窄帶無線自組網在火災現場應急通信中的應用研究

李盈

摘要：火災是一種常見且極具破壞性的災害，對應急通信系統的需求尤為迫切。在火災現場，傳統的有線通信系統往往受到破壞，無法滿足應急通信需求。因此，窄帶無線自組網作為一種新興的無線通信技術，在火災現場應急通信中發揮著越來越重要的作用?；诖?，本文概述了窄帶無線自組網技術，分析火災現場的應急通信需求，重點探究窄帶無線自組網在火災現場應急通信中的應用，旨在為優化火災現場應急通信系統提供借鑒。

關鍵詞：窄帶無線自組網；火災現場；應急通信

火災是一種突發性和危險性極高的災害事件，往往容易造成人員傷亡和財產損失。[1]發生火災時，經常遇斷網斷電情況，公網癱瘓，衛星網受建筑物屏蔽信號極弱，給救援工作帶來了極大困難。而窄帶無線自組網能夠不受復雜環境影響，快速搭建穩定的網絡體系，為安全提示、科學決策提供強有力支撐。

一、窄帶無線自組網技術概述

（一）窄帶無線自組網技術定義

窄帶無線自組網是一種基于無線通信技術的自組織網絡，具有自主組網、自愈合、多跳通信等特點。其采用低功耗、低速率的通信技術，在沒有基礎設施支持的情況下，實現終端設備之間的直接通信，適用于低帶寬、低時延的應急通信場景。窄帶無線自組網的核心原理是通過終端設備之間的協作和自動組網機制，建立起一個彈性的通信網絡，不依賴于傳統的基礎設施，可以快速部署和擴展，在火災等緊急情況下提供可靠的通信服務[2]。窄帶無線自組網的自愈合特性使得網絡能夠自動調整和修復路由，即使在部分節點失效或受到干擾的情況下，仍能保持網絡連通性。

（二）窄帶無線自組網在火災現場應急通信中具有廣泛的應用價值

窄帶無線自組網可用于部署災情監測系統，通過傳感器節點實時獲取火災發生地溫度、煙霧等信息，并將數據傳輸到指揮中心，提供災情分析和決策支持。此外，窄帶無線自組網還可用于實現火災現場的語音通信，通過終端設備之間的多跳通信，滿足人員語音呼叫、緊急求救等操作，保證通信的及時性和可靠性[3]。

窄帶無線自組網連接監控攝像頭、圖像傳感器等設備，將實時視頻和圖像數據傳輸到指揮中心，為救援人員提供火災現場的視覺信息，幫助他們做出準確判斷和決策。與此同時，窄帶無線自組網在人員定位和人員導航方面發揮著積極作用，尤其是在復雜火災環境下，能夠準確定位被困人員位置，輔助救援人員展開救援工作[4]。

二、火災現場應急通信需求分析

（一）實時性需求

火災現場的應急通信需要滿足毫秒級的實時性要求，從火災發生到現場信息傳遞到救援人員手中，整個過程的時間延遲必須控制在幾十毫秒到幾百毫秒之間。這一方面要求通信網絡具備高速、低延遲的特性，也要求通信設備具備快速響應、高可靠性特點?；馂陌l生時，現場情況瞬息萬變，每一秒鐘延遲都可能導致不可挽回的損失。因此，應急通信網絡必須能夠實時傳遞現場火勢、煙霧、溫度、人員位置等關鍵信息，為救援人員提供準確的決策依據。[5]同時，救援人員之間也需要通過應急通信網絡保持實時溝通，協調救援行動，確保救援工作高效進行。在火災現場，時間就是生命。通過實時的應急通信，救援人員可以快速了解現場情況，制定出更有效的救援方案。同時，實時通信還可促使救援人員之間的緊密配合，避免出現救援行動混亂和延誤。

（二）穩定性需求

火災現場往往伴隨著濃煙、高溫、強烈電磁干擾等，這些因素都會對應急通信系統造成不良影響。例如，濃煙導致通信設備散熱不良，高溫使得電子元件性能下降，電磁干擾則直接影響通信信號質量。面對如此多的挑戰，應急通信系統首先要具備穩定性，在復雜、多變的火災環境中能夠持續、正常工作。在設計時，要充分考慮到火災現場的各種惡劣條件，選擇適應性強、抗干擾能力強的設備和技術。除了穩定性外，可靠性也是應急通信系統的關鍵指標?？煽啃灾傅氖窃陉P鍵時刻，系統能夠準確傳遞信息，不出現誤碼、延遲或中斷。在火災救援中，一旦通信中斷，后果可能是災難性的。因此，應急通信系統必須采用高可靠的通信協議，加強信息在傳輸過程中的完整性和準確性。

