消防滅火救援中的5G技術運用研究

■ 蘇亞輝 邯鄲市消防救援支隊

通信技術與人類生活越來越密不可分，在滅火救援戰斗指揮調度中無線通信技術同樣起著重要的作用。因此，充分利用5G 技術對提升消防救援隊伍的綜合實力，更好地為人民群眾保駕護航具有重大意義。在現代都市中，高樓林立，建筑物比較密集，并且內部結構也比較復雜，一旦發生火災救援是比較困難的。在救援的過程中，如果消防人員對火災現場的情況有準確的把握，就可以讓救援工作開展得更加順利，減少人員傷亡和財產損失。文章在4G 通信技術已經在消防滅火救援指揮中開始運用的情況下，探究5G 移動通信技術在火災救援中如何發揮更大的作用，更好地保護人民的生命財產安全。

一、5G 通信技術概述

第5 代移動互聯網通信技術（簡稱5G）是中國新一代蜂窩移動互聯網通信技術。它的主要優點就是，數據傳輸速度可以大大超過先前的蜂窩互聯網，最高達到了10Gbit/s，比當前的有線網絡都要快，比先前的4G LTE 蜂窩互聯網快了100 倍。同時，它還具有相對較小的網絡延時（更快的響應時間），一般小于1 毫秒，而4G 則為30～70 毫秒。此外，由于5G 網絡支持了更大面積的設備連接，每平方千米連接設備數量就達到了100 萬個以上，從而能夠達到理論上的“萬物互聯”。高效、少延時、多接入設施這三個特點，是與以往幾代移動通信技術相比明顯的進步。5G 通信技術對消防滅火救災指揮系統的發展具有重大意義，可以實現快速信息傳輸，進行科學有效的分析決策，從而實施及時救援。因此，為增強中國消防系統的火災救援力量，應該加快5G 技術的研發腳步，把5G 技術盡快運用到消防滅火指揮救援中去。

二、無線通信5G 技術的特點

在20世紀80年代，出現了模擬通信，實現了語音通話。接著，數字通信跟隨著90年代的科技步伐，相繼實現了格式轉換、互聯網訪問等功能。2019年，數字通信進入了第5 代移動通信技術，即5G 的新時代。與僅向民眾提供通信服務的2G、3G 和4G 不同，5G 在設計之初就考慮了人與物之間以及事物之間的連接。除基站峰值速度要求之外，由世界通訊聯合會認證的5G指標中還包含了七個主要技術指標，如用戶體驗速度、頻譜利用率、互聯網和移動服務、業務空間容量、網絡連接密度和延遲時間等。5G 為使用者創造了無限制的信息存取權限，使得人和物都能夠自由享用數據，從而在不受時間和空間限制的情形下，讓個人、公司和社區獲益。大規模寬帶、大規模接入、連續的廣域范圍、超低延時和高度安全性以及5G 技術中的其他特性將在物聯網、大數據分析和電子商品交易等物理和信息技術空間領域中起到不可估量的影響。并且同時促進了人工智能、機器人、智能交通、智能醫療、自動駕駛和工業自動化等行業的應用程序開發。同樣，5G 技術也將在智慧消防方面取得突破。

三、消防救援中通信技術的使用現狀

（一）通信技術的局限性

在日常消防救援行動中，時間至關重要，如何更快、更準確地接收信息對消防決策指揮來說非常重要。在調度過程中，前方指揮部必須發送信號以完成諸如整合地理信息圖形、可視化指揮與調度、大數據分析與決策等任務，時間緊迫任務繁重。由于現有設備的傳輸效率低，導致設備性能與現場要求不符。

（二）設備之間不兼容

當前，各大通信設備制造商使用的通信協議和技術標準大多是不同的，甚至同一類型的設備都使用不同的通信技術，例如一部分消防救援人員使用350MHz 警用頻段的手持無線電對講機，另一部分消防人員使用數字技術利用集群通信系統和公共網絡進行語音傳輸，不受頻段的限制。各種對講機不是普遍通用的，必須單獨購買，這不僅造成資金浪費，而且還給管理人員和一線作戰人員在消防救援現場的信息溝通帶來不便。不同的通信設備由于通信技術標準的不同而互不兼容，極大地影響了消防救援作戰效率。

