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5G无线通信技术在消防灭火救援工作中监管作用的研究

时间:2021-03-25 16:24:17    

来源:《今日消防》杂志    

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   责任编辑:xfj119

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5G无线通信技术在消防灭火救援工作中监管作用的研究

  摘要:第五代移动通信技术系统商用牌照的发放,意味着我国正式进入5G时代,5G时代的到来催生了很多产业,同时也带动了行业发展,比如远程医疗、无人物流、自动驾驶等。而消防灭火救援工作融入了5G后,也会实现消防灭火救援智能化、现代化发展。本文主要对消防灭火救援工作不足、 5G无线通信技术特点以及在消防灭火救援工作中监管的作用进行了分析,仅供参考。
 
  关键词:5G无线通信技术;消防灭火救援;应用;监管
 
  作者简介:罗娜  四川省消防总队成都市消防支队
 
  消防救援属于危险性较高的岗位,由于火场多种不可控情况,会给实际灭火救援造成很大阻碍,比如观察火场情况、寻找起火点等,都增加了操作难度,因此,对于一线灭火救援的消防工作人员来说,良好的通信支持至关重要,需要与现场救援上下级保持及时沟通。可见,在消防灭火救援监管工作中,无线通信技术是其中尤为关键的技术手段,在5G时代到来后,将5G无线通信技术应用其中,可以有效提高消防灭火救援工作效率,保障人民生命财产安全。
 
  一、当前消防灭火救援工作的不足
 
  (一)传输存在阻碍
 
  当前消防灭火救援工作主要应用的是图像视频传输设备,比如消防员单兵图侦系统、单兵图像传输设备等,运用433MHz无线传输通讯方式,正常传输距离能够达到2千米,而运用2.4GHz的可以达到1千米,实际的传输距离主要取决于频率大小。理论上在4G通信技术下,传输距离不会受到其他限制,但是由于消防灭火救援现场情况复杂多变,比如受到建筑物遮挡、移动基站信号强弱等方面的影响,所以,经常出现音频、视频在传输过程中出现延时、卡顿、模糊等情况[1]。
 
  (二)设备无法互通互融
 
  目前,装备器材厂家的通信协议以及技术标准不统一,即使是同一类器材,也会发生通信技术不同的情况,例如,对讲机,有使用公网语音传输,也会有使用350Mhz警用频段、数字集群通信系统。此种情况造成不同的对讲机不能通用, 只能是一种类别与同一类别进行通用,如果工作需要还要再购置不同的配备,这不仅浪费了资金,同时也不利于消防员实际灭火救援工作携带。此外,其他通信类装备器材,也是由于通信技术标准的不统一,所以相互之间无法互融互通,对作战效能造成很大阻碍。
 
  (三)定位不准确
 
  消防救援工作中一些装备器材使用通信技术进行定位的,包含了GPS, GPRS(GSM)、NB-IoT、蓝牙,还有wifi、RFID、LBS等[2],这些都无法做到准确定位,所以在实战过程中,很难满足实际需求。其中GPS定位,容易受到天气、地理环境等影响,阻隔信号后,造成一定范围的定位误差,终端续航能力也会并不理想;而NB-IoT功耗较低,能够完成大连接,但对于消防员这种需要快速移动的定位需求无法满足,也存在一定的定位误差;对于LBS基站定位方式,其误差非常大,并且周边基站数量、SIM卡信号强度等因素都会影响其定位精度;而WiFi、蓝牙和RFID虽然都可以应用于室内,但是WiFi非常容易受环境影响,而蓝牙和RFID则需要具备一定的硬件设备终端,需要频繁更换电池,抗干扰能力非常弱。
 
  二、5G特点分析
 
  第一代通信系统只具备语音功能,发展到第二代通信系统时,当时的实际传输速度仅为1Okb/s,经过不断发展,到第三代时,速度提升到了2Mb/s,进入4G时代后,已经达到1OOMb/s。在社会发展以及后人类的需求不断提升下,第五代通信系统,即5G,无论是在通信速度,还是在通信质量方面,都有了很大提升[3]。
 
