通信技术在应急救援中的应用

山东省消防救援总队 王立页

当前通信技术快速发展，为应急救援活动提供了越来越多的通信手段。文章重点论述了5G网络技术、Wi-Fi技术等当代通信技术。分析了现代通信技术在应急救援中的功能发挥，如无线通信技术运用于煤矿井下应急救援、卫星通信业务支撑应急救援等情况。

1 当代通信技术概况

现代通信技术日益发达，如今已经演进出了越来越多以互联网为依托的新型通信科技、软件和设备。它们综合了数据通信、通信网络、信息传输、程控交换、全球定位系统异步传输、综合业务数字网等多种技术，能够实现卫星电话、无线电广播、程控交换机、网络通信数据传输等多种形式的通信功能。常见的通信方式遭受破坏后，人们能够第一时间构建通信网络。近年来以5G技术为代表的通信技术，被广泛地应用于应急救援中。

1.1 5G网络技术

作为第五代移动通信科技，5G技术是2G、3G、4G技术系统持续演进的产物。它同样属于蜂窝通信技术，具有卓越的性能目标，旨在持续提升传输信息数据的效率和速度，减少资源消耗，增加网络系统的容量，有效连接各个设备，压低成本投入。人们在配置5G技术时一般都将不同的技术服务区域分成小规模的地理区域，即蜂窝区域。如此一来，移动终端中的模拟信号被数字化了，而这些信号承载着图像或声音。借助转换器，它能够快速传递大量数据和信息[1]。

1.2 无线网络通信

Wi-Fi（Wireless Fidelity）是一种典型的无线局域网，它通过无线接入的方式打造了新型局域网，提供了近距离内的通信解决方案。Wi-Fi的显著特征如下：具有较高的可靠性、较高的传输率以及突出的可移动性，建网速度快，便于用户操作，组网成本不高，灵活性大，呈现为弹性化的网络结构等。

2 现代通信技术在应急救援中的功能发挥

2.1 数据管理

当前通信技术能够以较快速度传输、存储大量数据，并进行数据管理。现代通信设施仪器普遍具备上述功能，数据存储能够借助数据硬盘存储近期的通信信息和数据。从应急救援过程来看，数据管理效能较高，可以高效率地传输所需要的各种信息，避免发生数据丢失、失真等问题。就应急通信系统而言，它侧重于点对点传输，其中主要是卫星图传、短波无线图传、微波数据传输等相关图像传输手段。假如数据传输量较小或传输距离不长，人们也能够借助短波无线图传，单兵即可利用卫星指挥车开展无线图传。

2.2 监控定位

GPS和通信技术有效融合，形成了日益完善的信息化通信设施。人们主要通过地面监控设备、卫星，对相关事物、场景进行实时监控和定位。其中，图像监控是最常见的监控方式。如果人们能够得到所需要的卫星图像，即可开展实时动态监控，它有利于全面把握突发事件地点的应急救灾状况。应急救援指挥部也能够根据具体信息，安排人员快速准确进入危险区域，并能够借助监控定位系统随时监测他们的具体位置。这些设备也能够定位、探测该区域的烟雾毒气、生命迹象等，以保障救援者的健康。因此救援活动中，消防救援部门要充分发挥先进通信科技的监控、定位优势，使其不伤害相关救援人员。

2.3 视频通话

现代通信设备能够借助语音系统、摄像头、视频系统等，在无线网络、数据流量等支持下进行实时全面的无线视频通话。它也支持单线通话、多人同时通话。开发出这种视频通话，希望第一时间获取应急救援过程中的具体需求。发生自然灾害或安全生产事故时，消防人员能够借助视频通话系统，把现场实际情况汇报给指挥中心。后者结合灾害事故的具体情况，第一时间启动针对性的响应等级，科学调派救援队伍。

2.4 指挥调度

在应急救援保障活动中，综合利用各种通信技术是开展应急救援调度指挥的重中之重。这些设施设备通常会被配置在应急救援保障车辆中。人们能够借助远程通话，逐步推动参与现场灾害事故救援队伍的实时沟通和交流。它的关键任务是，指挥中心机构借助现代通信系统的车载系统、终端设备、指挥中心系统等，针对应急救援进行针对性的调度、指挥。其中，车载系统可以依托先进的通信技术和应急指挥中心，建立健全双向通信通道。它能够快速度、大容量地传输各种信息、数据，使有关人员第一时间发现和分析灾害现场、事故地点的真实状况，做出合理化的智慧决策以及救援方案。所以，消防人员要立足于先进的通信技术，打造可靠性强的移动指挥调度机制，有效开展应急救援活动。

