浅谈5G通信手段推进消防信息化建设路径

摘要：5G通信技术的全面推广和应用能够使社会经济发展变得更加迅速，在消防救援领域中的应用可以提高消防救援队伍的应急能力，确保快速完成各类抢险救灾任务。 文章针对5G通信手段推进消防信息化建设路径进行深入探究，明确5G通信技术的主要优势和特点，并且对消防救援信息化建设的问题和不足进行分析，提出针对性地解决策略，确保5G通信真正推动智慧消防的全面发展。
关键词：5G通信；消防信息化；建设路径
       在万物互联的时代下，智慧消防能够依托互联网技术、人工智能技术、虚拟现实技术、移动通信技术对各种灾害事故进行应急处理，从而保证救援效率显著提高。 由于当前的通信技术手段很难满足消防应急救援的需求，因此要高度重视5G通信技术的合理应用，建立完善的消防救援和应急调度保障体系，为智能消防的全面发展提供重要帮助。
       一、5G通信技术的概述
    （一）5G技术发展情概况。 随着2019年我国正式颁布5G通信商用牌照，5G技术在我国已经大范围推广与普及，建成了全球规模最大的5G移动网络。通过5G技术创新发展能够推动产业转型升级，增强社会经济发展活力。5G作为第5代移动通信技术网络，传输速率最高可达10Gbt/s，比以前的LTE蜂窝网络速度快10倍以上，具有更低的网络延迟[1].通过5G网络大规模的建设能够成为更多智能设备提供支持，具有高速率、低延迟、多连接等显著特点，能够有效缓解消防救援领域的通信难点问题，增强针对性。
     （二）5G技术优势。5G移动通信技术理论数据延迟为1ms,几乎相当于没有。与4G技术相比较5G通信数据呑吐量更高，数据延迟更低，具有显著的移动性。5G能够在城市中心、办公商业 区、早晚高峰地铁和节假日旅游景点等人流密集区域和移动设备数量众多的区域保证信号稳定，确保所有设备都能够同时同地快速畅享移动网络。5G通信技术的频段更高，4G 移动通信频段位于0.8？3GHz之间，绝大多数的频段都集中在2.5GHz以下，5G网络为了能够获得更高的速率，将采用2.5？100GHz的频段区间，同时5G具备了大宽带、低延时广连接的特点，能够实现増强移动宽带、越高可靠低时延通信和海量机器类通信，能够用于超高清视频、云办公等大流量移动宽带业务领域，还能够用于工业自动化、无人驾驶等需要低延时、高可靠连接的业务场景。
二、 当前消防信息化建设的不足
     （一）通信技术手段落后。消防救援队伍作为应急救援的主力军和国家队，面临着复杂多变的任务形式，通过5G通信技术可以建设现代化的消防应急通信保障体系，在消防救援工作中发挥非常关键 的作用[2]。目前在消防救援队伍通信建设中，依然存在着通信频率短、网络频点少、信号覆盖较差等各种问题，而且通信技术缺乏抗干扰功能，很容易造成信号被侦察拦截。大多数消防应急救援主要集中在山区、高温、辐射等恶劣环境下，很容易造成信号数量明显下降，只适合地形简单、小规模的救援场面。随着消防救援队伍逐渐配备了 GoTa对讲系统，通讯距离和通信质量得到有效改善，但依然无法覆盖地下建筑或偏远地区，造成消防救援通讯自动化应用不充分。
      （二）技术可拓展性不强。当前，在消防系统信息化建设管理中，各级消防应急救援队伍必须逐渐开展灭火救援指挥实战化演练，可视化技术指挥调度、大数据功能决策等都需要更加稳定的传输信 号，对消防通信设备提出了更高要求。现有的消防通讯设备基本采用传统通信技术手段，导致消防设备之间的连接效率不理想。
