基于無線Mesh網絡的建筑物內消防應急通信組網技術分析

摘" 要：在建筑物內應用無線Mesh網絡組網技術設計消防應急通信體系，是目前優化消防應急通信時效性的關鍵依托，有利于提升應急救援能力。該文簡要分析無線Mesh網絡類別與價值，深入研究建筑物內消防應急通信常見阻力，通過細化組網建設架構、完善技術應用設施、優化技術終端節點和科學配置技術參數等要點的闡述，促使消防應急通信工作在新網絡技術輔助下得到深改革。

關鍵詞：無線Mesh網絡；路由器；救援；消防應急通信；組網技術

中圖分類號：TU998.1" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）11-0189-04

Abstract： The application of wireless Mesh network networking technology in buildings to design fire emergency communication system is the key to optimize the timeliness of fire emergency communication， which is helpful to improve the ability of emergency rescue. This paper briefly analyzes the category and value of wireless Mesh network， makes an in-depth study of the common resistance of fire emergency communication in buildings， and promotes the reform of fire emergency communication with the assistance of new network technology by refining the construction structure of network， perfecting technical application facilities， optimizing technical terminal nodes， scientific configuration of technical parameters and so on.

Keywords： wireless Mesh network; router; rescue; fire emergency communication; networking technology

無線Mesh網絡實則是指無線網狀網絡，屬于繼無線中繼網絡之后出現的新型無線技術，因其具有網絡自我修復與自動化配置同步、使用便捷等優勢，而逐漸應用于消防通信領域。在我國全面施行消防應急通信保障計劃期間，建筑物內如何快速高效落實救援工作，已然成為工作重點。尤其在復雜網絡環境下，推進新技術的應用，將消除傳統通信技術束縛，促成通信信號全范圍覆蓋建設目標。

1" 無線Mesh網絡主要類別與應用價值

1.1" 類別

無線Mesh網絡在傳遞網絡信息流程中，節點之間的數據傳遞具備廣泛的傳遞渠道，且節點具備信息傳遞與接收雙重功能。在對其類別予以研究時，根據節點標準可細分為3個類別，即路由器、客戶端及網關，此3類節點類別均可實現網絡信息的實時傳遞，經過無線技術的導向，即可給予關聯服務。尤其在客戶端節點類別中，不易受外在干擾影響，能持續保持穩定的信息傳遞狀態，就此在增強型客戶端干預下，優化網絡信息傳遞效果。若以結構為分類依據，可整合成分層、平面及混合型無線結構。所謂的平面結構是指在信息傳遞階段，能通過對等節點設計方式，于客戶端、節點之間建立協調關系，進而在該結構指引下改善網絡通信成效。至于分層結構，是借助骨干網絡完成節點共聯。隨著骨干網絡規模的擴增，網絡通信誤差也能隨之減小，以便維護網絡通信持穩性。而對應的混合型結構，是融合這2種結構特性，達成高效通信目的的關鍵類別。

1.2" 價值

由于建筑物內應用的消防應急通信組網技術，需要具備較強的穿透力，以滿足多層建筑空間內的通信傳遞需求，故而應一改當前通用網絡技術，積極引進無線Mesh網絡技術，便于消防員在參與建筑物內救援活動時，可以準確掌握現場火情信息。事實上，之所以要全面運用無線Mesh技術，是因為該項技術具有顯著的實踐價值，并集中表現在以下3個方面。

第一，簡單化布設。該項技術在實際應用中僅需簡單分布結構，即可獲得滿意的通信效果，將其用于消防應急通信領域，能提升技術應用時效性，避免頻繁調試網絡，耽誤正常使用進度，對于技術人員而言，也能更快速地完成布設任務。

第二，應用性突出。建筑物內一旦發生火災需要立即展開救援，最大程度保障空間內人員安全。而該項技術運用于應急通信中，即使處于火災環境下，也能保持較強的抗干擾力，就此實現整個救援活動的順利進行，特別是在非視距范圍內，亦能達到理想化救援效果。所以，該項技術具有突出的適用性價值[1]。

