5G消防應急通信建設的創新思考

摘要：隨著5G技術的成熟，其在消防應急通信領域中的地位和作用也日益凸顯，如何利用5G技術來提高消防應急通信能力成為一個重要問題。本文根據現有研究資料，結合自身在消防應急通信領域中的一些經驗，針對5G在消防應急通信中的應用提出了相應的對策建議。

關鍵詞：5G通信技術；應急通信；建設；創新

隨著社會經濟和信息技術的發展，對消防應急通信建設提出了更高的要求。特別是在突發事件和災害時，對消防應急通信能力有著更高的要求，如何在做好救援工作的基礎上確保消防應急通信的穩定性和可靠性，這是進一步增強突發事件和災害救援能力的重要條件。步入5G時代以后，消防應急通信建設要充分利用5G技術優勢，以此為基礎進一步提高應急通信保障技術能力和水平。在這種情況下，有必要針對5G技術在消防應急通信中的應用進行深入細致的探討與分析。

一、 5G技術的特點和優勢及其在消防通信中的應用價值

（一）5G技術的特點和優勢

5G技術也就是第5代移動通信技術，相較于其他幾代移動通信技術，其特點和優勢主要集中在以下幾個方面。1.高速率和低延遲，相對于前幾代移動通信技術5G網絡技術的數據傳輸率更高，通信延遲率更低，可以滿足高清視頻傳輸和大規模數據傳輸的需要。2.大容量和高密度，5G通信網絡的系數容量更大，連接的密度更高，在數據傳輸的過程中，可以同時接入更多的終端設備，可以滿足更多數據傳輸需要。3.廣覆蓋和可靠性，5G通信網絡已覆蓋全國絕大部分地區，其覆蓋率相較前幾代通信技術要高得多，并且5G通信的信號可靠性更高，即便在復雜環境下，也能滿足數據高速傳輸的需要。4.網絡切片和網絡虛擬化，5G通信網絡可以根據應用需求劃分不同的網絡切片，以滿足用戶的個性化和定制化的網絡需求，并且在虛擬主管等方面也有明顯的技術優勢。

（二）5G通信技術在消防應急通信中應用的價值

5G通信技術在消防應急通信中的應用價值相對較多，但是結合消防應急通信的現實需求，其應用價值主要包括以下幾點。①滿足消防應急通信中大規模數據傳輸的需要，伴隨著消防應急通信技術的不斷增強，尤其是消防信息化建設的不斷提升，在消防救援工作中會產生大量的數據信息，這些數據信息需要一個可靠的途徑進行傳輸，而5G技術可以滿足大規模數據信息傳輸的需求，其數據傳輸的速率完全可以滿足此類需求。②5G通信技術的應用可以進一步豐富消防應急通信的形式和方式。并且可以推動消防應急通信向可視化、動態化甚至向、智能化的方向發展。這有助于消防單位進一步提高消防應急通信能力，為消防單位的搶險救援提供更好的應急通信保障。

二、5G消防應急通信建設的具體方案

（一）無人機移動通信平臺+地面通信組網+手持終端

隨著移動通信技術的快速發展，尤其是5G時代的來臨，無人機技術開始與移動通信技術相結合，在此基礎上產生了無人機移動通信平臺，這種基于5G技術而產生的移動通信平臺，對消防應急通信保障能力的提升起到良好的作用，利用無人機移動平臺可以與地面移動通信設施進行組網，形成一個非常靈活、覆蓋較大區域的應急通信網絡。在建設的過程中，可以以地面通信系統為核心，在此基礎上以無人機移動通信平臺為終端，將多個無人機移動通信平臺與地面通信網絡進行組網。這樣可以根據受災區域的實際情況，合理利用不同的無人機移動通信平臺為消防救援工作提供應急通信保障。并且可以根據消防救援工作的實際情況和變化，隨時調整應急通信網絡的覆蓋區域，進一步增強了應急通信保障能力。當然，從現有的一些研究資料來看，無人機移動通信平臺主要是以中大型為主，微型或小型化的移動通信平臺相對比較少，在研發的過程中還存在一定的技術障礙。

