摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，信息化技術(shù)已深入各個(gè)行業(yè)。尤其是5G通信技術(shù)的運(yùn)用，極大地提升了消防工作效率。消防救援工作是國家處置災(zāi)害的重要組成力量，關(guān)系到人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全，在具體的救援工作中，只有爭分奪秒才能夠盡可能挽救更多的生命和財(cái)產(chǎn)。5G通信技術(shù)的應(yīng)用可以很好地解決這個(gè)問題，所以加大對該技術(shù)的應(yīng)用研究力度，可以使其更好地與消防救援工作結(jié)合起來，以保證消防應(yīng)急通信和現(xiàn)場指揮工作的順利進(jìn)行。本文主要分析5G通信技術(shù)在消防通信中的應(yīng)用優(yōu)勢和難點(diǎn)，以及如何設(shè)計(jì)一個(gè)基于5G通信技術(shù)的消防通信平臺(tái)，以適應(yīng)消防救災(zāi)的需要，進(jìn)一步提高消防救災(zāi)的整體水平。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù)；消防通信體系；救援

1. 5G通信技術(shù)在消防通信中的應(yīng)用優(yōu)勢

5G通信技術(shù)是新一代的移動(dòng)通信技術(shù)，在很多方面都表現(xiàn)出很大優(yōu)勢，尤其是具有很高的信息傳輸速率，這使其在消防通信中的應(yīng)用有了很大的空間。同時(shí)，5G通信技術(shù)不但可以有效助力消防救援工作，還可以促進(jìn)消防部門對消防設(shè)備和隊(duì)伍進(jìn)行升級優(yōu)化，進(jìn)一步適應(yīng)消防救援事業(yè)發(fā)展的更多、更高需求。

1.1 快速低延遲傳輸

相比4G通信技術(shù)，5G通信技術(shù)在傳輸方面表現(xiàn)出非常顯著的優(yōu)勢，不僅可以實(shí)現(xiàn)快速的網(wǎng)絡(luò)信息傳遞，而且還擁有較大的帶寬，這使得5G用戶可以快速獲得消防救援?dāng)?shù)據(jù)，也使他們在具體執(zhí)勤過程中的工作效率得到了極大提升[1]。從理論上來看，5G的傳輸速度是20Gbps，遠(yuǎn)超4G。除此之外，5G通信技術(shù)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)還具有較低的時(shí)延，使其與滅火救援工作結(jié)合，不僅能為消防員提供及時(shí)、高效的重要數(shù)據(jù)，還能提升日常滅火工作的質(zhì)量，以及極大地降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，加快了消防救援的信息化建設(shè)。

1.2 高質(zhì)量的覆蓋能力

一般在消防救援過程中，需要大量的視頻監(jiān)控和傳感器，因而對網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋率也有較高的要求。5G通信技術(shù)可以利用自身的網(wǎng)絡(luò)密集性，實(shí)現(xiàn)基站外天線的數(shù)量增加，從而可以充分提高系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性，并保證系統(tǒng)的超大節(jié)點(diǎn)數(shù)量。具體表現(xiàn)在兩方面：一方面，在戶外可以極大地提高各節(jié)點(diǎn)間的信息交互效率，也可以確保信息傳輸?shù)木群透咝?；另一方面，在室?nèi)采用數(shù)字化的分區(qū)方式，利用5G天線，提高室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)容量以及網(wǎng)絡(luò)的連通性。另外，利用5G天線技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對空覆蓋，滿足消防救援中的無人機(jī)檢測需求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)區(qū)域的快速救援。由此可以看出，5G通信技術(shù)具有很強(qiáng)的高質(zhì)量覆蓋能力，若將其用于消防救援，則可以極大地提升網(wǎng)絡(luò)信息傳輸效率，并保證消防救援的及時(shí)性和有效性。

