森林滅火應急指揮通信系統構建策略研究

摘要：

森林火災現場具有環境復雜、工作難度大、通信保障困難等特點，為確保各部門可集中統一參與到救援工作中，應構建起完善的森林滅火應急指揮通信系統。本文闡述了森林消防滅火階段性需求與難點，分析了森林滅火應急指揮通信系統的應用技術，圍繞初期通聯保障、前線指揮部通信保障、無人機技術應用保障、協同通信保障等方面，實現可視化指揮調度平臺搭建，并提出相應的系統運行保障措施。

關鍵詞：

森林滅火；應急指揮；通信技術

引言

我國森林資源分布廣泛，森林防火滅火工作至關重要。當前，我國森林火災次數雖明顯降低，但森林防火形勢依然嚴峻。通常情況下，森林火災的現場環境比較復雜，基礎設施遭到破壞，導致無法有效維持救援現場的正常通信，造成前線隊伍行進分散，指揮部無法及時掌握實時火情。針對這樣的問題，有必要建立運行通暢的森林滅火應急指揮通信系統，為前線隊伍與指揮部的互聯互通提供支持。

一、森林消防滅火階段性需求與難點

（一）森林消防滅火階段性需求

首先是防火巡查階段，借助無人機技術、人工巡查等方式對森林火情進行巡視，建立起完善的煙火識別體系，盡可能避免誤報、漏報等情況出現。其次是滅火定位階段，觸發報警后，可通過定位系統對起火點位置及著火面積進行明確，借助GIS和三維地圖實現快速成像，根據火情數據和圖像輔助指揮部決策[1]。根據火情的實時信息，指揮部可進行力量部署與人員調配，進而在最短時間內完成滅火工作。最后是總結評估階段，對現場受災情況進行損失分析，評估災情損失。

（二）森林消防滅火難點

森林防火滅火工作中的難點主要包括以下幾方面：采取人工巡視的方式覆蓋區域有限，發現火情隱患后面臨較大的溝通難度；無人機巡視的效果好，但成本較高，初期火情發現難度較大；進行森林火情監控時面臨通信難度較大的問題，通信處理效果不佳[2]。

二、森林滅火應急指揮通信系統技術應用與構建

（一）技術應用

1.便攜式融合衛星通信終端

便攜式融合衛星通信終端由便攜衛星天線和衛星通信終端構成，對復雜地形具有較強的適用性，在3min內完成衛星通信鏈路搭建，滿足圖像、數據、語音傳輸需求。為保證前線與指揮部的穩定通信，通過衛星終端可以進行數據、圖像的雙向傳輸，還支持現場視頻會議，確保各級指揮中心可獲取實時現場信息，為現場突發事件的應急指揮調度提供保障，提高指揮決策的及時性與準確性。

2.無線寬帶自組網設備

無線寬帶自組網設備以北斗或GPS（全球定位系統）為基礎，借助COFDM（編碼正交頻分復用）技術實現軟件無線電架構[3]。無線寬帶自組網設備具有構成簡單、及時性強的優勢，可隨時啟動并抵御復雜環境干擾，提供穩定可靠、高效的無線通信解決方案，因此該技術在森林滅火救援中得到了廣泛應用。

3.微慣導定位系統

微慣導定位系統以MEMS（微機電系統）為基礎，發揮傳感器功能特性滿足誤差修正、誤差補償需要，進而可以應用于硬件結構設計、濾波算法設計等場景中。與此同時，微慣導定位系統還可以不借助衛星、電子標簽等技術實現高精度目標自主定位，通過傳感器配置確定定位對象，包括人員、車輛等。

4.多模終端

多模終端以北斗或GPS模塊為基礎，集4G公網、天通衛星、自組網3種模式于一體，在軟件無線電體系架構的支持下可實現多種通信制式，因此應用于森林滅火救援中時體現出較強的擴展性與適應性，可以隨時隨地滿足前線隊伍及指揮部的通信需求[4]。值得注意的是，多模終端還支持語音、視頻傳輸等功能，通過衛星覆蓋保證數據信息傳輸的通暢性、及時性與穩定性。

