數字微波通信在消防應急通信保障中的應用策略研究

引言

工業和信息化部等十四部門于2024年12月31日聯合發布《關于加強極端場景應急通信能力建設的意見》，明確提出要全面提升應對極端場景的應急通信能力，以護航中國式現代化建設。這一政策著重強調了在各類復雜場景下保障通信暢通的重要性。在消防應急救援領域，現場環境復雜，大量電氣設備產生的復雜電磁信號，嚴重干擾常規通信，使其難以穩定運行[1]。傳統通信手段在這類場景下弊端盡顯，無法滿足消防應急通信對穩定性、及時性和高效性的要求。在此背景下，數字微波通信憑借其獨特優勢，在復雜環境中展現出巨大潛力。對其深入研究并應用于消防應急通信保障領域，不僅契合政策導向，還是提升消防救援效率、保障人民群眾生命財產安全的現實需要，具有極其重要的意義。

一、數字微波通信在消防應急通信保障中的應用價值

（一）強大的抗干擾性與穩定性

數字微波通信工作頻段較高，在復雜電磁環境下，相較于其他通信方式，受干擾的概率更低。在災害現場，周圍往往存在大量電氣設備，產生復雜的電磁信號，普通通信極易受到干擾而中斷。數字微波通信憑借其特有的調制解調技術以及對信號的處理方式，能有效過濾外界干擾信號，保障通信鏈路穩定運行[2]。例如，在一些工廠火災事故中，周邊設備產生的強電磁干擾使得常規通信手段失效，而數字微波通信設備卻能持續、穩定地傳輸消防指揮信息與現場畫面，為救援決策提供關鍵依據。

（二）靈活、便捷的部署特性

消防應急救援場景復雜多變，從城市高樓火災到偏遠山區森林火災、自然災害等，通信保障需迅速建立并適應不同地形。數字微波通信設備體積小、重量輕，部分設備可單人攜帶，便于消防人員在各類環境下快速部署[3]在山區火災救援中，道路崎嶇、交通不便，消防人員能夠攜帶便攜式數字微波設備徒步進入現場，快速搭建起通信鏈路，將現場情況及時反饋給指揮中心。其組網方式靈活，可根據現場地形和通信需求，迅速組成點對點、點對多點等不同網絡結構，快速實現通信覆蓋。

（三）高效的數據傳輸能力

災害救援爭分奪秒，大量關鍵信息需及時、準確傳輸[4]。數字微波通信擁有較寬的頻帶，能夠實現高速率的數據傳輸，可滿足高清視頻圖像、實時傳感器數據以及大量文本信息的快速傳輸需求。在各類災害救援中，通過數字微波通信，后方指揮中心能夠實時接收來自現場的高清視頻畫面，清晰掌握災害現場情況、被困人員位置等關鍵信息。同時，現場消防人員能及時收到指揮中心基于這些信息制定的救援方案，大幅提升救援行動的協同性與效率。

二、數字微波通信在消防應急通信保障中的具體應用

（一）打造數字微波圖像自組網絡

在消防應急救援場景中，現場情況瞬息萬變，及時獲取清晰、準確的現場圖像對于指揮決策至關重要[5]。數字微波通信可用于打造圖像自組網絡，該網絡能夠在復雜的火災現場迅速構建。自組網絡中的各個節點可搭載數字微波通信設備，這些設備能將現場的圖像信息進行數字化處理，并通過微波鏈路進行快速傳輸。例如，在大規模災害中，多個消防救援隊伍攜帶具備數字微波通信功能的圖像采集設備進入現場不同區域。這些設備自動組成網絡，將各自拍攝到的災害現場畫面，如建筑物內部火勢蔓延情況、人員被困位置等，實時傳輸到現場指揮部以及后方指揮中心。這種自組網絡無須依賴預先鋪設的通信基礎設施，可根據現場實際情況靈活調整節點位置和網絡拓撲結構，確保圖像傳輸的穩定性和高效性，為指揮人員全面掌握現場態勢提供有力支持。

