地鐵火災(zāi)事故消防通信暢通研究

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地鐵地鐵作為現(xiàn)代大城市主要的公共交通工具之一，由于其具有運(yùn)載量大、行駛速度快等優(yōu)點(diǎn)，已成為了人們?nèi)粘３鲂械某Ｓ媒煌üぞ?。但由于地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)封閉，發(fā)生火災(zāi)后高溫?zé)煔馔y以排除，且受建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)限制，現(xiàn)場(chǎng)通信也很難得到保障，加之客流量通常較大，所以當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等災(zāi)害事故時(shí)，滅火、救援等各項(xiàng)行動(dòng)往往無法順利開展。因此，如何確保地鐵發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)消防人員之間通信聯(lián)絡(luò)的暢通，建立獨(dú)立、可靠的地鐵消防通信系統(tǒng)，保證滅火救援工作的安全有效進(jìn)行，已成為消防部門一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)。

地鐵火災(zāi)事故特點(diǎn)

由于地鐵的站臺(tái)、站廳等主體建筑結(jié)構(gòu)都位于地平面以下，一般只能通過幾個(gè)出入口與外部空間連通，因此，其特殊的建筑結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了地鐵火災(zāi)與普通建筑火災(zāi)存在較大的差異，撲救方式及滅火時(shí)的相應(yīng)注意事項(xiàng)也與一般火災(zāi)不同。具體來說，地鐵火災(zāi)主要呈現(xiàn)出4方面特點(diǎn)：第一，煙氣大、溫度高。地鐵發(fā)生火災(zāi)時(shí)，溫度上升比較快，隨著燃燒時(shí)間的增長(zhǎng)，發(fā)煙量會(huì)越來越大，且很多燃燒物中含有各種有毒物質(zhì)的分解物，會(huì)危害到人員的生命安全。同時(shí)，這也給救援人員的救援行動(dòng)帶來很大困難，使救援任務(wù)更加艱巨。第二，人員疏散困難、極易造成群死群傷事故。地鐵發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)產(chǎn)生的大量煙氣，往往會(huì)造成人員缺氧、中毒，加之產(chǎn)生的高溫，很容易使人喪失逃生能力，給疏散工作帶來巨大困難。首先，火場(chǎng)溫度高，容易對(duì)人員造成傷害；其次，煙氣濃度大、毒性大，被困人員在火場(chǎng)的可見度低，易發(fā)生中毒現(xiàn)象；最后，地鐵出入口少，人員容易產(chǎn)生擁擠、踩踏事件，尤其是在出入口發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙火會(huì)封鎖疏散通道，給救援工作帶來很大不便。第三，結(jié)構(gòu)相對(duì)封閉、泄爆能力差。由于地鐵出口比較少，當(dāng)有易燃易爆物發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸壓力宣泄能力差，因此很容易使建筑基本結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞。此外，高溫?zé)煔庖搽y以及時(shí)排除，內(nèi)部空氣受熱后體積膨脹，短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)“火風(fēng)壓”的狀態(tài)，導(dǎo)致火勢(shì)蔓延速度加快，進(jìn)而加大了火災(zāi)撲救以及人員疏散的難度。第四，災(zāi)情復(fù)雜、撲救困難。地鐵火災(zāi)一般都發(fā)生在地下，所以對(duì)于火災(zāi)撲救來說有很大的挑戰(zhàn)。具體來說，一是路線少，只能從單一的出入口進(jìn)去撲救；二是高溫濃煙易對(duì)消防人員造成傷害，從而影響撲救進(jìn)程；三是火情探測(cè)比較困難，通信指揮困難，可能會(huì)延誤火災(zāi)最佳撲救時(shí)間；四是救援工具、器材受到限制，無法最大限度發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用。

