浅析5G通信技术在消防通信体系中的应用

摘要：随着我国经济社会的飞速发展，信息化技术已深入各个行业。尤其是5G通信技术的运用，极大地提升了消防工作效率。消防救援工作是国家处置灾害的重要组成力量，关系到人民的生命及财产安全，在具体的救援工作中，只有争分夺秒才能够尽可能挽救更多的生命和财产。5G通信技术的应用可以很好地解决这个问题，所以加大对该技术的应用研究力度，可以使其更好地与消防救援工作结合起来，以保证消防应急通信和现场指挥工作的顺利进行。本文主要分析5G通信技术在消防通信中的应用优势和难点，以及如何设计一个基于5G通信技术的消防通信平台，以适应消防救灾的需要，进一步提高消防救灾的整体水平。

关键词：5G通信技术；消防通信体系；救援

1. 5G通信技术在消防通信中的应用优势

5G通信技术是新一代的移动通信技术，在很多方面都表现出很大优势，尤其是具有很高的信息传输速率，这使其在消防通信中的应用有了很大的空间。同时，5G通信技术不但可以有效助力消防救援工作，还可以促进消防部门对消防设备和队伍进行升级优化，进一步适应消防救援事业发展的更多、更高需求。

1.1 快速低延迟传输

相比4G通信技术，5G通信技术在传输方面表现出非常显著的优势，不仅可以實现快速的网络信息传递，而且还拥有较大的带宽，这使得5G用户可以快速获得消防救援数据，也使他们在具体执勤过程中的工作效率得到了极大提升[1]。从理论上来看，5G的传输速度是20Gbps，远超4G。除此之外，5G通信技术在传输数据时还具有较低的时延，使其与灭火救援工作结合，不仅能为消防员提供及时、高效的重要数据，还能提升日常灭火工作的质量，以及极大地降低网络建设成本，加快了消防救援的信息化建设。

1.2 高质量的覆盖能力

一般在消防救援过程中，需要大量的视频监控和传感器，因而对网络的有效覆盖率也有较高的要求。5G通信技术可以利用自身的网络密集性，实现基站外天线的数量增加，从而可以充分提高系统应用的灵活性，并保证系统的超大节点数量。具体表现在两方面：一方面，在户外可以极大地提高各节点间的信息交互效率，也可以确保信息传输的精度和高效性；另一方面，在室内采用数字化的分区方式，利用5G天线，提高室内的网络容量以及网络的连通性。另外，利用5G天线技术，可以实现对空覆盖，满足消防救援中的无人机检测需求，进而实现对火灾区域的快速救援。由此可以看出，5G通信技术具有很强的高质量覆盖能力，若将其用于消防救援，则可以极大地提升网络信息传输效率，并保证消防救援的及时性和有效性。

1.3 高频传输

5G通信技术的使用，不仅极大地提高网络传输速率，还充分利用了高频段的优势，获得理想的网络通信传输效果。高频传输在扩充网络覆盖面的同时，也降低通信频段之间的相互干扰，提升频谱的利用率[2]。因此，可以协助消防部门根据自身消防部署需求，构建局域化网络，最大程度提高消防救援通信效率和质量。在此基础上，加大消防救援设备的创新，促进信息传输设备的体积逐渐减小，从而降低能耗，确保消防救援的有效利用。

2. 5G通信技术在消防通信体系中的主要应用难点

尽管5G通信技术已经被越来越多地运用到了消防救援工作中，并且已经取得了一些成效，但在实践中仍有一些问题与困难，具体从以下3个方面分析。

2.1 通信不兼容

随着社会的逐步发展，火灾问题日益复杂，消防队伍有了越来越多的通信和救生设备。应用不同类型的灭火器材，能提高消防人员灭火的精确度和针对性。但是，不同类型、不同型号的通信设备，在协议、标准方面都有不同的特点，这就造成了信号通信格式的差异，以及系统之间的数据接口匹配失败，从而导致现场指挥调度的指令无法及时下达，消防人员无法在救援现场进行有效沟通与互动，这极大地限制了消防救援工作的有效开展，在一定程度上降低了消防救援工作的效率[3]。此外，在营救时，消防员要随身携带各种各样的通信器材，不但会带来更大的负担，还会对灭火工作造成很大影响，对这些器材的回收和整理也很不方便。

