工智能技術(shù)，可以對采集到的數(shù)據(jù)進行智能分析和預(yù)測，以提供更加精準(zhǔn)的指揮決策支持。

預(yù)警和提醒：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接多種警報設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)警和提醒功能，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行應(yīng)對。

設(shè)備遠(yuǎn)程控制：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接控制設(shè)備，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提高救援效率和安全性。

5G移動通信技術(shù)在消防滅火救援中多方通信系統(tǒng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)以下功能。

多方通話和消息：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接多個救援人員和指揮中心，能夠?qū)崿F(xiàn)多方通話和消息的實時傳遞，從而提高救援效率和安全性。

實時語音識別和翻譯：通過5G網(wǎng)絡(luò)支持的人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)實時語音識別和翻譯，從而消除語言障礙，提高溝通效率。

高清視頻會議：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接高清視頻會議設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)救援現(xiàn)場和指揮中心的實時互動，以提供更加直觀和全面的信息支持。

數(shù)據(jù)共享和協(xié)同：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接多個救援人員和指揮中心，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，以提高指揮決策的準(zhǔn)確性和及時性。

群組管理和權(quán)限控制：通過5G網(wǎng)絡(luò)連接多個救援人員和指揮中心，能夠?qū)崿F(xiàn)群組管理和權(quán)限控制，以確保信息安全和保密性。

五、5G在應(yīng)用中存在的問題和解決措施

（一）網(wǎng)絡(luò)安全問題和解決措施

5G在應(yīng)用中存在的網(wǎng)絡(luò)安全問題主要包括以下幾個方面。

威脅模型擴大化：5G網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)和萬物互聯(lián)使得威脅模型更加復(fù)雜。攻擊者可能會針對設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、用戶、應(yīng)用等多個方面進行攻擊。

隱私泄露：5G網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的數(shù)量更多，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量更大，隱私泄露的可能性也隨之增加。攻擊者可能通過監(jiān)聽、竊取、偽造等方式獲取用戶的個人隱私信息。

網(wǎng)絡(luò)拒絕服務(wù)攻擊：5G網(wǎng)絡(luò)中的大規(guī)模連接和高速率傳輸，使得網(wǎng)絡(luò)拒絕服務(wù)攻擊更加容易實現(xiàn)。攻擊者可能通過大規(guī)模連接或惡意軟件等方式導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)服務(wù)無法正常運行。

安全漏洞：5G網(wǎng)絡(luò)中新引入的技術(shù)和協(xié)議可能存在安全漏洞，攻擊者可能通過利用這些漏洞進行攻擊。

為了解決5G移動通信技術(shù)中存在的網(wǎng)絡(luò)安全問題，可以采取以下幾點措施。

加強設(shè)備安全：采用可信的硬件、軟件和認(rèn)證機制等手段，以確保設(shè)備的安全性。

數(shù)據(jù)加密：采用數(shù)據(jù)加密技術(shù)，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密，以確保數(shù)據(jù)的機密性和完整性。

認(rèn)證和授權(quán)：采用認(rèn)證和授權(quán)機制，以確保用戶和設(shè)備的身份合法性，防止非法訪問和使用。

網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控和防御：建立完善的網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控和防御系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)攻擊[3]。

（二）頻段資源問題和解決措施

5G移動通信技術(shù)在應(yīng)用中存在的頻段資源問題主要包括以下幾個方面。

頻段資源緊張：5G通信需要大量的頻段資源來支持高速率和低延遲的通信，但是目前可用的頻段資源有限，因此存在頻段資源緊張的問題。

頻段規(guī)劃不合理：目前，各國對于5G頻段的規(guī)劃和分配存在一定的差異，頻段規(guī)劃不合理可能會導(dǎo)致頻段資源的浪費和利用效率低下。

頻段干擾：由于5G通信需要高頻段的頻譜資源，頻段干擾問題可能會更加突出，影響5G通信的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

