火場綜合定位系統在地下建筑火災撲救中的應用

梁曉良

（北京市海淀消防救援支隊雙榆樹消防救援站，北京 100086）

火場綜合定位系統在地下建筑火災撲救中的應用，為消防救援人員滅火救援工作的安全有序開展創造了有利條件。火場綜合定位系統具有多種定位功能，運用自組網傳輸數據，同時也具備呼救器的功能，能夠感知數據檢測，進行秒速內攻登記，明顯地提高了地下建筑火災撲救中消防救援人員的安全系數，保障了內攻的安全與作戰的安全。所以，在地下建筑火災撲救中，可以充分應用火場綜合定位系統展開火災撲救工作。

1 綜合定位系統的功能

綜合定位系統為每位參與地下建筑火災撲救的消防救援人員配置了滅火救援設備，主要包括智能空呼壓力表、生命監測手環、中繼器設備、單兵終端設備，此外，也為安全員配置了內攻掃描記錄儀、便攜式智慧基站以及移動顯示控制器（主要包括內置內攻登記軟件與后臺指揮軟件）。這些設備構成了綜合定位系統，并賦予綜合定位系統更多的功能。

1.1 多種定位功能

綜合定位單兵終端設備在地下建筑火災撲救中，當處于室外環境時，可以用北斗和GPS 定位系統來進行雙重保障定位，處于室內環境時，可以應用無線脈沖相對定位技術進行動態測量定位，從而確保各種環境條件下的無死角、無盲區、無間隔定位。通過移動顯示控制器能夠實時掌握內攻滅火和搜救人員的相對縱向和橫向距離，具體誤差可控制在0.5m 的空間范圍內，為指揮員的輔助決策和現場安全精準管控提供了可靠依據。

1.2 自組網數據傳輸

通常在山岳、地震、水域還有高層以及地下、綜合體的滅火救援現場中，時常出現公網中斷問題，此時設備能夠借助自組網快速將前后場的數據交互與互聯。每個綜合定位單兵終端相互之間設置了中繼器，另外，設備在無中繼器的情況下，也能夠實現地下兩層與地上七層數據的傳輸。

1.3 呼救器功能

應用綜合定位單兵終端，能夠實現以下報警功能：（1）實現靜止的預報警；（2）實現低電量報警；（3）實現靜止報警；（4）實現手動報警還有溫度報警，不間斷蜂鳴報警時使用可達到7 小時以上，正常待機時長可達20 小時。設備的報警系統會根據“距離優先”的原則，智能化推薦一個距離被困消防救援人員最近的隊員前去完成緊急救助任務，同時設備還具備語音播報功能，可以解放內攻作戰人員的雙手，提高滅火救援效能。

1.4 感知數據檢測功能

應用綜合定位單兵終端實現了與生命體征監測手環、智能空吸壓力表等各類物聯網設備的連接，可以實時的獲取人員的諸多信息，如心率值、空氣呼吸器壓力等數據，也可以運用自組網將這些數據信息傳輸到移動顯示控制器設備。

1.5 秒速內攻登記

地下建筑火災撲救期間，安全員可以應用內攻掃描儀設備掃描內攻人員佩戴的綜合定位單兵終端，實現了在幾秒鐘內獲取內攻人員的姓名、單位、內攻時長、空氣呼吸器壓力動態監測、所處具體位置等信息，可以針對內攻的時間長短進行安全提示，可以對空呼壓力高低情況進行檢測，發現異常情況可以智能化報警提示，確保指揮人員全面掌握內攻人員具體情況。

1.6 具有較強的抗干擾能力

火場綜合定位系統根據消防救援站具體人員來配置，為每個消防救援站設置單獨的數據傳輸鏈條，同時，運用了防碰撞技術，以防各個消防救援站一起使用系統時出現通信信號轉播與干擾問題。

1.7 高防護等級

該系統具備防爆認證與IP68 級防護，可以有效避免在火場中因高溫炙烤、水漬侵蝕、跌落磕碰造成的功能障礙或物理損壞，確保內攻人員的絕對安全。

1.8 數據對接

該系統將現有的實戰指揮平臺中數據進行對接，把綜合定位系統內數據信息傳輸到后方的指揮中心的指揮平臺，實現了為后方指揮人員提供實時作戰信息，便于指揮人員精準掌握內攻作戰人員的具體情況。

