消防通信系統(tǒng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究

賈 培

（北京市大興區(qū)消防救援支隊(duì)，北京102600）

0 引 言

在應(yīng)急管理部門中，消防通信系統(tǒng)起到重要作用。在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用無線通信技術(shù)可以有效提高信息傳播效率，為現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)事件的解決提供有力的信息支撐。如今，人們的物質(zhì)生活水平越來越高，高層、地下、大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑及電器設(shè)備的廣泛應(yīng)用使人們的生活更加舒適方便，但也存在很多安全隱患。因此，需要采用更先進(jìn)的消防通信技術(shù)，提升防災(zāi)減災(zāi)的工作效率。無線通信技術(shù)種類繁多，本身就具有頻帶寬、通信容量大等優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)橄谰仍袆?dòng)的開展帶來巨大便利。

1 無線通信技術(shù)概述

無線通信技術(shù)是利用電磁波在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中傳輸信號(hào)的一種通信方式。常見的無線通信技術(shù)包括微波和短波2 種。其中，微波通信具有監(jiān)控、信息傳遞、信號(hào)收錄轉(zhuǎn)化等多種功能。微波通信模式的運(yùn)行維護(hù)成本較低，系統(tǒng)框架建設(shè)流程相對(duì)簡(jiǎn)便，因此具有較強(qiáng)的適用性。短波通信模式是遠(yuǎn)程通信的基本形式，但會(huì)受電離層等因素的影響，因此很難保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性[1]。

除微波和短波，無線通信技術(shù)還包括無線數(shù)字集群通信技術(shù)、微波無線通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等。無線通信技術(shù)的先進(jìn)性越來越凸顯，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的情況下，其應(yīng)用范圍日益廣泛。傳統(tǒng)的消防系統(tǒng)在信息傳遞的過程中，受限于距離、環(huán)境等因素，無法保證通信質(zhì)量和通信范圍。而無線通信技術(shù)能夠克服這些限制和困難，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)事件的調(diào)度指揮、聯(lián)絡(luò)救援等，具有極強(qiáng)的可靠性和安全性。

與其他技術(shù)相比，無線通信技術(shù)具有更快捷、更迅速、更完整的信息傳輸能力。消防通信系統(tǒng)一般應(yīng)用于災(zāi)害事件和應(yīng)急事件的搶險(xiǎn)救援，在這一過程中應(yīng)用無線通信技術(shù)能夠大幅提高信息傳輸質(zhì)量，為搶險(xiǎn)救援提供有力的信息支撐和保障[2]。

2 無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用作用

2.1 火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)預(yù)警

無線通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。通過在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)布置無線傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)火源煙霧、溫度、氧氣含量等指標(biāo)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，無線傳感器就會(huì)立即發(fā)送警報(bào)信號(hào)至消防指揮中心。由于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部環(huán)境較為復(fù)雜，建筑物內(nèi)部可能存在很多易燃易爆物品，一旦出現(xiàn)爆炸就會(huì)發(fā)生更大規(guī)模的火災(zāi)，因此消防員需要利用無線通信技術(shù)，及時(shí)獲取危險(xiǎn)物品的位置和圖像信息，從而及時(shí)采取緊急措施，有效防止火勢(shì)蔓延，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[3]。

2.2 促進(jìn)實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)度

消防通信系統(tǒng)利用無線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度。消防員在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)攜帶無線通信設(shè)備，可以與指揮中心保持實(shí)時(shí)聯(lián)系。同時(shí)，指揮中心可以通過無線通信技術(shù)收集消防員的位置信息、火災(zāi)撲滅情況等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)狀況，并進(jìn)行指揮和調(diào)度。這樣就能夠更加精準(zhǔn)和高效地完成救援工作，提高火災(zāi)處置效率。同時(shí)，無線通信技術(shù)能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)指揮人員和救援人員提供火災(zāi)建筑的各層平面信息，使現(xiàn)場(chǎng)指揮部能夠制定合理的救援決策。指揮調(diào)度系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 指揮調(diào)度系統(tǒng)