第三，穩定性好。以往在無線網絡技術實際應用中，很容易因路由器在火場出現異常運行狀態，而造成通信中斷等后果。不但影響救援信息的更新速度，而且還會在信息傳遞中無法獲得可靠的通信保障，繼而加劇消防應急指揮決策的錯誤風險。而該項技術能夠在信息傳遞中形成多渠道，避免在唯一路徑下遇到阻礙，最終保證有用信息得到快速有效傳達。鑒于此，無線Mesh網絡技術在消防應急通信組網建設中值得應用。

2" 建筑物內消防應急通信常見阻力

消防應急通信工作中，往往需要在現場總指揮的帶領下，經由副總指揮，為救援行動組、調度指揮組、通訊保障組、政治工作組、后勤保障組及新聞宣傳組等多部門下達救援指令，而在每個部門中也包含具體的指揮員與戰斗員，為了增強救援能力，降低人民生命財產損失，務必實現綜合信息的實時傳遞，包含火情蔓延程度、救援物資補充、人員現場分配及緊急傷情救援等，這些信息的及時傳遞將決定救援成功率，且需要通過無線網絡技術促進信息實時傳遞。然而，對目前建筑物內應用的消防應急通信成果展開分析，多存在一定阻礙，要想充分發揮救援資源的實際效能，理應立足于現有技術應用成果予以優化處理。

2.1" 通信過程有干擾

在建筑物內開展消防應急通信工作，需要保證通信技術具有較強的抗干擾能力，尤其隨著建筑材料的更新換代，如何保證通信信號順利穿透建筑墻體，是當前技術改革主要方向。然而，在實際救援過程中，位于火災現場的作戰人員，常因無法順利反饋現場救援信息而傷及自身安全，甚至是出現火情把控不當等問題。因火災發生后，會逐漸呈現高溫、低可視度和高濃度煙氣等現象，若無法依靠通信設備傳遞信息，或在傳遞信息期間遭遇通信干擾，必然增加消防救援風險。所以，要保證新引進的技術體現出抗干擾優勢。

2.2" 通信范圍有盲區

在我國深度落實生命至上理念的背景下，啟動了消防應急通信隊伍組建計劃，通過擴大消防規模，有效維護人員安全。在實際調查中不難發現，仍有部分建筑物內存在通信盲區問題，致使在救援過程中，某些盲區處出現接收不到通信信息，這樣必然降低安全管控水平。此外，部分消防隊伍采用的通信設備與現場組網結構不符，無法滿足消防救援實際所需，繼而形成了更為復雜的救援環境，而且出于通信建設資金保障不足原因的考慮，也會適當影響通信質量。因此，擴大通信涉及范圍，減小或完全消除通信盲區，應成為技術改革的基礎事項。

2.3" 缺乏技術統籌

消防應急通信事項的實施，還需要先進網絡通信技術的支撐。因救援過程中，需要作戰人員、指揮員及其他參與救援工作的人員保持密切溝通，故而應實現救援信息的統籌管理。而目前顯然創造的技術條件違背信息統籌標準，未能從全局審視火情，繼而削弱指揮員的引領指導職能。若長時間無法解決技術統籌問題，將不能從根本上展現救援崗位價值，也會發生救援資源損耗、救援場面混亂等不良后果[2]。

2.4" 缺少專業配置

消防應急通信組網技術的應用是夯實公共安全保障的核心基礎。從現有組網技術應用效果分析，技術層面上缺少專業配置，無論是技術設施還是技術人員，都未能真正滿足技術改革需求。比如在專職人才配置部分，為了順應體制改革環境，落實待遇調整政策，致使某些從事消防通信工作的在編人員提前離崗。隨著通信人才的流失，后續開展的救援工作將缺少一定的技術指導，而配備的技術設施也會因通信技術人才的離開得不到及時升級，進而對新時代消防應急通信工作造成阻力。

