通信技術在高層建筑火災應急指揮中的應用

摘要：高層建筑火災具有極大的危險性和破壞力，隨之而來的應急指揮工作壓力和挑戰同樣巨大。針對高層建筑火災應急指揮的需求特點，以及應急指揮中的常見問題，結合高層火災現場的特殊場景，探討了通信技術在高層建筑火災應急報警、指揮中的具體應用，以期為通信技術在高層建筑火災應急指揮中的應用研究提供參考。

關鍵詞：通信技術；高層建筑；應急指揮

中圖分類號：TU998.1" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）01-0059-03

高層建筑具有結構復雜、人員密集的特點，一旦發生火災，火勢會迅速蔓延，疏散困難，極易造成嚴重的人員傷亡和財產損失。如何在火災初期迅速獲取準確信息，第一時間進行科學救援和高效疏散，是消防應急指揮面臨的重大挑戰。在此背景下，通信技術的應用尤為關鍵。先進的通信技術能夠實現火災現場與指揮中心之間的實時信息交互，為火勢監控、資源調度、人員疏散等環節提供技術支持。近年來，無線通信技術、物聯網、5G通信和智能設備在消防領域的應用日益廣泛，為解決高層建筑火災應急指揮中的信息不暢、指揮滯后等問題提供了有效路徑。然而，高層建筑復雜的物理環境及火災現場的極端條件，對通信技術的穩定性、覆蓋范圍和實時性提出了更高要求。同時，通信技術的高成本、系統兼容性不足等問題也限制了其推廣和應用。

1 高層建筑火災應急指揮的需求分析

1.1" 高層建筑火災特點與挑戰

高層建筑火災具有蔓延速度快、人員疏散困難和救援復雜等特點[1]。由于建筑高度和內部結構的復雜性，火勢容易通過垂直管道、通風系統迅速擴散，增加了撲救的難度。同時，高密度的人員分布和有限的疏散通道，使得大規模人員撤離面臨巨大挑戰。此外，消防員在高層建筑中救援時，還需要克服煙霧濃度高、通信信號弱等技術性和環境性難題，這些特點使得傳統應急手段難以滿足實際需求。

1.2" 應急指揮中的關鍵問題

高層建筑火災應急指揮存在的關鍵問題包括信息傳遞不及時、火災現場偵查難度大和決策支持不足。首先，高層建筑內部存在信號屏蔽效應，導致傳統通信設備難以保障實時、穩定的信息傳輸。其次，火場環境復雜，濃煙和高溫限制了現場偵查手段，使得指揮中心難以獲得準確的火場數據。最后，缺乏基于實時信息的決策支持工具，指揮員在資源分配、救援路徑選擇等方面往往依賴經驗，影響了應急指揮的效率與精準性。

1.3" 通信技術的核心需求

在高層建筑火災應急指揮中，通信技術需要滿足實時性、穩定性、覆蓋范圍和數據精準性四個核心需求。實時性要求通信系統能夠迅速傳遞火場信息，確保指揮中心和現場救援人員的即時協作。穩定性則要求通信設備在高溫、煙霧和電磁干擾等惡劣條件下保持可靠運行，保障信息傳輸的連續性。覆蓋范圍是關鍵需求，高層建筑內部復雜的空間結構和信號盲區對通信設備的覆蓋能力提出了較高要求，特別是在地下室、樓梯間等區域。數據精準性同樣重要，火場的環境數據、人員定位和資源狀態信息必須準確傳遞，以支持指揮決策的科學性和有效性。

2 通信技術的發展現狀

2.1" 消防無線通信技術

消防無線通信技術是應急救援的重要工具，其發展經歷了從傳統對講機到現代數字集群系統的轉變。對講機與傳統無線電技術因其簡單、便攜、抗干擾性強等特點，一直是消防員現場通信的基礎。然而，這些技術存在信號覆蓋范圍有限、無法支持大規模協同作業的問題。數字集群系統則通過數字化技術大幅提升了通信容量、保密性和抗干擾能力，尤其適用于多部門聯合行動的場景[2]。數字集群系統還支持語音與數據的融合傳輸，為指揮中心實時獲取火場信息提供了技術保障。

