森林灭火应急指挥通信系统构建策略研究

摘要：

森林火灾现场具有环境复杂、工作难度大、通信保障困难等特点，为确保各部门可集中统一参与到救援工作中，应构建起完善的森林灭火应急指挥通信系统。本文阐述了森林消防灭火阶段性需求与难点，分析了森林灭火应急指挥通信系统的应用技术，围绕初期通联保障、前线指挥部通信保障、无人机技术应用保障、协同通信保障等方面，实现可视化指挥调度平台搭建，并提出相应的系统运行保障措施。

关键词：

森林灭火；应急指挥；通信技术

引言

我国森林资源分布广泛，森林防火灭火工作至关重要。当前，我国森林火灾次数虽明显降低，但森林防火形势依然严峻。通常情况下，森林火灾的现场环境比较复杂，基础设施遭到破坏，导致无法有效维持救援现场的正常通信，造成前线队伍行进分散，指挥部无法及时掌握实时火情。针对这样的问题，有必要建立运行通畅的森林灭火应急指挥通信系统，为前线队伍与指挥部的互联互通提供支持。

一、森林消防灭火阶段性需求与难点

（一）森林消防灭火阶段性需求

首先是防火巡查阶段，借助无人机技术、人工巡查等方式对森林火情进行巡视，建立起完善的烟火识别体系，尽可能避免误报、漏报等情况出现。其次是灭火定位阶段，触发报警后，可通过定位系统对起火点位置及着火面积进行明确，借助GIS和三维地图实现快速成像，根据火情数据和图像辅助指挥部决策[1]。根据火情的实时信息，指挥部可进行力量部署与人员调配，进而在最短时间内完成灭火工作。最后是总结评估阶段，对现场受灾情况进行损失分析，评估灾情损失。

（二）森林消防灭火难点

森林防火灭火工作中的难点主要包括以下几方面：采取人工巡视的方式覆盖区域有限，发现火情隐患后面临较大的沟通难度；无人机巡视的效果好，但成本较高，初期火情发现难度较大；进行森林火情监控时面临通信难度较大的问题，通信处理效果不佳[2]。

二、森林灭火应急指挥通信系统技术应用与构建

（一）技术应用

1.便携式融合卫星通信终端

便携式融合卫星通信终端由便携卫星天线和卫星通信终端构成，对复杂地形具有较强的适用性，在3min内完成卫星通信链路搭建，满足图像、数据、语音传输需求。为保证前线与指挥部的稳定通信，通过卫星终端可以进行数据、图像的双向传输，还支持现场视频会议，确保各级指挥中心可获取实时现场信息，为现场突发事件的应急指挥调度提供保障，提高指挥决策的及时性与准确性。

2.无线宽带自组网设备

无线宽带自组网设备以北斗或GPS（全球定位系统）为基础，借助COFDM（编码正交频分复用）技术实现软件无线电架构[3]。无线宽带自组网设备具有构成简单、及时性强的优势，可随时启动并抵御复杂环境干扰，提供稳定可靠、高效的无线通信解决方案，因此该技术在森林灭火救援中得到了广泛应用。

3.微惯导定位系统

微惯导定位系统以MEMS（微机电系统）为基础，发挥传感器功能特性满足误差修正、误差补偿需要，进而可以应用于硬件结构设计、滤波算法设计等场景中。与此同时，微惯导定位系统还可以不借助卫星、电子标签等技术实现高精度目标自主定位，通过传感器配置确定定位对象，包括人员、车辆等。

4.多模终端

多模终端以北斗或GPS模块为基础，集4G公网、天通卫星、自组网3种模式于一体，在软件无线电体系架构的支持下可实现多种通信制式，因此应用于森林滅火救援中时体现出较强的扩展性与适应性，可以随时随地满足前线队伍及指挥部的通信需求[4]。值得注意的是，多模终端还支持语音、视频传输等功能，通过卫星覆盖保证数据信息传输的通畅性、及时性与稳定性。

5.可视化指挥系统

可视化指挥系统集合了4G公网、LTE（长期演进专网）以及无线宽带自组网，支持视频传输储存、双向音视频互联、同步指挥调度等功能，满足对森林火灾现场的高密度部署要求。与此同时，可视化指挥系统还进一步支持位置信息与数据业务，包括语音视频调度、GIS调度以及数据上传等，为指挥部决策提供稳定的信息支持。