（三）通信配置陳舊

消防應急通信技術的研發相對較慢。目前，一般使用350MHz 無線對講系統，該系統可以通過無線電進行通信，但設備的傳輸距離受功率的限制，大多在1～3km 之間。并且，設備對信號非常敏感，在惡劣的環境中，例如在山區、高溫、輻射等環境中，信號很難保持穩定，很難有效地傳達信息。就視頻通信而言，視頻傳輸設備已經統一并普及，但其中大多數仍依靠4G 及以下專用網絡，傳輸視頻的清晰度和流暢性還有很大的提升空間。

（四）信號格式融合性差

目前，消防救援隊伍裝備的各種通信工程設備，使用的數據通信協定內容與標準完全不同，各種設備互通困難。所有通信工程都必須單獨建設，花費了大量人力物力資源。另外，各種電子設備在事故救援現場的運用中也不夠多方面，因此現場指揮員通常需要攜帶各種電子通信工具，既要利用350MHz 對講機完成現場指示與調度，同時還要利用GOTA 對講機、4G 圖傳等信息系統，與各個指令中心完成消息傳遞執行，尤其是在某些通信環境較惡劣的地區，更大大延長了一線救援現場信息和指揮員決策命令的傳遞執行時間。

（五）技術可擴展性不強

按照當前消防工作信息化建設需求，各類滅火救援指導中心都需要進一步整合完成滅火救援指導的實戰化演示、地理信息系統與圖文集成、實時可視化指令調度管理、大數據分析決策等多種功能，這就需要更為平穩的數據信息傳輸系統和更高的傳輸速率，也就對消防通信裝備的實用性有了更高的需求，而目前通信設施一般都是采用一些傳統通信技術設備，由于傳統通信技術設備的局限，根本就無法滿足這些需求。

四、5G 移動通信技術在消防滅火救援指揮中的功能

（一）動態監控火災現場情況

因為現代工程的復雜性，失火狀況往往較為緊急，所以火災發生時，現場的人員和物資狀況往往是很難掌握的，在很多火災事故中，都會有大批的人員被困，消防人員也面臨著嚴峻的考驗，不僅需要救人，還需要救火。他們需要對火災現場有充分的了解，才能更好地進行人力物力的分配，開展救援工作。如果把5G 移動通信技術運用于消防滅火指揮中，就可以將建筑各層平面圖、動態監控圖像等重要信息實時傳送到現場指揮員的有關設備上，為指揮員提供準確可靠及時的決策輔助信息，幫助消防員更加順利地開展救援工作，及時科學地設置水槍陣地，實現精準高效的滅火救援。

（二）為消防員做出安全提示及危險預警

發生火災的地區通常內部環境都比較復雜，大部分建筑物內有一些易燃的危險物品，如化學危險品、煙花爆竹、燃料等，這些物品一旦被引燃，就會發生大面積爆炸，造成嚴重火災。因此在發生火災之后，消防員必須要了解在火源周圍還有沒有這樣的易燃物品，以防在救援時發生爆炸，造成更多的人員傷亡。而5G 移動通信技術就可以為消防員提供危險品信息提示，如危險品的位置、圖像等，使消防員能夠及時了解相關情況，做出正確的決策，防止火災事故進一步升級。

（三）動態管理消防力量

利用5G 通信技術和設備定位信息系統，指揮員能夠及時掌握到場消防救援人員、撲救機動車輛、消防工作器械及有關物資的狀態和位置，將它們和起火現場情況進行分類比較，判斷撲救力量的分攤是否有效合理，從而對撲救情況實施準確有效的動態過程監控，科學地應對每一次起火事件。同時在救援過程中，利用5G 通信技術對救援人員實施動態的監視，可以保障救援人員的生命安全。

