5G通信技术在消防通信指挥中的应用

九江市消防救援支队 付飞

随着通信技术的发展,5G通信正在逐步推进并应用到各个行业。在通信领域,5G技术还处于理论阶段。为更好地提高消防通信指挥通信建设水平,真正提高火灾的救援实效,需要进一步研究建设基于5G通信技术的保障系统和消防传输。

0 引言

随着经济的快速发展,各行业的发展需要现代化技术支持。因此,对于消防救援能力提出了更高的要求,尤其是应对地震洪水等灾害。加强消防通信指挥信息化建设,建立完善的管控网络,可以提高消防通信指挥的准确性,而且是快速有效地实现救援任务的前提。

1 5G通信技术概述

5G的主要优点是数据传输速率高,比之前的4G快100倍,它可以更方便现代化各行业对于数据传输的要求。在用于消防和救援时,可以充分的发挥其更多的应用价值,帮助消防通信指挥高效地开展救援行动。对于5G的网络延迟相对较低,并且响应时间非常快,而且可以在1毫秒内做出快速的响应。此外,5G网络还可以连接现代化大型设备,可以实现不同对象的互联,有效的开展消防救援工作。5G技术的应用可以更加准确地分析现场危险因素,方便救援人员制定最优应急方案。正是这种高速和低时延的优势,指挥中心可以准确了解救援现场及周边情况,并且可以实时监控救援人员在救援现场的身体机能和现场环境,方便地面指挥人员及时对现场进行指挥。对于各种风险的判断更有利于救援行动的开展,打造综合性的消防救援队伍,促进我国消防救援更加专业。随着社会的发展,5G通信技术在消防救援中的应用,可以更好地帮助消防员进行通信和团队协作,协助消防队伍做好救援工作。打造覆盖面广的消防系统,更好地应对救援工作的突发事件。可以更好地适应当前救援和消防需要,为我国救援建设发展做出更好的贡献[1]。

2 目前消防通信指挥应用难点

2.1 装备兼容性有待提高

在火灾发生后,消防队携带的主要通信设备有对讲机、卫星电话和短波收音机。根据救援情况,卫星便携式站难以运输,个人和地面通信难以实施,这将受到许多影响。卫星的平板经常受到影响,对于密集树导致卫星通信和定位减弱,最终无法传输数据。诸如无人机和其他被树木覆盖的空中平台等问题往往存在于大多数火灾场景中。消防部门配备了多种通信设备,包括不同的通信协议和技术标准,这些凌斩使用存在兼容问题,对于纵向扩展也存在问题。按照消防信息化要求,消防救援指挥中心要整合消防救援指挥功能、地理信息集成、指挥可视化和大数据分析等功能,需要稳定的信号信息传输。同时对通信设备的使用功能也有更高的要求,一般基于传统的通信技术。由于传统通信的限制,现场通信要求难以实现。

2.2 消防应急队伍指挥能力有限

对于一些危险的火灾会对消防员造成巨大的伤害,消防指挥中心与现场的连接是协助现场救援消防员进行消防作业,保障救援消防员安全的重要保障和基础。但在我国许多地方,火灾的消防救援团队在执行工作中和信息沟通仍然困难重重。难以通过语音和图片等方式将现场的信息快速传送到消防指挥中心,对于消防指挥中心向火灾现场的实时指挥也很困难,这导致消防员现场执行任务的延误,甚至会给救援消防员带来不安全隐患。此外,许多地区的救援指挥部信息薄弱,无法科学地分析火灾的位置、火灾发展、设备位置和消防计划等消防救援信息,造成了在消防通信指挥混乱的情况。

2.3 通信技术不足

通信技术的缺点体现在通信距离短、网络中频点数量少和抗干扰能力差等。以消防救援中的无线对讲系统为例,该系统是一种无线电通信技术。根据功率的不同,传输距离为3～10km。可用于地下建筑、山区和辐射区域。在其他环境下,通信距离和信号会降低,只能应用于地形简单救援现场。近年来,消防救援队伍配备了数字集群技术的对讲系统,通信距离和质量得到了提高。但是,该系统必须覆盖CDMA网络。在一些地下建筑和网络较差的偏远地区,使用效果仍然较低[2]。