（二）系统构建

1.初期通联保障

森林火灾发生初期，可触发火情报警，由事发地向属地报告，应急指挥中心接到信息后第一时间进行森林灭火队伍部署调度，前往事发地进行初期处置。森林灭火队伍在前进过程中，应通过应急单兵系统与指挥部保持通信联络，同时通过多模终端建立双向视频会议，利用370兆、800兆无线通信手台保持实时联络。与此同时，指挥部还可以将视频监控图像传输至市森林消防，与公安、交通、卫健等部门取得联系。森林灭火初期通联保障由卫星、宽带及窄带终端以及4G公网提供技术支持。

2.前线指挥部通信保障

应急通信指挥车前往森林火灾现场并完成前线指挥部的建立，对前线灭火队伍实施统一指挥。为提高指挥效率，应急通信指挥车内配置有可视化指挥系统的便携指挥箱，支持图文信息传递分析、可视化指挥调度以及数据决策等功能，并与前线灭火人员取得联系，最大限度保证指挥信息与指挥命令的稳定传递。与此同时，应急通信指挥车内还装有370兆车载基站，支持无线信号覆盖与窄带通信网，通过卫星通信接入实现调度信息的传递。同时，在微惯导定位系统基站的支持下，由前线灭火人员通过微惯导装置将实时位置与现场火情传回至前线指挥部，保证指挥部可以及时获取前线队伍作战情况，并进行针对性指挥调度。在此过程中，前线灭火人员还可以通过多模终端、窄带台等设备与指挥部进行语音或视频通话，在复杂现场环境以及特殊条件下，还可以通过天通卫星电话保持联系，并实现与LTE（长期演进专网）基站的配套使用。

3.无人机技术应用保障

为保证森林火灾现场的稳定通信，前线指挥部可派遣专门的通信保障组深入灭火一线，借助无线宽带自组网、370兆便携基站等设备实现现场信号覆盖，进一步扩大通信范围，既保证前线指挥部可以第一时间进行部署调度，又支持前线灭火救援人员将现场火情及时回传至指挥部[5]。与此同时，森林灭火应急指挥通信系统还为无人机技术的应用提供保障，完成无线宽带自组网以及370兆便携基站装备后，可以实现调度网络和救援范围的无线信号覆盖，借助无人机技术搭建空地联动森林防火体系，进行火灾现场巡查、影像采集、火灾救援建模以及灾情损失评估等工作[6]。根据无人机传回的地形地貌、气象水文信息，前线及后方指挥部可做出针对性战略部署。

4.协同通信保障

除了完善现场通信设施、扩大通信覆盖范围以外，通信保障组还可以实现跨区增援作战。特别是对于现场环境较为复杂、火情严峻等情况，在已派遣的灭火队伍基础上，还需要增派其他森林消防力量投入救援。面对这样的情况，前线指挥部可以派遣通信保障组携带基站设备实现信号接力覆盖，为增派的其他队伍提供通信条件，接入组网后即可实现多方力量的统一指挥调度。与此同时，由于森林火灾对周边基础设施的损害比较严重，一旦供电系统、地面通信设施遭到破坏，将严重影响到现场信号与网络通信[7]。针对这一情况，前线指挥部可采取宽窄带结合的多维组网形态，借助便携式融合卫星通信终端、无线宽带自组网、370兆便携基站等设备搭建完善的通信平台，为森林灭火现场作战提供通信支持，提高应急通信服务水平。通过这样的形式可以构建起完善的协同通信保障，保证前线灭火救援队伍、前线指挥部、后方智慧中心的稳定联络，同时在灵活性、机动性、适用性等方面体现出显著优势。

三、森林灭火应急指挥通信系统保障措施

森林灭火应急指挥通信系统的应用实现了森林灭火救援工作更快的响应速度、更广泛的覆盖范围以及更稳定的信息传输水平。为满足森林灭火救援工作需求，还应针对森林灭火应急指挥通信系统构建与应用提供一定的保障措施，主要包括以下几方面。

（一）加强通信技术人才培养

森林灭火应急指挥通信系统的构建与应用离不开高素质人才，为提高森林灭火救援效率，指挥部应对通信保障组人员配置进行优化，加大人员培养力度，逐步构建一支高质量、高效率的信息化森林消防队伍。随着通信技术水平的提升，便携式融合卫星通信终端、无线宽带自组网设备、微惯导定位系统等新技术进入到森林灭火救援工作中，作为通信保障人员也应顺应时代发展趋势，加强先进技术的学习，进而应用到森林消防实践中，不断提高森林消防队伍信息化建设水平。与此同时，消防管理部门还应加强人才培养力度，定期组织相关人员开展通信技术培训，保证其可以更好适应森林灭火通信的信息化、现代化建设趋势。例如，可以给通信保障人员提供更多的培训及外出学习交流机会，掌握新技术、新设备的发展动向与使用方法，为森林灭火应急指挥通信队伍构建提供人才支持。

