消防灭火救援中的5G技术运用研究

■ 苏亚辉 邯郸市消防救援支队

通信技术与人类生活越来越密不可分，在灭火救援战斗指挥调度中无线通信技术同样起着重要的作用。因此，充分利用5G 技术对提升消防救援队伍的综合实力，更好地为人民群众保驾护航具有重大意义。在现代都市中，高楼林立，建筑物比较密集，并且内部结构也比较复杂，一旦发生火灾救援是比较困难的。在救援的过程中，如果消防人员对火灾现场的情况有准确的把握，就可以让救援工作开展得更加顺利，减少人员伤亡和财产损失。文章在4G 通信技术已经在消防灭火救援指挥中开始运用的情况下，探究5G 移动通信技术在火灾救援中如何发挥更大的作用，更好地保护人民的生命财产安全。

一、5G 通信技术概述

第5 代移动互联网通信技术（简称5G）是中国新一代蜂窝移动互联网通信技术。它的主要优点就是，数据传输速度可以大大超过先前的蜂窝互联网，最高达到了10Gbit/s，比当前的有线网络都要快，比先前的4G LTE 蜂窝互联网快了100 倍。同时，它还具有相对较小的网络延时（更快的响应时间），一般小于1 毫秒，而4G 则为30～70 毫秒。此外，由于5G 网络支持了更大面积的设备连接，每平方千米连接设备数量就达到了100 万个以上，从而能够达到理论上的“万物互联”。高效、少延时、多接入设施这三个特点，是与以往几代移动通信技术相比明显的进步。5G 通信技术对消防灭火救灾指挥系统的发展具有重大意义，可以实现快速信息传输，进行科学有效的分析决策，从而实施及时救援。因此，为增强中国消防系统的火灾救援力量，应该加快5G 技术的研发脚步，把5G 技术尽快运用到消防灭火指挥救援中去。

二、无线通信5G 技术的特点

在20世纪80年代，出现了模拟通信，实现了语音通话。接着，数字通信跟随着90年代的科技步伐，相继实现了格式转换、互联网访问等功能。2019年，数字通信进入了第5 代移动通信技术，即5G 的新时代。与仅向民众提供通信服务的2G、3G 和4G 不同，5G 在设计之初就考虑了人与物之间以及事物之间的连接。除基站峰值速度要求之外，由世界通讯联合会认证的5G指标中还包含了七个主要技术指标，如用户体验速度、频谱利用率、互联网和移动服务、业务空间容量、网络连接密度和延迟时间等。5G 为使用者创造了无限制的信息存取权限，使得人和物都能够自由享用数据，从而在不受时间和空间限制的情形下，让个人、公司和社区获益。大规模宽带、大规模接入、连续的广域范围、超低延时和高度安全性以及5G 技术中的其他特性将在物联网、大数据分析和电子商品交易等物理和信息技术空间领域中起到不可估量的影响。并且同时促进了人工智能、机器人、智能交通、智能医疗、自动驾驶和工业自动化等行业的应用程序开发。同样，5G 技术也将在智慧消防方面取得突破。

三、消防救援中通信技术的使用现状

（一）通信技术的局限性

在日常消防救援行动中，时间至关重要，如何更快、更准确地接收信息对消防决策指挥来说非常重要。在调度过程中，前方指挥部必须发送信号以完成诸如整合地理信息图形、可视化指挥与调度、大数据分析与决策等任务，时间紧迫任务繁重。由于现有设备的传输效率低，导致设备性能与现场要求不符。

（二）设备之间不兼容

当前，各大通信设备制造商使用的通信协议和技术标准大多是不同的，甚至同一类型的设备都使用不同的通信技术，例如一部分消防救援人员使用350MHz 警用频段的手持无线电对讲机，另一部分消防人员使用数字技术利用集群通信系统和公共网络进行语音传输，不受频段的限制。各种对讲机不是普遍通用的，必须单独购买，这不仅造成资金浪费，而且还给管理人员和一线作战人员在消防救援现场的信息沟通带来不便。不同的通信设备由于通信技术标准的不同而互不兼容，极大地影响了消防救援作战效率。