2.5 语音通信

应急救援活动中，人们既可以通过实时视频进行通信，也能够借助语音通信进行交流和沟通。两者比较，语音通信手段显得更加便捷，所以在进行应急救援活动的过程中，人们更多地开展即时化、立体化的语音通信。针对地理位置偏僻的区域，地面通信网络难以实现全方位覆盖，在很大程度上妨碍了应急救援活动的顺利实施。随着卫星通信技术持续进步，消防人员可以利用这些技术手段，在这些地面通信网络盲点地带开展各种语音通信活动。卫星地面基站相互之间能够借助相应的语音信号网关，推动无线通信信号的即时化传输。卫星通信技术能够使相关方的IP域名连接起来，强化彼此间的交流和通信，又可以利用无线卫星电话等，实现诸多语音信号的即时化传输。

3 通信技术运用于应急救援的情况分析

3.1 5G技术+无人机

在5G技术的支持下，无人机成为了更有发展前途的移动通信应用之一。移动5G通信技术在很大程度上拓展了无人机的应用范畴，进入到更多更精准的细分行业、应用市场。无人机技术能够用来搜索突发性的危化品事故救援过程中，特别是事故侦检、实时监控灾情等领域。它可以弥补这些事故救援应急过程中的一系列缺陷，化解存在的各种突出问题[2]。人们能够依托无人机开展长时间的事故现场侦查、空中监控，解决消防救援队伍不能全程准确采集危化品事故现场各项数据、人身危险系数高、侦查期限不长等问题。

以某油库突发火灾后的应急救援为例，当地消防救援部门获得库区火灾报警信息后，借助无人机侦查后第一时间获取详细的数据计算和测量，对厂区火油罐高度、道路宽度和四周建筑的大致距离等进行全方位侦查。无人机第一时间针对受灾建筑物体自动建立了三维模型，快速建立了实时监测灾害现场的信息化系统。当地消防部门还出动无人机，及时监测现场温度分布、有毒有害气体的浓度、高清画面、可燃气体的具体扩散状况和浓度分布等，这些都是应急救援中的重要数据。

3.2 无线通信技术运用于煤矿井下应急救援

朔州市消防救援部门结合当地煤矿透水、气体涌出、顶板事故等救援过程中的诸多问题，分析了导致这些问题的主要原因。例如，应急通信系统不够完善、数据传输速度慢、受环境影响大，未能实现可视化信息传输等，专门开发出了无线通信系统——ZigBee系统。它也是利用无线通信系统的重要表现。井下一旦发生顶板垮落、水灾、火灾等事故，被困者随身佩戴的定位仪可以实时发出相应的求救信号。救援现场安装的接收器可以第一时间接收到此类信号，并向PLC 控制器传递这些信息，迅速转换为电脑能够识别的数据信号。利用地面工业以太网、网络交换站等，将相关信息传递到地面指挥中心的计算机控制系统，全方位展示井下被困者的数量、位置、移动等多种参数，为后续救援提供重要支持[3]。

3.3 卫星通信业务支撑应急救援

应急救援过程中高质量、即时化的视频通信，能够帮助指挥中心和事故现场形成密切的联系。消防指挥中心借助卫星通信技术，能够实时采集高质量、动态化的影像、图形信息，还能够以高度保真的方式传输各种数据信号。它也在很大程度上便利于指挥部制定正确的应急救援决策，协同处理各项工作。能够准确地把握事故现场的具体受灾状况，形成真实可靠的理性认知，从灾害事故现场来看，可能公共突发事件现场的地质环境会遭受一定程度的破坏，它非常不利于地面上普通的通信网络体系。但是，卫星通信技术具有显著的即时性、稳定性，越来越多地出现在各类公共突发事件的应急救援通讯活动中。与常见的地面通信设施相比，通常情况下卫星通信技术不会遭受复杂地质环境的制约和影响，所以在应急救援活动中，消防应急机构和工作人员可以运用卫星通信技术，开展即时化、稳定化的视频通信活动。

