消防現場移動通信技術優化研究

高霽月

（西安市消防救援支隊特勤大隊，陜西 西安 710000）

0 引 言

隨著消防部隊信息化水平的不斷提高，消防調度指揮由過去的粗放型逐步向集約型轉變。在城市高樓消防救援時，前方臨時指揮中心、后方指揮部與火災現場人員之間的順暢通信是救援中必不可少的一環，對應急通信的時效性和可靠性提出較高的要求[1-2]。通過分析消防現場移動通信技術的主要內容和技術性問題，提出對應的優化措施。

1 消防現場移動通信發展現狀

1.1 通信設備的更新和升級

數字對講機具有更好的語音質量、更廣的覆蓋范圍及更強的抗干擾能力，已經逐漸取代了傳統的對講機。消防人員可以通過智能手機等移動設備進行通信，實現語音、圖像和視頻的傳輸，提高信息的傳遞效率和準確性。

1.2 無線通信網絡的建設和優化

為解決消防現場存在的信號覆蓋不良等情況，一些地區已經開始建設專用的消防通信網絡，以提供更穩定、更可靠的通信服務。此外，還有一些先進的通信技術被應用于消防現場，如長期演進（Long Term Evolution，LTE）和5G 通信技術等，能夠提供更高速、更低延遲的通信服務，滿足消防現場對大數據傳輸和實時視頻監控的需求[3]。

1.3 應用軟件的開發和使用

消防人員可以通過應用軟件實現位置共享、任務分配及實時監控等功能，提高工作效率和安全性。同時，一些智能化的技術被應用于消防現場，如人工智能、物聯網等，為消防人員提供更多的輔助和支持。

2 移動通信主要技術組成與問題

2.1 消防現場移動通信主要技術內容

消防現場移動通信系統是一個復雜的系統，需要集成各種硬件和軟件資源，確保消防人員能夠在緊急情況下實時、高效、安全地通信和協作。消防現場移動通信的主要技術內容如下。

2.1.1 數據傳輸技術

數據傳輸技術利用蜂窩移動數據通信（3G、4G、5G）網絡等，為消防現場提供寬帶數據傳輸服務。利用專用數據網絡，如泛歐集群無線電（Trans European Trunked Radio，TETRA）、P25（Project 25）等，為消防通信提供特定頻率的數據傳送服務，具有更高的安全性和可靠性[4-5]。

2.1.2 無線網絡與信息處理技術

臨時搭建無線局域網（Wireless Local Area Networks，WLAN），在現場快速部署，用于場內通信和信息共享。衛星通信可以為遠離常規網絡覆蓋的災區提供通信支持。信息處理和管理平臺包括指揮調度系統、集成運營管理、通信調度及地理信息系統（Geographic Information System，GIS）。數據管理系統負責大數據的收集、分析及處理[6]。

2.1.3 應用軟件和服務

通信協議和接口用于通信設備間的互聯互通。位置跟蹤和導航服務通過全球定位系統（Global Positioning System，GPS）或室內定位系統，提供實時位置信息。情景模擬和決策支持系統可以在復雜環境下提供模擬預測和應急決策。

2.1.4 用戶穿戴設備與虛擬技術

頭戴顯示（Head Up Display，HUD）設備允許消防員在執行任務時查看重要信息，不必分心。智能手表和健康監測設備用于監測消防員的生理狀態，通過增強現實（Augmented Reality，AR）和虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術進行模擬訓練，或在執行任務時可視化危險源和導航路徑[7]。

2.1.5 安全和加密技術

在消防現場移動通信中，端到端加密技術能夠確保信息在傳輸過程中的安全性。端到端加密是一種特殊的加密方式，通過在信息發送端對信息進行加密，在接收端進行解密，確保信息在整個傳輸過程中的機密性。通過采取有效的網絡安全措施，防止網絡攻擊和數據泄露。

