火災救援現場通信保障系統的構建

高霽月

（咸陽市消防救援支隊，陜西 咸陽 712000）

0 引 言

近年來，我國消防火災防治的整體意識和能力得到了穩步提高，火災發生的數量呈現出了明顯的下降[1]。但是，通過表1中近5年來我國火災數據統計可以看出，雖然全國范圍內火災造成的死亡和受傷人數呈現出了持續的減少，但火災造成的直接財產損失卻表現出居高不下的態勢，火災仍然是影響國家和社會財產安全的重要因素[2]。火災救援作為挽救或者減少火災引起的人員傷亡和財產損失的主要方式，其作業活動開展的效率與效果至關重要。在火災救援作業中，通信保障能力的強弱直接關系到復雜環境下火災救援的及時性和準確性[3]。因此，構建更加完善的火災救援現場通信保障系統是當前通信技術應用的重點領域，也是細化通信技術應用的明確方向。

表1 近5年來我國火災數據統計

1 火災救援現場通信保障的難點

在火災救援中，救援現場既是火災破壞的中心現場，也是火災救援難題的集中地。在復雜的現場環境下，現場通信保障工作通常面臨諸多的難點和問題，較大程度上限制了通信系統運行的效率和效果，進而影響到火災救援的進度和效果。

1.1 原有通信設施部分受損，系統癱瘓

火災的發生往往使火場內部及火場周圍的通信基站和光纜等地面基礎通信設施被損壞，這造成火場內部及火場內部與火場外部之間的通信系統功能癱瘓，無法實現及時有效的火場通信，導致基于原有通信系統的通信保障工作難以有效開展。例如，2020年3月底發生的四川涼山州木里縣火災救援中，由于大火損壞了部分基站等基礎通信設施，導致部分火場區域的3G、4G地面移動通信網絡長時間出現中斷，影響了火災救援現場信息傳遞與交互[4]。

1.2 空間內部通信能力薄弱

在進行居民樓或者隧道等現場作業時，經常會出現空間內部通信能力薄弱，信號接收和發送不及時的問題。顯然，這種較弱的空間內部通信能力會直接影響到現場的空間定位和實時通話，進而增加救援現場作業的難度和危險。同時，空間內部的通信活動可能會受到來自其他方面電波等因素的干擾，進而造成有線的通信能力被削弱等情況。例如，在隧道救援中，現場的通信能力很容易受外來電波干擾、互調干擾、鄰道干擾以及同波道干擾等情況影響，出現通信能力偏弱，通信內容失真或者噪音過大等問題，影響現場的通信效果。受空間內部通信能力有限的影響，火災救援現場往往面臨火場內部通信及火場內部與火場外部通信不暢的情況，導致火場救援難度大[5]。

1.3 火場內部通信盲區死角多

無論是實施森林火災救援，還是建筑樓宇內部火災救援，火災現場通信保障方面普遍存在盲區死角多的情況，并且消防救援隊伍內部對救援現場的盲區死角分布情況缺乏全面、準確的把握，導致即使使用了車載通信基站和背負式超短波基站也無法完全保障火災救援現場內部通信通暢性。這直接影響到消防救援的效率，甚至可能使參與救援的人員陷入十分危險的境地。

2 火災救援現場通信保障系統構建的策略

面向火災救援現場通信保障系統的構建應當重點關注兩個問題，即通信系統的閉環運行和通信系統運行能力的提高。其中，前者保障各方主體能夠順利接收和發送火災救援現場信息，后者保障主體能夠以最短的時間發送或者接收到相關信息。

2.1 搭建臨時通信保障系統

考慮到由于火災對救援現場通信基礎設施的損壞所導致的現場通信癱瘓的實際情況，在救援現場作業時，可以利用消防救援通信車替代被火災破壞的通信基站等要件，為火災救援現場提供無線通信保障服務，使進入火場進行救援的人員可以實現即時的通信[6]。圖1為利用消防救援通信車搭建的臨時通信系統，通過救援車的通信保障功能，單個的消防救援人員可以通過手持設備或者背負設備進行簡單、便捷以及實時的通信，從而在短時間內接收和傳遞重要信息，提高消防救援現場通信的效率和效果。事實上，隨著消防應急通信車載通信基站的逐步投入使用，構建圍繞火災救援現場的消防通信保障系統已經成為可能。

