消防救援工作中5G通信技術(shù)運用
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摘要：5G通信技術(shù)是指第五代信息通信技術(shù)，相較4G技術(shù)而言，5G技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸效率更高、輻射范圍更廣，挖掘了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用潛力。目前，5G技術(shù)已經(jīng)在各行業(yè)內(nèi)普遍應(yīng)用，應(yīng)用效果良好，其在消防救援工作中也被普遍應(yīng)用，在提高消防救援效率、指導消防救援工作方面有積極作用。文章基于消防救援工作中5g通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了具體的應(yīng)用策略及方法，為消防工作科學應(yīng)用5G技術(shù)提供指導。
關(guān)鍵詞：消防救援；5G技術(shù)；數(shù)據(jù)傳輸；信息系統(tǒng)
消防救援工作具有時效性、危險性等特點，救援人員需要及時準確了解火情以及救援目標、救援區(qū)域，在最短的時間內(nèi)保護人民生命財產(chǎn)安全。尋找著火點、了解火場情況、撲滅火情等工作耗時比較長，操作比較困難，為了提高救援效率，簡化救援流程，科學運用5G技術(shù)可以實現(xiàn)對救援過程的監(jiān)管，對救援方法予以指導，切實保障消防救援工作的科學性和效率。
一、5G技術(shù)的應(yīng)用特點及優(yōu)勢
（一）5G技術(shù)概述
5G技術(shù)是最新一代的移動通信技術(shù)，其可以實現(xiàn)人機之間的互聯(lián)，相較4G技術(shù)而言信號傳輸效率更高、時延參數(shù)更低、覆蓋范圍更廣。我國于2017年開始設(shè)置5G試驗點，2018年發(fā)布推行5G技術(shù)標準，設(shè)置獨立組網(wǎng)。目前，5G技術(shù)仍在進一步的完善、發(fā)展之中。5G技術(shù)支持虛擬現(xiàn)實、現(xiàn)實增強、超清視頻等業(yè)務(wù)內(nèi)容，以物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智能控制等需求應(yīng)用為載體，在我國各個行業(yè)中被普遍應(yīng)用。
（二）5G技術(shù)優(yōu)勢
1.信息傳輸速率快
對5G技術(shù)應(yīng)用標準中的性能指標進行分析，該技術(shù)在信息傳輸方面具有明顯的優(yōu)勢，相較4G技術(shù)而言其信號傳輸速率增強了幾十倍甚至幾百倍，可以達到10Gb/s，下載視頻、文本在幾秒內(nèi)即可完成。上傳者可以即時發(fā)布信息，在幾秒內(nèi)將信息傳輸至平臺以及系統(tǒng)之中。將其應(yīng)用到消防救援工作中，可以在最短的時間內(nèi)傳輸信息、下載信息，方便消防人員了解火情，及時開展救援工作。事故現(xiàn)場周圍人群也可以傳輸信息、發(fā)布視頻，為消防救援總部提供現(xiàn)場信息，救援人員可以及時了解到哪些地方有人員需要救援，哪些地方火情更加嚴重，這為救援工作的科學開展提供了基礎(chǔ)信息。
2.設(shè)備連接范圍廣
5G技術(shù)的優(yōu)勢在于覆蓋范圍廣，可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)的萬物互聯(lián)，即使在幾十公里之外的地區(qū)也可以覆蓋區(qū)域網(wǎng)絡(luò)信號，在一些比較偏僻、邊遠的地區(qū)也可以獲取信息信號。對5G技術(shù)的物聯(lián)性能指標進行分析可知，其可以實現(xiàn)百萬平方公里的設(shè)備連接，支持500km時速移動情況下的信號傳輸。因此，基于5G技術(shù)在消防救援工作中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)對火情的綜合預警，及時反饋火災(zāi)信息，通過安設(shè)物聯(lián)防火裝置監(jiān)測火情，反饋火情信息。5G技術(shù)具有智能化優(yōu)勢，其通過設(shè)備連接、安設(shè)傳感器裝置，可以實現(xiàn)各個系統(tǒng)的互聯(lián)互通，構(gòu)建更加龐大、完善的信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對火災(zāi)的科學預防以及管理，智能化系統(tǒng)可以為消防救援工作提供智能指導，減少中間環(huán)節(jié)。
3.信息傳輸時延低
時延低是5G技術(shù)的一大特點，也是該技術(shù)最明顯的優(yōu)勢，5G技術(shù)的空中接口時延可以達到1ms左右，基于傳感器設(shè)備的連接，可以實時傳遞數(shù)據(jù)信息，能滿足遠程控制的需要。在消防救援中應(yīng)用5G技術(shù)，打造信息傳輸平臺，構(gòu)建信息終端系統(tǒng)，在民居建筑內(nèi)安設(shè)相應(yīng)的傳感器設(shè)備，可以實現(xiàn)信息的實時交互，及時發(fā)布指令信息，實時傳輸現(xiàn)場圖像以及現(xiàn)場信息，減少系統(tǒng)的反應(yīng)時間，可以有效提高消防救援工作效率。