  (一)传输速率高
 
  5G通信的数据传输速率高达1OGb/s,与4G相比较,高出100倍,具有非常强大的数据传输能力,比如,下载一部高清电影,只需要一秒即可完成。当人们在观看4k高清视频时也不会出现卡顿、模糊等情况,非常顺畅。对于VR、AR等技术的应用提供了强大支持。
 
  (二)覆盖面广
 
  5G技术的应用,可以实现每一个角落都覆盖网络信号,与以往只有城市才有网络相比,5G通信技术的应用能够达到偏远农村,即使是高山峡谷都能够实现网络全覆盖。上一代通信系统,如果是在地下停车场等信号容易受阻隔的地方,则无法使用网络,而5G的应用完全可以实现全覆盖[4]。
 
  (三)低延时
 
  延时主要指的是数据传输到接收所用时间,4G为30到70毫秒,而5G延时仅为1毫秒,这一特点可以提高响应时间,从而推动了无人驾驶、远程医疗等发展。在通信系统中,延时问题最为关键,如果延时非常长,则会造成系统无法第一时间传达、接受指令,进而造成无人汽车、无人机等,控制延时,没有及时做出反应,造成交通事故。
 
  (四)低功耗
 
  由于通信系统运作需要一定的能源作为动力支持,而5G低功耗特点,可以实现大规模物联网的应用,使得万物之间能够互联互通,可以将以往无法连接到网络的传感器、终端都实现连接,与此同时,能够对这些大量的传感器、终端等进行实时管理,实现智能化管控,有利于增强用户体验,较好的满足用户实际需求[5]。
 
  三、5G无线通信技术在消防灭火救援工作中监管的实际应用
 
  (一)构建远程救援系统
 
  5G无线通信技术的全面应用,在消防灭火救援中可以应用VR、AR技术,进而构建出智能化、现代化的远程救援系统。在一线指挥作战的消防员参与到灭火救援现场时,可以借助AR智能眼镜、VR视频设备等,将现场情况实时传输,使得全国乃至全球各地的平台终端都可以接受大高清画面,在VR、AR技术的作用下,可以让后方指挥人员清晰的看到火场内的真实情境,进而实现灭火救援实战指挥。专家以指导人员可以随时根据火场变化,及时商定最佳战术以及具体措施,而后实时将指令传达给一线现场救援人员。5G无线通信技术的作用,可以跨平台完成协同作战,打破了以往需要赶赴现场指挥的局面,在很大程度上提高了救援效率,给人们生命财产安全提供了更大保障[6]。除此之外,也可以实现远程医疗救援,在伤员送往医院的途中,完全可以借助VR、AR等技术,与医院实现对接,给予医院更多的时间制定抢救方案,并做好相应的应急准备,这在很大程度上缩减伤员抢救时间。
 
  (二)组建消防员生命安全系统
 
  在5G无线通信技术作用下,可以积极开发出具备传输生命体征的传感器,让一线消防员在实际救援过程中穿戴,这样可以帮助现场指挥员、后方指挥中心及时掌握消防员各项生命体征,在第一时间作出指挥、决策,有利于保障消防员的生命安全,防止消防员发生危险。当前,物联网产品已经被市场广泛推广、普及,在万物互联实现后,每一个设备终端、传感器等都会有自己独有的地址、信息等,不再需要布置硬件设备作为支撑,与此同时,可以更加精准的进行定位,与4G时代下的“米级”相比,可以缩短到厘米[7]。在5G无线通信技术作用下,这些终端设备可以不受时间、地域控制,根据需求随时保证联网状态,进而精准提供位置信息,有助于解决复杂情况下消防员定位问题,更好的保障消防员生命安全。
 
