消防智能无线通信网在灭火抢险中的应用研究

2021-12-01

科学与信息化 2021年4期

怀柔消防救援支队北京 101400

1 无线通信技术概述

1.1 短波通信技术

短波是指波长10～50m，频率在3～30MHz范围内的电磁波。短波通常由天线发送，在地面和电离层之间来回反射，最终被信号接收天线所接收。短波的传播距离能够长达数万公里，且能够大幅度跨越地面障碍物，受到地形地貌的影响较小。因此，短波通信技术作为无线通信技术的一种多被用于远程指挥领域[1]。

1.2 超短波通信技术

超短波是指波长1～10m，频率在30～300MHz范围内的电磁波。超短波原本是消防灭火救援指挥活动中应用的主要通信技术，但随着城市范围的不断扩大，城市内高层、超高层建筑物的数量激增，超短波的传递受到较大的阻碍和干扰，不再适用消防灭火救灾这种复杂、极端的领域使用。在城郊、乡村等处的消防灭火救援中使用也有受到山林、特殊地形阻碍的可能性，因此，在消防领域中的利用率逐渐下降。

1.3 集群通信技术

集群通信技术是一种能够兼顾模拟话音、数字话音的通信技术，不仅能够为个人提供基础的移动通信服务，还能够满足个人与个人之间的任意通信。集群通信技术的应用提高消防灭火救援领域中上下级、前后方的通信质量，使得一线消防人员不仅能够及时接收来自上级、后方的指挥命令，还能够及时将自己的信息传递回去，进一步提高指挥工作的质量和效率。集群通信技术的应用一定程度上填补了超短波技术的不足，改善了城市、乡村、山区消防信号覆盖难和受干扰程度大的问题。

2 消防智能无线通信网组网形式分析

消防智能无线通信网的组网形式为三级无线网络，其中以及网络为主干通信网络；二级网络为现场指挥网络；三级网络为随机网络，具体情况如下。

一级网线网络需要覆盖火灾抢险全部范围，可采用常规台，有火灾抢险指挥中心基台、现场应急指挥台车、固定台等共同组成，为便于火灾抢险现场实际情况能够及时准确地传输到指挥中心，指挥中心的指挥命令和相关指示能够及时下达，一级网络的覆盖范围不应小于30km，至少要覆盖火灾抢险区域重点防护位置的80%。同时，还要保证公共有线电话可以直接呼入以及网络电台，开展有线或者无线呼叫及通话。一级无线通信网络主要应用在火灾抢险执勤备战和火灾抢险过程的通话联络中，保证指挥中心能够及时了解火灾情况，火灾抢险人员能够及时达到现场。二级无线通信网络用于火灾抢险现场指挥，也可以使用常规电台，由火灾抢险应急指挥台车、手持无线通话台等组成，用于火灾现场个人员进行的通话联络，保证指挥命令能够及时下发，促使火灾抢险工作能够高效开展，尽快扑灭火情，降低损失。三级无线通信网络是火灾抢险网络，使用常规电台，以各消防大队、中队为单位，进行通话联络，是整个火灾抢险的主要无线通信网络。为提升现有无线资源的利用率，可结合火灾抢险现场实际情况，重复使用台频资源，应用实例表明，此种无线通信组网信号稳定，没有较大的干扰因素，可有效解决火灾抢险范围大、现场情况复杂达的问题[2]。

3 在灭火抢险中的应用

3.1 火灾现场实时图像传输

消防智能无线通信网及用于火灾现场实时图像和音频采集中，主要功能是信息整合、信息处理和信息传递，是整个监控系统中重要内容，将会给系统信息监测精度带来直接影响。所以，在信号采集流程设计过程中，需要严格按照简单、高效的要求进行。在信号采集流程设计过程中，主要包含对两路信息的收集、处理和分析，由采集电路中主控单片机进行数据采集和分析，根据系统数据传递要求对传递的信息进行统一处理，之后利用通用串口协议把数据传递到无线发射模块中。

3.2 消防车辆实时监控

灭火抢险是一项非常复杂工作，涉及的内容比较多，指挥中心、各级消防应急部门，既要高度关注火灾现场情况，也要全面监控消防车辆。消防车辆在行驶中，难免会遇到堵车问题，从而延误灭火抢险的最佳时机，通过消防智能无线通信网可及时监控消防车辆行驶情况，提醒消防车驾驶人员选择正确的行驶路线，以免延误灭火抢险时间。同时，也可以时刻提醒驾驶人员，注意行车的安全性，以免发生交通事故。更重要的是通过消防智能无线通信网可提前规划消防车出动的时间、形式轨迹等，按照火灾现场实际情况，获得灭火抢险全过程图像，包括：接警、出动、出水、救援等，保证灭火抢险工作能够有条不紊地进行。

3.3 在火灾高危单位视频监控

在灭火抢险中，火灾高危单位是消防部门开展救援和保护的重点项目，在消防结合体系下，对火灾高危单位进行动态化监控显得尤为必要，需要采取一系列科学先进的技术，来保证高危单位的安全性，避免造成更大的损失，采用消防智能无线通信网可实现全天候动态化监控。可以和三大主体无线移动运营商取得联系，为消防智能无线通信网提供专用线路，通过先进的计算机技术、通信技术、视频处理技术等，实现对火灾现场情况的实时监控。消防智能无线通信网后端系统由输入设备、无线通信设备、通信模块、处理模块、显示模块、现实设备、存储模块、消防管理数据库等共同组成。在灭火抢险中应用消防智能无线通信网时，涉及的关键技术是无线通信技术、视频信息编码技术、传输技术、远端设备、自动化控制技术等。消防智能无线通信网后在灭火抢险中应用时具有很强的实用性、灵活性、机动性，可为灭火抢险提供必要的技术支持[3]。