4.信息儲存容量大
基于5G技術(shù)構(gòu)建的信息儲存系統(tǒng)以及信息傳輸系統(tǒng)具有大容量的優(yōu)勢。其頻譜效率是LTE的3倍以上甚至更高，數(shù)據(jù)庫的信息搜索效率更快，信息量更豐富，其在消防救援工作中可以發(fā)揮信息優(yōu)勢，挖掘信息應(yīng)用潛力，不會出現(xiàn)因數(shù)據(jù)信息過多而導致系統(tǒng)崩潰的情況。
二、消防救援工作中5G技術(shù)的應(yīng)用策略與實踐
以往的消防救援通信技術(shù)受環(huán)境因素、局域網(wǎng)范圍因素影響較大，通信技術(shù)無法滿足實際的救援工作需要，5G技術(shù)完美解決了以往通信技術(shù)的應(yīng)用弊端，具有明顯的優(yōu)勢，但由于5G技術(shù)剛剛起步，仍在完善發(fā)展中，技術(shù)應(yīng)用標準尚不完全成熟，相關(guān)部門將其應(yīng)用到消防救援工作中需要挖掘技術(shù)的應(yīng)用潛力，以策略為指導開展具體的實踐工作，構(gòu)建以5G技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)終端系統(tǒng)。
（一）5G技術(shù)應(yīng)用策略
1.技術(shù)應(yīng)用策略
基于技術(shù)角度對5G技術(shù)在消防救援工作中的實踐應(yīng)用進行探討，其低時延、高效率的信息傳輸優(yōu)勢可以實現(xiàn)圖片、視頻等信息的實時傳輸。通過5G專網(wǎng)的構(gòu)建，實現(xiàn)救援作戰(zhàn)指令的傳輸，為具體工作開展提供決策指導。4G通信技術(shù)受環(huán)境、基站數(shù)量等因素影響較大，容易出現(xiàn)信號盲區(qū)，給消防救援工作的開展造成阻礙。5G公網(wǎng)集群可以彌補信號通信的不足之處，保障救援人員、指揮人員信息交互、信息傳遞的流暢性，提高救援工作效率。應(yīng)用該技術(shù)需要做好以下幾點：一是現(xiàn)場車輛部署的效率化，基于定位技術(shù)與5G技術(shù)高度融合，根據(jù)救援車輛位置、周邊水文情況、火災(zāi)現(xiàn)場情況靈活部署作戰(zhàn)計劃，定位作戰(zhàn)空間，實時調(diào)整車輛作戰(zhàn)隊形，以確保5G技術(shù)應(yīng)用的科學性與穩(wěn)定性。二是對現(xiàn)場裝備進行科學防護，5G技術(shù)具有低時延信號傳輸功能，將其與夜視技術(shù)、傳感技術(shù)、檢測技術(shù)、耐高溫技術(shù)結(jié)合，可明確火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境，監(jiān)測火場內(nèi)救援對象的生命體征以及現(xiàn)場情況，判斷場內(nèi)的濃煙濃度，為具體的救援指揮工作提供指導，相關(guān)人員也可以實時了解火場動態(tài)，應(yīng)對各種突發(fā)的事件，減少危險事故發(fā)生的可能性。將5G技術(shù)與其他的技術(shù)相融合，挖掘技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)對現(xiàn)場信息的及時了解以及科學布控，指導具體救援工作的開展，減少救援風險隱患，提高消防救援作戰(zhàn)效率。
2.制度應(yīng)用策略
從制度角度考慮5G技術(shù)在消防救援工作中的應(yīng)用，需要以完善的消防系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建更加科學、有效、規(guī)范的消防體系，挖掘5G技術(shù)的遠程控制功能以及信息傳輸功能，融合應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、現(xiàn)實增強技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，可以為消防救援人員提供現(xiàn)場的實時場景，實現(xiàn)跨平臺的協(xié)同作戰(zhàn)，擬定最佳的救援措施。技術(shù)的應(yīng)用需要以科學的制度作為保障，具體內(nèi)容如下：一是建立遠程救援體系，基于5G技術(shù)的應(yīng)用實踐，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器設(shè)備的組合應(yīng)用，減少了現(xiàn)場施救決策的弊端，通過遠程控制技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境、現(xiàn)場人員的了解，提供遠程醫(yī)療服務(wù)以及遠程指導。