信息通信高效保障森林滅火行動探討

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摘要：森林防火，人人有責(zé)。森林火災(zāi)與城市火災(zāi)不同，撲救方法也存在顯著差異。傳統(tǒng)森林火災(zāi)無法有效地應(yīng)對火勢快速蔓延、點多線長面廣等問題，只能通過建設(shè)防火隔離帶、空中灑水等措施減少火勢蔓延。為了進(jìn)一步加強(qiáng)森林防火的質(zhì)量，減少造成的林業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，需要構(gòu)建完善的應(yīng)急通信保障體系。通過衛(wèi)星無人機(jī)、空天一體化、通信系統(tǒng)能夠確保對火災(zāi)信息進(jìn)行實時傳輸，提高消防救援撲救的整體效率。

關(guān)鍵詞：信息通信；森林滅火行動；保障對策

森林防火應(yīng)急保障體系建設(shè)主要針對森林防火進(jìn)行分級別、分層次地通信保障，確保有關(guān)防火部門能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場的具體火情進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判。要加強(qiáng)火災(zāi)應(yīng)急通信保障，必須要有專業(yè)的人員預(yù)案和設(shè)備，否則只能造成森林防火應(yīng)急通信流于表面。必須要積極建立信息通信高效保障體系，準(zhǔn)確把握滅火行動指揮通信的規(guī)律特點，確保滅火救援行動順利開展。

一、滅火救援行動中發(fā)生安全事故的主要原因

（一）救援指揮人員對火情缺乏全面了解

當(dāng)消防指揮人員到達(dá)森林火災(zāi)現(xiàn)場之后，需要對發(fā)生的具體火情進(jìn)行準(zhǔn)確把握，制定科學(xué)高效的應(yīng)急預(yù)案，并以此提高救援行動的實效性，從而為消防救援人員提供充足的生命安全保障[1]。但大多數(shù)的救援指揮人員對現(xiàn)場火災(zāi)情況缺乏深入了解，沒有充分認(rèn)識到火災(zāi)偵查的重要作用。部分指揮人員救援心切，在火情偵查時忽略了現(xiàn)場安全的細(xì)節(jié)，指揮人員對火災(zāi)的真實情況了解不全面，這些問題都可能造成安全事故發(fā)生。

（二）消防救援人員思想麻痹缺乏安全意識

在火災(zāi)現(xiàn)場隨時都會面臨著坍塌、爆炸、高溫、有毒有害氣體、腐蝕性氣體、濃煙等各種危險因素，對消防救援人員造成嚴(yán)重的安全威脅。在火災(zāi)現(xiàn)場救援中由于缺乏安全防護(hù)意識，導(dǎo)致安全防范落實不到位，在火場救援時，由于消防人員的體能消耗過大，很容易出現(xiàn)放松警惕的情況，造成潛在危險被忽視，在接近救援尾聲時有部分救援人員急于求成，安全意識淡薄，進(jìn)而造成意外情況的發(fā)生。在消防救援中對火災(zāi)現(xiàn)場的安全隱患缺乏持續(xù)性觀察，無法掌握真實的危險情況。（三）消防設(shè)備的整體水平有待提升在火災(zāi)事故現(xiàn)場中大多存在著環(huán)境條件復(fù)雜等問題，所以對消防裝備提出了更高要求。很多消防部門消防裝備并沒有及時更新與維護(hù)，造成無法及時投入到消防應(yīng)急救援之中。

二、高效保障森林滅火行動信息通信的具體對策

（一）做好平時應(yīng)急保障準(zhǔn)備

森林滅火行動時間緊、任務(wù)重、變化快，應(yīng)當(dāng)做好提前謀劃與部署，認(rèn)真制定通信聯(lián)絡(luò)文件，明確呼號、頻率、聯(lián)絡(luò)ID以及通規(guī)通紀(jì)，對滅火行動信號保障預(yù)案進(jìn)行及時修訂，增強(qiáng)信號聯(lián)絡(luò)的可操作性。在進(jìn)入防火期后要根據(jù)下方的通信保障指示進(jìn)行具體規(guī)劃與部署，通過視頻審定、技能考核、常識提問等多種措施，確保通信保障體系全面落實[2]。在通信保障體系建設(shè)的過程中積極整合編組人員，按照強(qiáng)弱搭配、以老帶新的原則預(yù)先成立通信保障隊伍，每支隊伍都需要有專門的通信干部和保障人員，根據(jù)人員流動的實際情況制定科學(xué)的調(diào)整方案，邀請專家對通信裝備數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，確保所有投入一線的通信設(shè)備完好率達(dá)到100%。在動用通信指揮消防車時，除車載設(shè)備之外還需要攜帶多旋翼無人機(jī)、短波轉(zhuǎn)信臺、寬帶衛(wèi)星便攜站，根據(jù)人員數(shù)量攜帶配套的對講機(jī)、移動電池和電源插排。同時，還要攜帶北斗定位儀修理工具和備用易損件。