鑒于此，理應依據上述多項常見問題，有針對性執行技術改革計劃，彰顯開發無線Mesh網絡技術實踐價值。

3" 基于無線Mesh網絡的建筑物內消防應急通信組網技術要點

3.1" 細化組網建設架構

以無線Mesh網絡推動建筑物內消防應急通信組網技術改革，需要先行建立細致的組網建設架構，而后按照既定計劃搭建技術平臺。在組網建設階段，應對路由器與無線接入點進行多對一連接，自此擴大信號覆蓋范圍。而后在連接完成后還要在客戶端與路由器端建立連接關系，進而在多重連接操作下，促使多方網絡主體共同組建成網絡結構，即無線Mesh柵格狀結構。此外，完成連接后還要對無線接入點進行智能化改造，使之具備自動化連接與網絡延展功能。尤其在網絡服務區域內連接網絡設備，可實現網絡接入點的自動化識別，確保在發生火災時，能快速實現網絡通暢。為了深化通信效果，還可以采用Mesh路由器，在此路由器輔助下，削弱通信網絡服務中的信號干擾。

在組網建設架構設計期間，除了按照上述內容進行網絡結構細化處理外，還要注重網絡連接的靈活性。大體上可以將組網技術的應用對象歸為2個類別，即終端用戶與基礎設施。前者是通過網絡狀，實現網絡接入點的有效連接。由于網絡架構內分布的網絡節點具有可調節性。所以，該網絡結構下能夠不受時間因素的影響自由使用通信網絡。但需注意的是該結構下容易出現局部不覆蓋狀況，相比較其他網絡通信結構通信速率將得到適當提升。后者可以實現網絡接入點與移動端連接路徑的自由選擇，因連接渠道更加多樣，可以避免在通信中出現信息異常傳遞問題。而且基于該組網結構應用無線Mesh網絡技術還具有經濟性突出、大范圍覆蓋的優勢。按照上述網絡連接類型分析技術改革成效，即可了解到：在無線Mesh網絡技術輔助下，既能增強網絡信息的傳遞時效性，又能避免網絡信號遭遇大量干擾，整體上建立的網絡通信結構與消防應急通信工作高效救援目標相一致。尤其在高層建筑空間內，能利用該網絡結構強化現場反饋效果[3]。

3.2" 完善技術應用設施

在消防應急通信中運用無線Mesh網絡技術優化組網建設，還要針對技術應用設施予以完善，既要做好技術設施配備工作，又要依托消防領域救援標準建立專項服務設施。通常情況下，該技術領域內所需要的組網設施多以無線接入點、無線Mesh路由器、終端設施為主，具體型號可以根據實際測試結果選出合乎建筑內部構造條件的設施。常用設施型號包括TP-LINK路由器、TL-WDN5200H無線接入點和筆記本終端設施等。隨著對技術設施的緊密連接，即可充分發揮無線Mesh網絡技術價值。即按照無線子網→無線接入點→網絡服務器→無線Mesh路由器→終端設施的流程有序連接，促使建筑物內布置的技術設施，能展現出高時速、低時延特性。而且使用的路由器設施，也要注重設施本身的續航性與實際容量，以便無線網絡服務為消防工作的有效落實創造優良通信條件。與此同時，需要加強組網基站的合理設計，使基站工作時間足夠持久。比如建設帶有語音通信功能的組網基站，其工作時間至少保持20 h，而圖像傳輸功能的組網基站，需要持續具備12 h以上的工作時間。

此外，基于無線Mesh網絡建設消防應急通信組網基站時，還要拓展網絡通信使用范圍。例如在該項技術參與下，可以針對便攜式網絡設施給予網絡服務，便于消防人員在救援工作中立即連接網絡，順利獲得實時指揮指令。最關鍵的是要保障網絡通信設施應用中設有網絡預警與監管功能，特別是對建筑物內的高溫區域，能依托無線網絡隨時掌握建筑物內部空間環境變化特征，繼而在險情預判中結合預警信息及早開展救援工作，最大化節省救援資源。待完善技術設施后，還要利用技術測試數據分析無線Mesh網絡組網建設成效，若運用網絡測速工具測試后得出網絡傳輸速率在100 kB/s以上，且網絡干擾較少，則認定該組網技術具有適用性[4]。