（三）便捷性需求

火災發生地點的不確定性要求救援人員能夠快速移動，以應對不斷變化的情況。在這種緊急情況下，輕便的應急通信設備成為了救援人員的得力助手。這些設備設計精巧，重量輕，便于攜帶，極大減少了救援人員在移動過程中的體力消耗，使他們能夠更加專注于救援任務。同時，操作便捷性在緊張的救援環境中也顯得尤為重要。在這種環境下，復雜的設備操作可能會導致時間延誤，甚至可能影響到救援行動的成功與否。因此，輕便易攜的應急通信設備通常采用簡潔明了的設計，使救援人員能夠迅速熟悉操作，實現快速上手。簡潔的操作界面和人性化設計，使救援人員即使在緊張、惡劣的環境下也能夠高效、準確完成操作。

三、窄帶無線自組網在火災現場應急通信中的應用

（一）火災現場信息實時傳輸

在火災救援環節中，窄帶無線自組網的重要性不言而喻，其利用多跳通信特性實現火災現場信息的實時傳輸，將現場數據準確傳輸給指揮中心，為指揮救援行動提供支持。發生火災以后，若延續使用傳統的通信方式，必將會遭受多種因素干擾，降低信息傳輸速率，導致信息傳輸中斷或者延誤。而基于窄帶無線自組網多跳通信特性的應急救援通信系統，能夠保證信息在多個節點之間有效傳遞，穩定信息傳輸路徑，將信息快速傳輸到指揮中心[6]。

為了保證火災現場信息傳輸的及時性和穩定性，要求相關工作人員在火災現場合理部署多個自組網節點，將其自動組合形成通信網絡，擺脫基礎設施的束縛。應急通信系統在窄帶無線自組網特性支持下，表現出很高的適應性和靈活性，較少受火災現場環境影響。窄帶無線自組網節點集成煙霧傳感器、溫度傳感器等多種傳感器部件，實時或定時將現場數據信息傳送到指揮中心。指揮中心按照獲取的數據信息判斷火災態勢，制定出更加有針對性的救援方案。

窄帶無線自組網低功耗特點非常適應于火災現場，很好解決供電方面的問題。低功耗保證節點在長時間內穩定工作，不再頻繁更換電池，節省寶貴的人力資源，更確?；馂默F場的通信系統運行持續且穩定，規避因電力資源不支產生的通信中斷問題。另外，救援人員在緊急情況下，沒有足夠的時間維護或更換設備，此時節點的使用壽命顯得尤為關鍵。窄帶無線自組網低功耗設計保證節點在惡劣環境下可長時間穩定工作，為救援行動提供持續、穩定的通信支持[7]。

（二）現場指揮與救援隊伍通信

在傳統的救援行動中，指揮人員與救援隊伍之間的通信往往受到通信基礎設施損壞、信號覆蓋不足等因素限制，使指揮人員難以準確掌握現場情況，影響救援行動有效開展。而窄帶無線自組網的出現，打破了這一局限。窄帶無線自組網技術在火災等緊急救援場景中，實現了現場指揮人員與救援隊伍之間的實時通信，為救援行動協同和高效執行提供了有力的技術支持。

現場指揮人員使用手持終端或車載設備，實時與救援隊伍保持通信。無論是下達救援指令，還是協調不同救援隊伍之間的行動，都可以通過窄帶無線自組網迅速完成。同時，救援隊伍基于窄帶無線自組網，將火勢變化、現場疏散情況、資源消耗等現場情況及時反饋給指揮人員，對于指揮人員制定和調整救援策略具有重要意義。指揮人員實時獲取現場信息，迅速做出決策，合理分配資源，高效推進救援行動。

