无线通信技术在消防通信系统中的应用研究

2023-01-02卫程鹏

中国设备工程 2022年8期

卫程鹏

（山西晋城市消防救援支队，山西晋城 048000）

与传统有线通信技术相比，无线通信技术在通信效率、速度等方面具有显著优势，但也要防止外部影响，有序地激活消防通信系统对于整个消防非常重要，无线通信技术应用于通信系统，帮助消防人员独立于通信系统构建，提升现场指挥，消防队提供火灾警报信号的快速反馈，以提高消防队和救援行动的科学管理和效率。因此，有必要对无线通信技术在消防系统中的应用进行研究。

1 目前我国消防通信系统中存在的问题

消防系统是消防部门进行消防工作的指挥调度灭火救援、救灾抢险、处置突发事件的前提基础与重要保证。随着我国经济水平的不断提升和城市化水平的不断加快,对消防通信系统的工作也提出了更高的要求。但是也应当发现，我国的消防通信系统目前仍然存在着诸多问题。以下从几个方面出发,对消防通信系统的现状和存在问题进行分析。

1.1 消防系统占地面积小

随着我国经济的快速增长，城乡工业化变得越来越复杂，城市化进程加快，高层建筑的建设也使我们的消防队通信系统持续有效，但在许多地区，要实现95%的覆盖率似乎越来越困难。同时，消防通信的盲区越来越大，这意味着在发生火灾或危机情况时，消防系统的人员无法及时接受这个信息，这对有效开展消防工作，保障人们生命安全有不利的影响。

1.2 消防通信系统资源相对较少

目前我国消防通信系统的工程手段相对较少，这种主体线路目前还没有广泛应用于无线通信技术中。同时，许多消防单位对无线通信技术的应用和实践缺乏针对性的学习。消防通信系统自身性能的局限性使得无法正确解决相对简单的工作。这对消防队有效执行任务和消防工作开展产生了不良影响。

1.3 火灾现场对消防通信系统的影响很大

救援现场通常位于高温、浓烟中，电子信号可能受到严重干扰。因此，传统消防通信系统在使用过程中受到很大影响。这对消防规划、消防方法的中期审查以及消防指令的有效沟通产生了负面影响。此外，一旦消防通讯系统不能正常工作，火灾现场前线消防员的人身安全就会受到威胁。在浓烟、高干扰的消防现场，消防通信设备在受到邻道干涉和同波道干涉等干扰的情况下，会对消防人员的身体安全产生巨大危害，也会对消防任务的有效开展不利。

2 无线通信技术分析

2.1 短波通信系统

短波通信是现有的无线电通信模式中最常用的一种，波长通常在10~50m范围内，频率从3~30MHz不等，需要现场架设不同类别的天线才能将无线电波传送，得以实现通信。相应的无线电波信号通过各类天线发送出去，经电离层向地面反射，地面又会向电离层反射，如此往复循环，传播距离一般都在几万千米左右，不需要考虑地面障碍物的影响，天线架设要求不高，其被广泛应用于远距离的调度指挥、跨战区应急救援指挥等多个领域。短波通信多做为一种应急通信方式中的补充通信。

2.2 超短波通信系统

超短波通信是视距内传输无线通信模式中的一类，需通过1~10m波长的电场波来进行信号传播，波段从30~300MHz不等，消防使用的三级组网即是此种通信模式。利用350MHz的无线电台的同频半双工模式在灭火救援现场指挥调度进行统一组织、逐级通信，为灭火救援现场的通信需求提供相应支撑。

2.3 单频自组网通信系统

带高频无线电的双频通信系统是近年来在350km²无线电通信中发展起来的一种新的通信模式。具有通信网建设简单快速、造价低廉、全无线方式组网，无需光纤链路资源、运行可靠稳定，基本上属于免维护系统、抗毁性能优异，实现应急移动中组网延伸覆盖、通话即时定位，短信、语音加密，频率资源占用小等特点。目前已在多个总队及支队普及。