（二）加強(qiáng)超短波通信網(wǎng)站建設(shè)

在森林消防工作開展中最常用的通信以無線電超短波為主，在平時沒有火情時可以保障日常的預(yù)防需求，而在發(fā)生森林火災(zāi)時短時通信量明顯激增，所以很容易造成短波通信網(wǎng)發(fā)生明顯的信息阻塞，因此要加強(qiáng)超短波通信網(wǎng)站建設(shè)，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理的規(guī)劃與部署，不但能夠滿足平時預(yù)防工作需求，更能夠在森林火災(zāi)救援中同時開設(shè)多個通信通道。中繼站的冗余量配置需要由多個中繼站組成，超短波通信網(wǎng)至少有兩個以上的中介站，能夠與指揮部門直接通信。在平時通信網(wǎng)站建設(shè)中需要保障所有中繼站都處于次級鏈路連接的工作狀態(tài)，而在發(fā)生森林火災(zāi)時也可以根據(jù)具體的撲救行動進(jìn)行全面分析。超短波通信涉及中繼站、通信覆蓋率、重復(fù)覆蓋區(qū)域大小，比如中繼站之間的通信覆蓋率、車載臺與中繼臺之間的通信覆蓋率，以及手持設(shè)備和中繼站的通信覆蓋率。在火場內(nèi)架設(shè)臨時中繼站可以有效增強(qiáng)短波無線電通信網(wǎng)絡(luò)的通信效果。在林場火災(zāi)救援行動中人們很難提前預(yù)知火場發(fā)生的具體情況，只有及時做好網(wǎng)絡(luò)節(jié)點才能夠有效補(bǔ)充短波通信不及時的問題，確保一線撲火隊與各級指揮部門的通信更加順暢。森林防火應(yīng)急通信保障需要對本區(qū)域的地形地貌有著清楚準(zhǔn)確的了解，在通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常波動時也能快速制定應(yīng)急處置預(yù)案，因為森林防火通信在網(wǎng)絡(luò)架設(shè)理論上需要覆蓋整個林區(qū)，但很難實現(xiàn)覆蓋率達(dá)到100%，造成盲區(qū)、靜區(qū)逐漸增多[3]。中繼站架設(shè)密度不足，接收中繼站信號也超過邊界范圍，很容易受到高山阻隔，使信號無法快速傳輸。在地形圖上要將相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，并且消除通信區(qū)域的影響。中繼站服務(wù)覆蓋范圍要遠(yuǎn)超通信覆蓋范圍，要架設(shè)臨時中繼站，增強(qiáng)中繼站的整體覆蓋率，同時要積極采用背負(fù)式車載臺，有效解決火場應(yīng)急通信問題。在火場應(yīng)急通信中要主動使用通信保障車，根據(jù)不同省市情況配備相應(yīng)的車型和通信設(shè)備。森林防火現(xiàn)場的應(yīng)急保障車，要確保車內(nèi)配置齊全，包括車載中繼臺、手動升降天線桿、雙頻段車載臺、高靈敏度大功率車載臺等，同時要保障活動應(yīng)急通信保障車通信機(jī)動性良好，有相對穩(wěn)定的工作環(huán)境。省、市一級的森林防火應(yīng)急通信保障車要盡量采用車體較大、越野性能良好的車輛，除了具有超短波通信功能之外，還要及時做好火場內(nèi)外通信都能聯(lián)系，確保火場內(nèi)外指揮效率顯著提升。

（三）做好應(yīng)急保障

在森林火災(zāi)警報響應(yīng)啟動后需要針對任務(wù)信息做好及時研判，對裝備器材、通信樞紐進(jìn)行全面檢查，從而為滅火行動提供重要的輔助決策依據(jù)。通信值班部門必須充分發(fā)揮一條線作用，加強(qiáng)對火災(zāi)信息報告的妥善管理，在上級組織通信聯(lián)絡(luò)和兵力投送之前要加強(qiáng)做好應(yīng)急保障機(jī)制，準(zhǔn)確處理各指揮所配置地點和開設(shè)時間，加強(qiáng)級別轉(zhuǎn)換通信。指揮員需要快速制訂通信作戰(zhàn)計劃，根據(jù)實際任務(wù)將外在人員快速歸隊，第一時間下發(fā)通信保障的相關(guān)指示，提出具體的工作部署要求。既要保障裝備器材完好，又要提高編配數(shù)量，同時開設(shè)通信樞紐，確保全時值守。在火情通報之后需要第一時間進(jìn)行火情監(jiān)視，及時匯報相關(guān)的通信線路問題，同時，還應(yīng)該第一時間將通信保障人員名單、聯(lián)絡(luò)方式、衛(wèi)星電話號碼、北斗ID以及相關(guān)信息通過聯(lián)絡(luò)表格上報給上級指揮，確保通信指揮同步進(jìn)行。

