火灾救援现场通信保障系统的构建

高霁月

（咸阳市消防救援支队，陕西 咸阳 712000）

0 引 言

近年来，我国消防火灾防治的整体意识和能力得到了稳步提高，火灾发生的数量呈现出了明显的下降[1]。但是，通过表1中近5年来我国火灾数据统计可以看出，虽然全国范围内火灾造成的死亡和受伤人数呈现出了持续的减少，但火灾造成的直接财产损失却表现出居高不下的态势，火灾仍然是影响国家和社会财产安全的重要因素[2]。火灾救援作为挽救或者减少火灾引起的人员伤亡和财产损失的主要方式，其作业活动开展的效率与效果至关重要。在火灾救援作业中，通信保障能力的强弱直接关系到复杂环境下火灾救援的及时性和准确性[3]。因此，构建更加完善的火灾救援现场通信保障系统是当前通信技术应用的重点领域，也是细化通信技术应用的明确方向。

表1 近5年来我国火灾数据统计

1 火灾救援现场通信保障的难点

在火灾救援中，救援现场既是火灾破坏的中心现场，也是火灾救援难题的集中地。在复杂的现场环境下，现场通信保障工作通常面临诸多的难点和问题，较大程度上限制了通信系统运行的效率和效果，进而影响到火灾救援的进度和效果。

1.1 原有通信设施部分受损，系统瘫痪

火灾的发生往往使火场内部及火场周围的通信基站和光缆等地面基础通信设施被损坏，这造成火场内部及火场内部与火场外部之间的通信系统功能瘫痪，无法实现及时有效的火场通信，导致基于原有通信系统的通信保障工作难以有效开展。例如，2020年3月底发生的四川凉山州木里县火灾救援中，由于大火损坏了部分基站等基础通信设施，导致部分火场区域的3G、4G地面移动通信网络长时间出现中断，影响了火灾救援现场信息传递与交互[4]。

1.2 空间内部通信能力薄弱

在进行居民楼或者隧道等现场作业时，经常会出现空间内部通信能力薄弱，信号接收和发送不及时的问题。显然，这种较弱的空间内部通信能力会直接影响到现场的空间定位和实时通话，进而增加救援现场作业的难度和危险。同时，空间内部的通信活动可能会受到来自其他方面电波等因素的干扰，进而造成有线的通信能力被削弱等情况。例如，在隧道救援中，现场的通信能力很容易受外来电波干扰、互调干扰、邻道干扰以及同波道干扰等情况影响，出现通信能力偏弱，通信内容失真或者噪音过大等问题，影响现场的通信效果。受空间内部通信能力有限的影响，火灾救援现场往往面临火场内部通信及火场内部与火场外部通信不畅的情况，导致火场救援难度大[5]。

1.3 火场内部通信盲区死角多

无论是实施森林火灾救援，还是建筑楼宇内部火灾救援，火灾现场通信保障方面普遍存在盲区死角多的情况，并且消防救援队伍内部对救援现场的盲区死角分布情况缺乏全面、准确的把握，导致即使使用了车载通信基站和背负式超短波基站也无法完全保障火灾救援现场内部通信通畅性。这直接影响到消防救援的效率，甚至可能使参与救援的人员陷入十分危险的境地。

2 火灾救援现场通信保障系统构建的策略

面向火灾救援现场通信保障系统的构建应当重点关注两个问题，即通信系统的闭环运行和通信系统运行能力的提高。其中，前者保障各方主体能够顺利接收和发送火灾救援现场信息，后者保障主体能够以最短的时间发送或者接收到相关信息。

2.1 搭建临时通信保障系统

考虑到由于火灾对救援现场通信基础设施的损坏所导致的现场通信瘫痪的实际情况，在救援现场作业时，可以利用消防救援通信车替代被火灾破坏的通信基站等要件，为火灾救援现场提供无线通信保障服务，使进入火场进行救援的人员可以实现即时的通信[6]。图1为利用消防救援通信车搭建的临时通信系统，通过救援车的通信保障功能，单个的消防救援人员可以通过手持设备或者背负设备进行简单、便捷以及实时的通信，从而在短时间内接收和传递重要信息，提高消防救援现场通信的效率和效果。事实上，随着消防应急通信车载通信基站的逐步投入使用，构建围绕火灾救援现场的消防通信保障系统已经成为可能。

