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當前通信技術(shù)快速發(fā)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(wǎng)絡技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等當代通信技術(shù)。分析了現(xiàn)代通信技術(shù)在應急救援中的功能發(fā)揮，如無線通信技術(shù)運用于煤礦井下應急救援、衛(wèi)星通信業(yè)務支撐應急救援等情況。

1當代通信技術(shù)概況

現(xiàn)代通信技術(shù)日益發(fā)達，如今已經(jīng)演進出了越來越多以互聯(lián)網(wǎng)為依托的新型通信科技、軟件和設備。它們綜合了數(shù)據(jù)通信、通信網(wǎng)絡、信息傳輸、程控交換、全球定位系統(tǒng)異步傳輸、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)等多種技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星電話、無線電廣播、程控交換機、網(wǎng)絡通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾N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(gòu)建通信網(wǎng)絡。近年來以5G技術(shù)為代表的通信技術(shù)，被廣泛地應用于應急救援中。

1.15G網(wǎng)絡技術(shù)

作為第五代移動通信科技，5G技術(shù)是2G、3G、4G技術(shù)系統(tǒng)持續(xù)演進的產(chǎn)物。它同樣屬于蜂窩通信技術(shù)，具有卓越的性能目標，旨在持續(xù)提升傳輸信息數(shù)據(jù)的效率和速度，減少資源消耗，增加網(wǎng)絡系統(tǒng)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(shù)時一般都將不同的技術(shù)服務區(qū)域分成小規(guī)模的地理區(qū)域，即蜂窩區(qū)域。如此一來，移動終端中的模擬信號被數(shù)字化了，而這些信號承載著圖像或聲音。借助轉(zhuǎn)換器，它能夠快速傳遞大量數(shù)據(jù)和信息[1]。

1.2無線網(wǎng)絡通信

Wi-Fi（WirelessFidelity）是一種典型的無線局域網(wǎng)，它通過無線接入的方式打造了新型局域網(wǎng)，提供了近距離內(nèi)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(wǎng)速度快，便于用戶操作，組網(wǎng)成本不高，靈活性大，呈現(xiàn)為彈性化的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等。

2現(xiàn)代通信技術(shù)在應急救援中的功能發(fā)揮

2.1數(shù)據(jù)管理

當前通信技術(shù)能夠以較快速度傳輸、存儲大量數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)管理?，F(xiàn)代通信設施儀器普遍具備上述功能，數(shù)據(jù)存儲能夠借助數(shù)據(jù)硬盤存儲近期的通信信息和數(shù)據(jù)。從應急救援過程來看，數(shù)據(jù)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(fā)生數(shù)據(jù)丟失、失真等問題。就應急通信系統(tǒng)而言，它側(cè)重于點對點傳輸，其中主要是衛(wèi)星圖傳、短波無線圖傳、微波數(shù)據(jù)傳輸?shù)认嚓P(guān)圖像傳輸手段。假如數(shù)據(jù)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(wèi)星指揮車開展無線圖傳。

2.2監(jiān)控定位

GPS和通信技術(shù)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(jiān)控設備、衛(wèi)星，對相關(guān)事物、場景進行實時監(jiān)控和定位。其中，圖像監(jiān)控是最常見的監(jiān)控方式。如果人們能夠得到所需要的衛(wèi)星圖像，即可開展實時動態(tài)監(jiān)控，它有利于全面把握突發(fā)事件地點的應急救災狀況。應急救援指揮部也能夠根據(jù)具體信息，安排人員快速準確進入危險區(qū)域，并能夠借助監(jiān)控定位系統(tǒng)隨時監(jiān)測他們的具體位置。這些設備也能夠定位、探測該區(qū)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(fā)揮先進通信科技的監(jiān)控、定位優(yōu)勢，使其不傷害相關(guān)救援人員。

2.3視頻通話

現(xiàn)代通信設備能夠借助語音系統(tǒng)、攝像頭、視頻系統(tǒng)等，在無線網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)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(fā)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(fā)生自然災害或安全生產(chǎn)事故時，消防人員能夠借助視頻通話系統(tǒng)，把現(xiàn)場實際情況匯報給指揮中心。后者結(jié)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(diào)派救援隊伍。

2.4指揮調(diào)度

在應急救援保障活動中，綜合利用各種通信技術(shù)是開展應急救援調(diào)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(xiàn)場災害事故救援隊伍的實時溝通和交流。它的關(guān)鍵任務是，指揮中心機構(gòu)借助現(xiàn)代通信系統(tǒng)的車載系統(tǒng)、終端設備、指揮中心系統(tǒng)等，針對應急救援進行針對性的調(diào)度、指揮。其中，車載系統(tǒng)可以依托先進的通信技術(shù)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(shù)據(jù)，使有關(guān)人員第一時間發(fā)現(xiàn)和分析災害現(xiàn)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(shù)，打造可靠性強的移動指揮調(diào)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(qū)域，地面通信網(wǎng)絡難以實現(xiàn)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(wèi)星通信技術(shù)持續(xù)進步，消防人員可以利用這些技術(shù)手段，在這些地面通信網(wǎng)絡盲點地帶開展各種語音通信活動。衛(wèi)星地面基站相互之間能夠借助相應的語音信號網(wǎng)關(guān)，推動無線通信信號的即時化傳輸。衛(wèi)星通信技術(shù)能夠使相關(guān)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(wèi)星電話等，實現(xiàn)諸多語音信號的即時化傳輸。