2.4 动中通卫星通信系统

车载动中通卫星通信系统是近来广泛使用的一种通信方式，其主要特点包括信号传输可靠、覆盖范围广以及不受时空限制等。通过在消防灭火救援工作中的实际应用，作为弥补现场公网信号不佳时，快速建立传输链路、对卫星方位进行实时捕捉，以往通信载体在运动中由于地理位置不固定，导致信号频繁中断的问题，在车载动中通卫星系统的应用下同样可以迎刃而解。

2.5 移动通信系统

移动通信是广域网技术的产物，通过在消防救援行动中使用移动通信技术，上级指挥部门可以通过现场的3G、4G、5G无线图像传输设备实时接收消防救援行动的声音和图像，实现准确、合理的管理决策。

3 无线通信技术在消防通信系统中的应用

3.1 实时监控调度得以实现

消防灭火救援行动首要任务就是消防救援力量能够快速、准确到达事故现场，在当前的技术水平下，可以实时了解在役车辆、设备和人员，提供最佳行进路线，并提供到达火灾现场的最短路径。随着城市化的不断扩大，我们正在利用我国国有移动运营商的基础设施，实时监控建筑物和相关设施的运输，结合静止及动态图像的传输需求加以协调，确保消防队伍在灭火救援过程中能够获得实时、准确的信息内容。

3.2 现场网络连接的建立

消防灭火救援对象的地点、灾情及时间等因素往往是处在不确定及不断变化的状态。要在最短时间取得灭火救援关键性进展，并防止灾情的进一步扩大，消防人员需用各类无线通信技术在现场建立实时通信网络，保障现场通信联系的同时，也让各级指挥中心及时掌握现场情况，从而做出准确、合理的决策，提高灭火救援效率和成功率。在实际的消防救援工作中，可以基于无线通信技术的使用让各级消防指挥中心以及相关指挥人员第一时间掌握现场情况，更好的进行相关的指挥以及处理，为后续灭火救援方案的制定提供相应的理论依据。在使用现有公网（4G、5G）、专网（无线电台、POC）、卫星（电话、传真、图像）等技术基础上，可以让消防救援队伍有效的解决火灾现场的信息传输，提高信息传输的稳定性和快捷性，解决和处理好突发事件，可以有效的防止突发事件的进一步扩大，防止出现大规模的人员伤亡，减少可能出现的财产损失。

3.3 灭火救援现场图像传输

随着无线通信技术的不断发展和大范围普及应用，使各类灭火救援事故现场的数据的实时采集和传输成为可能。国内大部分地区的指挥中心都可以实现获取现场图像等相关信息，在灭火救援的实际过程中选用现有的4G单兵、4G布控球、首车4G、卫星车、卫星便携站及无人机等设备进行无线通信，图像传输系统的效果十分显著，为指挥中心和相关指挥人员对灭火救援现场的动态图像、救援情况等提供了巨大的便捷，并结合一线的实际情况对救援活动进行实时调整，有效提高了灭火救援工作效率。

3.4 加强无线通信抗干扰能力

无线通信技术是确保所有类型的无线通信系统都能有效使用的关键。使用理论分析为日常生活中的不同系统生成系统化算法。这种算法本身的效果很明显，计算过程中会带有理论分析过程，因此在遇到复杂情况时可以很好地发挥作用。采用计算机模拟获取目标数据，可以节约时间、人力、物力，提高工作效率。由于计算机本身并不完全具备模拟实际通信场景的功能，所以在实际使用过程中还需要加入人为考虑的因素，采取最优频率或者最低成本方式，来实现无线通信设备抗干扰，有效使用现有的各类通信设备。

3.5 消防监控无线通信技术的使用

当前的灭火救援日常工作中的一个重点就是火灾预防，在日常检查、巡查的基础上，进行火灾技术监控和可视化监控也是一种非常重要且有效的手段，我们可以基于无线、有线通信技术的使用实现对重点单位、重要场所进行远程监控管理，做到第一时间进行监控、巡查，也可以及时发现各类初起火灾，最大程度的减少火灾中人员伤亡和财产损伤。