2.2" 應用于消防的物聯網技術

物聯網技術的引入為消防領域帶來了深遠影響，其核心在于通過傳感器、智能設備和數據網絡的連接，實現火災信息的實時采集與遠程監控。物聯網的應用包括火災報警系統、煙霧傳感器和溫度監測設備等，能夠第一時間感知火情并觸發預警。火災發生時，煙感設備會觸發火警，人員可通過平臺確認火警或進行一鍵報警，由平臺發布火情告警通知。秒級聯動機制會迅速調動起火單位所屬的網格巡檢人、周邊網格巡檢人、內部微型消防站、周邊微型消防站、周邊警務站和專業消防隊共同前往火災現場進行救援，按前期設定的滅火預案展開處置。消防救援人員可通過平臺導航快速趕往火災現場，與現場進行視頻通話以指導初期滅火工作。此外，物聯網設備還能追蹤消防員的位置和生理狀態，為指揮中心提供全面的動態數據支持，從而提高指揮效率和救援安全性。

2.3" 5G技術在消防領域的潛力

5G技術以其高速率、低延遲和大規模連接的特點，在消防領域展現出巨大的應用潛力[3]。5G網絡支持高清圖像、視頻和大數據的實時傳輸，可提升應急救援的整體效率。衛星便攜站、偵查無人機、單兵圖傳、音視頻布控球、指揮視頻終端等高科技裝備的應用，使消防人員在災情勘查、現場指揮和救援行動中如虎添翼。過去，災情勘查耗時長、信息回傳慢，救援方案難免滯后；如今借助高科技裝備與5G網絡，災情勘查更迅速、全面，指揮調度更實時、精準，實現“早發現、早報告、早預警、早處置”的目標。

3 通信技術在高層建筑火災應急指揮中的應用

3.1" 通信技術在火災報警中的作用

自動報警和遠程監控是高層建筑火災應急指揮中的重要通信技術。在發現異常情況時，通過安裝的煙霧探測器、溫度傳感器等設備，自動報警系統能夠迅速向指揮中心發送警報，并實時監測火災趨勢。同時，視頻監控和聯網傳感器可以實時將建筑內的火情信息，如火災發生位置、火勢蔓延情況傳輸至消防部門，實時掌握火情。此外，還可以將火災發生的多源信息進行匯聚與共享，為將來建立應急響應機制提供信息來源和基礎。

3.2" 通信技術在火災現場偵查中的應用

在火災現場的火情勘察中，無人機與機器人通過搭載攝像頭、溫度傳感器等設備，獲取實時影像和環境數據。對于高層建筑的頂層、地下室等消防員無法或不宜進入的區域，無人機和機器人可以憑借自身優勢，提供詳細的現場信息，有效降低了人員暴露風險，提高了偵查效率。

與此同時，高層建筑內部定位技術的發展為火災現場的偵查提供了重要支持。射頻識別（RFID）和超寬帶（UWB）技術的應用，能夠精確地對消防員和受困人員的位置進行實時追蹤。這些技術通過在現場布置傳感器和標簽，實現對人員及關鍵設備的精準定位。特別是在復雜的高層建筑中，傳統的定位方法往往難以滿足需求，而先進的定位技術能夠為救援人員提供可靠的動態信息，幫助他們了解火災現場的實時變化情況，進而優化人員疏散和救援策略。這些技術的結合使得火災現場的偵查更加高效、安全，為后續的救援行動提供了有力支持。

3.3" 通信技術在指揮與決策中的功能

通信技術在指揮與決策支持中主要通過實時數據傳輸與可視化系統發揮作用。火災現場的火勢變化、溫度、煙霧濃度、人員位置等動態數據可以通過先進的通信技術實時傳輸到指揮中心，指揮人員利用電子地圖和三維模型，能夠清晰地觀察到火災現場的火勢擴展、人員分布及資源調度情況等實時狀況，救援力量也能得到更有效的部署。動態數據和模型給指揮人員提供了直觀的情境資料，使得決策過程更加精確，能夠在火災現場的復雜環境中做出科學判斷。

云平臺通過整合來自多個源頭的實時數據，并與歷史火災案例進行比對，能夠迅速完成風險評估，這對于把握當前火災的潛在發展趨勢，以及根據現場的實際情況調整應急響應策略具有重要作用。大數據分析技術對現場的大量數據進行深度挖掘，為指揮中心制定有效的救援方案提供參考。如關于火勢發展、危險源擴散等方面的預判，進而優化決策過程。這些技術的綜合應用，使得指揮人員能夠做出更加合理的決策，提高火災應急響應的效率與安全性。