图1 临时搭建的通信保障系统架构

2.2 使用动态移动通信信号检测设备识别火场内部盲区死角

面向移动通信信号检测的动态反馈移动通信信号传输检测仪是近年来开发的一种动态性信号传输状态跟踪检测设备，其可以对特定区域内信号传输的稳定性和耗时性进行即时、动态以及持续地检测，从而帮助消防救援队伍更好、更快地确定火场内部的通信盲区和死角，为车站中继站和背负式超短波基站在现场的部署提供精准的信息支持。与传统的信号检测仪不同，新的信号检测仪主要由电源、时钟信号检测单元、总线信号检测单元、编口信号检测单元、电路信号检测单元以及其他信号检测单元构成，除了可以保证信号检测的稳定性和持续性以外，还可以提高信号检测的范围和效率，使信号检测结果能够在较短的时间内产生并传递给参与火场救援的相关人员，提高信号检测的效率和效果[7]。例如，在图1中，临时指挥中心通过配套的信号检测设备检测到火场内部的通信盲区死角，将其提前告知参与救援的人员，并将尽可能多的中继设备投放到信号传输较弱的区域，从而减少甚至消除信号传输盲区死角，使火灾救援现场通信保障系统的保障功能得到强化[8]。

2.3 利用卫星便携站提高火场通信效果

对于火场内部空间通信能力薄弱的问题，要通过配备小微型卫星便携站来提高进入火场的消防人员的通信能力和效果，使火场内部及火场内部与火场外部之间能够实现高质量的通信。例如，在消防救援时，可以配置相应的背负式卫星便携站，使救援小组队员能够通过手持音视频采集终端采集火场内部相关信息，并通过网络实现现场情况的实时回传，推动现场救援工作的开展。同时，为减少火场通信遭受干扰的强敌，可以在现场增加发射台的发射功率，以增强信号传播的效果，使火场内部的通信质量得到保障。例如，在现场救援过程中，指挥部可以在每隔一段距离的位置设置一台中继台，以解决信号因为干扰等因素而减弱的情况，确保现场救援的通信保障能力。

2.4 架设宽带多媒体集群通信基站

宽带多媒体集群通信基站是通过在火灾现场架设相应的通信基站来实现火灾现场语音、图像以及数据的交互平台，为包括救援人员和被困人员在内的多元通信主体提供火灾现场的无线信号支持，以保障火灾现场内部人员之间以及火灾现场内部人员与外部通信指挥车之间的视频、图像及数据实时传输，确保火灾现场救援指挥工作的顺利、有效开展。宽带多媒体集群通信基站的架设需要注意通信网络性能的兼容，保证基站能够同时提供3G、4G以及5G等不同类型网络通信运行的需要，这样才能够保证火灾现场使用不同终端的被困人员能够实时将相关信息传输出去[9]。同时，在集群通信基站架设过程中，要充分考虑火灾救援现场可能出现的信道繁忙、信号覆盖盲点较多以及部分时段互通率较低等问题，并通过建立数字化的通信集群来解决频率紧缺的问题。与常规的通信模式相比，数字化通信集群的模拟信道所占用的带宽可以满足4组人员的同时通话，并且这种集群实现通信的话音比较清晰，抑制载波干扰的能力比较强[10]。

3 结 论

构建先进、有效的火灾救援现场通信保障系统是当前火灾救援作业开展过程中重点关注的问题，也是提高火灾现场救援效率与效果、减少火灾救援损失的有效措施。考虑到当前火灾救援现场作业活动开展的实际情况，相关主体要通过搭建临时通信保障系统，利用卫星便携站提高火场通信效果，使用动态移动通信信号检测设备识别火场内部盲区死角，架设宽带多媒体集群通信基站等方式来构建相应的通信保障系统，切实解决消防救援现场通信保障的难点问题。当然，上述措施更多地是针对当前火灾救援现场通信的难点提出的相关破解策略，需要在消防救援通信保障实践中与原有的系统构建和运行情况相融合，迭代出新的系统，才能够真正发挥这些技术和措施的效果。