窄帶無線自組網的自主組網特性更是保障了通信的穩定性和可靠性。[8]在火災等緊急情況下，通信基礎設施往往容易受到損壞，導致傳統通信方式失效。而窄帶無線自組網不依賴基礎設施，節點之間自主組網，形成一個獨立的通信網絡。即使基礎設施受損，窄帶無線自組網仍能保持通信暢通。救援隊伍根據現場情況，靈活調整節點的位置和數量，拓展通信網絡的覆蓋范圍、提高通信質量，使窄帶無線自組網適應各種復雜的救援環境。

（三）保障現場救援人員安全

在火災現場，保障救援人員安全是無可置疑的首要任務。面對熊熊烈火和不斷變化的危險環境，救援人員需要得到全方位的支持和保障。在這方面，窄帶無線自組網發揮了不可或缺的作用，它不僅能確保信息實時傳遞，更為救援人員的安全提供了一系列重要支持。在惡劣的情境下，救援人員定位就顯得尤為重要。窄帶無線自組網通過集成GPS等先進定位技術，能夠實現救援人員的實時定位。無論救援人員身處何處，指揮中心都能準確知道他們的位置，有助于指揮人員調配資源。

除了定位服務，窄帶無線自組網還為救援人員提供導航功能。在復雜的火災現場，如何快速、安全到達指定位置是救援人員面臨的又一個挑戰。通過窄帶無線自組網提供的導航服務，救援人員得到實時的路徑規劃和建議，避開危險區域，以最快的速度、最安全的方式到達目的地。然而，即使有了定位和導航服務，火災現場的復雜性仍然使得救援人員面臨未知的危險。為了應對這種情境，窄帶無線自組網具備緊急呼救功能。一旦救援人員遇到危險或突發情況，使用終端設備迅速發出求救信號，并立即傳回指揮中心，觸發相應的緊急救援流程。由此可見，無論救援人員身處何種困境，都能迅速得到外部援助和支持。這一系列的安全服務，不僅提升了救援人員在火災現場的安全系數，更增強了他們面對困境的信心和能力。而這種信心和能力的提升，無疑會為整個救援行動帶來更為積極和正面的影響。

（四）緊急救援服務

窄帶無線自組網在緊急救援服務中的快速部署能力，使其成為火災等緊急情況下的理想通信解決方案。組網綜合無人機、地面車輛等多種方式迅速部署自組網節點，為緊急救援服務提供穩定、可靠的通信保障，并與其他通信系統實現互聯互通，確保在復雜環境下的通信暢通。在火災現場，時間就是生命。為了迅速展開救援行動，快速部署通信網絡至關重要。窄帶無線自組網具有靈活性和便攜性，使用無人機搭載自組網節點，迅速飛抵火災現場上空，快速建立通信網絡。同時，地面車輛搭載自組網節點，迅速趕往現場，為救援隊伍提供通信支持。這種快速部署能力，確保了救援行動在第一時間就能獲得穩定的通信保障。[9]

自組網節點部署完成后，窄帶無線自組網就能夠為緊急救援服務提供可靠的通信保障。無論是救援隊伍之間的協調，還是救援指揮中心的調度，都可以通過窄帶無線自組網迅速完成。此類通信方式穩定可靠，又能實現語音、數據、視頻等多種信息傳輸，滿足救援行動的不同通信需求。此外，窄帶無線自組網還具有良好的兼容性，可以與其他通信系統實現互聯互通。在火災現場，存在公網、衛星通信等多種通信系統，為了確保通信的暢通無阻，窄帶無線自組網與這些通信系統實現互聯互通，形成一個統一的通信平臺。無論救援人員使用何種通信設備，都能夠順暢進行通信，確保救援行動順利進行?；ヂ摶ネǖ奶匦蕴岣吡司仍袆拥耐ㄐ判?，還增強了救援行動的靈活性和適應性。在面對復雜多變的火災現場環境時，救援人員根據實際情況，靈活選擇最合適的通信方式，確保救援行動高效進行。

結語

本文從窄帶無線自組網技術概述、火災現場應急通信需求分析、窄帶無線自組網在火災現場應急通信中的應用等方面入手，探討了窄帶無線自組網在火災現場應急通信中的應用。窄帶無線自組網以其自主組網、自愈合、多跳通信等特點，在火災現場應急通信中發揮著重要作用。通過實時傳輸火災現場信息、實現現場指揮與救援隊伍通信、保障現場救援人員安全以及提供緊急救援服務等方面的應用，窄帶無線自組網有助于提高火災救援效率和成功率，減少人員傷亡和財產損失。

參考文獻

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