（二）完善森林灭火基础通信网络建设

森林火灾具有面积较大、障碍物较多的特点，因此森林灭火应急指挥通信系统运行除了高素质的人才队伍以外，还需要依靠完善的基础设施[8]。一方面，应根据作战通信需求配备相应的通信设备，包括可视化控制平台、通信手台等，实现通信信号的全覆盖，进而构建起完善的森林灭火信息体系。在此过程中，应进一步加强硬件设施和软件平台建设，提高森林灭火应急指挥通信系统的使用效率，为前线灭火现场与指挥部之间的高质量信息传递提供保障[9]。另一方面，应围绕森林灭火救援工作建立消防数据库，对森林灭火信息和消防数据进行动态化系统管理，不仅可以保证相关数据信息的实时性、完整性、安全性，还有助于推进森林灭火救援工作的信息化、规范化发展。森林灭火应急指挥通信系统具有传输稳定、安全可靠等优势，可以通过平台系统对火场数据进行实时分析，随着消防数据库的建立，可以进一步实现通信系统与信息化技术的连通，在扩大数据信息储存容量的同时减少不必要的资源消耗，为森林灭火救援工作的开展提供便利条件。

（三）落实高效信息化指挥体系

森林灭火应急指挥通信系统的稳定运行需要以标准、规范的指挥体系为基础，具体可以从以下几方面入手。首先，应针对各系統平台构建统一的森林灭火信息标准，实现数据采集与数据分析的统一化管理。通过森林灭火应急指挥通信系统实现信号的全面覆盖，实现指挥中心对人员、设备的快速指挥与调度[10]。其次，建立森林灭火调度系统，通过多模终端设备对现场火情进行预测和智能调度，保证灭火救援工作的及时性。森林灭火应急指挥通信系统可实现对数据信息的自动收集、整理、汇总、分析模拟，传递至指挥部后为部署决策提供信息支持，并实现指挥部与前线灭火救援队伍的信息共享和互联互通。最后，为灭火救援工作提供指挥保障。在通信装备及信息技术的应用下，可以针对森林灭火救援工作展开应急预案演练，同时与当地公安、交通、医疗等部门取得联系，共同参与到综合性演练当中。

结语

综上所述，稳定畅通的通信是森林灭火救援工作的重要保障，特别是在周边基础设施遭到破坏的情况下，应通过多方技术建立起完善的森林灭火应急指挥通信系统，为前方灭火救援队伍、前线指挥部以及后方指挥中心的联络奠定基础。森林灭火应急指挥通信系统的应用可以显著提升指挥部部署调度的合理性、及时性与准确性，进一步完善指挥决策与资源调度，促进森林灭火救援工作效率的提升。

参考文献

[1]李长梦.建设智能森林消防系统的探索与实践[J].今日消防，2022，7（04）：38-40.

[2]李鹏飞，李卫海，孙纪虎，等.构建空地联动森林防火体系浅析[J].价值工程，2023，42（08）：113-115.

[3]李攀，郭文刚，凌勇，等.森林消防超短波自组网通信系统应用研究[J].中国电子科学研究院学报，2022，17（06）：590-596.

[4]郭赞权，王佩，石宽.森林消防实火模拟技战术训练系统设计[J].消防科学与技术，2020，39（12）：1622-1625.

[5]许雅文.多种无线通信技术在灭火救援中的融合应用研究[J].消防界（电子版），2021，7（24）：48+50.

[6]覃睿，陈子健，闫玲.有人/无人机协同森林灭火作战体系结构设计[J].灾害学，2022，37（01）：165-170.

[7]马志鹏.无线通信在消防灭火救援中的实践应用[J].数字技术与应用，2022，40（02）：72-74.

[8]马溥临，胡立夫，耿家乐，等.基于北斗导航的森林消防巡查系统[J].中国科技信息，2020（15）：50-52.

[9]陈建君.物联网技术在灭火救援通信保障中的应用[J].数字技术与应用，2022，40（01）：38-40.

[10]李安.森林消防信息化建设中5G技术的应用[J].科技创新与应用，2023，13（03）：173-176.

作者简介：

俞金尧（1996- ），男，汉族，浙江诸暨人，本科，研究方向：应急通信保障。