消防现场移动通信技术优化研究

2024-05-20高霁月

通信电源技术 2024年3期

高霁月

（西安市消防救援支队特勤大队，陕西西安 710000）

0 引言

随着消防部队信息化水平的不断提高，消防调度指挥由过去的粗放型逐步向集约型转变。在城市高楼消防救援时，前方临时指挥中心、后方指挥部与火灾现场人员之间的顺畅通信是救援中必不可少的一环，对应急通信的时效性和可靠性提出较高的要求[1-2]。通过分析消防现场移动通信技术的主要内容和技术性问题，提出对应的优化措施。

1 消防现场移动通信发展现状

1.1 通信设备的更新和升级

数字对讲机具有更好的语音质量、更广的覆盖范围及更强的抗干扰能力，已经逐渐取代了传统的对讲机。消防人员可以通过智能手机等移动设备进行通信，实现语音、图像和视频的传输，提高信息的传递效率和准确性。

1.2 无线通信网络的建设和优化

为解决消防现场存在的信号覆盖不良等情况，一些地区已经开始建设专用的消防通信网络，以提供更稳定、更可靠的通信服务。此外，还有一些先进的通信技术被应用于消防现场，如长期演进（Long Term Evolution，LTE）和5G 通信技术等，能够提供更高速、更低延迟的通信服务，满足消防现场对大数据传输和实时视频监控的需求[3]。

1.3 应用软件的开发和使用

消防人员可以通过应用软件实现位置共享、任务分配及实时监控等功能，提高工作效率和安全性。同时，一些智能化的技术被应用于消防现场，如人工智能、物联网等，为消防人员提供更多的辅助和支持。

2 移动通信主要技术组成与问题

2.1 消防现场移动通信主要技术内容

消防现场移动通信系统是一个复杂的系统，需要集成各种硬件和软件资源，确保消防人员能够在紧急情况下实时、高效、安全地通信和协作。消防现场移动通信的主要技术内容如下。

2.1.1 数据传输技术

数据传输技术利用蜂窝移动数据通信（3G、4G、5G）网络等，为消防现场提供宽带数据传输服务。利用专用数据网络，如泛欧集群无线电（Trans European Trunked Radio，TETRA）、P25（Project 25）等，为消防通信提供特定频率的数据传送服务，具有更高的安全性和可靠性[4-5]。

2.1.2 无线网络与信息处理技术

临时搭建无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN），在现场快速部署，用于场内通信和信息共享。卫星通信可以为远离常规网络覆盖的灾区提供通信支持。信息处理和管理平台包括指挥调度系统、集成运营管理、通信调度及地理信息系统（Geographic Information System，GIS）。数据管理系统负责大数据的收集、分析及处理[6]。

2.1.3 应用软件和服务

通信协议和接口用于通信设备间的互联互通。位置跟踪和导航服务通过全球定位系统（Global Positioning System，GPS）或室内定位系统，提供实时位置信息。情景模拟和决策支持系统可以在复杂环境下提供模拟预测和应急决策。

2.1.4 用户穿戴设备与虚拟技术

头戴显示（Head Up Display，HUD）设备允许消防员在执行任务时查看重要信息，不必分心。智能手表和健康监测设备用于监测消防员的生理状态，通过增强现实（Augmented Reality，AR）和虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术进行模拟训练，或在执行任务时可视化危险源和导航路径[7]。

2.1.5 安全和加密技术

在消防现场移动通信中，端到端加密技术能够确保信息在传输过程中的安全性。端到端加密是一种特殊的加密方式，通过在信息发送端对信息进行加密，在接收端进行解密，确保信息在整个传输过程中的机密性。通过采取有效的网络安全措施，防止网络攻击和数据泄露。

2.2 消防现场移动通信面临的技术问题

由于消防现场的特殊性和复杂性，消防现场移动通信系统面临多种技术难题。

2.2.1 环境适应性的问题

消防现场环境通常较为恶劣，通信设备需要在这些极端环境下稳定工作，对硬件的耐久性和信号传输能力提出了巨大的挑战[8-9]。例如，在高层建筑、地下空间以及偏远地区，蜂窝网络信号可能无法完全覆盖，严重影响消防人员的通信。因此，需要使用可靠的通信方案，如便携式中继器或卫星通信，来保证通信的连续性和可靠性。

2.2.2 应急通信处理能力

在紧急情况下，实时通信至关重要，任何延迟都可能导致生命财产的损失。因此，减少延迟和加快数据传输速度是移动通信技术需要解决的问题。现代消防操作依赖高清视频、建筑蓝图、实时数据等大量数据的快速传输，对通信网络的带宽提出了较高的要求，同时对后端的数据处理能力提出挑战。消防现场需要实现各种通信系统、监测装置及传感器无缝集成，以便提供全面的情报支持。如何确保这些系统之间有效地协同工作，是技术集成方面的一个主要挑战。

2.2.3 安全性和友好性问题

通信系统需要保障消防行动的指令不被非法监听或干扰，因此高等级的加密和安全措施对保护敏感信息至关重要。系统需要具备较好的简便性和应对快速变化情况的灵活性，以便消防人员在紧张的救援环境下操作通信设备。随着穿戴设备的发展，实时监控消防人员的生理状态对于确保其安全性至关重要，如何在不影响行动自由的同时进行有效的健康监测有待解决。

3 消防现场移动通信技术优化途径

3.1 网络覆盖优化

在消防现场周围增设更多的基站，以扩大网络覆盖范围，提升信号质量。这样可以确保消防人员在任何角落都能够稳定地连接网络进行通信。在消防车辆、消防设备或指挥中心等重要位置，增加信号中继设备或信号增强器，增强信号的传输力度和稳定性。

3.2 通信设备优化

使用专业的消防通信设备，如耐高温、防水防尘的对讲机和移动终端等。这些设备应具备可靠的通信性能和良好的抗干扰能力，以适应复杂的消防现场环境。此外，为消防部门配置专属的通信频段，避免频谱资源的竞争和冲突，提高通信的稳定性和可靠性。

3.3 数据传输优化

消防现场需要传输大量的数据，包括视频监控、图像传输及位置信息等。采用高速的数据传输技术，提高数据传输的效率和稳定性[10]。使用数据压缩算法对传输的数据进行压缩，减少带宽占用，降低传输延迟。同时，优化数据传输协议和算法，提高数据传输的效率和可靠性。

3.4 应急通信系统建设

根据消防现场的通信需求和应急要求，选择适用于消防现场的通信设备，如对讲机、移动终端、无线电台等。这些设备应具备可靠的通信性能、抗干扰能力和适应恶劣环境的特点。组建覆盖消防现场的通信网络，确保稳定的通信连接和高质量的通信服务。设立一个专门的消防指挥中心，用于管理和调度消防救援行动。中心应配备应急通信设备，可以与现场人员实时通信，并与其他部门和机构进行联络。