2.2 部分地区5G技术引入难

随着5G技术在我国一线城市的应用越来越广泛，在5G技术的基础上，构建了基于5G技术的城市消防物联网远程监控系统，不仅能实时监测城市的消防状况，还能强化对城市消防安全的管理，进一步提升了消防救援的速度和效率。然而，在二、三线城市中，由于观念、经济和技术等多个方面的原因，5G技术的推广和应用受到了一定制约。例如，在经济落后、地理位置偏远的地区缺少高级技术人才，则很难构建起一个5G消防远程监控系统，难以实现信号的高效传输，同时也很难构建起一个有效的监督系统，这对提高消防救援效率造成了很大影响。

2.3 通信技术的可扩展性尚有欠缺

随着时代的发展，消防救援演练的实战性越来越强。为了达到这个目的，必须将地理信息采集、指挥与作战可视化、大数据分析与规划等技术相结合，以保证消防信息通信的稳定与快速。5G通信技术的支撑，将为这一目标的全面实现做出巨大贡献。然而，因为5G技术在国内的应用才刚刚开始，在理论研究和实践探索上都还不够完善，在消防通信系统中的应用还不够稳固，而且在这一领域中，也缺少一些高科技人才，更没有一个科学、合理的消防系统的日常维护和管理机制，这就造成了5G通信技术在消防通信体系上的进一步扩展尚有一定难度。

3. 基于5G通信技术的消防通信平台设计

针对5G通信技术所具有的低延迟、高速率等优势，以及现阶段5G在消防通信体系中存在的一些应用难点，这里设计一款基于5G通信技术的通用消防通信平台，不仅进一步发挥5G在消防通信体系中的优势，也让5G技术在消防通信体系中的应用更加深入。

3.1 5G消防通信平台的重要性

若要以5G通信技术为基础打造好智能消防综合管理云平台，则应涵盖物联网、大数据、云计算等现代化信息技术，并将分散在各地的火灾自动报警设备、智能火灾监控设备、智能烟感探测器、智能消防用水等设备连接起来，形成一个大规模5G通信网络[4]。然后，对这些设备的状态进行智能化的感知、识别、定位，以便实时、动态地收集各种消防信息。最后，利用智能消防综合管理云平台对数据进行分析和挖掘，从而达到科学预警火灾、网格化管理和落实多元责任监管等目的。智能消防综合管理云平台弥补了原来不能对偏僻场所及危险化学品生产企业进行有效监管的不足，更适用于公共及民用建筑，达到“自动化”“智能化”“系统化”和“精细化”消防管理的现实要求。

3.2 5G消防通信平台的优势

利用5G消防通信平台可快速实现火灾预防、火灾报警、控制联动的相关操作，这使得用户、安保人员、监管单位都可以轻松通过消防平台直接了解每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状态，并在出现细微隐患或发生火情等紧急、非紧急情况时，能够在几秒钟之内通过5G通信技术以手机短信、语音电话、邮件提醒或APP推送等方式，快速将相关报警和事件信息通知到有关人员[5]。与此同时，还可以利用5G自动消防扑救控制装置，将自动灭火设备和消防联动控制设备启动起来，从而可以有效解决用电单位电气线缆陈旧、小微企业没有专业电工、肉眼无法直观系统地及时排查电气隐患、隐蔽工程隐患检查难等消防问题，及时将安全隐患扼杀在初级阶段。

3.3 5G消防通信平台主要功能设计

该平台所有模块均采用5G通信技术，实现与消防通信平台的高速、低延迟连接。具体框架设计如图1所示。

主页展示。在用户成功登录平台后，主页主要显示消防系统概况、设备状况、设备分类、设备报警信息、报警分类，报警统计、设备台账等信息。利用相关地图可以选配为BIM建筑模型，当有传感器感应到异样报警时，都能够在BIM模型中进行警告和展示。