4 通信技术运用于应急救援中的实例探讨

4.1 卫星通信技术运用于应急救援事件的探讨

应急救援事件严重威胁着人们的生命财产安全。应急救援事件重点指的是火灾、人身安全受到威胁等突发情况。显而易见的是，它会在很大程度上影响着人民群众的生命和财产安全。为了对应急救援事件进行妥当处理，消防救援队伍参与应急救援的过程中，应构建高效率的实时通信机制，以信号稳、质量高的通信设施设备助力应急救援效能的提升。针对极少数偏远区域，因为地面缺乏完善的通信网络和良好的通信条件，实时通信水平通常较低。所以可以利用卫星通信技术辅助应急通信工作。山东威海“中华富强”号客货滚装船火灾处置、“8.12”汶川地震救援过程中，大范围长时间采用卫星通信技术。它由有效而全面地采集丰富的现场信息，并实时动态传输大量的文字、图像、视频和声音等信息。

4.2 无人机编队

很多自然灾害现场覆盖范围较大、地形地貌复杂，受到外界多种因素的干扰，通信条件不够理想等。单一无人机执行救援任务的过程中，通常准确性低、耗时较长，不能满足实际救援需求。相比单一无人机，无人机编队覆盖范围更广泛，感知数据更精准，容错性能更加突出，也是未来空中搜救的主要趋势之一。卢森堡大学的DENTLER等利用以混合动力学为基础的蚁群算法，在所规划的无人机编队中引入了碰撞机制，降低无人机跟踪的平均误差，把无人机最小平均距离降低到1.5m。内华达大学的SIDDIQUI等设计出了一种电脑模拟环境，它能够对无人机编队的相关飞行过程实施高度仿真。中国国防科技大学设计了以特定主题为依托的任务规划模型，把选择相应的任务规划策略转变为选择相应的任务优先执行顺序。任务优先级执行的组合以及排列，能够确定可行的、大规模任务规划策略，使运算速度得以提升。合肥工业大学吴瑞研究了不确定环境下多编队无人机群的任务分配事宜，以任务分配取得最大效益为主要目标，利用合同网双层协商方法分配多无人机编队，飞行效果很理想[4]。

4.3 无线网格网络

随着无线移动通信技术进步，4G科技已形成一定体系和规模。针对涉及内容较全、覆盖面积较大的通信科技，无线短程通信技术进步较快，其中无线网格网络技术发展尤为迅速。从它的实际运用过程来看，是一种能够自组织、多跳的无线网络构架。相比于其他形式的网络通信，无线网格通信的业务模式和拓扑构造更具特色。无线网格网络能够和多种类型的无线通信科技进行有机组合，形成具有多跳链路的新型通信网络[5]。按照矿井下应急通信需要，无线网格网络通信体系能够契合其井下挖掘开采的通信需求。此类规划通常具有下列特点。在煤矿井下作业过程中，采用基于无线网格网络的应急救援通信科技，可以随时监测救护人员的呼吸频次、心率、体温等多种生命体征信息，能够准确及时地把握救援人员的身体状况，规避救援人员在抢救过程中出现二次伤亡的问题。按照人们可以借助混合频率无线电多数据多信息数据通信科技，强化即时传输信息、影像、声音参数等诸多信息数据的效果。

5 结语

综上所述，在应急救援活动中，人们要结合具体情况，充分利用现代通信技术和传统的通信手段。相关部门也应该逐步提升应急救援人员的通信技术能力，提高现代通信技术服务应急救援活动的水平。

引用

[1] 吴昊宇.通信技术在应急救援保障中的应用[J].劳动保护,2020(4):74-75.

[2] 肖一晖.基于多媒体应用的卫星通信技术发展研究[J].无线互联科技,2018,15(16):3-4.

[3] 王文勇.基于大数据云计算技术条件下对实战指挥平台建设发展的思考[J].今日消防,2019,4(12):47+49.

[4] 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.

[5] 刘曾辉.煤矿应急救援自动化通信技术[J].中国科技信息,2020(23):60-61.