2 常見消防設備在地下建筑火災撲救中應用案例

2.1 基本情況

2021 年2 月26 日17 時14 分，位于北京市海淀區薊門橋東南角一地下空間發生冒煙，總隊指揮中心先后調派總隊、海淀支隊、軌道交通支隊三個全勤指揮部以及雙榆樹前沿指揮部，雙榆樹、八家、圓明園、西直門4 個消防救援站，16 部消防車，102 名指戰員趕赴現場處置。此次警情，正值“元宵節”及全國“兩會”消防安保關鍵時刻，恰逢晚高峰車流人流大，地理位置敏感，社會關注度高，各級領導高度重視。雙榆樹消防救援站于17 時14 分43 秒接到調派命令，出動時間44 秒，17時21 分54 秒雙榆樹消防救援站到場，行駛途中用時6分27 秒。17 時23 分32 秒救援站向總隊指揮中心匯報現場情況，按照作戰編即成立指揮偵察、滅火小組、搜救小組作戰單元，做好個人防護，攜帶裝備器材投入戰斗；同時在入口處設置安全員，利用最新配備火場定位呼救器，嚴格落實火場進出掃碼登記和內攻人員監管制度。

2.2 處置經過

17 時24 分，全體參戰人員嚴格按照作戰編成分工，助理指揮員帶領指揮偵查組鋪設水帶干線，形成水槍掩護，深入地下進行火情偵察。17 時33 分，指揮偵察小組在水槍掩護下，沿步梯鋪設救生照明線、導向繩，垂直水帶到達地下深度27 米橫向平臺。17 時35 分在平臺處設置水槍陣地，并由器材保障組運送延伸需要水帶和照明燈組，進行6 名人員輪換成立緊急救助小組。17 時38 分由縱向轉入橫向鋪設救生照明線導向繩搜索冒煙點位置。明確以“快速處置、消除影響”為核心的作戰原則。17 時47 分在橫向進深約80 米處發現冒煙部位，17時51 分滅火組延伸水帶至著冒煙陰燃部位，實施撲救，17 時57 分現場處置完畢。

2.3 經驗做法

此次冒煙事故處置，全體參戰指戰員克服了濃煙、高溫、縱向深度長、橫向進深遠等不利因素，按作戰單元用最快速度、最短時間處置災情，第一時間組織內攻，偵察控制冒煙部位，快速出水實施處置，嚴格落實戰斗展開程序，安全員制度，圓滿完成作戰任務，特別是利用最新人員定位系統，對內攻人員實施統一、有效、實時的監管，保證人員行動方位明確，狀態監測精確，定點呼叫準確，為順利完成此次事故奠定基礎。

2.4 思考展望

在過去，人們在地下火災撲救中主要是應用各種固定消防設施和移動消防裝備，分別從以下8 個方面展開火災撲救：（1）力量的調集；（2）火情的偵查；（3）火場指揮部的設置；（4）滅火救援行動的準備；（5）被困人員的營救；（6）現場排煙；（7）現場滅火；（8）火場供水。

從這8 個不同方面著手展開火災撲救，確保火災撲救任務全面和有效展開。但是，新時期，地下建筑火災滅火救援裝備器材有待創新，可以引進和應用一些智能化系統及設備進行救援，如綜合定位系統。應用智能化系統及設備才能符合新時期地下建筑火災撲救的要求，更加高效和安全地完成火災撲救任務。

3 火場綜合定位系統在地下建筑火災撲救中的應用

3.1 綜合定位網關的應用

地下建筑火災撲救中，消防救援人員要掌握綜合定位網關的功能及技術參數，這樣才能快速開展救援處置工作。綜合定位網關可以在室內、水域、密林等各類常規定位技術無法應用等消防救援場中，借助自身發射出的亞米級高精度脈沖信號進行精準定位，解決了消防定位、遇險感知、搜救撤離等各種問題。