圖1 臨時搭建的通信保障系統架構

2.2 使用動態移動通信信號檢測設備識別火場內部盲區死角

面向移動通信信號檢測的動態反饋移動通信信號傳輸檢測儀是近年來開發的一種動態性信號傳輸狀態跟蹤檢測設備，其可以對特定區域內信號傳輸的穩定性和耗時性進行即時、動態以及持續地檢測，從而幫助消防救援隊伍更好、更快地確定火場內部的通信盲區和死角，為車站中繼站和背負式超短波基站在現場的部署提供精準的信息支持。與傳統的信號檢測儀不同，新的信號檢測儀主要由電源、時鐘信號檢測單元、總線信號檢測單元、編口信號檢測單元、電路信號檢測單元以及其他信號檢測單元構成，除了可以保證信號檢測的穩定性和持續性以外，還可以提高信號檢測的范圍和效率，使信號檢測結果能夠在較短的時間內產生并傳遞給參與火場救援的相關人員，提高信號檢測的效率和效果[7]。例如，在圖1中，臨時指揮中心通過配套的信號檢測設備檢測到火場內部的通信盲區死角，將其提前告知參與救援的人員，并將盡可能多的中繼設備投放到信號傳輸較弱的區域，從而減少甚至消除信號傳輸盲區死角，使火災救援現場通信保障系統的保障功能得到強化[8]。

2.3 利用衛星便攜站提高火場通信效果

對于火場內部空間通信能力薄弱的問題，要通過配備小微型衛星便攜站來提高進入火場的消防人員的通信能力和效果，使火場內部及火場內部與火場外部之間能夠實現高質量的通信。例如，在消防救援時，可以配置相應的背負式衛星便攜站，使救援小組隊員能夠通過手持音視頻采集終端采集火場內部相關信息，并通過網絡實現現場情況的實時回傳，推動現場救援工作的開展。同時，為減少火場通信遭受干擾的強敵，可以在現場增加發射臺的發射功率，以增強信號傳播的效果，使火場內部的通信質量得到保障。例如，在現場救援過程中，指揮部可以在每隔一段距離的位置設置一臺中繼臺，以解決信號因為干擾等因素而減弱的情況，確保現場救援的通信保障能力。

2.4 架設寬帶多媒體集群通信基站

寬帶多媒體集群通信基站是通過在火災現場架設相應的通信基站來實現火災現場語音、圖像以及數據的交互平臺，為包括救援人員和被困人員在內的多元通信主體提供火災現場的無線信號支持，以保障火災現場內部人員之間以及火災現場內部人員與外部通信指揮車之間的視頻、圖像及數據實時傳輸，確保火災現場救援指揮工作的順利、有效開展。寬帶多媒體集群通信基站的架設需要注意通信網絡性能的兼容，保證基站能夠同時提供3G、4G以及5G等不同類型網絡通信運行的需要，這樣才能夠保證火災現場使用不同終端的被困人員能夠實時將相關信息傳輸出去[9]。同時，在集群通信基站架設過程中，要充分考慮火災救援現場可能出現的信道繁忙、信號覆蓋盲點較多以及部分時段互通率較低等問題，并通過建立數字化的通信集群來解決頻率緊缺的問題。與常規的通信模式相比，數字化通信集群的模擬信道所占用的帶寬可以滿足4組人員的同時通話，并且這種集群實現通信的話音比較清晰，抑制載波干擾的能力比較強[10]。

3 結 論

構建先進、有效的火災救援現場通信保障系統是當前火災救援作業開展過程中重點關注的問題，也是提高火災現場救援效率與效果、減少火災救援損失的有效措施。考慮到當前火災救援現場作業活動開展的實際情況，相關主體要通過搭建臨時通信保障系統，利用衛星便攜站提高火場通信效果，使用動態移動通信信號檢測設備識別火場內部盲區死角，架設寬帶多媒體集群通信基站等方式來構建相應的通信保障系統，切實解決消防救援現場通信保障的難點問題。當然，上述措施更多地是針對當前火災救援現場通信的難點提出的相關破解策略，需要在消防救援通信保障實踐中與原有的系統構建和運行情況相融合，迭代出新的系統，才能夠真正發揮這些技術和措施的效果。