1.3 高頻傳輸

5G通信技術(shù)的使用，不僅極大地提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，還充分利用了高頻段的優(yōu)勢，獲得理想的網(wǎng)絡(luò)通信傳輸效果。高頻傳輸在擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的同時(shí)，也降低通信頻段之間的相互干擾，提升頻譜的利用率[2]。因此，可以協(xié)助消防部門根據(jù)自身消防部署需求，構(gòu)建局域化網(wǎng)絡(luò)，最大程度提高消防救援通信效率和質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，加大消防救援設(shè)備的創(chuàng)新，促進(jìn)信息傳輸設(shè)備的體積逐漸減小，從而降低能耗，確保消防救援的有效利用。

2. 5G通信技術(shù)在消防通信體系中的主要應(yīng)用難點(diǎn)

盡管5G通信技術(shù)已經(jīng)被越來越多地運(yùn)用到了消防救援工作中，并且已經(jīng)取得了一些成效，但在實(shí)踐中仍有一些問題與困難，具體從以下3個(gè)方面分析。

2.1 通信不兼容

隨著社會(huì)的逐步發(fā)展，火災(zāi)問題日益復(fù)雜，消防隊(duì)伍有了越來越多的通信和救生設(shè)備。應(yīng)用不同類型的滅火器材，能提高消防人員滅火的精確度和針對性。但是，不同類型、不同型號的通信設(shè)備，在協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)方面都有不同的特點(diǎn)，這就造成了信號通信格式的差異，以及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口匹配失敗，從而導(dǎo)致現(xiàn)場指揮調(diào)度的指令無法及時(shí)下達(dá)，消防人員無法在救援現(xiàn)場進(jìn)行有效溝通與互動(dòng)，這極大地限制了消防救援工作的有效開展，在一定程度上降低了消防救援工作的效率[3]。此外，在營救時(shí)，消防員要隨身攜帶各種各樣的通信器材，不但會(huì)帶來更大的負(fù)擔(dān)，還會(huì)對滅火工作造成很大影響，對這些器材的回收和整理也很不方便。

2.2 部分地區(qū)5G技術(shù)引入難

隨著5G技術(shù)在我國一線城市的應(yīng)用越來越廣泛，在5G技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于5G技術(shù)的城市消防物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，不僅能實(shí)時(shí)監(jiān)測城市的消防狀況，還能強(qiáng)化對城市消防安全的管理，進(jìn)一步提升了消防救援的速度和效率。然而，在二、三線城市中，由于觀念、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等多個(gè)方面的原因，5G技術(shù)的推廣和應(yīng)用受到了一定制約。例如，在經(jīng)濟(jì)落后、地理位置偏遠(yuǎn)的地區(qū)缺少高級技術(shù)人才，則很難構(gòu)建起一個(gè)5G消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)信號的高效傳輸，同時(shí)也很難構(gòu)建起一個(gè)有效的監(jiān)督系統(tǒng)，這對提高消防救援效率造成了很大影響。

2.3 通信技術(shù)的可擴(kuò)展性尚有欠缺

隨著時(shí)代的發(fā)展，消防救援演練的實(shí)戰(zhàn)性越來越強(qiáng)。為了達(dá)到這個(gè)目的，必須將地理信息采集、指揮與作戰(zhàn)可視化、大數(shù)據(jù)分析與規(guī)劃等技術(shù)相結(jié)合，以保證消防信息通信的穩(wěn)定與快速。5G通信技術(shù)的支撐，將為這一目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)做出巨大貢獻(xiàn)。然而，因?yàn)?G技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用才剛剛開始，在理論研究和實(shí)踐探索上都還不夠完善，在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用還不夠穩(wěn)固，而且在這一領(lǐng)域中，也缺少一些高科技人才，更沒有一個(gè)科學(xué)、合理的消防系統(tǒng)的日常維護(hù)和管理機(jī)制，這就造成了5G通信技術(shù)在消防通信體系上的進(jìn)一步擴(kuò)展尚有一定難度。

3. 基于5G通信技術(shù)的消防通信平臺(tái)設(shè)計(jì)