相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)火災(zāi)救援工作開展模式，制定適合的遠程醫(yī)療制度和遠程救援體系。二是建立監(jiān)測系統(tǒng)管理體系，基于5G技術(shù)對現(xiàn)場電源、水源、消防系統(tǒng)等的全面監(jiān)控，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的科學調(diào)試以及管理，減少因電源、系統(tǒng)等因素導致火災(zāi)范圍擴大、火情加劇的情況。相關(guān)部門需要建立相應(yīng)的監(jiān)督體系以及管理制度，為救援工作的開展提供制度保障。三是建立平臺以及設(shè)備管理體系，基于5G技術(shù)應(yīng)用可以搭建信息共享平臺，將周圍人員納入火情信息共享體系中，建立科學的共享信息管理機制，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)識別以及分析功能，自動屏蔽無用信息，搜集有用信息，構(gòu)建火場模型，實現(xiàn)對火災(zāi)的數(shù)字化管理。因此，相關(guān)部門需要構(gòu)建以平臺為基礎(chǔ)的管理制度。四是建立自動化設(shè)備管理制度，基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)連接，可以實現(xiàn)對火災(zāi)的無人救援，應(yīng)用耐高溫的智能機器人在現(xiàn)場進行自動化滅火，建立智能化的作戰(zhàn)系統(tǒng)以及指揮系統(tǒng)。
3.人才應(yīng)用策略
從人才角度分析，5G技術(shù)在消防救援工作中的應(yīng)用需要以技術(shù)型、復合型人才作為保障，要強化救援隊伍建設(shè)。由于5G技術(shù)應(yīng)用時間較短，其在具體的作戰(zhàn)應(yīng)用過程中需要與之相匹配的技術(shù)，并對技術(shù)進行管理，在消防救援工作中應(yīng)用5G技術(shù)需要以具備信息素質(zhì)、技術(shù)素養(yǎng)的高端人才作為保障，讓其參與具體的指導與作戰(zhàn)計劃制定工作。一是人才引進機制的建立，消防救援部門需要建立多層次的人才引進機制，除考核人員的現(xiàn)場應(yīng)變能力、指揮能力之外，也要考察對5G技術(shù)的應(yīng)用能力以及學習能力，是否可以熟練地操作信息系統(tǒng)，獲取信息數(shù)據(jù)，當系統(tǒng)出現(xiàn)問題時是否可以及時解決問題，應(yīng)對技術(shù)應(yīng)用困難。二是展開人才培養(yǎng)工作，消防救援部門需要對重點人才進行獨立培養(yǎng)，派遣其外出學習先進的消防救援理念，使其在對救援基礎(chǔ)工作有深入了解的基礎(chǔ)上，學習新的技術(shù)知識，探討5G技術(shù)知識在消防救援工作開展中的可行性。
（二）5G技術(shù)應(yīng)用實踐
1.遠程救援系統(tǒng)應(yīng)用
遠程救援系統(tǒng)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、現(xiàn)實增強技術(shù)，構(gòu)建自動化、智能化的救援指揮系統(tǒng)。為救援人員配備相應(yīng)的智能眼鏡、VR設(shè)備，可實現(xiàn)對現(xiàn)場場景信息的數(shù)字化處理，實時傳輸現(xiàn)場信息數(shù)據(jù)。構(gòu)建遠程救援系統(tǒng)，將搜集的視頻信息、圖片信息等實時傳輸至系統(tǒng)中，以高清的畫面展示在救援人員眼前，在指揮人員和救援人員的共同協(xié)作下，實現(xiàn)救援現(xiàn)場的科學指揮。具體而言，遠程救援系統(tǒng)將專家、技術(shù)人員納入系統(tǒng)之中，根據(jù)現(xiàn)場火情變化及時調(diào)整救援方案，商定最佳救援策略，應(yīng)用信息通信技術(shù)將指令傳達給救援人員?；?G技術(shù)的應(yīng)用，構(gòu)建遠程指導平臺、遠程救援平臺，挖掘技術(shù)的通信潛力，實現(xiàn)各個部門的跨平臺作戰(zhàn)，指導人員、專家、救援人員基于遠程系統(tǒng)實現(xiàn)指令的傳達，專家無須在現(xiàn)場就可以了解火情信息，實現(xiàn)對火情的掌控，促進救援效率的提升。
2.生命安全系統(tǒng)應(yīng)用
基于5G技術(shù)的物聯(lián)通信優(yōu)勢，構(gòu)建消防員生命安全系統(tǒng)，為現(xiàn)場救援人員配置相應(yīng)的傳感器設(shè)備，實時觀測消防員的生命體征，后方作戰(zhàn)人員以及指揮人員基于系統(tǒng)進行遠程指導，實現(xiàn)對救援人員的實時監(jiān)測，減少人員安全風險。5G技術(shù)使得物聯(lián)網(wǎng)連接范圍更廣，有效增強了現(xiàn)場的協(xié)調(diào)救援能力。通過在傳感器設(shè)備上輸入信息地址以及網(wǎng)絡(luò)地址等，基于信號連接到系統(tǒng)之中，可以在保障精準定位的同時，為消防救援工作提供支撐。生命安全系統(tǒng)的應(yīng)用基于傳感器實現(xiàn)對現(xiàn)場救援人員生命體征信息的搜集，可以更好地保障現(xiàn)場救援人員的安全。