3.3" 優化技術終端節點

消防應急通信組網建設事項的落實，理應進一步優化技術終端節點。一般而言，在組網改革階段，需要先行依據消防應急通信組網建設標準確定優化方向。在消防作業中，對建筑物內的人員進行救援時，要求作戰人員隨時按照指揮員的指引調整救援戰術及救援位置，若能確保網絡通信能夠實現精準服務，可以協助作戰人員及時接收指揮信息，使之在救援中清晰地掌握現場火情變化動態。基于該工作背景，關于無線Mesh網絡的組網建設，需從終端節點方面予以改進。一方面，在終端節點導向下，可以保證現場作戰人員在使用通信設施時，能迅速反饋現場環境；另一方面，為了避免救援中設備出現網絡中斷或是自動關機狀況，還要確保網絡服務與通信設施均具備持久運行性能。尤其在狹窄空間內，盡管指揮車距離救援現場較遠，也能經過無線Mesh網絡的遠程覆蓋服務，促進通信信息的實時輸出。為了推動無線Mesh網絡服務質量的有效提升，還要從經濟角度、使用便捷性及設備尺寸等多個方面予以優化處理，即在節約技術成本的前提下縮減尺寸，使之具備易于操作的優勢。據此，終端節點優化環節，要求有關技術人員理清組網建設思路，使優化后的無線網絡技術擁有廣泛的應用范圍，便于在更多地區的建筑物內消防救援中都能順利安裝。

另外，因救援中需要先期由指揮員出具救援計劃，而后由作戰人員前往現場執行計劃。所以，應當注重指揮中心同作戰小組之間的無障礙交流。依據傳統網絡結構，一旦在信息傳輸中唯一路徑遇到阻礙，將直接引起信號丟失或通信中斷。而無線Mesh網絡技術應用背景下，能建有多個通信路徑，并且依托多節點完成信息傳輸任務，指揮中心在與作戰小組成員保持有效互動時，可以得到網絡技術的基礎保障，以及通信設備與網絡端口兩者間保持信息高效傳輸狀態[5]。

3.4" 科學配置技術參數

消防應急通信組網技術需要配置科學的技術參數。關于無線接入點有關參數的配置，需要根據不同網絡設施的規格確定參數標準。如計算機網絡IPV4結構中設定IP代碼多為192.168.0.200，而且還可在組網建設階段，針對無線接入點開展加密處理，切實提升數據傳輸安全性。而且在技術參數配置中，可以先行按照IP地址及代號密碼等內容手動輸入，之后結束配置步驟，每一項配置行為都要分析其可行性。而在無線網絡技術參數配置期間，需在網絡設備的技術參數設置范圍內按照提示有序展開設置，這樣才能維護網絡安全。

其中較為主要的是，在建設上文提到的語音通信及圖像傳輸組網基站時，也要注重參數的合理性。如語音通信組網基站中要求其發射功率包含45、10、25 W 3種可調節類型，而最低頻率為350 MGz，最高頻率為400 MHz，并且可以借助5G通信技術搭建無線通信結構，促使消防作戰人員始終與指揮中心保持實時溝通關系。圖像傳輸基站建設中，要求發射功率為10 ～20 W，對應的網口數量至少應為1個，光口接口應為2個以上，整體吞吐量高于80 Mbps，并且所建基站都要具備定位功能，可為網絡設備提供流暢的通信服務。在技術參數設定過程中，還可以在網絡通信軟件中發揮無線網絡技術優勢。例如在強化語音功能時，可以在通信設備上建立專項語音模塊，之后設定場景化應用功能，提供語音技術服務，將分場景確定服務范圍，保證消防作戰人員在參與救援活動時，能根據場景特征選定語音軟件功能，增加無線網絡服務的精準性。考慮到語音技術對消防應急通信工作效率及消防作戰人員安全具有較大影響，理應加大對語音技術參數的完善力度，其技術部門需依據語音技術實施深層次開發，以此增加語音信息傳遞清晰度，促進通信信息準確傳遞。

4" 結束語

綜上所述，在建筑物內針對消防應急通信工作進行技術改革，應當充分運用無線Mesh網絡組網技術，這樣既能減小救援盲區范圍，又能拓展網絡覆蓋區域，促使我國應急救援工作取得顯著成就。故此，應從組網建設架構、技術設施、終端節點及技術參數等方面著手，以期引入新技術后，能夠真正意義上強化我國消防應急通信能力，切實保障民眾生命安全，促進通信信息無障礙傳遞。

參考文獻：

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