通信建設(shè)現(xiàn)狀

目前，各級(jí)消防部門普遍建立了完善的消防戰(zhàn)備執(zhí)勤信息化指揮平臺(tái)，能夠確保災(zāi)害發(fā)生后及時(shí)接報(bào)、處理執(zhí)勤戰(zhàn)斗信息，并與有關(guān)部門、專業(yè)力量實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通和信息共享。部分消防總隊(duì)還結(jié)合本隊(duì)實(shí)際情況，建立了以無線通信車和對(duì)講機(jī)通信方式為主，其他通信方式為輔的多路由通信網(wǎng)絡(luò)，通過多種方式快速反應(yīng)，確保信號(hào)暢通。但是，由于地鐵的主體建筑多位于地平面以下，在實(shí)踐中，仍然經(jīng)常存在以下5方面問題:一是無法做到災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)無線信號(hào)的完全覆蓋，特別是在站臺(tái)層或隧道內(nèi)等特殊火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)，存在較大的信號(hào)盲區(qū)，通信通常只能使用燈語、旗語等方式完成。二是現(xiàn)有的常規(guī)無線通信手段不具備處理大話務(wù)能力，且僅僅提供語音保障，導(dǎo)致災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)通信通常呈現(xiàn)混亂嘈雜的狀態(tài)。三是地鐵火災(zāi)通常情況下缺乏相應(yīng)效率的頻譜利用，以支持更多的通話組、圖像傳輸、終端容量。四是現(xiàn)有的地下通訊器材數(shù)據(jù)通訊能力相對(duì)較弱，大多僅局限于語音傳送，指揮過程中經(jīng)常因噪聲及聲音不清問題出現(xiàn)誤傳、誤報(bào)等情況。五是在出現(xiàn)大的災(zāi)害事故，公網(wǎng)設(shè)備癱瘓的情況下，不能保證前后方通信，以及各類信息數(shù)據(jù)的上傳下達(dá)。

消防通信要求

指揮部與社會(huì)聯(lián)動(dòng)部門的通信

地鐵內(nèi)部空間一旦發(fā)生火災(zāi)事故，現(xiàn)場(chǎng)參戰(zhàn)的相關(guān)消防力量必須在安全區(qū)域設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)指揮部，并采用饋線通信方式、有線通信、無線通信保證現(xiàn)場(chǎng)通信暢通，確?，F(xiàn)場(chǎng)滅火救援行動(dòng)的順利開展。同時(shí)，如必要，應(yīng)直接應(yīng)用移動(dòng)指揮車及車載設(shè)備確保現(xiàn)場(chǎng)通信的順利開展。如此，當(dāng)需要社會(huì)有關(guān)部門協(xié)助時(shí)，方可迅速通過有線或者無線通信的方式請(qǐng)求社會(huì)聯(lián)動(dòng)部門趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行增援，在很大程度上減少通信障礙，進(jìn)而及時(shí)、有效地發(fā)揮社會(huì)聯(lián)動(dòng)部門的職責(zé)，提供必要的時(shí)間保障。

火場(chǎng)前沿指揮部的通信

地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)前沿指揮部的通信通常直接由消防隊(duì)伍內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，一般應(yīng)多點(diǎn)設(shè)置（例如地面、站臺(tái)、站廳及隧道內(nèi)部），具有話務(wù)量相對(duì)較大、相關(guān)戰(zhàn)斗單元多等特點(diǎn)，是地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)滅火救援組織開展的主要通訊力量形式。通過該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)可以了解地鐵內(nèi)部的災(zāi)害情況，從而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的情況制定相應(yīng)的作戰(zhàn)計(jì)劃，將滅火救援作戰(zhàn)任務(wù)安全有效地傳達(dá)下去。

“滅火戰(zhàn)斗網(wǎng)”的通信

由于現(xiàn)場(chǎng)作戰(zhàn)的實(shí)際需要，“滅火戰(zhàn)斗網(wǎng)”通常情況下主要由一線人員使用，使用人數(shù)相對(duì)較多。一般是通過對(duì)講機(jī)聯(lián)絡(luò)，有時(shí)候甚至是通過喊話、繩語、手語等聯(lián)絡(luò)。而“滅火戰(zhàn)斗網(wǎng)”作為一線人員之間的通信聯(lián)絡(luò)網(wǎng)，使用這樣的聯(lián)絡(luò)方式顯然難以保證通信效果。因此，對(duì)于消防部門來說必須加強(qiáng)“滅火戰(zhàn)斗網(wǎng)”建設(shè)，提升通信質(zhì)量，為一線人員提供良好的救援通信基礎(chǔ)。

