地震搜救中无线通信技术的应用与发展研究

2024-01-02郭栋

消防界 2023年8期

作者简介：郭栋（1993- ），男，汉族，山西交口人，本科，初级专业技术职务，研究方向：地震救援。摘要：地震是一种极具破坏性的自然灾害，给人类的生命财产安全带来严重威胁。地震灾害发生后，迅速有效的搜救工作是降低灾害损失的关键。随着科技不断发展，无线通信技术在地震搜救中的应用越来越广泛，极大提高了搜救效率和成功率。本文基于无线通信技术在地震搜救中的应用现状，总结无线通信技术在地震搜索中的应用重要性，并探讨其未来发展趋势。

关键词：地震搜救；无线通信；技术应用

引言

应急救援工作中，通信是不可或缺的保障。然而，灾害发生时，传统通信设施有被破坏的可能，导致通信中断，使灾区与外界失去联系。此时，无线通信技术就显得尤为重要。无线通信技术不依赖预设的基础通信设施，而是通过自组网方式，快速构建一个通信网络。这种网络具有较高的灵活性和抗灾能力，能保证救援人员在灾区内部进行高效、准确通信。因此，无线通信技术在应急救援中发挥着关键作用，为救援工作提供了稳定、可靠的通信保障，有助于提高救援效率和成功率[1]。

一、地震搜救中无线通信技术应用现状

（一）建设应急通信网络

在地震搜救工作中，无线通信技术扮演着至关重要的角色。移动通信网络、卫星通信以及无线自组网技术在搜救现场构建了一个高效、稳定的通信体系，为搜救人员提供了强大的支持。

移动通信网络作为最常用的无线通信手段，在地震搜救中发挥着举足轻重的作用。搜救人员依赖手机、对讲机等设备，基于移动通信网络进行语音通话、信息传输等操作，保持现场与指挥中心的实时沟通[2]。实时通信保证了搜救人员能够迅速获取指挥中心的指令和决策，并将现场情况及时反馈回去，为搜救工作的顺利进行提供有力保障。卫星电话、便携式卫星终端等设备在卫星信号支持下，实现远距离语音、数据传输，提高搜救人员与后方指挥部门之间的通信畅通。卫星通信不受地面设施损毁限制，能够在复杂环境中稳定工作，为搜救人员提供可靠的通信保障。

除移动通信网络和卫星通信外，无线自组网技术也在地震搜救中发挥着重要作用。无线自组网是一种无中心、自组织的无线通信网络，具有灵活性强、抗毁性好的特点。在地震搜救现场，搜救人员利用无线自组网设备，快速搭建临时通信网络，实现现场信息的实时共享。临时网络能够在没有基础设施支持的情况下，实现搜救人员之间的直接通信，提高信息传递效率和准确性。

（二）搜救现场指挥调度

在地震搜救行动中，中心化调度、协同作业、快速响应以及数据分析与决策支持构成了一个完整且高效的救援体系，而无线通信技术在其中扮演着关键的角色。搜救现场常常设立指挥中心，这是一个神经中枢，负责统一的调度和协调。通过无线通信网络，指挥中心实时了解各搜救小组情况。无论是小组位置、进展，还是遇到困难和需求，所有信息都能迅速汇集到指挥中心。指挥人员基于各类信息掌握救援全局，合理分配和调度资源，为每个搜救小组及时提供支援和补给。多个搜救小组间紧密配合是无缝衔接各项搜救工作的关键，而无线通信技术为小组间的协同作业提供了有力的技术支持[3]。小组之间借助无线自组网，实现实时信息交流，无论是分享救援经验，还是协调行动步骤，都能确保各组之间的行动保持一致，避免资源浪费和重复劳动。

无线通信技术为搜救人员提供了快速响应能力，当接收到求救信号后，搜救人员可迅速定位，并派出最近搜救小组前往救援，提高了搜救成功率。此外，通过无线通信网络回传现场的地形、天气等实际情况、搜救小组的进展和成果大量数据，指挥中心进行实时分析，为搜救策略制定提供有力的数据支持，使决策更加科学和高效。

（三）无人机搜救

当地震灾害发生，每一秒都显得尤为珍贵。无人机搭载高清摄像头和其他先进传感器捕捉灾区实时图像，将数据迅速传回指挥中心，为搜救团队提供灾区第一手资料，使其能够在最短时间内了解受灾情况，定位受灾地点，并对灾情进行评估。无人机不仅可以传输图像和数据，还可以作为临时无线通信中继站。通过无人机搭建无线通信网络，灾区信号得以稳定传输到指挥中心，保证搜救团队与后方指挥部门之间通信畅通，使指令快速下达，救援行动更为高效、有序。