3.4" 通信技術在人員疏散中的輔助

通信技術在人員疏散中通過應急廣播與指引系統以及手機App的緊急定位功能發揮了重要作用。應急廣播與指引系統能夠根據火場情況自動調整疏散路線，通過語音和電子顯示屏實時引導人員安全撤離。而手機App的緊急定位功能則為逃生人員提供了導航服務，同時將其位置信息上傳至指揮中心，便于消防隊伍掌握受困人員的具體位置，快速組織救援。這些技術顯著提高了疏散的效率和安全性，降低了火災造成的人員傷亡風險。

4 通信技術應用中的挑戰與對策

4.1" 通信信號覆蓋難題與解決方案

高層建筑因其復雜的結構布局、鋼筋混凝土墻體以及使用的多種防火材料，通常會導致通信信號傳輸受限。在火災應急情況下，尤其是在地下室、電梯井、樓梯間等封閉區域，傳統的無線電信號和手機信號往往難以有效覆蓋。信號覆蓋不足不僅使得現場消防員與指揮中心的溝通受阻，還可能導致重要火災信息無法及時傳遞，從而影響應急響應的準確性。因此，有效克服建筑環境帶來的信號屏蔽問題，成為通信技術中的一項重要挑戰。

在高層和地下層等難以覆蓋的區域，可在建筑內部設置中繼基站，增強信號的傳輸和覆蓋范圍。為解決信號源覆蓋不足的問題，可采用分布式天線系統進行布置。此外，要在高層建筑內實現穩定的網絡支持，可以結合5G技術和物聯網設備建設專門的消防應急網絡。

4.2" 高層建筑內部環境對技術應用的限制

高層建筑火災現場通常存在極端環境條件，如高溫、濃煙、濕氣以及有毒氣體等，這些因素對通信設備的正常工作構成嚴峻挑戰。以常規的無線通信設備、傳感器和其他智能設備為例，其可靠性在火災現場往往因高溫導致設備過熱而性能降低，濃煙環境也會加劇通信信號的干擾，導致設備信號衰減或中斷，而濕氣和水漬則可能使設備的電路和接口無法正常工作。

為確保專用通信設備在高溫、潮濕等環境下仍能穩定工作，研發具有卓越耐高溫、防水、抗干擾性能的通信設備迫在眉睫。為此，可采用耐高溫材料和防水封裝技術，增加抗干擾功能，以提高系統的可靠性。同時，在高層建筑的關鍵區域，如樓梯間、地下室和高溫區域，應配置能夠承受極端環境的通信基礎設施。利用無人機和機器人等智能設備替代人員進入火災現場高危區域，不僅能減少人員暴露在危險環境中的時間，還有助于獲取更加穩定和精準的現場信息，進而為指揮決策提供可靠的數據支持，減少環境因素對技術應用的不利影響。

4.3" 系統兼容性與協調性問題

通信技術的應用涉及多種系統和設備，由于缺乏統一的標準，常導致數據不兼容和協作困難。為解決這一問題，需要制定行業規范，推動設備和系統的標準化進程，開發兼容性強的通信平臺，支持不同設備和系統間的數據交互。此外，定期進行多部門、多技術間的聯合演練，有助于優化系統協調性，提高跨部門合作效率，從而實現信息的無縫對接。

5 結束語

通信技術在高層建筑火災應急指揮中的應用，大幅度提升了火災預警、偵查、指揮和人員疏散的效率與精準性。面對高層建筑火災復雜多變的環境，先進的無線通信、物聯網、5G技術及智能設備等，為應急指揮提供了堅實的技術保障。未來，隨著技術的持續發展與推廣，高層建筑火災應急通信體系將更加高效、安全，為保護生命和財產安全發揮重要作用。

參考文獻

[1]張立寧，安晶，莊鑫，等.高層建筑火災安全疏散風險評價模型的構建[C]//第二屆建筑消防大會論文集，2024：158-162.

[2]熊孝坤.消防滅火救援中的5G技術運用研究[J].今日消防，2021，6（9）：31-33.

[3]陳彥繼.超高層建筑火災撲救難點和滅火救援戰術運用分析[J].水上安全，2024（18）：116-118.