3.車載物聯(lián)系統(tǒng)應(yīng)用
基于5G技術(shù)構(gòu)建完善的車載物聯(lián)系統(tǒng)，搜集消防救援過程中的消防車輛相關(guān)數(shù)據(jù)，實時了解消防車輛的水源情況以及發(fā)動機情況。在車輛上裝載相應(yīng)的傳感器設(shè)備，將采集的車輛信息上傳至終端系統(tǒng)之中，終端系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場救援車輛的編號進行分類，實時觀測車輛的溫度、油量、水量、動力等參數(shù)信息，以便對車輛進行維護及管理。在救援現(xiàn)場，指揮人員根據(jù)火情實時調(diào)整車輛位置，確保各輛車可以滿足現(xiàn)場實際的運行需要，實現(xiàn)對救援現(xiàn)場的動態(tài)化管理。車載物聯(lián)系統(tǒng)主要功能是提取救援現(xiàn)場車輛的信息，將動態(tài)數(shù)據(jù)信息進行整合、分析，輔助應(yīng)用遠程控制系統(tǒng)對現(xiàn)場不同區(qū)域的火情進行了解，指揮人員綜合各項信息后指導車輛開展具體的工作，實現(xiàn)救援的科學決策。
4.無人救援系統(tǒng)應(yīng)用
無人救援系統(tǒng)是指利用5G技術(shù)的低時延信息傳輸優(yōu)勢，在智能機器人設(shè)備上安裝相應(yīng)的傳感器裝置，其可以對現(xiàn)場火情進行動態(tài)化搜集，將搜集的信息傳輸至控制系統(tǒng)，通過對圖片、視頻、溫度等信息的采集，發(fā)布相應(yīng)的指令，由耐高溫機器人開展具體的救援工作。此外，無人救援系統(tǒng)中的無人機設(shè)備通過遠程遙控手段，在最短的時間內(nèi)到達火災(zāi)現(xiàn)場，通過傳感裝置拍攝相應(yīng)的視頻以及圖片，幫助救援人員及時了解現(xiàn)場信息，指揮人員可以在救援人員達到之前了解火場情況，提前做好決策。無人救援系統(tǒng)可以實現(xiàn)對火情的科學控制，在危害性比較大的場景中應(yīng)用可以減少救援過程中的人工參與，機器人以及無人機等智能化設(shè)備通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，自動噴水、隔熱，識別火災(zāi)薄弱點，可以更好地處理火情。
5.實時監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用
實時監(jiān)測系統(tǒng)充分挖掘了5G通信技術(shù)的強大功能，目前消防部門已經(jīng)在大量的民居建筑內(nèi)安裝火災(zāi)預警系統(tǒng)、水源監(jiān)測系統(tǒng)、電氣設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)等，將多個系統(tǒng)歸類納入同一個監(jiān)測系統(tǒng)中，在系統(tǒng)各模塊之中反饋信息。當火情發(fā)生時，監(jiān)測系統(tǒng)在建筑內(nèi)部可以實時反饋溫度信息、現(xiàn)場人員信息、電氣設(shè)備信息等，以數(shù)據(jù)、圖像的方式將監(jiān)測所得結(jié)果傳輸至終端系統(tǒng)之中，實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)的共享，消防部門在獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)的同時，對現(xiàn)場進行指導以及決策。但現(xiàn)場系統(tǒng)可能會受火情所影響，導致實時監(jiān)測系統(tǒng)無法準確地反饋現(xiàn)場信息，消防部門需要匹配專業(yè)的人才對其進行分析，在殘缺的數(shù)據(jù)中分析火情。實時監(jiān)測系統(tǒng)可以用三維模型或者可視化的方式呈現(xiàn)出重點監(jiān)督管理對象以及重點監(jiān)督管理區(qū)域，反饋真實的火情場景，為各部門、單位協(xié)作開展火情救援工作提供保障。
三、結(jié)語
綜上所述，5G技術(shù)的強大功能為消防救援工作奠定了基礎(chǔ)，提供了條件，但該技術(shù)在普及應(yīng)用過程中有一定的難點，消防部門以及技術(shù)部門需要加強技術(shù)研究，挖掘5G技術(shù)應(yīng)用潛力，以完善的信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體，提高救援效率，構(gòu)建現(xiàn)代化、技術(shù)化、信息化、科學化的消防救援系統(tǒng)。
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作者:賀燦輝 單位:湖南省長沙市消防救援支隊