2.2 消防現場移動通信面臨的技術問題

由于消防現場的特殊性和復雜性，消防現場移動通信系統面臨多種技術難題。

2.2.1 環境適應性的問題

消防現場環境通常較為惡劣，通信設備需要在這些極端環境下穩定工作，對硬件的耐久性和信號傳輸能力提出了巨大的挑戰[8-9]。例如，在高層建筑、地下空間以及偏遠地區，蜂窩網絡信號可能無法完全覆蓋，嚴重影響消防人員的通信。因此，需要使用可靠的通信方案，如便攜式中繼器或衛星通信，來保證通信的連續性和可靠性。

2.2.2 應急通信處理能力

在緊急情況下，實時通信至關重要，任何延遲都可能導致生命財產的損失。因此，減少延遲和加快數據傳輸速度是移動通信技術需要解決的問題。現代消防操作依賴高清視頻、建筑藍圖、實時數據等大量數據的快速傳輸，對通信網絡的帶寬提出了較高的要求，同時對后端的數據處理能力提出挑戰。消防現場需要實現各種通信系統、監測裝置及傳感器無縫集成，以便提供全面的情報支持。如何確保這些系統之間有效地協同工作，是技術集成方面的一個主要挑戰。

2.2.3 安全性和友好性問題

通信系統需要保障消防行動的指令不被非法監聽或干擾，因此高等級的加密和安全措施對保護敏感信息至關重要。系統需要具備較好的簡便性和應對快速變化情況的靈活性，以便消防人員在緊張的救援環境下操作通信設備。隨著穿戴設備的發展，實時監控消防人員的生理狀態對于確保其安全性至關重要，如何在不影響行動自由的同時進行有效的健康監測有待解決。

3 消防現場移動通信技術優化途徑

3.1 網絡覆蓋優化

在消防現場周圍增設更多的基站，以擴大網絡覆蓋范圍，提升信號質量。這樣可以確保消防人員在任何角落都能夠穩定地連接網絡進行通信。在消防車輛、消防設備或指揮中心等重要位置，增加信號中繼設備或信號增強器，增強信號的傳輸力度和穩定性。

3.2 通信設備優化

使用專業的消防通信設備，如耐高溫、防水防塵的對講機和移動終端等。這些設備應具備可靠的通信性能和良好的抗干擾能力，以適應復雜的消防現場環境。此外，為消防部門配置專屬的通信頻段，避免頻譜資源的競爭和沖突，提高通信的穩定性和可靠性。

3.3 數據傳輸優化

消防現場需要傳輸大量的數據，包括視頻監控、圖像傳輸及位置信息等。采用高速的數據傳輸技術，提高數據傳輸的效率和穩定性[10]。使用數據壓縮算法對傳輸的數據進行壓縮，減少帶寬占用，降低傳輸延遲。同時，優化數據傳輸協議和算法，提高數據傳輸的效率和可靠性。

3.4 應急通信系統建設

根據消防現場的通信需求和應急要求，選擇適用于消防現場的通信設備，如對講機、移動終端、無線電臺等。這些設備應具備可靠的通信性能、抗干擾能力和適應惡劣環境的特點。組建覆蓋消防現場的通信網絡，確保穩定的通信連接和高質量的通信服務。設立一個專門的消防指揮中心，用于管理和調度消防救援行動。中心應配備應急通信設備，可以與現場人員實時通信，并與其他部門和機構進行聯絡。

3.5 技術培訓和使用規范

對消防人員進行移動通信技術相關知識的培訓，提高其操作水平和應急響應能力[11-12]。同時，制定并實施嚴格的通信使用規范，確保工作人員正確、有效地使用通信設備。

4 結 論

隨著5G 通信技術、物聯網、人工智能以及機器學習等先進技術的快速發展，結合目前消防現場移動通信存在的技術問題，可以從網絡覆蓋、通信硬件設備、數據傳輸以及應急通信體系建設等方面開展優化，提升消防現場的通信能力和效率，在緊急情況下及時傳遞信息并開展指揮調度，保障消防救援工作的順利進行。