3通信技術(shù)運用于應急救援的情況分析

3.15G技術(shù)+無人機

在5G技術(shù)的支持下，無人機成為了更有發(fā)展前途的移動通信應用之一。移動5G通信技術(shù)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(yè)、應用市場。無人機技術(shù)能夠用來搜索突發(fā)性的?；肥鹿示仍^程中，特別是事故偵檢、實時監(jiān)控災情等領(lǐng)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(xiàn)場偵查、空中監(jiān)控，解決消防救援隊伍不能全程準確采集?；肥鹿尸F(xiàn)場各項數(shù)據(jù)、人身危險系數(shù)高、偵查期限不長等問題。以某油庫突發(fā)火災后的應急救援為例，當?shù)叵谰仍块T獲得庫區(qū)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(shù)據(jù)計算和測量，對廠區(qū)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(jiān)測災害現(xiàn)場的信息化系統(tǒng)。當?shù)叵啦块T還出動無人機，及時監(jiān)測現(xiàn)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(shù)據(jù)。

3.2無線通信技術(shù)運用于煤礦井下應急救援

朔州市消防救援部門結(jié)合當?shù)孛旱V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(tǒng)不夠完善、數(shù)據(jù)傳輸速度慢、受環(huán)境影響大，未能實現(xiàn)可視化信息傳輸?shù)?，專門開發(fā)出了無線通信系統(tǒng)——ZigBee系統(tǒng)。它也是利用無線通信系統(tǒng)的重要表現(xiàn)。井下一旦發(fā)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(fā)出相應的求救信號。救援現(xiàn)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(zhuǎn)換為電腦能夠識別的數(shù)據(jù)信號。利用地面工業(yè)以太網(wǎng)、網(wǎng)絡交換站等，將相關(guān)信息傳遞到地面指揮中心的計算機控制系統(tǒng)，全方位展示井下被困者的數(shù)量、位置、移動等多種參數(shù)，為后續(xù)救援提供重要支持[3]。

3.3衛(wèi)星通信業(yè)務支撐應急救援

應急救援過程中高質(zhì)量、即時化的視頻通信，能夠幫助指揮中心和事故現(xiàn)場形成密切的聯(lián)系。消防指揮中心借助衛(wèi)星通信技術(shù)，能夠?qū)崟r采集高質(zhì)量、動態(tài)化的影像、圖形信息，還能夠以高度保真的方式傳輸各種數(shù)據(jù)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(xié)同處理各項工作。能夠準確地把握事故現(xiàn)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(xiàn)場來看，可能公共突發(fā)事件現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)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(wǎng)絡體系。但是，衛(wèi)星通信技術(shù)具有顯著的即時性、穩(wěn)定性，越來越多地出現(xiàn)在各類公共突發(fā)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(wèi)星通信技術(shù)不會遭受復雜地質(zhì)環(huán)境的制約和影響，所以在應急救援活動中，消防應急機構(gòu)和工作人員可以運用衛(wèi)星通信技術(shù)，開展即時化、穩(wěn)定化的視頻通信活動。

4通信技術(shù)運用于應急救援中的實例探討

4.1衛(wèi)星通信技術(shù)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(chǎn)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(fā)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(chǎn)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(gòu)建高效率的實時通信機制，以信號穩(wěn)、質(zhì)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(shù)偏遠區(qū)域，因為地面缺乏完善的通信網(wǎng)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(wèi)星通信技術(shù)輔助應急通信工作。山東威?！爸腥A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(wèi)星通信技術(shù)。它由有效而全面地采集豐富的現(xiàn)場信息，并實時動態(tài)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(xiàn)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(zhí)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(shù)據(jù)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(chǔ)的蟻群算法，在所規(guī)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(nèi)華達大學的SIDDIQUI等設計出了一種電腦模擬環(huán)境，它能夠?qū)o人機編隊的相關(guān)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(guī)劃模型，把選擇相應的任務規(guī)劃策略轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇相應的任務優(yōu)先執(zhí)行順序。任務優(yōu)先級執(zhí)行的組合以及排列，能夠確定可行的、大規(guī)模任務規(guī)劃策略，使運算速度得以提升。合肥工業(yè)大學吳瑞研究了不確定環(huán)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(wǎng)雙層協(xié)商方法分配多無人機編隊，飛行效果很理想[4]。

4.3無線網(wǎng)格網(wǎng)絡

隨著無線移動通信技術(shù)進步，4G科技已形成一定體系和規(guī)模。針對涉及內(nèi)容較全、覆蓋面積較大的通信科技，無線短程通信技術(shù)進步較快，其中無線網(wǎng)格網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)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(wǎng)絡構(gòu)架。相比于其他形式的網(wǎng)絡通信，無線網(wǎng)格通信的業(yè)務模式和拓撲構(gòu)造更具特色。無線網(wǎng)格網(wǎng)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(wǎng)絡[5]。按照礦井下應急通信需要，無線網(wǎng)格網(wǎng)絡通信體系能夠契合其井下挖掘開采的通信需求。此類規(guī)劃通常具有下列特點。在煤礦井下作業(yè)過程中，采用基于無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的應急救援通信科技，可以隨時監(jiān)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(guī)避救援人員在搶救過程中出現(xiàn)二次傷亡的問題。按照人們可以借助混合頻率無線電多數(shù)據(jù)多信息數(shù)據(jù)通信科技，強化即時傳輸信息、影像、聲音參數(shù)等諸多信息數(shù)據(jù)的效果。

5結(jié)語

綜上所述，在應急救援活動中，人們要結(jié)合具體情況，充分利用現(xiàn)代通信技術(shù)和傳統(tǒng)的通信手段。相關(guān)部門也應該逐步提升應急救援人員的通信技術(shù)能力，提高現(xiàn)代通信技術(shù)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