通信技術在應急救援的應用

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當前通信技術快速發展，為應急救援活動提供了越來越多的通信手段。文章重點論述了5G網絡技術、Wi-Fi技術等當代通信技術。分析了現代通信技術在應急救援中的功能發揮，如無線通信技術運用于煤礦井下應急救援、衛星通信業務支撐應急救援等情況。

1當代通信技術概況

現代通信技術日益發達，如今已經演進出了越來越多以互聯網為依托的新型通信科技、軟件和設備。它們綜合了數據通信、通信網絡、信息傳輸、程控交換、全球定位系統異步傳輸、綜合業務數字網等多種技術，能夠實現衛星電話、無線電廣播、程控交換機、網絡通信數據傳輸等多種形式的通信功能。常見的通信方式遭受破壞后，人們能夠第一時間構建通信網絡。近年來以5G技術為代表的通信技術，被廣泛地應用于應急救援中。

1.15G網絡技術

作為第五代移動通信科技，5G技術是2G、3G、4G技術系統持續演進的產物。它同樣屬于蜂窩通信技術，具有卓越的性能目標，旨在持續提升傳輸信息數據的效率和速度，減少資源消耗，增加網絡系統的容量，有效連接各個設備，壓低成本投入。人們在配置5G技術時一般都將不同的技術服務區域分成小規模的地理區域，即蜂窩區域。如此一來，移動終端中的模擬信號被數字化了，而這些信號承載著圖像或聲音。借助轉換器，它能夠快速傳遞大量數據和信息[1]。

1.2無線網絡通信

Wi-Fi（WirelessFidelity）是一種典型的無線局域網，它通過無線接入的方式打造了新型局域網，提供了近距離內的通信解決方案。Wi-Fi的顯著特征如下：具有較高的可靠性、較高的傳輸率以及突出的可移動性，建網速度快，便于用戶操作，組網成本不高，靈活性大，呈現為彈性化的網絡結構等。

2現代通信技術在應急救援中的功能發揮

2.1數據管理

當前通信技術能夠以較快速度傳輸、存儲大量數據，并進行數據管理。現代通信設施儀器普遍具備上述功能，數據存儲能夠借助數據硬盤存儲近期的通信信息和數據。從應急救援過程來看，數據管理效能較高，可以高效率地傳輸所需要的各種信息，避免發生數據丟失、失真等問題。就應急通信系統而言，它側重于點對點傳輸，其中主要是衛星圖傳、短波無線圖傳、微波數據傳輸等相關圖像傳輸手段。假如數據傳輸量較小或傳輸距離不長，人們也能夠借助短波無線圖傳，單兵即可利用衛星指揮車開展無線圖傳。

2.2監控定位

GPS和通信技術有效融合，形成了日益完善的信息化通信設施。人們主要通過地面監控設備、衛星，對相關事物、場景進行實時監控和定位。其中，圖像監控是最常見的監控方式。如果人們能夠得到所需要的衛星圖像，即可開展實時動態監控，它有利于全面把握突發事件地點的應急救災狀況。應急救援指揮部也能夠根據具體信息，安排人員快速準確進入危險區域，并能夠借助監控定位系統隨時監測他們的具體位置。這些設備也能夠定位、探測該區域的煙霧毒氣、生命跡象等，以保障救援者的健康。因此救援活動中，消防救援部門要充分發揮先進通信科技的監控、定位優勢，使其不傷害相關救援人員。

2.3視頻通話

現代通信設備能夠借助語音系統、攝像頭、視頻系統等，在無線網絡、數據流量等支持下進行實時全面的無線視頻通話。它也支持單線通話、多人同時通話。開發出這種視頻通話，希望第一時間獲取應急救援過程中的具體需求。發生自然災害或安全生產事故時，消防人員能夠借助視頻通話系統，把現場實際情況匯報給指揮中心。后者結合災害事故的具體情況，第一時間啟動針對性的響應等級，科學調派救援隊伍。