3.2 生命體征監測裝置

應用生命體征監測裝置，定位范圍超過100m，精準定位低于10m，防護等級較高，浸水1.5m 后的2h 內依然可以正常工作。通常在地下建筑火災撲救期間，參與火災撲救人員可以應用生命體征監測裝置，根據高精度的心率以及姿態還有手臂微動的感知來判斷消防人員的人體狀態，快速地發出真實的遇險信號，還可以消除常規設備由于靜止報警功能異常所出現的誤報警。另外，伴隨遇險信號和根據發射出的亞米級高精度的脈沖定位信號，可以利用距離數值來引導隊友進行定位。

與此同時，生命體征監測裝置可以消除誤報警，過去地下建筑火災滅火撲救時所應用的設備具有的靜止報警功能，很難全面地感知人體狀態，也經常出現誤報警。而應用生命體征監測裝置，完善傳統報警設備不足，在監測期間，通過感知高精度的心率還有姿態以及手臂等，判斷真實的報警和消除錯誤的報警。基于生命體征監測裝置的凸出優勢，建議地下建筑火災撲救人員充分應用該監測裝置來進行監測。

3.3 內攻登記裝置

運用火場綜合定位系統內的登記裝置，便于消防救援人員在內攻時，可以迅速地登記參與火災撲救人員的身份以及數量還有時間以及空吸的壓力是否達標、消防救援設備是否完備等信息，也可以運用自組網等各種通信舉措將信息同步呈現給每個級別的指揮員，會自動化等提示呼吸壓力的不足以及內攻時間超時并未返還等各種預警信息，可以向指定的隊員還有小組發送撤離的命令，很好地解決掉消防預案內攻期間的安全管理問題。內攻登記裝置支持和綜合定位網關以及生命體征的監測裝置以及空吸物聯網壓力表等設備等集成與聯合使用，內攻登記的顯示終端和內攻登記器設備可以搭配著使用，并通過表格和顏色等多種手段戰士內攻的登記信息還有預警信息。

3.4 移動指揮終端

地下建筑火災撲救期間，由于作戰的環境較為惡劣，火災撲救任務較為艱巨，對火災撲救各項救援工作提出了更嚴格的要求。一要必須確保各項準備工作順利展開，二要保障內攻作戰人員人身安全。應用移動指揮終端的，消防救援人員可以利用自組網來采集和顯示現場消防員的位置，獲取生命體征還有空吸壓力等各種信息，也可以撤離發送的命令，利于現場作戰指揮人員更好掌握作戰的態勢問題，保障了火災撲救的效率。此外，移動終端系統也具有物聯功能，可以與藍牙連接，同時具備RFID 讀卡功能。

移動指揮終端，支持介入消防實戰指揮平臺和消防綜合定位系統的功能，也支持在一張消防圖表上標繪位置與信息，并且支持和消防衛星便攜站以及消防對講機設備、現場的指揮調度臺和內攻登記器設備的集成聯合應用，大大方便了消防救援人員各項工作的展開。

3.5 定位信標

定位信標支持在室內、密林、水域等各種常規定位技術無法展開救援的場景內應用，定位信標可以依靠自身所發射的亞米級的高精度脈沖定位信號，來幫助消防員進行定位及尋找物資還有設備與取水點以及安全出口等各種問題。定位信標的工作頻段，可以應用融合通信技術集成2.4Ghz 與433Mhz。定位信標的精度不可超過1m，定位的范圍不可超過600m。在定位信號應用過程中，浸水1.5m 在持續2h 后，依舊可以正常地工作。定位信標支持接入消防實戰指揮平臺與消防綜合定位系統以及在消防一張圖上標繪位置與信息，也支持和綜合定位網關的集成聯合應用。

3.6 定位搜救指揮系統軟件

地下建筑火災撲救過程中，滅火救援與內攻搜救工作需要同步開展，運用定位搜救智慧系統軟件，便于第一時間找到被救人員，快速展開救援。

4 結語

地下建筑火災撲救過程中，消防救援人員通過應用綜合定位網關以及生命體征監測裝置還有內攻登記裝置、移動指揮終端、定位信標等，成功實現了實時監測滅火救援現場人員綜合情況信息的功能，確保一旦發生緊急情況，可以接收到內攻人員現場呼救以及緊急撤離的信號，能夠在滅火救援現場對每名滅火救援人員位置進行精準定位，為滅火救援任務的安全高效開展創造了有利條件。