消防智能無線通信網(wǎng)在滅火搶險(xiǎn)中的應(yīng)用研究

懷柔消防救援支隊(duì) 北京 101400

1 無線通信技術(shù)概述

1.1 短波通信技術(shù)

短波是指波長10～50m，頻率在3～30MHz范圍內(nèi)的電磁波。短波通常由天線發(fā)送，在地面和電離層之間來回反射，最終被信號(hào)接收天線所接收。短波的傳播距離能夠長達(dá)數(shù)萬公里，且能夠大幅度跨越地面障礙物，受到地形地貌的影響較小。因此，短波通信技術(shù)作為無線通信技術(shù)的一種多被用于遠(yuǎn)程指揮領(lǐng)域[1]。

1.2 超短波通信技術(shù)

超短波是指波長1～10m，頻率在30～300MHz范圍內(nèi)的電磁波。超短波原本是消防滅火救援指揮活動(dòng)中應(yīng)用的主要通信技術(shù)，但隨著城市范圍的不斷擴(kuò)大，城市內(nèi)高層、超高層建筑物的數(shù)量激增，超短波的傳遞受到較大的阻礙和干擾，不再適用消防滅火救災(zāi)這種復(fù)雜、極端的領(lǐng)域使用。在城郊、鄉(xiāng)村等處的消防滅火救援中使用也有受到山林、特殊地形阻礙的可能性，因此，在消防領(lǐng)域中的利用率逐漸下降。

1.3 集群通信技術(shù)

集群通信技術(shù)是一種能夠兼顧模擬話音、數(shù)字話音的通信技術(shù)，不僅能夠?yàn)閭€(gè)人提供基礎(chǔ)的移動(dòng)通信服務(wù)，還能夠滿足個(gè)人與個(gè)人之間的任意通信。集群通信技術(shù)的應(yīng)用提高消防滅火救援領(lǐng)域中上下級(jí)、前后方的通信質(zhì)量，使得一線消防人員不僅能夠及時(shí)接收來自上級(jí)、后方的指揮命令，還能夠及時(shí)將自己的信息傳遞回去，進(jìn)一步提高指揮工作的質(zhì)量和效率。集群通信技術(shù)的應(yīng)用一定程度上填補(bǔ)了超短波技術(shù)的不足，改善了城市、鄉(xiāng)村、山區(qū)消防信號(hào)覆蓋難和受干擾程度大的問題。

2 消防智能無線通信網(wǎng)組網(wǎng)形式分析

消防智能無線通信網(wǎng)的組網(wǎng)形式為三級(jí)無線網(wǎng)絡(luò)，其中以及網(wǎng)絡(luò)為主干通信網(wǎng)絡(luò)；二級(jí)網(wǎng)絡(luò)為現(xiàn)場指揮網(wǎng)絡(luò)；三級(jí)網(wǎng)絡(luò)為隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)，具體情況如下。

一級(jí)網(wǎng)線網(wǎng)絡(luò)需要覆蓋火災(zāi)搶險(xiǎn)全部范圍，可采用常規(guī)臺(tái)，有火災(zāi)搶險(xiǎn)指揮中心基臺(tái)、現(xiàn)場應(yīng)急指揮臺(tái)車、固定臺(tái)等共同組成，為便于火災(zāi)搶險(xiǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況能夠及時(shí)準(zhǔn)確地傳輸?shù)街笓]中心，指揮中心的指揮命令和相關(guān)指示能夠及時(shí)下達(dá)，一級(jí)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍不應(yīng)小于30km，至少要覆蓋火災(zāi)搶險(xiǎn)區(qū)域重點(diǎn)防護(hù)位置的80%。同時(shí)，還要保證公共有線電話可以直接呼入以及網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)，開展有線或者無線呼叫及通話。一級(jí)無線通信網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在火災(zāi)搶險(xiǎn)執(zhí)勤備戰(zhàn)和火災(zāi)搶險(xiǎn)過程的通話聯(lián)絡(luò)中，保證指揮中心能夠及時(shí)了解火災(zāi)情況，火災(zāi)搶險(xiǎn)人員能夠及時(shí)達(dá)到現(xiàn)場。二級(jí)無線通信網(wǎng)絡(luò)用于火災(zāi)搶險(xiǎn)現(xiàn)場指揮，也可以使用常規(guī)電臺(tái)，由火災(zāi)搶險(xiǎn)應(yīng)急指揮臺(tái)車、手持無線通話臺(tái)等組成，用于火災(zāi)現(xiàn)場個(gè)人員進(jìn)行的通話聯(lián)絡(luò)，保證指揮命令能夠及時(shí)下發(fā)，促使火災(zāi)搶險(xiǎn)工作能夠高效開展，盡快撲滅火情，降低損失。三級(jí)無線通信網(wǎng)絡(luò)是火災(zāi)搶險(xiǎn)網(wǎng)絡(luò)，使用常規(guī)電臺(tái)，以各消防大隊(duì)、中隊(duì)為單位，進(jìn)行通話聯(lián)絡(luò)，是整個(gè)火災(zāi)搶險(xiǎn)的主要無線通信網(wǎng)絡(luò)。為提升現(xiàn)有無線資源的利用率，可結(jié)合火災(zāi)搶險(xiǎn)現(xiàn)場實(shí)際情況，重復(fù)使用臺(tái)頻資源，應(yīng)用實(shí)例表明，此種無線通信組網(wǎng)信號(hào)穩(wěn)定，沒有較大的干擾因素，可有效解決火災(zāi)搶險(xiǎn)范圍大、現(xiàn)場情況復(fù)雜達(dá)的問題[2]。