（二）構建應急指揮語音通信鏈路

數字微波通信構建的應急指揮語音通信鏈路，能夠確保在災害現場嘈雜的環境下，指揮人員與一線消防救援人員之間的語音通信清晰、穩定。利用數字微波通信技術的抗干擾特性，將語音信號進行數字化編碼后通過微波頻段進行傳輸。以森林火災救援為例，在山區等地形復雜、信號容易受到阻擋和干擾的區域，數字微波通信設備可設置在不同位置，形成接力式的語音通信鏈路。現場指揮車配備數字微波語音通信基站，與進入林區內部的消防人員手持終端建立通信連接。消防人員在執行救援任務過程中，可隨時通過手持終端與指揮車中的指揮員進行語音溝通，匯報火勢變化、人員安全等情況。指揮員也能及時下達行動指令，保障救援行動有序開展，極大地提高了指揮效率和協同作戰能力。

（三）支持消防車輛與現場的通信連接

消防車輛作為救援行動的重要載體，與現場的通信連接直接影響救援效果[6。數字微波通信技術可實現消防車輛與災害現場以及指揮中心的高效通信。消防車輛在奔赴災害現場途中，通過車載數字微波通信設備，能夠實時接收指揮中心傳達的災害現場最新信息，如災害類型、周邊環境等，以便提前制定救援策略。到達現場后，車載數字微波設備可與現場的其他數字微波通信節點建立通信鏈路，將車輛搭載的各類消防裝備數據，如消防水炮壓力、泡沫噴射量等信息傳輸到指揮中心，同時接收指揮中心根據現場整體情況下達的車輛調度和作戰指令。在高層建筑火災救援中，消防登高平臺車利用數字微波通信與地面指揮車及樓內救援人員保持緊密通信，確保車輛操作與樓內救援行動協調一致，提高救援的安全性和準確性。

（四）實現遠程監控與數據采集

數字微波通信為消防應急通信保障中的遠程監控與數據采集提供了有效手段。在火災現場，可部署多種傳感器，如溫度傳感器、煙霧傳感器、氣體濃度傳感器等，這些傳感器通過數字微波通信將采集到的數據實時傳輸到監控中心[]。以化工火災事故為例，現場部署的傳感器能夠實時監測事故區域內的有毒有害氣體濃度、溫度變化等關鍵數據，數字微波通信設備將這些數據快速、準確地傳輸到后方指揮中心。指揮人員根據這些數據，能夠及時判斷火災發展態勢，預測可能發生的危險，如爆炸風險等，并據此制定科學、合理的救援方案。同時，通過遠程監控攝像頭搭配數字微波通信，指揮中心還能對火災現場的整體情況進行實時觀察，全方位掌握救援進展，及時調整救援部署，為保障消防救援工作的順利進行提供數據支撐和決策依據。

三、促進數字微波通信在消防應急通信保障中發揮作用的策略

（一）加強專業人才培養

1.定期組織專業培訓課程。鑒于數字微波通信技術的專業性與復雜性，消防隊伍應周期性開展系統培訓，邀請業內資深專家、學者以及具有豐富實戰經驗的技術人員進行授課。課程內容不僅要涵蓋數字微波通信的基礎原理，如信號調制解調原理、微波頻段特性等理論知識，還要深入講解設備操作的細節，包括不同型號數字微波通信設備的開機、參數設置、信號調試等實際操作流程以及設備日常維護要點，如設備的清潔、零部件的定期檢查與更換等[8]。

2.構建內部交流機制。在消防隊伍內部搭建交流平臺，定期組織經驗分享會，讓在實際救援行動中操作過數字微波通信設備的人員分享經歷，如在某次大型災害中，如何在復雜電磁環境下快速調整設備參數保障通信暢通或在偏遠山區如何巧妙利用地形搭建穩定的通信鏈路等。同時，針對可能出現的突發通信故障，如信號中斷、干擾嚴重等情況，共同探討應對策略，以增強整個消防通信保障隊伍的實戰能力。