2.4指揮調度

在應急救援保障活動中，綜合利用各種通信技術是開展應急救援調度指揮的重中之重。這些設施設備通常會被配置在應急救援保障車輛中。人們能夠借助遠程通話，逐步推動參與現場災害事故救援隊伍的實時溝通和交流。它的關鍵任務是，指揮中心機構借助現代通信系統的車載系統、終端設備、指揮中心系統等，針對應急救援進行針對性的調度、指揮。其中，車載系統可以依托先進的通信技術和應急指揮中心，建立健全雙向通信通道。它能夠快速度、大容量地傳輸各種信息、數據，使有關人員第一時間發現和分析災害現場、事故地點的真實狀況，做出合理化的智慧決策以及救援方案。所以，消防人員要立足于先進的通信技術，打造可靠性強的移動指揮調度機制，有效開展應急救援活動。

2.5語音通信

應急救援活動中，人們既可以通過實時視頻進行通信，也能夠借助語音通信進行交流和溝通。兩者比較，語音通信手段顯得更加便捷，所以在進行應急救援活動的過程中，人們更多地開展即時化、立體化的語音通信。針對地理位置偏僻的區域，地面通信網絡難以實現全方位覆蓋，在很大程度上妨礙了應急救援活動的順利實施。隨著衛星通信技術持續進步，消防人員可以利用這些技術手段，在這些地面通信網絡盲點地帶開展各種語音通信活動。衛星地面基站相互之間能夠借助相應的語音信號網關，推動無線通信信號的即時化傳輸。衛星通信技術能夠使相關方的IP域名連接起來，強化彼此間的交流和通信，又可以利用無線衛星電話等，實現諸多語音信號的即時化傳輸。

3通信技術運用于應急救援的情況分析

3.15G技術+無人機

在5G技術的支持下，無人機成為了更有發展前途的移動通信應用之一。移動5G通信技術在很大程度上拓展了無人機的應用范疇，進入到更多更精準的細分行業、應用市場。無人機技術能夠用來搜索突發性的危化品事故救援過程中，特別是事故偵檢、實時監控災情等領域。它可以彌補這些事故救援應急過程中的一系列缺陷，化解存在的各種突出問題[2]。人們能夠依托無人機開展長時間的事故現場偵查、空中監控，解決消防救援隊伍不能全程準確采集危化品事故現場各項數據、人身危險系數高、偵查期限不長等問題。以某油庫突發火災后的應急救援為例，當地消防救援部門獲得庫區火災報警信息后，借助無人機偵查后第一時間獲取詳細的數據計算和測量，對廠區火油罐高度、道路寬度和四周建筑的大致距離等進行全方位偵查。無人機第一時間針對受災建筑物體自動建立了三維模型，快速建立了實時監測災害現場的信息化系統。當地消防部門還出動無人機，及時監測現場溫度分布、有毒有害氣體的濃度、高清畫面、可燃氣體的具體擴散狀況和濃度分布等，這些都是應急救援中的重要數據。

3.2無線通信技術運用于煤礦井下應急救援

朔州市消防救援部門結合當地煤礦透水、氣體涌出、頂板事故等救援過程中的諸多問題，分析了導致這些問題的主要原因。例如，應急通信系統不夠完善、數據傳輸速度慢、受環境影響大，未能實現可視化信息傳輸等，專門開發出了無線通信系統——ZigBee系統。它也是利用無線通信系統的重要表現。井下一旦發生頂板垮落、水災、火災等事故，被困者隨身佩戴的定位儀可以實時發出相應的求救信號。救援現場安裝的接收器可以第一時間接收到此類信號，并向PLC控制器傳遞這些信息，迅速轉換為電腦能夠識別的數據信號。利用地面工業以太網、網絡交換站等，將相關信息傳遞到地面指揮中心的計算機控制系統，全方位展示井下被困者的數量、位置、移動等多種參數，為后續救援提供重要支持[3]。

3.3衛星通信業務支撐應急救援

應急救援過程中高質量、即時化的視頻通信，能夠幫助指揮中心和事故現場形成密切的聯系。消防指揮中心借助衛星通信技術，能夠實時采集高質量、動態化的影像、圖形信息，還能夠以高度保真的方式傳輸各種數據信號。它也在很大程度上便利于指揮部制定正確的應急救援決策，協同處理各項工作。能夠準確地把握事故現場的具體受災狀況，形成真實可靠的理性認知，從災害事故現場來看，可能公共突發事件現場的地質環境會遭受一定程度的破壞，它非常不利于地面上普通的通信網絡體系。但是，衛星通信技術具有顯著的即時性、穩定性，越來越多地出現在各類公共突發事件的應急救援通訊活動中。與常見的地面通信設施相比，通常情況下衛星通信技術不會遭受復雜地質環境的制約和影響，所以在應急救援活動中，消防應急機構和工作人員可以運用衛星通信技術，開展即時化、穩定化的視頻通信活動。

