消防灭火救援中5G 技术运用研究

2021-03-16廖贵辉

建材与装饰 2021年6期

关键词：消防员救援消防

廖贵辉

（广州市黄埔区消防救援大队，广东广州 510000）

0 引言

移动通信技术将要迎来5G 时代，信息、音频、视频的传输速度更快，与其他智能设备的兼容性也将更好，这为消防救援向高效化、现代化发展提供坚实的技术支持，加强5G 技术的运用将有效提高消防作战能力。

1 消防救援人员数字化管理

消防灭火救援的原则是要“着眼全局、把握重心、集中统一、整体协调”，需要全体救援人员具备较高的专业素质和执行力，消防救援人员需要做到科学训练、作业规范，在开展消防应急救援时，才能做到快速反应，合理调派力量，正确判断灾情，科学决策部署，最大限度减少火灾危害。应用5G 通信技术，能够实现消防救援队伍管理的数字化、智能化，大幅提高管理效率，为消防救援人员生活、训练以及救援实战提供便利。首先，应用5G 技术可以建设数字化消防站，优化站内生活基础设施的监测管控，使消防救援人员的日常生活更健康、有序，减轻工作压力，专心投入消防训练、演习，提高消防作战能力，更好地为社会服务。其次，消防队伍数字化管理通过融合人脸识别、物联网等科技手段，对各类软件进行整合汇总，对数据静默抓取，实现智能辅助作战训练、自然留痕减负增效、全程追溯精准考评，把精确管理延伸到队伍管理的细节末端。依托智能管理平台，消防站能够实现对作战训练、安全管控、一日生活制度落实的智能管理和量化考评，通过一段时间的探索运行，消防站管理效能有了大幅提升，队伍管理逐步向质量效能型、科技密集型转变。对于消防人员进出营、请销假、消防车辆进出情况进行科学的统筹管理。最后，将5G 和物联网等技术结合，还能实现警铃、照明、滑竿门及战斗服架全流程联动，进一步加强安全措施，加快响应速度。实现“指挥中心”和“车辆”数据共享，出警途中，指挥中心全程跟警、第一时间推送警情信息、处置要点、安全提示，确保灭火救援全过程安全、科学、高效，提升救援行动效能。应用5G 技术实现消防站的数字化管理还能对各种消防资源进行精准管控，对于器材数据库内的消防器材、装备相关信息和养护情况进行动态监控，生成详细的记录，并能通过移动通信网络完成调配和报批审核，做到精确的闭环管控[1]。

2 提供应急通信保障

在消防灭火救援中，保障通畅的通信条件能帮助事故现场内外的救援人员准确了解事故情况，有效的信息反馈能确保指挥中心做出精准有效的指挥调度，让救援力量迅速做出反应，因此提高消防救援过程中的信息传递质量是提高救援成功率的必要条件。5G 移动通信技术的数据传输速率远超上一代通信系统，且上传数据的延时更低，这能有效支持各种先进消防救援通信设备的顺畅运行，如360°全景影像视频的拍摄和传输，高清拍摄无人机的视频传输等，让即将开展救援的消防人员能够准确了解火场内的情况，高清图像不会漏下事故现场的细节，提高指挥调度的精准度。5G 技术具备泛在网络的优势，覆盖范围远超4G 网络，在偏远地区和一些地下室、地下停车场等地方都有信号覆盖，保障消防救援应急通信质量。

消防救援人员对事故现场情况的初步了解多来自于报案人和目击者的描述，通常不够详细和准确，如果缺乏对火情中心情况的整体把握，贸然进入火场开展救援行动，任务危险系数极高，因此无人机火情侦察作为新型消防救援勘探方法，越来越多地被应用于消防作战当中。无人机能够去一些消防战士无法到达的位置进行勘探，也可以实时监控现场的态势，目前多与4G技术联合使用，但受限于数据传输速度，目前无人机上传图像的清晰度一般，且延迟较高，如果将5G 技术运用在无人机视频素材上传中，消防无人机侦查通信工作的质量将得到质的飞跃。5G技术支持增强型移动宽带、海量机器类通信和超高可靠低时延通信三大类应用场景，可进一步拓展无人机在行业领域的应用。融合5G 技术的无人机能够高效采集现场数据，迅速将现场的音、视频信息传送到指挥中心，供指挥者进行判断和决策；且能够实现通信中继功能，快速恢复现场局部通信；跟踪事件的发展态势，帮助指挥中心实施不间断的指挥处理。