（三）通信配置陈旧

消防应急通信技术的研发相对较慢。目前，一般使用350MHz 无线对讲系统，该系统可以通过无线电进行通信，但设备的传输距离受功率的限制，大多在1～3km 之间。并且，设备对信号非常敏感，在恶劣的环境中，例如在山区、高温、辐射等环境中，信号很难保持稳定，很难有效地传达信息。就视频通信而言，视频传输设备已经统一并普及，但其中大多数仍依靠4G 及以下专用网络，传输视频的清晰度和流畅性还有很大的提升空间。

（四）信号格式融合性差

目前，消防救援队伍装备的各种通信工程设备，使用的数据通信协定内容与标准完全不同，各种设备互通困难。所有通信工程都必须单独建设，花费了大量人力物力资源。另外，各种电子设备在事故救援现场的运用中也不够多方面，因此现场指挥员通常需要携带各种电子通信工具，既要利用350MHz 对讲机完成现场指示与调度，同时还要利用GOTA 对讲机、4G 图传等信息系统，与各个指令中心完成消息传递执行，尤其是在某些通信环境较恶劣的地区，更大大延长了一线救援现场信息和指挥员决策命令的传递执行时间。

（五）技术可扩展性不强

按照当前消防工作信息化建设需求，各类灭火救援指导中心都需要进一步整合完成灭火救援指导的实战化演示、地理信息系统与图文集成、实时可视化指令调度管理、大数据分析决策等多种功能，这就需要更为平稳的数据信息传输系统和更高的传输速率，也就对消防通信装备的实用性有了更高的需求，而目前通信设施一般都是采用一些传统通信技术设备，由于传统通信技术设备的局限，根本就无法满足这些需求。

四、5G 移动通信技术在消防灭火救援指挥中的功能

（一）动态监控火灾现场情况

因为现代工程的复杂性，失火状况往往较为紧急，所以火灾发生时，现场的人员和物资状况往往是很难掌握的，在很多火灾事故中，都会有大批的人员被困，消防人员也面临着严峻的考验，不仅需要救人，还需要救火。他们需要对火灾现场有充分的了解，才能更好地进行人力物力的分配，开展救援工作。如果把5G 移动通信技术运用于消防灭火指挥中，就可以将建筑各层平面图、动态监控图像等重要信息实时传送到现场指挥员的有关设备上，为指挥员提供准确可靠及时的决策辅助信息，帮助消防员更加顺利地开展救援工作，及时科学地设置水枪阵地，实现精准高效的灭火救援。

（二）为消防员做出安全提示及危险预警

发生火灾的地区通常内部环境都比较复杂，大部分建筑物内有一些易燃的危险物品，如化学危险品、烟花爆竹、燃料等，这些物品一旦被引燃，就会发生大面积爆炸，造成严重火灾。因此在发生火灾之后，消防员必须要了解在火源周围还有没有这样的易燃物品，以防在救援时发生爆炸，造成更多的人员伤亡。而5G 移动通信技术就可以为消防员提供危险品信息提示，如危险品的位置、图像等，使消防员能够及时了解相关情况，做出正确的决策，防止火灾事故进一步升级。

（三）动态管理消防力量

利用5G 通信技术和设备定位信息系统，指挥员能够及时掌握到场消防救援人员、扑救机动车辆、消防工作器械及有关物资的状态和位置，将它们和起火现场情况进行分类比较，判断扑救力量的分摊是否有效合理，从而对扑救情况实施准确有效的动态过程监控，科学地应对每一次起火事件。同时在救援过程中，利用5G 通信技术对救援人员实施动态的监视，可以保障救援人员的生命安全。