2.3 強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)連接

消防通信系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)可以提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接能力，方便消防員進(jìn)行通信和信息交流，包括消防員之間的對(duì)講通話、現(xiàn)場(chǎng)指揮員與指揮中心的實(shí)時(shí)視頻和各種火災(zāi)數(shù)據(jù)的傳輸。這樣消防員之間就能夠更好地協(xié)作配合，有效地傳遞和獲取信息，從而提升火災(zāi)處置的整體水平。借助現(xiàn)有的4G 和5G 網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星技術(shù)以及無線電臺(tái)技術(shù)，能夠充分滿足傳輸火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)信息的需求，進(jìn)一步減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，通過無線通信技術(shù)強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)連接，可以有效提高圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量，為指揮中心提供救援現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)視頻，協(xié)助指揮員調(diào)整救援方案，保證救援效果達(dá)到最佳[4]。

2.4 優(yōu)化消防力量調(diào)配

在城市化建設(shè)背景下，城市車道車輛數(shù)量大幅增加，再加上路況復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，救援人員和救援設(shè)備就難以及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。通過無線通信技術(shù)，消防通信系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)掌握不同火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的災(zāi)情，包括火勢(shì)大小、人員傷亡情況等。這樣指揮中心便可實(shí)時(shí)調(diào)配消防力量，根據(jù)實(shí)際需要派遣適當(dāng)數(shù)量的人員和裝備到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，展開救援。同時(shí)，指揮中心可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行決策和指揮，提高指揮效率，減少資源浪費(fèi)，更好調(diào)配消防力量，最大限度地避免火災(zāi)擴(kuò)大，縮短燃燒時(shí)間[5]。

3 消防通信系統(tǒng)中無線通信技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 短波通信技術(shù)

短波通信是指波長在10～100 m的無線通信頻段，是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)無線通信中的重要組成部分。短波通信技術(shù)是一種利用電離層反射進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線通信的技術(shù)，能夠在消防員與指揮中心之間建立穩(wěn)定、可靠的通信鏈路，在消防通信系統(tǒng)中扮演著重要角色。短波通信技術(shù)可以在沒有有線網(wǎng)絡(luò)的情況下，實(shí)現(xiàn)跨地域通信，使指揮部能夠迅速獲取火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的信息，并及時(shí)做出決策和調(diào)度。雖然短波通信技術(shù)容易受晝夜、氣候條件、季節(jié)等自然條件的影響，管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性也較為薄弱，但其憑借距離調(diào)控的優(yōu)勢(shì)有效保障了遠(yuǎn)距離通信的快捷性與順暢性。因此，該技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用于一些偏遠(yuǎn)山區(qū)和海域環(huán)境，具有較強(qiáng)的適用性。

3.2 單頻自組網(wǎng)通信系統(tǒng)

單頻自組網(wǎng)通信系統(tǒng)具有高靈活性和可擴(kuò)展性，能夠在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)快速搭建一個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)，使消防員之間能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行通信和信息交換。作為一種全新的通信模式，單頻自組網(wǎng)通信系統(tǒng)本身具備無線組網(wǎng)，擁有運(yùn)行穩(wěn)定、造價(jià)低廉等優(yōu)勢(shì)，無須消耗光纖鏈路資源，后期維護(hù)工作量較少。此外，單頻自組網(wǎng)通信系統(tǒng)的抗毀性能較強(qiáng)，應(yīng)用在消防通信系統(tǒng)中可以有效延伸組網(wǎng)覆蓋范圍，迅速定位通話位置，甚至能夠加密語音和短信。單頻自組網(wǎng)通信系統(tǒng)具有較多優(yōu)勢(shì)，占用資源小，已在我國的部分地區(qū)得到普及和應(yīng)用，發(fā)揮著巨大作用。

3.3 無線數(shù)字集群通信技術(shù)