（四）多措并舉，做好機(jī)動途中保障

通過多種方式加強(qiáng)通信信息建設(shè)。在鐵路輸送中通信聯(lián)絡(luò)必須以無線電和公網(wǎng)手機(jī)為主，公網(wǎng)有線電和公眾移動通信為輔。在跨區(qū)聯(lián)動時，各級部門需要派出先遣組織行動隊保障沿途的公網(wǎng)信號，協(xié)調(diào)屬地通信資源，途中臨時組網(wǎng)，確保機(jī)動車中途通信指揮更加通暢。

（五）突出重點，做好直前準(zhǔn)備保障

直前保障是保障通信任務(wù)的關(guān)鍵，需要通過指揮帳篷和指揮通信車開設(shè)。指揮員必須掌握首長機(jī)關(guān)以及任務(wù)分隊的具體方位，明確通信要素，確保人員裝備配備的防護(hù)要求，在開車后要與各級指揮中心建立聯(lián)系。對當(dāng)前的火情發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判，隨時做好突發(fā)情況的處置準(zhǔn)備。

三、森林火災(zāi)應(yīng)急通信保障方案研究與設(shè)計

（一）空天地一體化應(yīng)急通信系統(tǒng)

林火主要發(fā)生在山區(qū)，地形險惡、4G/5G信號貧乏、衛(wèi)星通信設(shè)備困難、道路狹窄、大型通信車輛無法到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，因此需要電臺和個人士兵、圖像傳送、衛(wèi)星電話等通信設(shè)備保障語音、圖像、定位、短信通信服務(wù)，并與后臺指令保持不中斷通信。對于山火通信系統(tǒng)，首先是確保解除通信系統(tǒng)封鎖。第一個通信小組包括無線電臺、4G/5G個人士兵圖像傳輸以及裝有北斗的摩托車或越野車輛等通信設(shè)備[4]。與此同時，還需派出“移動通信”衛(wèi)星通信越野車，與三大通信運營商合作，盡快將超級基站越野車或UAV基站送到現(xiàn)場。其次，利用4G/5G信號和寬帶互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行特殊線路調(diào)度。確保語音、數(shù)據(jù)和視頻的傳輸需求。應(yīng)急通信要求全面利用移動電話、公網(wǎng)中繼電臺、專用網(wǎng)絡(luò)沃基密鑰、自組網(wǎng)電臺、衛(wèi)星電話、超輕衛(wèi)星移動電臺等通信設(shè)備，尤其是作為通信保障的衛(wèi)星設(shè)備。采用無線電臺時，必須按照三層無線通信網(wǎng)絡(luò)的要求，分割出多個指揮網(wǎng)絡(luò)和作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，明確通信通道和通話規(guī)則，以便達(dá)成地域交流。將各參戰(zhàn)相關(guān)人員和通信員集中起來，實行統(tǒng)一派遣，發(fā)布消防救援指令。采用衛(wèi)星電話時需選擇安裝地點，采用全向天線，配備專職負(fù)責(zé)人，定期匯報。火災(zāi)面積過大時，可在無人機(jī)上安裝中繼站和自組網(wǎng)設(shè)備，實現(xiàn)地空通信。利用UAV繼電器連接，確保消防前線、分隊與指揮中心的溝通；利用UAV點對點網(wǎng)絡(luò)和移動衛(wèi)星設(shè)備在地面上建立空對空通信。緊急通信系統(tǒng)靈活、使用方便，可隨時采用遷移和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)形式。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以采用具有地面前端指揮站和現(xiàn)場指令的分層混合網(wǎng)絡(luò)作為UAV集群網(wǎng)的中心站，UAV通信終端需要具備UAV集群內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)自組織功能，實現(xiàn)地面連接，以達(dá)到前臺與現(xiàn)場指令間的直接通信功能。與此同時，為滿足消防活動、中繼通信、無人機(jī)等的通信需求，網(wǎng)絡(luò)組織等需擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，使命令通信能夠順利進(jìn)行，由于電池壽命和火災(zāi)災(zāi)害的變化，無人機(jī)集群的數(shù)量必然會相應(yīng)發(fā)生變化。層次式混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠快速減少、增加或更換無人機(jī)節(jié)點，從而實現(xiàn)無人機(jī)集群通信網(wǎng)絡(luò)的快速配置。