（四）強化高效暢通的指揮保障體系

今后，各地將加速開展消防緊急通信裝置建設，逐步建立網絡中央監控機械室、衛星地面站、信息融合等網絡平臺，在5G 標準成熟統一之后，逐步實現衛星通信指揮車、輕型衛星便攜站和輔助器具等重要技術裝備配置，完成關鍵通信裝置的全面覆蓋。我國應該逐漸探索統一跨地域和復雜環境下的緊急通信保障訓練操法，固化建立適合各種災難處理的緊急通信保障模型。各級消防救援部門應該定期進行綜合性拉動訓練，形成與屬地政府部門、通信主管部門、消防重點單位的有效合作保障機制。

（五）打造協同高效的業務應用體系

各級消防救援部門都應當強化信息通信隊伍建設，形成一支能嫻熟運用裝備、掌握系統性能技術參數的應急信息通信與保障隊伍。并開展消防大數據處理分析與深度運用，構建一套集城市遠程監視、實戰指導調度、數字化應急預案制定與管理等功能于一身的綜合指導調度系統，以促進內部數據及時更新，擴大對外資源共享。同時，還可開發基于5G 通信技術的個人無線行動通信設備，并融入環境監控、人工智能、VR 虛擬現實等現代技術，逐步實現一線消防救援人員使用單一電子設備就可以及時接收指揮員的調整指令，并準確地評估現場狀態、收集現場數據、推演災害發展過程等，使得現場指揮員獲取的信息更為準確，決策更為科學。

（六）就近調配消防力量

由于城市道路情況錯綜復雜，出現火災時消防人員和設備難以迅速到達現場，會導致火勢擴大，嚴重威脅人們的生命財產安全。如果使用了5G 通信網絡系統，就能夠利用網絡的智能分析分配火災事故附近的滅火力量，并就近進行人力物力調整，不但能夠節約時間，進行更有效的救災工作，同時指揮系統終端還能夠對火災現場附近的供水、物品資源等做出有效分析和合理調整，為火災救援提供物力支持。由此可見，5G 技術在就近調配消防力量方面有著至關重要的作用。

（七）構建遠程救援系統

在5G 無線通信技術的全面運用下，利用VR、AR科技，搭建出智慧、現代化的遠程救災體系。線上指揮員能夠通過AR 智能眼鏡、VR 視訊裝置等，接收到場景狀況傳送，各地的網絡平臺與終端用戶均能夠直接接收到高清畫面，后方指揮人員能夠更加清晰地觀察火場內的實際情景，從而實現消防救災遠程實戰指導。專家以及指揮人員也能夠隨時隨地根據火場變化，適時制定最佳戰略措施，將命令及時傳遞給前線指揮人員。5G 無線通信技術的重要作用，體現在能夠跨平臺進行協同作戰，打破了以往必須趕赴現場指揮的局限，在極大程度上提升了救災效能，為人民生命財產安全帶來了更強有力的保護。此外，在遠程醫學救護中，比如在將傷者送到醫院的路上，也能夠通過VR、AR 等新科技，和醫生進行遠程溝通，從而給醫生更充裕的時間提出救治預案，進行一定的緊急準備，為挽救生命爭取寶貴時間。

五、結語

綜上所述，隨著經濟的迅猛發展與技術的飛速進步，社會環境日益復雜多元，突發事故的出現概率和事故規模也呈增長趨勢，使得緊急救援工作面臨著極大的挑戰。作為突發事故救援的中堅力量，消防部門承擔著處理各種危險情況和事件的任務，時刻守護著人民的生命財產安全。為了實現更迅速、正確、高效地處置突發情況，最大限度地挽回國家和人民的損失，除了培養一支反應快速、作戰能力強的應急救援隊伍之外，還必須具備強大的緊急通信網絡。為此，當前亟須加快應急救援通信保障的現代信息化管理建設速度，以及時掌握突發情況，進一步增強搶險救援能力。5G 技術在消防救援的現代信息化管理建設中進行廣泛應用是網絡信息時代快速蓬勃發展的必須態勢，是業務領域快速蓬勃發展的必須需求，是提升消防救援部門反應速率、救災效率、指揮信息靈敏水平的關鍵。因此，我國消防救援部門要積極進行5G 技術的運用，以進一步提升應急救援信息化管理水平，為經濟平穩快速發展、為民眾平安生活作出積極的貢獻。