無線數(shù)字集群通信技術(shù)是一種專門為消防部門設(shè)計(jì)的通信技術(shù)，支持語音、數(shù)據(jù)以及視頻傳輸，可以提供高可靠性和高安全性的通信服務(wù)。消防員可以利用該技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的對(duì)講通話、位置定位、視頻傳輸?shù)炔僮鳎瑥亩玫貐f(xié)作配合，提高火災(zāi)處置效率。利用無線數(shù)字集群通信技術(shù)能夠傳輸與接收?qǐng)D形信息，還能幫助消防員處理地區(qū)司法信息系統(tǒng)傳輸?shù)男畔ⅲㄔO(shè)數(shù)據(jù)資源庫。通過建立融合多種通信系統(tǒng)的數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)，借助對(duì)講電臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)消防現(xiàn)場(chǎng)與指揮中心之間的語音傳輸。無線數(shù)字集群通信技術(shù)的應(yīng)用可以幫助消防員建立上下聯(lián)動(dòng)、橫向呼應(yīng)的扁平化消防體系，為事件現(xiàn)場(chǎng)提供指揮調(diào)度信息。

無線數(shù)字集群通信技術(shù)應(yīng)用數(shù)字調(diào)制的方式，涵蓋數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)、實(shí)時(shí)通話業(yè)務(wù)等。隨著時(shí)間的推移，該技術(shù)的相關(guān)體系日益完善，應(yīng)用在消防通信系統(tǒng)中可以有效提升救援工作的效率和質(zhì)量，降低災(zāi)害事件帶來的不利影響。

3.4 微波無線通信技術(shù)

微波無線通信技術(shù)是一種常用的無線通信技術(shù)。其利用無線微波來傳輸無線通信信號(hào)，同時(shí)在微波接收端設(shè)置微波解碼通信裝置，以實(shí)現(xiàn)微波通信。在消防通信系統(tǒng)中應(yīng)用該技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)近距離的無線通信，支持消防員之間的實(shí)時(shí)通信和信息交換。微波無線通信技術(shù)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較低的傳輸時(shí)延，能夠滿足消防部門對(duì)通信速度和效率的需求。微波無線通信技術(shù)具備多種優(yōu)勢(shì)，如頻率高和頻帶寬等，能夠傳輸大量的信息，是目前消防通信系統(tǒng)中常用的一種無線通信技術(shù)。此外，該技術(shù)的運(yùn)行靈活性較高，施工運(yùn)營周期較短，安裝維護(hù)費(fèi)用也相對(duì)較低，是一種資源綜合利用性能較高的現(xiàn)代通信傳輸方式。

3.5 衛(wèi)星通信技術(shù)

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防員可以利用衛(wèi)星通信技術(shù)與遠(yuǎn)程指揮中心建立通信聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)跨地域的指揮和調(diào)度。該技術(shù)可以提供高速、穩(wěn)定的通信鏈路，因此現(xiàn)場(chǎng)指揮部和指揮中心在公網(wǎng)癱瘓的情況下依舊能夠及時(shí)獲取火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的語音和圖像等資源信息，從而做出正確的決策和調(diào)度。

衛(wèi)星通信技術(shù)作為一種新型無線通信技術(shù)，在消防通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。其能夠?qū)崿F(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)多種類型信息的傳輸（現(xiàn)場(chǎng)的語音、圖像和視頻等），確保現(xiàn)場(chǎng)救援隊(duì)伍和指揮中心之間的實(shí)時(shí)聯(lián)絡(luò)。在應(yīng)用結(jié)構(gòu)方面，衛(wèi)星通信技術(shù)結(jié)合無線通信網(wǎng)絡(luò)與地面有線通信，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而提升通信系統(tǒng)的整體性能。此外，衛(wèi)星通信技術(shù)具備雙向通信功能，可以實(shí)現(xiàn)透明數(shù)據(jù)的傳輸，并支持救援隊(duì)伍進(jìn)行高清視頻會(huì)議，是目前消防通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種無線通信技術(shù)。

4 結(jié) 論

新技術(shù)的運(yùn)用使消防通信系統(tǒng)更加先進(jìn)，功能更完善。無線通信技術(shù)的應(yīng)用，大幅提高信息傳輸質(zhì)量，為應(yīng)急救援工作的開展提供有力的信息保障。無線通信技術(shù)的種類繁多，不同的技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的具體運(yùn)用具有不同的特點(diǎn)。因此，各級(jí)消防部門需要結(jié)合自身實(shí)際需求，選擇不同的通信技術(shù)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)價(jià)值，從而確保消防通信系統(tǒng)的良好運(yùn)行。