信息通信高效保障森林灭火行动探讨

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摘要：森林防火，人人有责。森林火灾与城市火灾不同，扑救方法也存在显著差异。传统森林火灾无法有效地应对火势快速蔓延、点多线长面广等问题，只能通过建设防火隔离带、空中洒水等措施减少火势蔓延。为了进一步加强森林防火的质量，减少造成的林业经济损失，需要构建完善的应急通信保障体系。通过卫星无人机、空天一体化、通信系统能够确保对火灾信息进行实时传输，提高消防救援扑救的整体效率。

关键词：信息通信；森林灭火行动；保障对策

森林防火应急保障体系建设主要针对森林防火进行分级别、分层次地通信保障，确保有关防火部门能够对火灾现场的具体火情进行准确预判。要加强火灾应急通信保障，必须要有专业的人员预案和设备，否则只能造成森林防火应急通信流于表面。必须要积极建立信息通信高效保障体系，准确把握灭火行动指挥通信的规律特点，确保灭火救援行动顺利开展。

一、灭火救援行动中发生安全事故的主要原因

（一）救援指挥人员对火情缺乏全面了解

当消防指挥人员到达森林火灾现场之后，需要对发生的具体火情进行准确把握，制定科学高效的应急预案，并以此提高救援行动的实效性，从而为消防救援人员提供充足的生命安全保障[1]。但大多数的救援指挥人员对现场火灾情况缺乏深入了解，没有充分认识到火灾侦查的重要作用。部分指挥人员救援心切，在火情侦查时忽略了现场安全的细节，指挥人员对火灾的真实情况了解不全面，这些问题都可能造成安全事故发生。

（二）消防救援人员思想麻痹缺乏安全意识

在火灾现场随时都会面临着坍塌、爆炸、高温、有毒有害气体、腐蚀性气体、浓烟等各种危险因素，对消防救援人员造成严重的安全威胁。在火灾现场救援中由于缺乏安全防护意识，导致安全防范落实不到位，在火场救援时，由于消防人员的体能消耗过大，很容易出现放松警惕的情况，造成潜在危险被忽视，在接近救援尾声时有部分救援人员急于求成，安全意识淡薄，进而造成意外情况的发生。在消防救援中对火灾现场的安全隐患缺乏持续性观察，无法掌握真实的危险情况。（三）消防设备的整体水平有待提升在火灾事故现场中大多存在着环境条件复杂等问题，所以对消防装备提出了更高要求。很多消防部门消防装备并没有及时更新与维护，造成无法及时投入到消防应急救援之中。

二、高效保障森林灭火行动信息通信的具体对策

（一）做好平时应急保障准备

森林灭火行动时间紧、任务重、变化快，应当做好提前谋划与部署，认真制定通信联络文件，明确呼号、频率、联络ID以及通规通纪，对灭火行动信号保障预案进行及时修订，增强信号联络的可操作性。在进入防火期后要根据下方的通信保障指示进行具体规划与部署，通过视频审定、技能考核、常识提问等多种措施，确保通信保障体系全面落实[2]。在通信保障体系建设的过程中积极整合编组人员，按照强弱搭配、以老带新的原则预先成立通信保障队伍，每支队伍都需要有专门的通信干部和保障人员，根据人员流动的实际情况制定科学的调整方案，邀请专家对通信装备数量和质量进行全面检查，确保所有投入一线的通信设备完好率达到100%。在动用通信指挥消防车时，除车载设备之外还需要携带多旋翼无人机、短波转信台、宽带卫星便携站，根据人员数量携带配套的对讲机、移动电池和电源插排。同时，还要携带北斗定位仪修理工具和备用易损件。