用电监测模块。智能用电监测模块可以接入电气火灾监测、灭弧式保护器探测、母排无线测温探测等各类子模块设备，从而实现对相关消防系统设备的信息实时监控。一旦发现监测数据超过了危险阈值，则立即启动APP推送或电话报警功能，利用5G通信将设备的电子标签、地理位置定位，进行快速通知和快速处置，防止用电力超载造成火灾。

隐患管理模块。该模块包括隐患巡检、隐患处理、隐患记录。其中，隐患巡检的目的是在平台出现报警或隐患信息之后，平台可以针对相应工作人员发放工单，在处理完毕之后，工作人员可以在现场通过5G通信技术在平台上将拍照或视频等相关的工单任务数据上传至系统中，以便进行歷史查询。隐患记录不仅可以自定义时间查询，还支持对消防数据进行日、月、季、年的不同时间维度查询，并在数据统计分析模块中将消防数据以曲线和图表的形式呈现出来。

数据统计分析模块。在进行数据统计分析的过程中，具体包括数据汇总、分析报告。首先，数据汇总是利用曲线和表格的形式将每个月的报警和故障记录进行展示，与此同时，还可以将平台控制的日志进行展示，以及根据操作是否成功来进行分别显示，具体内容包括每一次控制的操作情况、项目名称、设备信息、相应的操作时间等。其次，分析报告主要包含了系统的整体概述以及各模块数据特点分析。

运维调度管理模块。以运维调度管理的需求为依据，技术人员能够被划分成不同的角色。该系统不仅支持制定巡检计划和巡检日程，还支持巡检人员使用5G通信手机的NFC芯片进行巡检打卡的功能[6]。

消防水监控模块。该模块与消防栓、消防水压、水位传感器等连接在一起，能够对消防水网中的压力、液位、有无漏水、开盖等情况进行实时监测，在消防水压不足或者管道漏水的情况下，还能够通过5G通信实时发出报警信息，这样就可以让有关人员及时维修和保养，从而保证消防安全。

烟雾模块。该模块利用高灵敏度的无线烟雾传感器，对烟雾、有害气体和易燃气体数据进行收集，实现对烟雾的秒级实时探测。一旦发现探测到的烟雾浓度超出了危险范围，就会通过5G通信技术，利用APP、短信或电话进行报警，并根据设备上的电子标签和地理位置，迅速通知业主和消防工作人员。

应急照明监测模块。该模块可以实现对每个应急灯具的实时监控和控制，在发生火灾的时候，可以精确地给出一个安全的疏散路径指示，智能地打开消防应急指示灯的指示方向及应急照明灯，从而帮助建筑中的人们选择逃生疏散的路线，并为他们提供安全逃生的方向。

结语

综上所述，5G通信技术在消防工作中的运用具有十分重要的意义，既是我国科技发展的一次重大跨越，也是推动消防救援事业创新发展的一种技术支持。在今后的发展中，5G通信技术将与消防救援技术进行更深层次的融合，从而使消防救援能力得到进一步提高。因此，消防部门要注重利用此项技术，并在此基础上，衍生出更多不同的新技术，并将其与消防救援的实际工作相结合，以便更好地提升消防救援工作的效率。本文从5G通信技术在消防通信中的应用优势入手，分析了目前5G通信技术在消防通信体系中的主要应用难点，重点在于5G通信技术的消防通信平台设计方面，具有一定参考价值。

参考文献：

[1]闫庆.5G移动通信技术在消防灭火救援工作中的应用探究[J].中国新通信，2022，24（7）：16-18.

[2]熊孝坤.消防灭火救援中的5G技术运用研究[J].今日消防，2021，6（9）：31-33.

[3]柴健强.5G通信技术在消防救援工作中的应用分析[J].今日消防，2022，7（10）：38-40.

[4]潘妍.5G技术在消防通信中的渗透应用[J].数字通信世界，2022，（11）：128-130.

[5]许哲豪.浅析5G通信技术在消防通信体系中的应用[J].中国新通信，2023，25（1）：6-8.

[6]夏婷.试谈基于5G应用下的智慧消防[J].电脑编程技巧与维护，2020，（8）：63-64，70.

作者简介：袁洪漳，本科，研究方向：消防救援。