針對5G通信技術(shù)所具有的低延遲、高速率等優(yōu)勢，以及現(xiàn)階段5G在消防通信體系中存在的一些應(yīng)用難點(diǎn)，這里設(shè)計(jì)一款基于5G通信技術(shù)的通用消防通信平臺(tái)，不僅進(jìn)一步發(fā)揮5G在消防通信體系中的優(yōu)勢，也讓5G技術(shù)在消防通信體系中的應(yīng)用更加深入。

3.1 5G消防通信平臺(tái)的重要性

若要以5G通信技術(shù)為基礎(chǔ)打造好智能消防綜合管理云平臺(tái)，則應(yīng)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代化信息技術(shù)，并將分散在各地的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、智能火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智能煙感探測器、智能消防用水等設(shè)備連接起來，形成一個(gè)大規(guī)模5G通信網(wǎng)絡(luò)[4]。然后，對這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化的感知、識別、定位，以便實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地收集各種消防信息。最后，利用智能消防綜合管理云平臺(tái)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，從而達(dá)到科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理和落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目的。智能消防綜合管理云平臺(tái)彌補(bǔ)了原來不能對偏僻場所及危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行有效監(jiān)管的不足，更適用于公共及民用建筑，達(dá)到“自動(dòng)化”“智能化”“系統(tǒng)化”和“精細(xì)化”消防管理的現(xiàn)實(shí)要求。

3.2 5G消防通信平臺(tái)的優(yōu)勢

利用5G消防通信平臺(tái)可快速實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)防、火災(zāi)報(bào)警、控制聯(lián)動(dòng)的相關(guān)操作，這使得用戶、安保人員、監(jiān)管單位都可以輕松通過消防平臺(tái)直接了解每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，并在出現(xiàn)細(xì)微隱患或發(fā)生火情等緊急、非緊急情況時(shí)，能夠在幾秒鐘之內(nèi)通過5G通信技術(shù)以手機(jī)短信、語音電話、郵件提醒或APP推送等方式，快速將相關(guān)報(bào)警和事件信息通知到有關(guān)人員[5]。與此同時(shí)，還可以利用5G自動(dòng)消防撲救控制裝置，將自動(dòng)滅火設(shè)備和消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備啟動(dòng)起來，從而可以有效解決用電單位電氣線纜陳舊、小微企業(yè)沒有專業(yè)電工、肉眼無法直觀系統(tǒng)地及時(shí)排查電氣隱患、隱蔽工程隱患檢查難等消防問題，及時(shí)將安全隱患扼殺在初級階段。

3.3 5G消防通信平臺(tái)主要功能設(shè)計(jì)

該平臺(tái)所有模塊均采用5G通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與消防通信平臺(tái)的高速、低延遲連接。具體框架設(shè)計(jì)如圖1所示。

主頁展示。在用戶成功登錄平臺(tái)后，主頁主要顯示消防系統(tǒng)概況、設(shè)備狀況、設(shè)備分類、設(shè)備報(bào)警信息、報(bào)警分類，報(bào)警統(tǒng)計(jì)、設(shè)備臺(tái)賬等信息。利用相關(guān)地圖可以選配為BIM建筑模型，當(dāng)有傳感器感應(yīng)到異樣報(bào)警時(shí)，都能夠在BIM模型中進(jìn)行警告和展示。

用電監(jiān)測模塊。智能用電監(jiān)測模塊可以接入電氣火災(zāi)監(jiān)測、滅弧式保護(hù)器探測、母排無線測溫探測等各類子模塊設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對相關(guān)消防系統(tǒng)設(shè)備的信息實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過了危險(xiǎn)閾值，則立即啟動(dòng)APP推送或電話報(bào)警功能，利用5G通信將設(shè)備的電子標(biāo)簽、地理位置定位，進(jìn)行快速通知和快速處置，防止用電力超載造成火災(zāi)。