（二）火災(zāi)信息的獲取與制圖

綜合利用地面監(jiān)測、UAV偵察和衛(wèi)星遙感等手段，獲取火災(zāi)總體狀況、發(fā)展趨勢、范圍及受地形和天氣影響的方向和速度。運用傾斜照片和金字塔匹配技術(shù)繪制三維地圖，得到森林地區(qū)的地形、山向、道路、水源、隔離區(qū)的分布以及主要目標(biāo)、主要危險等，以提升救援戰(zhàn)斗力。在火災(zāi)信息提取中，利用二維圖像進(jìn)行圖像處理，主要是可見光圖像和紅外圖像。由于是對火區(qū)進(jìn)行采集，因此必須掌握火區(qū)的總體情況和火情發(fā)展趨勢。而單個可見光圖像只能獲得火焰的顏色、紋理、幾何輪廓等基本屬性，單紅外圖像只能獲得物體的表面溫度。當(dāng)僅采用一種方法時，屬性之間的相關(guān)性被忽略，使設(shè)計方案的抗干擾能力下降。此時，將可見光圖像與紅外熱成像相結(jié)合，可實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。利用地面監(jiān)測、UAV偵察和衛(wèi)星遙感等偵察手段取得二維圖像[5]。與此同時，為滿足森林火情現(xiàn)場拍攝的需要，現(xiàn)場至少配備6旋翼、8旋翼、固定翼、復(fù)合機(jī)等2架UAV，以及具有抗風(fēng)能力強(qiáng)、航行時間長、飛行速度快的UAV無人機(jī)。在執(zhí)行視頻監(jiān)控任務(wù)時，尤其在道路封閉車輛不能行駛時，無人駕駛飛機(jī)可立即起飛進(jìn)行調(diào)查、搜索道路、繪制火災(zāi)現(xiàn)場地圖。利用單個士兵或車輛圖像傳送、手機(jī)拍攝的火災(zāi)視頻和森林地區(qū)的監(jiān)視視頻，獲取可見光圖像的連續(xù)幀，然后提取火災(zāi)區(qū)域。根據(jù)火焰像素點的顏色分割出可見光的RGB顏色空間區(qū)域，火焰燃燒時二維圖像的幾何輪廓變化速度較背景快。另外，采用紅外熱成像技術(shù)，通過紅外熱像儀計算出目標(biāo)溫度。二者結(jié)合，可消除樹木堵塞和煙霧干擾，實現(xiàn)火災(zāi)探測。現(xiàn)場采集的視頻圖像經(jīng)過處理，通過4G/5G、互聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ眯l(wèi)星網(wǎng)絡(luò)傳送到總部各層，協(xié)助前臺和后臺的討論和判斷。通過共享氣象學(xué)衛(wèi)星遙感影像，了解整體火場狀況，有助于指揮官了解火場位置、火場范圍及火場發(fā)展趨勢。串翼型UAV將被用于保障隨后的消防部署。其具備GNSS北斗、GPS、GLONASS+慣導(dǎo)等導(dǎo)航定位設(shè)備，可通過GPS或北斗衛(wèi)星終端獲得準(zhǔn)確的信息。為火災(zāi)區(qū)域提供經(jīng)緯度、批準(zhǔn)、定位、控制指示和其他有關(guān)設(shè)備的信息。

四、結(jié)語

森林火災(zāi)是自然災(zāi)害的一種，由多種自然因素引起，采取科學(xué)的措施可以有效地預(yù)防和撲滅森林火災(zāi)。如果僅采用一種方法很難起到理想的效果，所以應(yīng)結(jié)合不同滅火措施和裝備的特點，采取具有針對性的手段進(jìn)行滅火，保障每一種滅火裝備都能發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]佚名.四川省通信管理局赴黑水縣開展森林草原防滅火包縣聯(lián)系督導(dǎo)工作[J].通信與信息技術(shù),2021(01):8.

[2]曹茜,郭其云,薄淇友.我國森林火災(zāi)現(xiàn)場指揮體系探索與建設(shè)研究[J].湖南安全與防災(zāi),2020(08):41-46.

[3]王鐵峰,龐興航,溫柏志.鍛造滅火通信“千里眼、順風(fēng)耳”——應(yīng)急通信指揮平臺在原始森林滅火救援中的應(yīng)用[J].中國應(yīng)急管理,2020(02):61-63.

[4]王帥,王彬旭.當(dāng)前部隊遂行森林滅火任務(wù)時面臨的問題與對策[J].消防界(電子版),2018,04(21):59.

[5]周盛,彭月,蘭明才,等.北斗衛(wèi)星在飛機(jī)增雨中的應(yīng)用[J].氣象水文海洋儀器,2015,32(03):65-67.

[6]劉少剛,周釗,張書宇,等.森林滅火航彈智能觀瞄投放控制系統(tǒng)設(shè)計[J].應(yīng)用科技,2014,41(01):69-74.

作者：耿鐸 單位：秦皇島市消防救援支隊