  (三)车辆装备物联网
 
  基于5G技术低功耗优势下,可以将各类传感器安装到装备器材上实现长时间联网状态,同时,使得各类不同的装备器材能够实现互联互通,有利于统一实时管理。当消防车安装传感器后,可以在设备终端及时了解并掌握车辆维护保养情况,比如燃油机油余量数据、发动机转速温度数据等,此外,能够较好的掌握车辆实际运行状态,收集到一些动态数据信息,比如水泵及各出水口的压力和流量、润滑油类温度等,在这些静态、动态数据作用下,有利于现场灭火救援决策[8]。
 
  (四)无人灭火救援
 
  采用无人灭火救援需要远程救援指挥系统、车辆装备物联网作为支持,这会在很大程度上解放人力,减少人员伤亡。在实际操作中,指挥中心接收到警情后,无人驾驶消防车会接受到相应的指令,而后自动规划路线以最快的速度到达灭火救援现场,在车辆行驶过程中,可以先让侦察无人机将现场实际情况实时传回,为指挥中心提供灾情情况,这样可以辅助救援方案制定、调整。消防车辆装备处于联网状态下,后方指挥中心能够准确掌握参战消防车辆装备器材情况,借助5G通信遥控消防机器人、移动消防炮等实施灭火救援。此外,在消防灭火救援工作中,还可以充分利用人工智能技术,实现自动化无人灭火的场景。在5G无线通信技术不断发展下,消防灭火救援在未来可以实现无人作战,构建出全方位的立体作战系统,到那时,两到三名指挥员就可以高效完成救援工作,通过远程操控各类装备器材,最终实施无人灭火救援。
 
  (五)消防远程监管系统
 
  在物联网发展应用下,可以充分借助5G通信技术,构建消防远程监控系统,全面监管消防,其中可以涵盖众多子监控系统,比如火灾报警监控系统、消防水源监测系统、电气火灾监控系统、消防电源监测系统等。在多个独立的个体系统作用下,构建出消防物联网监控系统,进而实现对整个城市消防监管。可以充分发挥计算机技术、虚拟技术和实景仿真技术等, 并借助三维建模、图像信息采集、收集等手段,实现对消防重点单位的监管,形成数字化、可视化方式,实时反映出真实的场景。同时,也可以制定出数字化预案,与气象、城建、环保、水务等部门进行合作,共享数据,搭建共享平台,形成跨部门、跨行业的数据共享,进而全面提升消防安全。
 
  四、结语
 
  总而言之,在5G不断发展下,我国各行各业都将发生具体变化,而对于消防灭火救援领域而言,虽然更多的是挑战,但这也是一种机遇,因此,消防救援领域从业者,需要提高对5G技术应用的重视度,积极推动灭火救援方式改革,在实践中不断提升灭火救援效率,最大程度的减少人员伤亡,为人们生命财产安全提供良好保障。5G技术与消防灭火救援监管工作相互结合,构建出现代化、智能化的灭火救援系统,从而使得消化救援效能得以最大化发挥。
 
  参考文献:
 
  [1]吕超,颜国华,周刚,盛鹏飞.基于物联网技术的智慧消防管控系统的研究与应用[J].电子产品世界,2020,27(10):146-148.
  [2]黄赞辉.消防灭火救援在5G时代下的发展研究[J].今日消防,2020,15(09):116-117.
  [3]崔建华.无人机技术在消防灭火救援中的应用探析[J].数字通信世界,2020,56(09):165-166.
  [4]齐月智.消防灭火救援辅助指挥决策系统研究[J].消防界(电子版),2020,61(16):162+164.
  [5]周正超.无人机在消防灭火救援工作中的运用[J].今日消防,2020,51(08):122-123.
  [6]陈威铭.无线通信技术在消防领域中的应用分析[J].数字技术与应用,2020,38(08):140-142.
  [7]李凯.消防灭火救援首战的重要性[J].消防界(电子版),2020,16(14):152-153.
  [8]禚晓飞.消防灭火救援安全现状及对策探讨[J].消防界(电子版),2020,16(14):156-157.

 
此文刊发于《今日消防》杂志2021年1期
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