隱患管理模塊。該模塊包括隱患巡檢、隱患處理、隱患記錄。其中，隱患巡檢的目的是在平臺(tái)出現(xiàn)報(bào)警或隱患信息之后，平臺(tái)可以針對相應(yīng)工作人員發(fā)放工單，在處理完畢之后，工作人員可以在現(xiàn)場通過5G通信技術(shù)在平臺(tái)上將拍照或視頻等相關(guān)的工單任務(wù)數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)中，以便進(jìn)行歷史查詢。隱患記錄不僅可以自定義時(shí)間查詢，還支持對消防數(shù)據(jù)進(jìn)行日、月、季、年的不同時(shí)間維度查詢，并在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊中將消防數(shù)據(jù)以曲線和圖表的形式呈現(xiàn)出來。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊。在進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的過程中，具體包括數(shù)據(jù)匯總、分析報(bào)告。首先，數(shù)據(jù)匯總是利用曲線和表格的形式將每個(gè)月的報(bào)警和故障記錄進(jìn)行展示，與此同時(shí)，還可以將平臺(tái)控制的日志進(jìn)行展示，以及根據(jù)操作是否成功來進(jìn)行分別顯示，具體內(nèi)容包括每一次控制的操作情況、項(xiàng)目名稱、設(shè)備信息、相應(yīng)的操作時(shí)間等。其次，分析報(bào)告主要包含了系統(tǒng)的整體概述以及各模塊數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析。

運(yùn)維調(diào)度管理模塊。以運(yùn)維調(diào)度管理的需求為依據(jù)，技術(shù)人員能夠被劃分成不同的角色。該系統(tǒng)不僅支持制定巡檢計(jì)劃和巡檢日程，還支持巡檢人員使用5G通信手機(jī)的NFC芯片進(jìn)行巡檢打卡的功能[6]。

消防水監(jiān)控模塊。該模塊與消防栓、消防水壓、水位傳感器等連接在一起，能夠?qū)ο浪W(wǎng)中的壓力、液位、有無漏水、開蓋等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，在消防水壓不足或者管道漏水的情況下，還能夠通過5G通信實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，這樣就可以讓有關(guān)人員及時(shí)維修和保養(yǎng)，從而保證消防安全。

煙霧模塊。該模塊利用高靈敏度的無線煙霧傳感器，對煙霧、有害氣體和易燃?xì)怏w數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)對煙霧的秒級實(shí)時(shí)探測。一旦發(fā)現(xiàn)探測到的煙霧濃度超出了危險(xiǎn)范圍，就會(huì)通過5G通信技術(shù)，利用APP、短信或電話進(jìn)行報(bào)警，并根據(jù)設(shè)備上的電子標(biāo)簽和地理位置，迅速通知業(yè)主和消防工作人員。

應(yīng)急照明監(jiān)測模塊。該模塊可以實(shí)現(xiàn)對每個(gè)應(yīng)急燈具的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，可以精確地給出一個(gè)安全的疏散路徑指示，智能地打開消防應(yīng)急指示燈的指示方向及應(yīng)急照明燈，從而幫助建筑中的人們選擇逃生疏散的路線，并為他們提供安全逃生的方向。

結(jié)語

綜上所述，5G通信技術(shù)在消防工作中的運(yùn)用具有十分重要的意義，既是我國科技發(fā)展的一次重大跨越，也是推動(dòng)消防救援事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一種技術(shù)支持。在今后的發(fā)展中，5G通信技術(shù)將與消防救援技術(shù)進(jìn)行更深層次的融合，從而使消防救援能力得到進(jìn)一步提高。因此，消防部門要注重利用此項(xiàng)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上，衍生出更多不同的新技術(shù)，并將其與消防救援的實(shí)際工作相結(jié)合，以便更好地提升消防救援工作的效率。本文從5G通信技術(shù)在消防通信中的應(yīng)用優(yōu)勢入手，分析了目前5G通信技術(shù)在消防通信體系中的主要應(yīng)用難點(diǎn)，重點(diǎn)在于5G通信技術(shù)的消防通信平臺(tái)設(shè)計(jì)方面，具有一定參考價(jià)值。

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作者簡介：袁洪漳，本科，研究方向：消防救援。