解決5G移動通信技術(shù)中存在的頻段資源問題，可以采取以下幾點措施。

頻段資源優(yōu)化利用：通過合理規(guī)劃和分配頻段資源，避免頻段資源的浪費和利用效率低下。

多頻段組合使用：5G通信可以利用多頻段組合的方式來提高通信速率和穩(wěn)定性，同時避免頻段資源的浪費。

共享頻段資源：將頻段資源開放給多個運營商和服務(wù)提供商共享使用，以提高頻段資源的利用效率。

頻段干擾管理：采用頻段干擾管理技術(shù)，對5G通信中的頻段干擾進行有效管理和控制，以提高5G通信的質(zhì)量和穩(wěn)定性[4]。

（三）多方通信協(xié)議問題和解決措施

5G在應(yīng)用中存在的多方通信協(xié)議問題主要包括以下幾個方面。

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一：目前，各個國家和地區(qū)對于5G通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定存在一定的差異，這可能會導(dǎo)致5G終端設(shè)備之間的互操作性存在問題。

安全性問題：由于5G通信中涉及大量的數(shù)據(jù)傳輸和處理，協(xié)議安全性問題可能會更加突出，反而會影響5G通信的安全性和穩(wěn)定性。

跨平臺通信問題：5G通信需要在多種不同的平臺之間進行通信，但是不同平臺之間的通信協(xié)議存在差異，這會導(dǎo)致跨平臺通信問題。

要解決5G移動通信技術(shù)中存在的多方通信協(xié)議問題，可以采取以下幾點措施。

統(tǒng)一協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：通過國際組織和行業(yè)協(xié)會的制定和推廣，盡可能達(dá)成全球統(tǒng)一的5G通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以確保5G終端設(shè)備之間的互操作性。

強化協(xié)議安全性：采用多種加密和認(rèn)證技術(shù)，以提高5G通信的協(xié)議安全性，保護用戶隱私和數(shù)據(jù)安全。

開放API接口：通過開放API接口，讓不同平臺之間的應(yīng)用程序可以互相通信，從而解決跨平臺通信問題[5]。

六、5G在消防滅火救援工作中的實際應(yīng)用案例

（一）例如，北京消防部門的5G應(yīng)急指揮系統(tǒng)主要是指在應(yīng)對火災(zāi)、地震等突發(fā)事件時，利用5G網(wǎng)絡(luò)建立起來的快速應(yīng)急指揮系統(tǒng)。以下是一些可能的例子。

火災(zāi)應(yīng)急指揮：在火災(zāi)發(fā)生時，消防部門可以利用5G網(wǎng)絡(luò)，實時收集和傳輸火場現(xiàn)場的圖像和視頻等信息，并與指揮中心進行快速聯(lián)動，以便指揮中心能夠及時掌握和準(zhǔn)確判斷現(xiàn)場火情，從而提高火場救援效率和成功率。

地震應(yīng)急指揮：在地震發(fā)生時，5G網(wǎng)絡(luò)的低延遲和高帶寬特性可以確保應(yīng)急指揮系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)暢通的情況下迅速響應(yīng)，實時傳輸災(zāi)情信息，并進行聯(lián)動調(diào)度，從而快速應(yīng)對和處置地震災(zāi)情。

特殊場所應(yīng)急指揮：5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬特性可以支持大量數(shù)據(jù)的實時傳輸，在特殊場所如地下停車場、地鐵隧道等環(huán)境中，可以快速搭建應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)，迅速響應(yīng)和處置災(zāi)情。

總之，北京消防部門的5G應(yīng)急指揮系統(tǒng)可以在突發(fā)事件中提供高效、快速、準(zhǔn)確的應(yīng)急指揮服務(wù)，從而提升災(zāi)害應(yīng)對能力，并減少人員傷亡。

（二）湖南省株洲市消防部門的5G實時監(jiān)測系統(tǒng)主要是指利用5G網(wǎng)絡(luò)建立起來的火災(zāi)風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)。

智慧樓宇監(jiān)測：通過在高層建筑中部署各種傳感器和監(jiān)測設(shè)備，利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對樓宇內(nèi)部溫度、濕度、煙霧等各種數(shù)據(jù)的實時采集和傳輸，并結(jié)合智能算法進行分析和預(yù)警，以提高火災(zāi)預(yù)防和安全管理的效率和準(zhǔn)確性。