除了侦察和中继通信，无人机还能精准投送救援物资。在灾情严重的地方，道路受损，传统交通工具难以到达，但无人机不受地面限制，可以准确、迅速投送生命必需品、医疗物资等，为受灾民众带去生的希望，为救援团队提供必要支援。此外，地震搜救中遇到复杂的地形和环境，无人机地形测绘、气象监测等功能就显得尤为重要。通过应用无人机各项功能，为搜救人员提供实时地形、天气等数据，帮助救援规避风险，选择最为安全的救援路径，进一步提高搜救的效率。

（四）生命探測仪

通过无线网络，生命探测仪的数据可以实时回传到搜救指挥中心，使搜救团队能够迅速获得被困者的具体位置以及其他关键信息。实时数据传输不仅提升了搜救行动的效率，更为被困者增加了生存机会。无论是在倒塌的建筑物下还是在狭窄的缝隙中，只要生命探测仪捕捉到生命体征，搜救团队就能第一时间得知，并迅速展开救援行动。

在大型的地震灾区，搜救团队配备多个生命探测仪以应对广阔的搜救区域，在这样的场景中，无线通信技术再次展现了其重要性。在无线网络辅助作用下，多个生命探测仪实现数据的同步和比对，保证搜救团队在复杂的搜救环境中不会漏掉任何一个被困者，每一个生命体征信号都能被及时捕捉并传输给搜救指挥中心。

除了实时数据传输和多设备协同，无线通信技术还为生命探测仪的远程操控与校准提供了可能。搜救人员利用无线网络远程操控生命探测仪，根据实际情况调整其灵敏度、探测范围等参数，使其更好适应不同的搜救环境。远程操控的方式既提高设备的灵活性，还降低搜救人员在复杂环境中的操作风险。此外，对于设备的定期校准和维护，同样借助远程通信完成，确保生命探测仪始终处于最佳工作状态，为搜救行动提供持续、稳定的支持[4]。

二、无线通信技术在地震搜救中的应用重要性

搜救团队之间的紧密合作与协调是确保救援行动高效进行的关键。无线通信技术为搜救团队提供了实时语音、视频以及数据传输能力，使得各团队之间能够快速分享信息、协同作业。无论是搜救进度同步、资源分配，还是现场情况实时反馈，无线通信都为团队之间的紧密合作提供了可靠的技术保障。

在地震搜救中，对于现场情况的准确掌握是制定救援策略的基础。无线通信技术能够实现现场与指挥中心之间的实时数据传输，无论是文字、图片，还是视频，都能够迅速回传，为指挥中心提供第一手的现场资料。高质量应用无线通信技术，使决策者能够根据实时数据，快速、准确制定搜救策略，寻找正确的救援行动方向，合理利用资源[5]。

借助无线通信技术，专家团队无需亲临现场，就可以为前方搜救团队提供远程技术支持和指导。对于解决现场技术难题、提高搜救效率具有重要意义。例如，通过无线通信网络，专家可以实时查看生命探测仪数据，为搜救团队提供针对性建议，帮助他们更快找到被困者。

在复杂的地震灾区，搜救人员自身也面临着巨大安全风险。无线通信技术不仅能够为他们提供实时导航、定位服务，时刻指导搜救人员在复杂的环境中行进，实现搜救人员之间的实时通信，帮助救援人员在遇到危险时能够及时求助、快速撤离。

三、无线通信技术在地震搜救中的发展趋势

（一）5G技术应用

5G技术为地震搜救带来了革命性进步，其超高的数据传输速率使得生命探测仪和其他搜救设备能够迅速将大量数据传回到搜救指挥中心，为搜救团队提供了最新的救援现场情况和数据分析。5G技术的低延迟特性，大大缩短了从探测仪捕捉到生命体征到数据传回指挥中心的时间差，这在地震搜救中至关重要。此外，5G技术还允许同时连接大量设备，在地震搜救中，当大量的生命探测仪、无人机等设备同时工作时，它们之间的通信能够保持稳定，不发生冲突，提高整体搜救效率和协同作战能力。