5.可視化指揮系統

可視化指揮系統集合了4G公網、LTE（長期演進專網）以及無線寬帶自組網，支持視頻傳輸儲存、雙向音視頻互聯、同步指揮調度等功能，滿足對森林火災現場的高密度部署要求。與此同時，可視化指揮系統還進一步支持位置信息與數據業務，包括語音視頻調度、GIS調度以及數據上傳等，為指揮部決策提供穩定的信息支持。

（二）系統構建

1.初期通聯保障

森林火災發生初期，可觸發火情報警，由事發地向屬地報告，應急指揮中心接到信息后第一時間進行森林滅火隊伍部署調度，前往事發地進行初期處置。森林滅火隊伍在前進過程中，應通過應急單兵系統與指揮部保持通信聯絡，同時通過多模終端建立雙向視頻會議，利用370兆、800兆無線通信手臺保持實時聯絡。與此同時，指揮部還可以將視頻監控圖像傳輸至市森林消防，與公安、交通、衛健等部門取得聯系。森林滅火初期通聯保障由衛星、寬帶及窄帶終端以及4G公網提供技術支持。

2.前線指揮部通信保障

應急通信指揮車前往森林火災現場并完成前線指揮部的建立，對前線滅火隊伍實施統一指揮。為提高指揮效率，應急通信指揮車內配置有可視化指揮系統的便攜指揮箱，支持圖文信息傳遞分析、可視化指揮調度以及數據決策等功能，并與前線滅火人員取得聯系，最大限度保證指揮信息與指揮命令的穩定傳遞。與此同時，應急通信指揮車內還裝有370兆車載基站，支持無線信號覆蓋與窄帶通信網，通過衛星通信接入實現調度信息的傳遞。同時，在微慣導定位系統基站的支持下，由前線滅火人員通過微慣導裝置將實時位置與現場火情傳回至前線指揮部，保證指揮部可以及時獲取前線隊伍作戰情況，并進行針對性指揮調度。在此過程中，前線滅火人員還可以通過多模終端、窄帶臺等設備與指揮部進行語音或視頻通話，在復雜現場環境以及特殊條件下，還可以通過天通衛星電話保持聯系，并實現與LTE（長期演進專網）基站的配套使用。

3.無人機技術應用保障

為保證森林火災現場的穩定通信，前線指揮部可派遣專門的通信保障組深入滅火一線，借助無線寬帶自組網、370兆便攜基站等設備實現現場信號覆蓋，進一步擴大通信范圍，既保證前線指揮部可以第一時間進行部署調度，又支持前線滅火救援人員將現場火情及時回傳至指揮部[5]。與此同時，森林滅火應急指揮通信系統還為無人機技術的應用提供保障，完成無線寬帶自組網以及370兆便攜基站裝備后，可以實現調度網絡和救援范圍的無線信號覆蓋，借助無人機技術搭建空地聯動森林防火體系，進行火災現場巡查、影像采集、火災救援建模以及災情損失評估等工作[6]。根據無人機傳回的地形地貌、氣象水文信息，前線及后方指揮部可做出針對性戰略部署。

4.協同通信保障

除了完善現場通信設施、擴大通信覆蓋范圍以外，通信保障組還可以實現跨區增援作戰。特別是對于現場環境較為復雜、火情嚴峻等情況，在已派遣的滅火隊伍基礎上，還需要增派其他森林消防力量投入救援。面對這樣的情況，前線指揮部可以派遣通信保障組攜帶基站設備實現信號接力覆蓋，為增派的其他隊伍提供通信條件，接入組網后即可實現多方力量的統一指揮調度。與此同時，由于森林火災對周邊基礎設施的損害比較嚴重，一旦供電系統、地面通信設施遭到破壞，將嚴重影響到現場信號與網絡通信[7]。針對這一情況，前線指揮部可采取寬窄帶結合的多維組網形態，借助便攜式融合衛星通信終端、無線寬帶自組網、370兆便攜基站等設備搭建完善的通信平臺，為森林滅火現場作戰提供通信支持，提高應急通信服務水平。通過這樣的形式可以構建起完善的協同通信保障，保證前線滅火救援隊伍、前線指揮部、后方智慧中心的穩定聯絡，同時在靈活性、機動性、適用性等方面體現出顯著優勢。