      （三）稳定性不强。消防救援队伍目前所采用的通信网络主要包括卫星通信、电子政务外网、指挥信息网以及无线通信网络，但目前这些通信网络依然存在着运行不稳定、网络覆盖不健全等问题，导致信息化水平无法满足日常需求。信息化源头缺乏有效监管，应用范围有限，信息化水平不高，火灾风险智能分析和隐患动态监测预警能力较低，无法形成快速机动、真实灵敏的火灾现场感知网络。对于火灾信息采集的时效性和准确性不高，无法为指挥决策提供重要的辅助功能，也无法满足灭火救援的实战化需求。要想实现智能消防，最重要的就是建立可视化指挥调度平台、互联网监控系统和大数据分析决策功能，这些都需要高效的网络技术保障。
      （四）融合集成度不高。当前消防救援指挥团队所采用的通信技术和协议标准各不相同，各种设备之间的通用效果不理想［3］。应急通信装备集成化、轻便性、网络扩展性、抗毁性不高，一方面，各种信息通信系统单独建设，造成人力、物力、财力的极大浪费，各种网络设备成本非常高。另一方面，很多现场指挥员都需要佩戴多台指挥通信装备，通过350M对讲机对现场进行实时指挥调度，还需要通过公网集群对讲机和图传与指挥中心进行及时连接，使得一线指挥员自身的工作任务非常繁重。火灾救援现场需要多部门联合作战，造成通讯信号 网络非常混乱，处置能力下降。不同组织部门归口不一，致使通讯装备连接存在明显壁垒,需要多个部门共同赶往事故现场,政令指挥不通畅、反馈不及时，很容易造成抢险救援出现延误。
       三、 5G通信技术在消防领域应用的思路分析
     （一）拓宽消防感知网络触角。在智慧消防构建的过程中要加大消防信息化的建设力度，促进消防救援团队转型升级。消防救援团队必须向全灾种、大应急转变，有效延伸5G+消防应急网络场景，构建适合应急消防管理的信息化支撑体系。5G技术广连接的特点不仅能够保证人与设备之间的快速连接，同时也能够増强设备之间的连接。通过单兵图传、新型无人机等多种智能设备，能够快速对人员定位、有毒可燃气体侦测、生命体征探索等多种技术进行改造升级，在事故现场能够快速集中人员、车辆、装备等关键要素，为现场指挥救援提供最新的灾情信息和实时的数据支撑，实现战场透明化。在火灾防控演练中，通过消防大数据预警管理系统能够获取温度传感、烟雾监测、水压监测、火灾监测等多种传感器设备的实时数据，扩大火灾监控的覆盖范围， 实现区域信息的自动采集与智能分析，推动消防预警机制关口前移。在队伍管理中还能够通过5G直播技术加强对全体消防救援队伍的教育和培训，提高政治教育、人员管理、 财务管理、战勤管理等多种业务水平。将5G技术和无线射频技术、轨迹监测技术、图像识别技术相互融合，可快速对人、车、装备等相关信息进行自动化感知，助力消防信息
      （二）打造融合通信指挥网络中枢。单兵图传和公网集群对讲机是保障通信的关键，目前存在整合度低、稳定性不高等问题，在遇到重大事故时，救援通讯无法得到保障，将5G技术与消防通信指挥系统相互 融合，能够打破各级应急救援部门之间的信息壁垒。依托运营商的基础通讯资源，通过5G网络切片技术能够真正实现公众业务和消防业务之间的物理隔离，使消防通讯品质更高、延时更低、数据传输更加安全，实现科学高效的应急通信保障体系建设。
      （三）技术融合,助力工作模式变革。 虚拟现实技术和现实増强技术能够在5G技术的支持之下得到快速发展，通过AR构建智能消防系统，依托5G+移动边缘技术在AR平台上快速构建虚拟灾害现场，对道 路、车辆、人员、消防设施等相关信息进行模拟，使作战指挥更加精细化，同时也能够为指挥员带来更加真实直观的现场感受。利用VR/AR技术开展模拟演练和消防教育，构建虚拟场景，可以提高数据化应用的整体水平。三维建模、信息收集和数据仿真能够对整个消防重点进行全面分解，实现大规模的场景应用，确保各级消防指挥员准确分析与拿握各单位的具体情况并进行实战模拟演练， 増强了数据处理的整体效率，提高了信息传递的整体质量。在5G网络技术支持之下，时延更低，可以保证信息传播更加稳定，避免出现音画不同步等问题，极大地増强了 VR 技术的沉浸感。通过打造可交互、参与性更高的情景演练环境，真正地实现智慧消防，提高全民火灾自救能力。