利用5G的超高速率，生命探测仪能够实时传输高清视频流，使搜救团队能够更直观、更真实了解被困者情况以及周围环境，为救援行动提供更精确的目标和方向。5G网络的多设备连接能力，加强了搜救小组之间的合作，促进了信息的流通，使得救援行动能够更高效展开。此外，结合5G的高速率和低延迟特性，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术得以在地震搜救中发挥巨大作用。搜救人员利用这些先进技术，更直观、更全面展现灾区情况，为救援策略的制定提供重要的技术支持和决策依据[6]。5G的强大通信能力还促进了搜救设备的自动化和远程控制。这一发展不仅降低了搜救人员的危险和风险，还提高了救援行动的精准性和效率，使得救援工作更为安全、可靠。综上所述，5G技术在地震搜救中的应用，极大提升了救援行动的效能和安全性，为灾难应对带来了新的希望和可能。

（二）物联网技术应用

隨着物联网技术的不断发展，设备间的智能互联已成为可能。在地震搜救的紧要关头，生命探测仪、无人机、机器人等不再是孤立的工具，而是通过物联网技术相互连接、实时通信的协同系统。它们之间实现数据的共享，使得各个设备能够在最短时间内协同工作，极大提高了搜救的整体效率。地震后的灾区环境复杂多变，温度、湿度、气压等环境参数的实时监测以及建筑物结构安全的持续评估，都对救援工作至关重要。物联网设备将数据实时传输到搜救指挥中心，通过无线通信网络为救援人员提供了实时的决策依据，确保了救援行动的针对性和时效性。再者，物联网技术结合GPS、北斗等定位系统，实现了被困人员的精确定位与追踪。在地震灾难现场，快速准确找到被困人员的位置是搜救工作的首要任务。科学利用物联网技术，搜救团队迅速获取被困人员实时位置，为救援行动提供精准导航，提高搜救的成功率，最大限度保护受灾群众的生命安全[7]。

部署大量的智能传感器，实时监测地震灾区的温度、振动、位移等各种参数，利用无线通信网络传输到搜救指挥中心，帮助救援人员了解灾区的实时情况，为救援策略制定提供依据。在物联网技术作用下，无人机和机器人实现协同作业，实时传输灾区的高清视频，而机器人则可以进入危险区域进行探测和救援。两者基于物联网相互通信，共享数据，提高救援效率。利用物联网技术，开发出智能生命探测仪、智能担架等智能救援装备，实时传输数据，为救援人员提供实时的救援信息，提高救援的精准性和效率。

（三）人工智能技术应用

在地震搜救中，生命探测仪信号、无人机图像、传感器环境数据等大量数据被实时收集，在AI技术帮助下，海量数据被高效分析，识别出其中有价值的信息。无人机通过机器学习算法自主规划最佳飞行路径，避开障碍物，准确找到目标位置，也能在复杂的环境中独立导航，执行搜救任务，减轻救援人员负担，提高搜救效率[8]。

语音识别和自然语言处理技术让救援人员与设备更自然的交互。救援人员使用语音命令控制设备，而设备也可以通过语音合成技术，将分析结果传达给救援人员。创建虚拟助理，为救援人员提供实时的建议和帮助，并基于AI预警系统实时监测地震活动，提前预测可能的余震和其他危险。

结语

通过建设应急通信网络，提高搜救效率、保障生命安全、协调多方救援力量。未来，需要进一步加强应急通信网络建设，提高通信技术的抗灾能力，为地震搜救工作提供更加可靠、高效的通信保障。同时，还应加强技术研发与创新，推动无线通信技术在地震搜救领域的更广泛应用，为保护人民生命财产安全作出更大贡献。

参考文献

[1]季明杰.强震环境下多点建筑形变监测组网技术研究与实现[D].哈尔滨工业大学，2022.

[2]李东霞，王小明，王秀辰，等.无线网络在地震行业中的应用研究[J].无线互联科技，2019，16（09）：19-20.

[3]姚晨，周严.地震资源勘探的无线数据传输[J].电子测量技术，2019，42（06）：129-133.

[4]庞晓克，聂高众，张昕，等.基于手机位置数据的地震灾情指标选择[J].中国地震，2019，35（01）：144-157.

[5]赵发.基于负载均衡的无线地震数据传输技术研究[D].吉林大学，2018.

[6]胡亚宁.基于无线网络的电气火灾监控系统研究[D].石家庄铁道大学，2015.