從消防救援的角度來講，不需要覆蓋面非常大的移動通信平臺，只需要能夠覆蓋受災區域即可。除此之外，在應急通信網絡建設的過程中，還可以將無人機移動通信平臺作為中繼平臺，利用中繼平臺的功能解決移動通信保障車與手持終端之間的通信聯系問題。相對來說，手持終端與其他可移動消防通信設備之間在使用的過程中，需要通過中介機構來滿足信號中繼傳輸的需要，在這一過程中無人機移動通信平臺無疑是一個最佳的選擇。當然，在建設的過程中，頭戴式的 AR智能終端設備與手持終端都具有5G通信的功能，只不過前者設計和使用成本相對比較低，后者設計和使用成本相對比較高。

（二）應急消防通信指揮車+可移動消防通信設備

5G技術的消防應急通信保障過程中的應用，可以與現有的一些消防應急通信設備和設施有效地結合起來，通過5G技術的應用進一步提高消防應急通信保障能力和水平。比如說將5G技術應用到現有的消防應急通信指揮車中，在消防應急通信指揮車中增加5G傳輸的功能，利用5G傳輸功能進一步提高消防指揮系統的可視化和實時性。利用應急消防通信指揮車與其他通信設備終端進行組網，解決消防應急通信保障問題。其他的可移動消防通信設施涵蓋的范圍比較多，比如說背負式應急通信設備，以5G技術為基礎的背負式應急通信設備涵蓋了消防5G應用專網核心網絡模塊和單兵自組網動態覆蓋模塊等重要的通信模塊，在統一數據管理單元的基礎上，多接入邊緣計算單元和5G基站，從而更好地滿足消防救援現場的應急通信保障需要，借助于模塊與應急通信，指揮車搭建5G通信網絡，可以實時進行視頻或其他方面的數據傳輸。

除了背負式應急通信設備之外，還可以與其他5G公網設備連接，比如說5G單兵圖傳設備，設備是直接安裝在頭盔上的，在使用的過程中可以自動查找5G或其他通信網絡進行組網聯系，可以將現場視頻直接傳輸至通信指揮中心，所傳輸的圖像將較現有的4G圖傳更加清晰，同時，通信指揮中心可以根據災害現場的實時觀測情況，進行火災調度，遇到突發情況消防員也可以通過一鍵報警定位功能，使其他消防救援人員可以及時抵達現場排除險情，這種頭戴式的 AR智能穿戴設備可以將5G通信網絡延伸到每一個消防員的身上。

三、以5G技術為基礎的消防應急通信建設面臨的挑戰

（一）網絡覆蓋和容量問題

以5G技術為基礎，進行消防應急通信建設，關鍵要解決5G的網絡覆蓋問題。5G網絡的建設需要大量的基站和設備，雖然經過了多年的建設，我國的5G網絡覆蓋范圍正逐漸地擴大，但是在一些偏遠山區以及高樓大廈的內部5G信號的覆蓋仍然存在一定的難度?，F在依托無人機移動通信平臺等可以作為5G網絡基站或者是中繼基站的方式來使用，但是直接可移動基站在使用的過程中受天氣條件或地域條件的影響也比較明顯，在消防救援的過程中可能會受現實條件的影響，無法進行組網應用。

除此之外，在消防應急通信的過程中，需要傳輸大量的數據和視頻，而單線的5G網絡容量可能無法滿足高峰時段的需要，這種情況下可能會導致通信延遲或者是數據傳輸失敗，這也是以5G技術為基礎，進一步提升消防安全通信能力建設過程中需要解決的一個重要問題。

（二）人員培訓和技術支持

將5G技術應用于消防應急通信保障建設，需要解決兩個方面的關鍵問題，也就是人才培訓和技術支持。培訓是現有的消防應急單位的人才儲備，能夠滿足5G技術的應用，包括5G組網的建設以及各種通信設備的管理和維護等基本工作。但是從現有的消防單位應急通信保障培訓的角度來講，在相關單位當中具備專業通信技術知識和操作技能的人才相對來說比較少，而在消防單位也很少專門針對應急通信保障人才建設進行專項培訓，在這種情況下，必然會影響應急通信保障能力的提升。

除此之外，將5G技術應用于消防應急通信保障中是一個非常復雜的技術問題。消防應急單位需要制定詳細的技術方案，才能有效地解決5G技術的應用問題。但是從目前來看，雖然一些消防應急單位已經開始嘗試將5G技術融入消防應急通信保障體系當中，但是現有的5G技術應用程度非常有限，以5G技術為基礎而構建的先進的應急通信保障體系在構建過程中面臨的基站數量過少、設備數量過少等一系列的問題，如果不能解決這些問題，也很難真正地利用5G網絡進一步提升消防應急通信保障能力。