3 5G通信技术在消防通信指挥工作的应用对策

3.1 搭建科学的信息体系

结合5G技术规范制定通用标准,进行消防通信数据采集和技术研发,避免因技术冲突而导致重复建设。要加快完善和改造指挥中心,建设突发事件综合通信平台,将消防应急网络纳入城乡建设规划。做好基础信息和数据的收集,为5G通信技术的推广应用做好充分的准备。对于消防应急通信设备建设,需要建设网络控制中心、卫星地面站和通信平台。5G技术标准应用在逐渐成熟统一,需要进一步完善卫星通信设备和配套设备等关键设备。实现关键通信设备的覆盖,研究统一跨区域和复杂条件的应急通信方法,形成适应各种应急通信保障体系。对于消防救援要定期开展综合培训,建立与地方政府合作的机制,确保通信单位和消防部门的合作。

3.2 创建一个有效的业务应用系统

消防救援队伍要加强对通信人员的培训,确保相关人员能够正确使用设备,并且要熟悉操作参数的应急通信队伍。分析应用火控数据,打造包括远程监控、指挥控制、数字化编制与管理等指挥控制体系,促进数据及时更新并对外进行数据交换。同时,开发基于5G通信的个性化无线设备,融合环境监测和人工智能等技术,实现消防救援人员准确判断现场情况。有效的现场收集数据,减少灾害扩大的趋势,增加有关消防和救援指挥的准确信息。

3.3 加强救援现场进行数据传输

在信息化发展的时代,对于无人机和红外射频等运用技术,通过5G通信技术传输,对于现场环境参数可以实时监测。在现有通信系统中,受带宽速度限制,数据的传输相对有限,难以实现视频和图像等数据的高效传输。在我国进入5G时代后,可以有效的改善上述限制。数据会及时高效的传输,相关设备可以实时监测空气中有毒气体,监测火场的情况,实时跟踪并更新现场救援人员的位置等。可以有效的提高现场信息的收集、灾害的判断和分析以及命令传递的水平。利用平台的进行实时的数据传输和,同时地面指挥中心可以第一时间收到现场的反馈情况,实现应急救援的黄金时间。对于我国目前烟雾测控技术比较成熟,消防面临的最大挑战是传输数据,利用5G通信技术将现场的数据情况传达给指挥终端。然后生成清晰的图像,可以添加烟雾类型和浓度数据,以便根据实际情况调度灭火行动。随着通信技术的成熟,消防人员甚至可以查看投影,根据现场的数据获取实际的现场情况,让现场救援灭火工作更直观准确。

3.4 应用5G通信技术打造指挥保障体系

在5G通信技术普及后,利用现代通信设备,打造完整的中心控制室和综合通信平台,对设备进行升级,对于信息传输可以更好地覆盖通信设备。消防救援队伍要通力合作,确保在多区域情况下,运行和使用应急通信,使救援队伍能够交换现场的消防信息,解决各种现场救援工作中的问题。针对此类灾害的通信方法可以提供消防和救援行动。在各地建设消防救援队伍时,要进行全面的消防演练,对通信技术和设备进行检查,找出一些设备在运行工作中存在的不足,并做到不断改进和完善。使5G通信更适用于消防救援,促进与通信部门之间更有效的合作,保障消防救援任务的正常开展。

3.5 通过5G通信技术对消防救援业务的模式进行完善

对于不同地区的救援队伍必须确保消防人员正确使用应急通信设备,并在紧急情况下发挥应有的作用。对于消防部门的数据需要相关技术人员进行进一步的分析和讨论,确保可以远距离监控,在消防救援任务中可以更好地实现实战指挥管理,形成一个整体的消防指挥体系,便于数据更新和交换,更好地为消防救援任务服务。同应用5G通信技术打造个人无线通信设备,将现场救援环境检测功能与人工智能相结合,使现代化技术手段更好地应用于我国消防救援行动中,使救援行动可以更高效的进行消防工作。通过个人通信,消防员可以及时反映现场的情况并听从综合指挥中心的指挥,正确了解现场情况,并可以做出准确的预测,更有效进行消防救援,确保救援团队在现场救援任务的安全。