三、森林滅火應急指揮通信系統保障措施

森林滅火應急指揮通信系統的應用實現了森林滅火救援工作更快的響應速度、更廣泛的覆蓋范圍以及更穩定的信息傳輸水平。為滿足森林滅火救援工作需求，還應針對森林滅火應急指揮通信系統構建與應用提供一定的保障措施，主要包括以下幾方面。

（一）加強通信技術人才培養

森林滅火應急指揮通信系統的構建與應用離不開高素質人才，為提高森林滅火救援效率，指揮部應對通信保障組人員配置進行優化，加大人員培養力度，逐步構建一支高質量、高效率的信息化森林消防隊伍。隨著通信技術水平的提升，便攜式融合衛星通信終端、無線寬帶自組網設備、微慣導定位系統等新技術進入到森林滅火救援工作中，作為通信保障人員也應順應時代發展趨勢，加強先進技術的學習，進而應用到森林消防實踐中，不斷提高森林消防隊伍信息化建設水平。與此同時，消防管理部門還應加強人才培養力度，定期組織相關人員開展通信技術培訓，保證其可以更好適應森林滅火通信的信息化、現代化建設趨勢。例如，可以給通信保障人員提供更多的培訓及外出學習交流機會，掌握新技術、新設備的發展動向與使用方法，為森林滅火應急指揮通信隊伍構建提供人才支持。

（二）完善森林滅火基礎通信網絡建設

森林火災具有面積較大、障礙物較多的特點，因此森林滅火應急指揮通信系統運行除了高素質的人才隊伍以外，還需要依靠完善的基礎設施[8]。一方面，應根據作戰通信需求配備相應的通信設備，包括可視化控制平臺、通信手臺等，實現通信信號的全覆蓋，進而構建起完善的森林滅火信息體系。在此過程中，應進一步加強硬件設施和軟件平臺建設，提高森林滅火應急指揮通信系統的使用效率，為前線滅火現場與指揮部之間的高質量信息傳遞提供保障[9]。另一方面，應圍繞森林滅火救援工作建立消防數據庫，對森林滅火信息和消防數據進行動態化系統管理，不僅可以保證相關數據信息的實時性、完整性、安全性，還有助于推進森林滅火救援工作的信息化、規范化發展。森林滅火應急指揮通信系統具有傳輸穩定、安全可靠等優勢，可以通過平臺系統對火場數據進行實時分析，隨著消防數據庫的建立，可以進一步實現通信系統與信息化技術的連通，在擴大數據信息儲存容量的同時減少不必要的資源消耗，為森林滅火救援工作的開展提供便利條件。

（三）落實高效信息化指揮體系

森林滅火應急指揮通信系統的穩定運行需要以標準、規范的指揮體系為基礎，具體可以從以下幾方面入手。首先，應針對各系統平臺構建統一的森林滅火信息標準，實現數據采集與數據分析的統一化管理。通過森林滅火應急指揮通信系統實現信號的全面覆蓋，實現指揮中心對人員、設備的快速指揮與調度[10]。其次，建立森林滅火調度系統，通過多模終端設備對現場火情進行預測和智能調度，保證滅火救援工作的及時性。森林滅火應急指揮通信系統可實現對數據信息的自動收集、整理、匯總、分析模擬，傳遞至指揮部后為部署決策提供信息支持，并實現指揮部與前線滅火救援隊伍的信息共享和互聯互通。最后，為滅火救援工作提供指揮保障。在通信裝備及信息技術的應用下，可以針對森林滅火救援工作展開應急預案演練，同時與當地公安、交通、醫療等部門取得聯系，共同參與到綜合性演練當中。

結語

綜上所述，穩定暢通的通信是森林滅火救援工作的重要保障，特別是在周邊基礎設施遭到破壞的情況下，應通過多方技術建立起完善的森林滅火應急指揮通信系統，為前方滅火救援隊伍、前線指揮部以及后方指揮中心的聯絡奠定基礎。森林滅火應急指揮通信系統的應用可以顯著提升指揮部部署調度的合理性、及時性與準確性，進一步完善指揮決策與資源調度，促進森林滅火救援工作效率的提升。

參考文獻

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作者簡介：

俞金堯（1996- ），男，漢族，浙江諸暨人，本科，研究方向：應急通信保障。