（二）加强超短波通信网站建设

在森林消防工作开展中最常用的通信以无线电超短波为主，在平时没有火情时可以保障日常的预防需求，而在发生森林火灾时短时通信量明显激增，所以很容易造成短波通信网发生明显的信息阻塞，因此要加强超短波通信网站建设，对网络进行合理的规划与部署，不但能够满足平时预防工作需求，更能够在森林火灾救援中同时开设多个通信通道。中继站的冗余量配置需要由多个中继站组成，超短波通信网至少有两个以上的中介站，能够与指挥部门直接通信。在平时通信网站建设中需要保障所有中继站都处于次级链路连接的工作状态，而在发生森林火灾时也可以根据具体的扑救行动进行全面分析。超短波通信涉及中继站、通信覆盖率、重复覆盖区域大小，比如中继站之间的通信覆盖率、车载台与中继台之间的通信覆盖率，以及手持设备和中继站的通信覆盖率。在火场内架设临时中继站可以有效增强短波无线电通信网络的通信效果。在林场火灾救援行动中人们很难提前预知火场发生的具体情况，只有及时做好网络节点才能够有效补充短波通信不及时的问题，确保一线扑火队与各级指挥部门的通信更加顺畅。森林防火应急通信保障需要对本区域的地形地貌有着清楚准确的了解，在通信网络出现异常波动时也能快速制定应急处置预案，因为森林防火通信在网络架设理论上需要覆盖整个林区，但很难实现覆盖率达到100%，造成盲区、静区逐渐增多[3]。中继站架设密度不足，接收中继站信号也超过边界范围，很容易受到高山阻隔，使信号无法快速传输。在地形图上要将相关的区域进行标记，并且消除通信区域的影响。中继站服务覆盖范围要远超通信覆盖范围，要架设临时中继站，增强中继站的整体覆盖率，同时要积极采用背负式车载台，有效解决火场应急通信问题。在火场应急通信中要主动使用通信保障车，根据不同省市情况配备相应的车型和通信设备。森林防火现场的应急保障车，要确保车内配置齐全，包括车载中继台、手动升降天线杆、双频段车载台、高灵敏度大功率车载台等，同时要保障活动应急通信保障车通信机动性良好，有相对稳定的工作环境。省、市一级的森林防火应急通信保障车要尽量采用车体较大、越野性能良好的车辆，除了具有超短波通信功能之外，还要及时做好火场内外通信都能联系，确保火场内外指挥效率显著提升。

（三）做好应急保障

在森林火灾警报响应启动后需要针对任务信息做好及时研判，对装备器材、通信枢纽进行全面检查，从而为灭火行动提供重要的辅助决策依据。通信值班部门必须充分发挥一条线作用，加强对火灾信息报告的妥善管理，在上级组织通信联络和兵力投送之前要加强做好应急保障机制，准确处理各指挥所配置地点和开设时间，加强级别转换通信。指挥员需要快速制订通信作战计划，根据实际任务将外在人员快速归队，第一时间下发通信保障的相关指示，提出具体的工作部署要求。既要保障装备器材完好，又要提高编配数量，同时开设通信枢纽，确保全时值守。在火情通报之后需要第一时间进行火情监视，及时汇报相关的通信线路问题，同时，还应该第一时间将通信保障人员名单、联络方式、卫星电话号码、北斗ID以及相关信息通过联络表格上报给上级指挥，确保通信指挥同步进行。

（四）多措并举，做好机动途中保障

通过多种方式加强通信信息建设。在铁路输送中通信联络必须以无线电和公网手机为主，公网有线电和公众移动通信为辅。在跨区联动时，各级部门需要派出先遣组织行动队保障沿途的公网信号，协调属地通信资源，途中临时组网，确保机动车中途通信指挥更加通畅。

（五）突出重点，做好直前准备保障

直前保障是保障通信任务的关键，需要通过指挥帐篷和指挥通信车开设。指挥员必须掌握首长机关以及任务分队的具体方位，明确通信要素，确保人员装备配备的防护要求，在开车后要与各级指挥中心建立联系。对当前的火情发展状况进行准确预判，随时做好突发情况的处置准备。

三、森林火灾应急通信保障方案研究与设计

（一）空天地一体化应急通信系统

林火主要发生在山区，地形险恶、4G/5G信号贫乏、卫星通信设备困难、道路狭窄、大型通信车辆无法到达火灾现场，因此需要电台和个人士兵、图像传送、卫星电话等通信设备保障语音、图像、定位、短信通信服务，并与后台指令保持不中断通信。对于山火通信系统，首先是确保解除通信系统封锁。第一个通信小组包括无线电台、4G/5G个人士兵图像传输以及装有北斗的摩托车或越野车辆等通信设备[4]。与此同时，还需派出“移动通信”卫星通信越野车，与三大通信运营商合作，尽快将超级基站越野车或UAV基站送到现场。其次，利用4G/5G信号和宽带互联网，进行特殊线路调度。确保语音、数据和视频的传输需求。应急通信要求全面利用移动电话、公网中继电台、专用网络沃基密钥、自组网电台、卫星电话、超轻卫星移动电台等通信设备，尤其是作为通信保障的卫星设备。采用无线电台时，必须按照三层无线通信网络的要求，分割出多个指挥网络和作战网络，明确通信通道和通话规则，以便达成地域交流。将各参战相关人员和通信员集中起来，实行统一派遣，发布消防救援指令。采用卫星电话时需选择安装地点，采用全向天线，配备专职负责人，定期汇报。火灾面积过大时，可在无人机上安装中继站和自组网设备，实现地空通信。利用UAV继电器连接，确保消防前线、分队与指挥中心的沟通；利用UAV点对点网络和移动卫星设备在地面上建立空对空通信。紧急通信系统灵活、使用方便，可随时采用迁移和动态网络形式。网络架构可以采用具有地面前端指挥站和现场指令的分层混合网络作为UAV集群网的中心站，UAV通信终端需要具备UAV集群内的网络自组织功能，实现地面连接，以达到前台与现场指令间的直接通信功能。与此同时，为满足消防活动、中继通信、无人机等的通信需求，网络组织等需扩大网络覆盖范围，使命令通信能够顺利进行，由于电池寿命和火灾灾害的变化，无人机集群的数量必然会相应发生变化。层次式混合网络结构能够快速减少、增加或更换无人机节点，从而实现无人机集群通信网络的快速配置。