消防設(shè)施監(jiān)測：在公共場所如商場、學(xué)校等地，利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對消防設(shè)施如滅火器、消防栓等的實時監(jiān)測和管理，避免設(shè)施老化或損壞導(dǎo)致的消防安全隱患。

森林防火監(jiān)測：通過在森林區(qū)域內(nèi)部署各種傳感器和攝像頭等設(shè)備，利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對森林火災(zāi)的實時監(jiān)測和預(yù)警，實現(xiàn)對森林防火的及時響應(yīng)和處置，減少火災(zāi)對生態(tài)環(huán)境和社會安全的影響。

總之，湖南省株洲市消防部門的5G實時監(jiān)測系統(tǒng)借助5G網(wǎng)絡(luò)的高速和低延遲特性，實現(xiàn)了對火災(zāi)風(fēng)險的實時監(jiān)測和預(yù)警，為消防工作提供了有效的技術(shù)支持。

（三）廣東省深圳市消防部門的5G多方通信系統(tǒng)主要是指利用5G網(wǎng)絡(luò)建立起來的多方通信系統(tǒng)，可以在火災(zāi)、地震等突發(fā)事件中實現(xiàn)消防人員之間的快速聯(lián)絡(luò)和信息共享。

現(xiàn)場指揮系統(tǒng)：在火災(zāi)現(xiàn)場，消防指揮中心可以通過5G網(wǎng)絡(luò)與消防人員進行實時通信，通過語音、視頻等多種方式進行聯(lián)絡(luò)和指揮，保障消防人員安全和現(xiàn)場救援效率。

消防救援系統(tǒng)：利用5G網(wǎng)絡(luò)建立起消防救援系統(tǒng)，可以實現(xiàn)現(xiàn)場指揮、人員調(diào)度、裝備保障等各個環(huán)節(jié)的實時信息共享和聯(lián)動，提高災(zāi)害應(yīng)對能力和救援效率。

智慧穿戴設(shè)備：利用5G網(wǎng)絡(luò)將消防人員穿戴設(shè)備中的各種傳感器、攝像頭等設(shè)備連接起來，實現(xiàn)對消防人員狀態(tài)、環(huán)境信息等的實時監(jiān)測和反饋，提高消防人員的安全和救援效率。

總之，廣東省深圳市消防部門的5G多方通信系統(tǒng)借助5G網(wǎng)絡(luò)的高速和低延遲特性，實現(xiàn)了消防人員之間的快速聯(lián)絡(luò)和信息共享，提高了消防救援的效率和成功率。

七、5G在消防滅火救援工作中的應(yīng)用前景

5G移動通信技術(shù)在消防滅火救援中具有廣闊的應(yīng)用前景。5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低時延和廣覆蓋等特點可以為消防滅火救援提供更加高效、精準(zhǔn)和安全的技術(shù)支持。總體來說，5G移動通信技術(shù)可以在以下幾個方面為消防滅火救援提供幫助。

傳輸高清圖像和視頻：通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸高清圖像和視頻，可以為消防人員提供更加清晰和全面的信息，幫助他們更好地判斷災(zāi)情，并采取相應(yīng)的救援措施。

實時定位和監(jiān)測：5G網(wǎng)絡(luò)可以實時監(jiān)測災(zāi)情，并通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)消防人員和裝備的精確定位，提高救援效率和精準(zhǔn)度。

遠(yuǎn)程控制：利用5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，可以通過網(wǎng)絡(luò)直接控制消防車、消防機器人、消防噴灑系統(tǒng)等設(shè)備，提高應(yīng)急響應(yīng)速度和救援效果。

緊急呼叫和通信：5G網(wǎng)絡(luò)可以提供高質(zhì)量的緊急呼叫和通信服務(wù)，保證消防人員和指揮中心之間的快速準(zhǔn)確地信息交流[6]。

八、結(jié)束語

本文探究了5G在消防滅火救援工作中的應(yīng)用，分析了5G技術(shù)在應(yīng)急指揮、實時監(jiān)測、多方通信等方面的優(yōu)勢，并探討了其在應(yīng)用中存在的問題和改進措施。通過實際應(yīng)用案例的分析，說明了5G技術(shù)在消防滅火救援中具有重要作用。

作者單位：王斌 北京市東城區(qū)消防救援支隊

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