4 5G通信技术对于消防通信指挥中应用的展望

4.1 5G通信技术促进消防团队管理更加规范

消防救援队作为严格规范的队伍,必须通过日常管理,彰显制度特色和纪律作风。数字传感器和人工智能技术的应用,将减轻消防通信指挥人员的工作管理负担,提高管理效率,降低传统消防通信指挥工作中的各级内控成本,增加业务培训的时间,以及对于智能正规化的消防队可以得到全面的提升,并起到了重要的推动作用。在打造数字化指挥站和物联网技术的标准化管理,对于传统的消防救援队伍受限于传统传感器的复杂性和无线接入受限,无法实现高速低延迟的问题,在应用5G通信后解决了这些问题,首先是创建数字化管理平台,基于大量传感器,实现供水供电的实时监控,实时检测温度、湿度和水质,通过电子技术确保救援场地的安全。在未来5G通信技术还可以进一步实现统一规范车辆管理,利用车载传感器采集汽车状态信息、位置信息和图像数据,并连接平台的车辆控制系统,实现汽车访问限制燃料管理、维护管理和轨迹记录等。5G通信技术可以加强应用全方位监控、协助、对讲和电话等值守功能设备,通过无线传感器集成到控制平台,采用高清和快速人脸识别授权现场的进出,以实现内部和外部人员的控制。通过生命体征采集和高清传输,实现救援现场的健康监测,结合无线计数传感器和定位模块,自动采集现场的部署实时信息,实现完整的设备管理。在各级部门通过视频进行救援现场的调度、呼叫和监视等任务时,通过高清和低时延图像的传输发挥着重要的作用[3]。

4.2 消防执法规范化

在火灾防控和执法工作中,对于我国一些小微企业对于发现和纠正火灾隐患的能力还很薄弱,在一些企业中,他们通过自主的火灾防范管理很难达到标准的防控要求。并且对于火灾的探测和报警不合时宜,导致扑灭工作出现延误。针对业务场景中的挑战,利用5G技术的特点,结合利用物联网探针和在线监控设备,开发手机应用,构建现场的实时通信。传统的感烟探测器只能实现内部的通信,将信息传送到耗控中心。由于设备或人为因素,会导致现场的报警可能不及时。因此,使用5G探针传感器进行判断,并向辖区内的消防救援队发出预警。通过手机发送现场人员的信息和导航地图,快速高效地进行现场的疏散人员。此外,传感器需要安装在易燃易爆等企业的重要场所或现场的关键部位。在系统检测到现场有火灾发生后,可以向辖区指挥中心发出警报。并且相关的管理人员和值班指挥中心可通过视频确认。

4.3 救援科技化方面

5G通信凭借外部传感器和高带宽低时延的通信传输,将在指挥系统方面打造智能化数字化的救援工作。提高了指挥信息交换速度,实时传输信息数据,包括文字、语音和视频。指挥员可以利用云计算快速分析灾区情况,做出准确指挥,提高消防救援的救援能力,切实提高应对各种灾害和事故的救援任务,做到保护人民生命财产和自身安全的管理能力。借助智能穿戴设备,通过网络采集现场人员的血压心率等生命体征,可以实时了解现场环境温度和烟雾相关的深度参数,对环境信息和现场救援人员的位置等信息传播,帮助指挥官了解各救援人员的位置和个人身体情况,合理部署现场救援的工作人员,及时下达撤退令,最大限度减少救援现场人员的伤亡。对于消防救援环境监测应用,可以使用各种传感器的使用收集现场数据,对数据进行数字化处理,分析监测参数中的环境条件,包括气体监测。监测建筑结构和疏散人员,可以提高现场指挥信息传递和态势分析能力。借助设备的数字化连接和监控,可以控制设备的使用,监控消防车的位置和液位,确保灭火剂供应。记录设备的使用频率故障率,并可以及时分析设备优化数据,并记录设备使用时的配置数据,现场救援人员与设备之间可靠的通信,进而掌握控制无人机远程设备的权限。5G通信技术可以降低数据传输的功耗,提高数据传输速度。提高通信设备的电池性能,以增强持续的工作能力。

5 结语

综上所述,随着5G通信技术的到位,在消防救援中有效利用信息技术的优势,并结合消防通信指挥中的实际使用,成为改进消防通信系统以及消防作业更高效全的重要目标之一。5G时代为我国消防救援指明了未来通信发展的方向。5G通信技术用于扑灭火灾,可有效放大通信信号,使现场可以传输高质量的图像,有效的增加通信传输的稳定性,促进更有效和准确的消防救援指挥工作。

引用

[1] 韩雷.研究5G通信技术在消防救援工作中的应用难点及对策[J].中国新通信,2020,22(19):5-6.

[2] 蔡剑锋,林丽梅,林鹏程.如何利用5G通信手段推进消防信息化建设再上新台阶[J].电子世界,2020(18):72-73.

[3] 李聪颖.研究5G通信技术在消防救援工作中的应用难点及对策[J].数字技术与应用,2020,38(6):26-28.