3 无人消防作战系统

为了保障消防救援人员的生命安全，在未来无人消防作战技术将被逐渐完善并推行，结合5G 技术、远距离救援减灾指挥系统、物联网技术、无人驾驶等，开发消防机器人救援、无人机消防救援、无人驾驶消防车救援等创新的科技消防救援方式，避免消防救援造成的人员伤亡。消防救援指挥中心在接到火情报警后，通过5G 技术和卫星通信技术迅速定位火情位置，GIS 技术还能提供准确的电子地图，为消防车辆规划最优路径，确保车辆及时到达现场，应用无人机进行现场情况的侦查，利用反馈图像和数据进行三维立体建模，为指挥中心规划救援方案提供数据支持，然后利用5G 通信技术远程遥控消防机器人、消防车、移动消防炮等设备开展灭火行动。对于高层建筑发生火情的情况，可以遥控无人机搭载灭火器材迅速灭火，突破地理环境对救援行动的约束[2]。5G 网联消防无人机执行灭火任务的场景如图1 所示。

图1 5G 网联消防无人机消防救援

4 消防员安全监控设备

消防人员是应急救援现场的主力救援人员，承担着抢险救援等众多高危任务，保障消防员的人身安全，就是确保人民群众生命财产安全。一方面，要加强消防专业的岗位培训及相关的资质考核，在整体上提高消防员的综合素质及团队协调性，让消防救援人员能够更加准确地把握应急救援过程，也能够准确地判断出灾情现场的危险性，做到科学救援，合理撤退，在保障人民群众的生命财产安全的同时，也保障消防员的人身安全。另一方面，要为消防战士配置齐全的专业救援装备，在满足消防员应急救援任务需求之外，完善应急救援体系。如今，通过让消防员穿戴搭载5G 通信技术的生命体征检测设备，指挥中心可以密切关注执行灭火救援任务的消防员的呼吸、心率、血氧等指标，并监测其姿态和活动强度，指挥中心根据监测结果提前对消防员的状态进行判断，并就撤离做出决策。同时，生命体征检查设备还能对消防员身体的异常指标进行报警警示，避免因撤离不及时而引起的安全事故。设备还能向指挥中心发送消防员所处的精确位置定位，便于发生紧急情况时迅速增援，最大限度保障消防战士的生命安全。

5 完善消防救援车辆配置

物联网技术虽然已经发展了一段时期，但在过去“万物互联”还仍然是一个包含对未来科技美好憧憬的口号，但随着5G 技术的诞生，进一步拉近了人们和所有事物之间的距离。物联网是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络，物联网中的用户通过物品与物品的连接，达到信息交换和通信的目的。5G 移动通信技术除了具备超快的数据传输速度和延迟低的优势，其设备能耗也非常低，因此能够大范围且长时间地将消防救援车辆中的设备连通到互联网中，实现远程智能化操控，及时掌握消防车辆状态、消防物资储备情况，并能快速地对车辆中的消防装置进行调控[3]。

我国某消防安全设备公司运用物联网和5G 技术生产的消防救援车辆在其应用端有两大类新增功能：①车辆常规信息监控，包括车辆状态、保养信息、故障查询；②消防相关信息监控，包括火场的云气、高压、高温、视频，三维模型，固定设备信息等。车辆搭载对火场的情况进行实时感知和识别的系统，提供高角度、宽视场的红外和可见光图像，通过提取纹理、形状、直方图等特征，进行多特征综合检测，高效定位火源的位置和距离；并通过无人机平台搭载各种传感器设备，对现场的灾害影响进行捕捉，同时进行温度场、有害气体含量的分析，以便救援人员做好安全防护准备。根据倾斜测绘仪反馈的真三维数据写实地反映灾害现场地物的外观、位置、高度等属性，增强三维数据带来的高沉浸感，弥补传统人工建模仿真度低的缺陷。此外，融入GIS技术的运用，实现在图形化、可视化和形象化状态下进行预案中的人员、物资、设施、实施等形象显示，快速查找火灾扑救现场周边的物资水源地、消防栓，指挥中心可以进行精准和高效的战略部署。