（四）强化高效畅通的指挥保障体系

今后，各地将加速开展消防紧急通信装置建设，逐步建立网络中央监控机械室、卫星地面站、信息融合等网络平台，在5G 标准成熟统一之后，逐步实现卫星通信指挥车、轻型卫星便携站和辅助器具等重要技术装备配置，完成关键通信装置的全面覆盖。我国应该逐渐探索统一跨地域和复杂环境下的紧急通信保障训练操法，固化建立适合各种灾难处理的紧急通信保障模型。各级消防救援部门应该定期进行综合性拉动训练，形成与属地政府部门、通信主管部门、消防重点单位的有效合作保障机制。

（五）打造协同高效的业务应用体系

各级消防救援部门都应当强化信息通信队伍建设，形成一支能娴熟运用装备、掌握系统性能技术参数的应急信息通信与保障队伍。并开展消防大数据处理分析与深度运用，构建一套集城市远程监视、实战指导调度、数字化应急预案制定与管理等功能于一身的综合指导调度系统，以促进内部数据及时更新，扩大对外资源共享。同时，还可开发基于5G 通信技术的个人无线行动通信设备，并融入环境监控、人工智能、VR 虚拟现实等现代技术，逐步实现一线消防救援人员使用单一电子设备就可以及时接收指挥员的调整指令，并准确地评估现场状态、收集现场数据、推演灾害发展过程等，使得现场指挥员获取的信息更为准确，决策更为科学。

（六）就近调配消防力量

由于城市道路情况错综复杂，出现火灾时消防人员和设备难以迅速到达现场，会导致火势扩大，严重威胁人们的生命财产安全。如果使用了5G 通信网络系统，就能够利用网络的智能分析分配火灾事故附近的灭火力量，并就近进行人力物力调整，不但能够节约时间，进行更有效的救灾工作，同时指挥系统终端还能够对火灾现场附近的供水、物品资源等做出有效分析和合理调整，为火灾救援提供物力支持。由此可见，5G 技术在就近调配消防力量方面有着至关重要的作用。

（七）构建远程救援系统

在5G 无线通信技术的全面运用下，利用VR、AR科技，搭建出智慧、现代化的远程救灾体系。线上指挥员能够通过AR 智能眼镜、VR 视讯装置等，接收到场景状况传送，各地的网络平台与终端用户均能够直接接收到高清画面，后方指挥人员能够更加清晰地观察火场内的实际情景，从而实现消防救灾远程实战指导。专家以及指挥人员也能够随时随地根据火场变化，适时制定最佳战略措施，将命令及时传递给前线指挥人员。5G 无线通信技术的重要作用，体现在能够跨平台进行协同作战，打破了以往必须赶赴现场指挥的局限，在极大程度上提升了救灾效能，为人民生命财产安全带来了更强有力的保护。此外，在远程医学救护中，比如在将伤者送到医院的路上，也能够通过VR、AR 等新科技，和医生进行远程沟通，从而给医生更充裕的时间提出救治预案，进行一定的紧急准备，为挽救生命争取宝贵时间。

五、结语

综上所述，随着经济的迅猛发展与技术的飞速进步，社会环境日益复杂多元，突发事故的出现概率和事故规模也呈增长趋势，使得紧急救援工作面临着极大的挑战。作为突发事故救援的中坚力量，消防部门承担着处理各种危险情况和事件的任务，时刻守护着人民的生命财产安全。为了实现更迅速、正确、高效地处置突发情况，最大限度地挽回国家和人民的损失，除了培养一支反应快速、作战能力强的应急救援队伍之外，还必须具备强大的紧急通信网络。为此，当前亟须加快应急救援通信保障的现代信息化管理建设速度，以及时掌握突发情况，进一步增强抢险救援能力。5G 技术在消防救援的现代信息化管理建设中进行广泛应用是网络信息时代快速蓬勃发展的必须态势，是业务领域快速蓬勃发展的必须需求，是提升消防救援部门反应速率、救灾效率、指挥信息灵敏水平的关键。因此，我国消防救援部门要积极进行5G 技术的运用，以进一步提升应急救援信息化管理水平，为经济平稳快速发展、为民众平安生活作出积极的贡献。