（三）數據安全和保護問題

數據安全和保護問題也是5G技術應用于消防應急通信過程中需要解決的一個重要問題。從目前消防應急通信現實的情況來看，在結構上一般分為兩層或者是三層，在應急通信的過程中所產生的大量的數據信息會臨時存儲在終端設備或者是中繼設備當中。這種情況下在應急通信的過程中，一旦被其他人截獲，就可能導致重要或敏感數據的竊取。例如，火災現場的視頻和位置信息一旦被截獲并被篡改后再傳輸回通信指揮設備，這就可能對消防應急救援工作造成嚴重負面影響。在這個過程中，如何確保應急通信過程中的數據安全是首要問題之一。

此外，還要考慮在應急通信的中繼設備和終端設備上增加臨時存儲設施，以滿足信號中斷后的數據存儲需求。另外，可以在應急通信的中繼設備以及終端設備作為臨時存儲設施，在上面增加臨時存儲設施，滿足信號中斷以后數據存儲需要，即便是在通信信號中斷的情況下，終端設備和中繼設備也可以臨時存儲數據，以確保數據的完整性。

（四）設備技術的更新換代

從消防單位應急通信保障設備和技術的發展情況來看，技術設備并非一成不變，而是需要隨著技術進步而不斷更新。這要求設備和技術必須適應經濟社會的發展需要，并及時進行更新和升級，以更好地滿足消防應急通信保障的實際需求。然而，設備的更新換代并非一蹴而就，在這個過程中會涉及數據標準的統一和數據應用，以及不同設備之間的通信連接等多個問題。技術升級中也存在著類似的問題，技術升級一般需要與設備的更新換代同步進行。在更新換代的過程中，對技術人員的儲備和新設備技術的應用能力都是一個不小的挑戰。

四、以5G技術為基礎的消防應急通信建設建議

（一）多通道和多形式進行通信網絡建設

從前面的分析中可以看出5G技術應用于消防應急通信保障的關鍵問題在于解決5G網絡的覆蓋范圍。即便解決了覆蓋問題，5G網絡覆蓋還需要解決信息傳輸的容量問題。為了解決這些問題，在相關設備和技術上，應該將5G技術和4G技術有效地結合起來，以此為基礎建立多個消防應急通信通道，實現同時啟動多個通道，在消防應急通信工作中進行信息傳播和數據傳輸。包括移動通信網絡并網運行的狀態下，在傳輸的過程中可用不同的信息傳輸通道傳輸信息，例如對于傳輸規模比較大的視頻數據，可以使用5G信號通道進行傳輸，而文字或語音可以通過4G通道傳輸。通過多通道同時工作，可以有效解決傳輸容量問題，也能夠逐步解決單一的5G信號傳輸導致的網絡覆蓋不足問題。當然，在解決5G網絡覆蓋問題時也可以通過5G基站的建設，特別是移動基站的建設來實現，在建設過程中需要注意設備的可持續和穩定運行的現實需求。

（二）認真做好人員培訓和技術支持工作

為了滿足5G技術的應用需要，消防應急單位需要認真做好人員培訓和技術支持工作，只有這樣才能為5G技術的應用創造良好的環境。一方面，消防應急單位在5G技術應用的過程中，應該建設一個專業的技術團隊，認真培養和儲備人才，利用優秀的人才為5G技術的應用和保障創造良好的條件，這些人才必須具備良好的5G通信網絡搭建和技術保障能力，能夠滿足不同條件下通信網絡搭建需要，能夠及時發現并解決5 G應急通信網絡中的各種問題，保障應急通信網絡的穩定性。另一方面，在5G技術應用于消防應急通信過程中，消防應急單位應該制定一個詳細的應用方案，合理應用現有的應急通信設備和其他先進的5G通信設備，將不同的設備聯系起來并組建一個科學完善的通信網絡，滿足不同條件和環境下的應急通信需要。

五、結束語

總之，社會的快速發展對消防單位的應急通信能力提出了更高的標準和要求。消防單位應該重視應急通信能力建設，并不斷引進新設備和新技術，尤其要重視5G技術在消防應急通信中的應用，只有這樣才能不斷提高消防應急通信能力，為搶險救援工作創造良好的條件。

作者單位：劉一男 黑龍江省消防救援總隊

佳木斯支隊

參考文獻

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