       四、5G技术在消防信息化建设中的具体应用策略
      （一）搭建科学完备的信息支撑体系。在5G技术快速应用的过程中，需要从中央到地方制定消防救援队伍信息化建设发展规划，根据全国消防信息通讯的实际情况进行分析，避免因为技术标准不统一而出现重复投资建设、造成资源浪费的情况。在地方要积极推进省、市、且各级指挥中心的升级改造，及时快启动立急救无指挥平台。各地政府还要高度重视应急通讯网络的建设与规划，做好前期信息数据采集管理工作，为 5G 通信技术的全面推广与应用提供重要的前期支持。
      （二）加强指挥保障体系建设。各地必须高度重视消防应急通讯装备的更新与换代，建立完善的网络中心、控制机房、卫星地面站融合通信平台。在5G技术不断成熟之后还应该加大对通信卫星指挥车、 轻型卫星编组站以及辅助器材等关键设施的配备，确保通信技术全覆盖。在全国要深入探索跨区域的消防应急通讯保障体系，确保对其他区域的支持力度，各地消防救援团队还 应该定期开展综合性的拉练活动，积极与通讯部门、地方政府、消防单位高效合作［5］。
      （三）打造协同高效的业务应用体系。全国各地消防救援队伍要高度重视通讯人才队伍建设，打造一支能够熟练使用设备、熟悉性能参数的应急通讯保障团队，确保5G通信技术能够深入发展，増强城市远程控制、实战指挥演练和数字化预案编制管理等一系列的指挥调度功能，推动内部数据及时更新，有效拓展外部数据及时共享。融合环境监测、人工智能、VR虚拟现实技术，确保消 防救援人员能够及时接收调度指令，对现场指挥形势准确预判，提高消防救援指挥决策的能力。
      （四）规范消防执法管理。目前在火灾防控与执法监督方面还存在着诸多问题，尤其是单位自身无法及时发现火灾隐患，造成消防管理能力偏弱。在消防执法监督过程中还存在着执法不规范、火灾发 现不及时等诸多问题，使得消防救援错失最佳时机。要高度重视消防执法规范化建设，构建全面监督的火灾预警和消防体系。在火灾防控方面，要主动推进在大型人员密集场所安装物联网烟感探头，一旦烟感探头发出报警信号，辖区中队就可快速接收预警，利用消防救援专线系统向该区域的管理人员发送警报，弹出室内导航图，方便人群快速疏散。在大型人员密集场所、其他密集场所或者石油化工企业、易燃易爆企业等重点部位设置热成像摄像头，在捕捉到热源时也能够快速对火灾信号进行准确识别并发送警报，值班人员就能快速调取视频资源进行确认，保证在第一时间发现灾情。基层监督人员通过配备5G执法记录仪，能够对重点单位进行定期监督，执法记录员还可以通过5G执法记录仪将现场情况实时上传至网站或消防救援App,还能与各领域 专家进行远程连线，确保对整个检查过程中发现的问题进行及时解决。
      （五）救援实战科技化。 5G通信技术能够依托丰富的外联传感设备，降低时延，提高传输的可靠性，从单兵作战和指挥两个角度共同打造智能化、数字化消防救援团队，提高消防作战指挥的信息共享水平。还能够对语音、文字、图像、视频进行实时传输，帮助作战指挥人员对战场形势进行快速准确地判断，増强了消防救援团队的专业化水平，切实提高了队伍的灾害。5G通信技术作为新一代的通信技术手段，不仅能够提高信息传输的效率，减少信息传输延迟，而且还能够促进更多通信设备共同连接。通过5G通信技术与消防信息化技术的有效联合，能够构建智慧消防建设体系。
       在未来，5G技术的应用也会更加成熟，成为消防救援团队建设的重要力量，提高消防队伍的综合救援能力，保护人民群众的生命财产安全。