4通信技術運用于應急救援中的實例探討

4.1衛星通信技術運用于應急救援事件的探討

應急救援事件嚴重威脅著人們的生命財產安全。應急救援事件重點指的是火災、人身安全受到威脅等突發情況。顯而易見的是，它會在很大程度上影響著人民群眾的生命和財產安全。為了對應急救援事件進行妥當處理，消防救援隊伍參與應急救援的過程中，應構建高效率的實時通信機制，以信號穩、質量高的通信設施設備助力應急救援效能的提升。針對極少數偏遠區域，因為地面缺乏完善的通信網絡和良好的通信條件，實時通信水平通常較低。所以可以利用衛星通信技術輔助應急通信工作。山東威海“中華富強”號客貨滾裝船火災處置、“8.12”汶川地震救援過程中，大范圍長時間采用衛星通信技術。它由有效而全面地采集豐富的現場信息，并實時動態傳輸大量的文字、圖像、視頻和聲音等信息。

4.2無人機編隊

很多自然災害現場覆蓋范圍較大、地形地貌復雜，受到外界多種因素的干擾，通信條件不夠理想等。單一無人機執行救援任務的過程中，通常準確性低、耗時較長，不能滿足實際救援需求。相比單一無人機，無人機編隊覆蓋范圍更廣泛，感知數據更精準，容錯性能更加突出，也是未來空中搜救的主要趨勢之一。盧森堡大學的DENTLER等利用以混合動力學為基礎的蟻群算法，在所規劃的無人機編隊中引入了碰撞機制，降低無人機跟蹤的平均誤差，把無人機最小平均距離降低到1.5m。內華達大學的SIDDIQUI等設計出了一種電腦模擬環境，它能夠對無人機編隊的相關飛行過程實施高度仿真。中國國防科技大學設計了以特定主題為依托的任務規劃模型，把選擇相應的任務規劃策略轉變為選擇相應的任務優先執行順序。任務優先級執行的組合以及排列，能夠確定可行的、大規模任務規劃策略，使運算速度得以提升。合肥工業大學吳瑞研究了不確定環境下多編隊無人機群的任務分配事宜，以任務分配取得最大效益為主要目標，利用合同網雙層協商方法分配多無人機編隊，飛行效果很理想[4]。

4.3無線網格網絡

隨著無線移動通信技術進步，4G科技已形成一定體系和規模。針對涉及內容較全、覆蓋面積較大的通信科技，無線短程通信技術進步較快，其中無線網格網絡技術發展尤為迅速。從它的實際運用過程來看，是一種能夠自組織、多跳的無線網絡構架。相比于其他形式的網絡通信，無線網格通信的業務模式和拓撲構造更具特色。無線網格網絡能夠和多種類型的無線通信科技進行有機組合，形成具有多跳鏈路的新型通信網絡[5]。按照礦井下應急通信需要，無線網格網絡通信體系能夠契合其井下挖掘開采的通信需求。此類規劃通常具有下列特點。在煤礦井下作業過程中，采用基于無線網格網絡的應急救援通信科技，可以隨時監測救護人員的呼吸頻次、心率、體溫等多種生命體征信息，能夠準確及時地把握救援人員的身體狀況，規避救援人員在搶救過程中出現二次傷亡的問題。按照人們可以借助混合頻率無線電多數據多信息數據通信科技，強化即時傳輸信息、影像、聲音參數等諸多信息數據的效果。

5結語

綜上所述，在應急救援活動中，人們要結合具體情況，充分利用現代通信技術和傳統的通信手段。相關部門也應該逐步提升應急救援人員的通信技術能力，提高現代通信技術服務應急救援活動的水平。

作者：王立頁 單位：山東省消防救援總隊