3 在滅火搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

3.1 火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)時(shí)圖像傳輸

消防智能無線通信網(wǎng)及用于火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)時(shí)圖像和音頻采集中，主要功能是信息整合、信息處理和信息傳遞，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中重要內(nèi)容，將會(huì)給系統(tǒng)信息監(jiān)測精度帶來直接影響。所以，在信號(hào)采集流程設(shè)計(jì)過程中，需要嚴(yán)格按照簡單、高效的要求進(jìn)行。在信號(hào)采集流程設(shè)計(jì)過程中，主要包含對兩路信息的收集、處理和分析，由采集電路中主控單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞要求對傳遞的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，之后利用通用串口協(xié)議把數(shù)據(jù)傳遞到無線發(fā)射模塊中。

3.2 消防車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控

滅火搶險(xiǎn)是一項(xiàng)非常復(fù)雜工作，涉及的內(nèi)容比較多，指揮中心、各級(jí)消防應(yīng)急部門，既要高度關(guān)注火災(zāi)現(xiàn)場情況，也要全面監(jiān)控消防車輛。消防車輛在行駛中，難免會(huì)遇到堵車問題，從而延誤滅火搶險(xiǎn)的最佳時(shí)機(jī)，通過消防智能無線通信網(wǎng)可及時(shí)監(jiān)控消防車輛行駛情況，提醒消防車駕駛?cè)藛T選擇正確的行駛路線，以免延誤滅火搶險(xiǎn)時(shí)間。同時(shí)，也可以時(shí)刻提醒駕駛?cè)藛T，注意行車的安全性，以免發(fā)生交通事故。更重要的是通過消防智能無線通信網(wǎng)可提前規(guī)劃消防車出動(dòng)的時(shí)間、形式軌跡等，按照火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)際情況，獲得滅火搶險(xiǎn)全過程圖像，包括：接警、出動(dòng)、出水、救援等，保證滅火搶險(xiǎn)工作能夠有條不紊地進(jìn)行。

3.3 在火災(zāi)高危單位視頻監(jiān)控

在滅火搶險(xiǎn)中，火災(zāi)高危單位是消防部門開展救援和保護(hù)的重點(diǎn)項(xiàng)目，在消防結(jié)合體系下，對火災(zāi)高危單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)控顯得尤為必要，需要采取一系列科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)，來保證高危單位的安全性，避免造成更大的損失，采用消防智能無線通信網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)全天候動(dòng)態(tài)化監(jiān)控。可以和三大主體無線移動(dòng)運(yùn)營商取得聯(lián)系，為消防智能無線通信網(wǎng)提供專用線路，通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、視頻處理技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)現(xiàn)場情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。消防智能無線通信網(wǎng)后端系統(tǒng)由輸入設(shè)備、無線通信設(shè)備、通信模塊、處理模塊、顯示模塊、現(xiàn)實(shí)設(shè)備、存儲(chǔ)模塊、消防管理數(shù)據(jù)庫等共同組成。在滅火搶險(xiǎn)中應(yīng)用消防智能無線通信網(wǎng)時(shí)，涉及的關(guān)鍵技術(shù)是無線通信技術(shù)、視頻信息編碼技術(shù)、傳輸技術(shù)、遠(yuǎn)端設(shè)備、自動(dòng)化控制技術(shù)等。消防智能無線通信網(wǎng)后在滅火搶險(xiǎn)中應(yīng)用時(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)用性、靈活性、機(jī)動(dòng)性，可為滅火搶險(xiǎn)提供必要的技術(shù)支持[3]。

4 結(jié)束語

在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的作用下，能夠把各個(gè)建筑物獨(dú)立的火情自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)處理，并在地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等現(xiàn)代化設(shè)備作用下，在監(jiān)控中心對所有聯(lián)網(wǎng)建筑物中國災(zāi)報(bào)警情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)消防設(shè)施集中管理，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情并處理，降低對群眾及國家生命財(cái)產(chǎn)安全的影響。