（二）火灾信息的获取与制图

综合利用地面监测、UAV侦察和卫星遥感等手段，获取火灾总体状况、发展趋势、范围及受地形和天气影响的方向和速度。运用倾斜照片和金字塔匹配技术绘制三维地图，得到森林地区的地形、山向、道路、水源、隔离区的分布以及主要目标、主要危险等，以提升救援战斗力。在火灾信息提取中，利用二维图像进行图像处理，主要是可见光图像和红外图像。由于是对火区进行采集，因此必须掌握火区的总体情况和火情发展趋势。而单个可见光图像只能获得火焰的颜色、纹理、几何轮廓等基本属性，单红外图像只能获得物体的表面温度。当仅采用一种方法时，属性之间的相关性被忽略，使设计方案的抗干扰能力下降。此时，将可见光图像与红外热成像相结合，可实现优势互补。利用地面监测、UAV侦察和卫星遥感等侦察手段取得二维图像[5]。与此同时，为满足森林火情现场拍摄的需要，现场至少配备6旋翼、8旋翼、固定翼、复合机等2架UAV，以及具有抗风能力强、航行时间长、飞行速度快的UAV无人机。在执行视频监控任务时，尤其在道路封闭车辆不能行驶时，无人驾驶飞机可立即起飞进行调查、搜索道路、绘制火灾现场地图。利用单个士兵或车辆图像传送、手机拍摄的火灾视频和森林地区的监视视频，获取可见光图像的连续帧，然后提取火灾区域。根据火焰像素点的颜色分割出可见光的RGB颜色空间区域，火焰燃烧时二维图像的几何轮廓变化速度较背景快。另外，采用红外热成像技术，通过红外热像仪计算出目标温度。二者结合，可消除树木堵塞和烟雾干扰，实现火灾探测。现场采集的视频图像经过处理，通过4G/5G、互联网或专用卫星网络传送到总部各层，协助前台和后台的讨论和判断。通过共享气象学卫星遥感影像，了解整体火场状况，有助于指挥官了解火场位置、火场范围及火场发展趋势。串翼型UAV将被用于保障随后的消防部署。其具备GNSS北斗、GPS、GLONASS+惯导等导航定位设备，可通过GPS或北斗卫星终端获得准确的信息。为火灾区域提供经纬度、批准、定位、控制指示和其他有关设备的信息。

四、结语

森林火灾是自然灾害的一种，由多种自然因素引起，采取科学的措施可以有效地预防和扑灭森林火灾。如果仅采用一种方法很难起到理想的效果，所以应结合不同灭火措施和装备的特点，采取具有针对性的手段进行灭火，保障每一种灭火装备都能发挥出应有的效果。

参考文献：

[1]佚名.四川省通信管理局赴黑水县开展森林草原防灭火包县联系督导工作[J].通信与信息技术,2021(01):8.

[2]曹茜,郭其云,薄淇友.我国森林火灾现场指挥体系探索与建设研究[J].湖南安全与防灾,2020(08):41-46.

[3]王铁峰,庞兴航,温柏志.锻造灭火通信“千里眼、顺风耳”——应急通信指挥平台在原始森林灭火救援中的应用[J].中国应急管理,2020(02):61-63.

[4]王帅,王彬旭.当前部队遂行森林灭火任务时面临的问题与对策[J].消防界(电子版),2018,04(21):59.

[5]周盛,彭月,兰明才,等.北斗卫星在飞机增雨中的应用[J].气象水文海洋仪器,2015,32(03):65-67.

[6]刘少刚,周钊,张书宇,等.森林灭火航弹智能观瞄投放控制系统设计[J].应用科技,2014,41(01):69-74.

作者：耿铎 单位：秦皇岛市消防救援支队