（二）持續優化設備性能與功能

1.提升抗干擾性能。研發機構與設備制造商應針對消防應急通信場景的特殊性，深入研究復雜電磁環境下的干擾源特性。通過改進調制解調算法，采用更先進的編碼技術，如低密度奇偶校驗碼（LDPC），增強設備對干擾信號的識別與過濾能力。同時，優化設備的硬件設計，采用高屏蔽性能的材料制作設備外殼，減少外界電磁干擾對設備內部電路的影響，確保設備在火災現場等強電磁干擾環境下穩定工作。

2.拓展通信距離與傳輸速率。為滿足大型火災事故現場遠距離通信需求，研發更高功率、高增益的微波發射與接收天線，優化天線的方向性與波束寬度，減少信號傳輸過程中的衰減。在傳輸速率方面，利用更寬的微波頻段資源，結合多輸入多輸出（MIMO）技術，增加數據傳輸通道，實現高速率的數據傳輸，滿足高清視頻圖像、大量傳感器數據等快速傳輸的要求[9]

3.增強便攜性與易用性。設計更輕便、緊湊的數字微波通信設備，采用輕質、高強度的材料，降低設備重量。同時，優化設備的操作界面，采用簡潔直觀的圖形化操作界面，減少操作步驟，方便消防救援人員在緊急情況下快速上手操作。例如，將設備的關鍵功能設置為一鍵操作模式，在災害現場爭分奪秒的情況下，消防救援人員能迅速完成設備的部署與啟動，建立通信鏈路。

（三）建立完善的設備維護與管理體系

1.制定嚴謹的維護計劃。依據數字微波通信設備的使用頻率、工作環境等因素，制定詳細的定期維護計劃。規定設備的日常檢查項目，如設備外觀是否有損壞、連接線纜是否松動等；每周進行一次深度檢查，包括設備內部電路的檢測、關鍵零部件的性能測試等；每月進行全面保養，對設備進行清潔、校準，更換易損零部件。

2.構建設備管理數據庫。運用信息化手段，建立設備管理數據庫。詳細記錄每臺設備的采購時間、品牌型號、技術參數、使用單位、使用頻率、維護記錄、故障維修歷史等信息。通過對這些數據的分析，利用大數據技術預測設備可能出現的故障，提前安排維護與維修，降低設備故障率。

3.設立應急調配機制。當某一地區發生重大火災或其他災害，導致數字微波通信設備需求激增或現有設備出現重大故障無法及時修復時，應急調配系統能夠迅速從周邊地區或備用設備庫中調配設備，保障消防應急通信工作不間斷。同時，制定詳細的設備調配流程與應急預案，明確各部門在設備調配過程中的職責，確保調配工作高效、有序進行。

（四）推進與其他通信技術的融合應用

1.與衛星通信融合。在偏遠山區數字微波通信信號受地形、距離限制難以覆蓋的區域，借助衛星通信的廣覆蓋特性，作為數字微波通信的補充。衛星通信可用于傳輸一些關鍵的語音指令、低分辨率圖像以及重要的文本信息，確保在極端環境下消防指揮中心與現場救援人員之間的基本通信聯絡。例如，在森林深處發生火災時，數字微波通信設備難以到達，此時通過衛星通信終端，現場消防人員可以向指揮中心匯報火災大致位置、火勢初步情況等信息。

2.與無線自組網技術結合。在火災現場復雜多變的環境中，無線自組網技術能夠快速構建臨時通信網絡。將數字微波通信與無線自組網技術相結合，利用數字微波通信建立骨干通信鏈路，保障大容量數據的傳輸，如高清視頻圖像的回傳；利用無線自組網技術實現現場局部區域內消防救援人員之間的靈活通信，如在建筑物內部，消防救援人員可以通過無線自組網設備實時溝通救援進展、共享現場信息，增強現場通信網絡的自適應性與靈活性。

結語

綜上所述，數字微波通信憑借其強大的抗干擾性、靈活部署及高效數據傳輸能力，在消防應急通信保障中發揮著關鍵作用。隨著技術的持續發展，未來數字微波通信有望與更多先進技術協同，為消防應急通信提供更可靠、高效的保障，守護人民群眾的生命財產安全。

參考文獻

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