地鐵火災(zāi)中通信組網(wǎng)應(yīng)符合的要求

第一，無線信號(hào)的覆蓋要求。由于地鐵客流量相對(duì)較大，一般大部分人員分布在出入口、站臺(tái)、站廳，發(fā)生火災(zāi)事故后被困人員出于逃生本能通常會(huì)慌不擇路、無序逃生，加上火災(zāi)時(shí)的煙霧濃度大、毒性強(qiáng)，很容易使被困人員分布在整個(gè)區(qū)域。因此，對(duì)于消防救援來說，通信系統(tǒng)的覆蓋率必須要高。一般來說，覆蓋率應(yīng)不低于95%。第二，呼叫頻率要求相對(duì)較高。由于地鐵內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)后，火勢(shì)蔓延極為迅速，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情復(fù)雜多變，每延誤一秒都可能意味著有更多的人員傷亡，尤其是地鐵火災(zāi)事故，由于排煙效果不好，疏散通道少，為救援工作帶來了更大困難。因此。對(duì)于地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)而言，必須相應(yīng)地投入更多的通信頻率，以確?，F(xiàn)場(chǎng)偵查、警戒、滅火、救援、供水、排煙等相關(guān)專業(yè)小組的溝通聯(lián)絡(luò)，確保地鐵火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)滅火救援行動(dòng)有效開展。第三，穩(wěn)定、可靠。地鐵火災(zāi)事故的搶險(xiǎn)救援涉及多方面問題，因此，消防部門必須科學(xué)選擇通信系統(tǒng)的方案，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，避免事故現(xiàn)場(chǎng)部分設(shè)備無法正常使用，導(dǎo)致滅火效率大打折扣。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信體系建設(shè)的可行性應(yīng)用

結(jié)合現(xiàn)有通信技術(shù)，筆者認(rèn)為，想要建設(shè)適合地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)覆蓋的應(yīng)急通信體系，滿足地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)處置現(xiàn)場(chǎng)及與指揮中心之間的語音、圖像、視頻和數(shù)據(jù)通信需求，解決現(xiàn)有通信系統(tǒng)手段單一、信號(hào)不穩(wěn)、覆蓋不全、層次不清等問題，消防部門可從以下7方面入手：第一，架設(shè)便攜式無線通信基站。消防部門通過在地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)便攜式350M無線通信基站的方式，提供災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)350M信號(hào)覆蓋，解決地下火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無法完全覆蓋問題，消除通信盲區(qū)，為現(xiàn)場(chǎng)語音通信提供基礎(chǔ)保障。第二，建立寬帶多媒體集群系統(tǒng)應(yīng)用模式。消防部門可通過在地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)寬帶多媒體集群通信基站，建立現(xiàn)場(chǎng)語音、圖像和數(shù)據(jù)交互平臺(tái)，提供災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)無線信號(hào)覆蓋，保障現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)攻人員之間，及現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部到通信指揮車的視頻、圖像和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，確?，F(xiàn)場(chǎng)指揮部及各級(jí)指戰(zhàn)員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并做出正確決斷。第三，建設(shè)公網(wǎng)對(duì)講（POC，Push-to-talkOverCellular）體系拓展應(yīng)急通信應(yīng)用。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜、災(zāi)情相對(duì)較為嚴(yán)重，多個(gè)消防中隊(duì)到場(chǎng)時(shí)，消防部門應(yīng)及時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，建設(shè)POC對(duì)講體系拓展應(yīng)急通信應(yīng)用。對(duì)于跨區(qū)域增援力量與現(xiàn)場(chǎng)的通信聯(lián)絡(luò)，通過POC對(duì)講手機(jī)應(yīng)可實(shí)現(xiàn)語音、圖片和視頻等多種方式的交互，以便增援力量在出動(dòng)途中盡可能多地了解現(xiàn)場(chǎng)情況，明確到場(chǎng)任務(wù)和車輛?？课恢谩Ａ硗猓跒?zāi)害現(xiàn)場(chǎng)350M頻率無法正常通信的情況下，還可作為現(xiàn)場(chǎng)通信的有效后備，提供信息通信保障。第四，通過移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商建立協(xié)同保障的通信模式。消防部門應(yīng)充分利用3G、4G等公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣的特點(diǎn)，積極探索與聯(lián)通、移動(dòng)、電信等運(yùn)營(yíng)商聯(lián)動(dòng)協(xié)同機(jī)制，在現(xiàn)有移動(dòng)通信公網(wǎng)保障的基礎(chǔ)上，利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的專業(yè)技術(shù)人員和裝備，協(xié)同保障災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)覆蓋體系。此外，泄漏同軸電纜的作用是傳輸和輻射電磁波，具有傳輸線和連續(xù)型天線兩種作用。其可確保無線電信號(hào)較高效率的覆蓋整個(gè)地鐵空間，基本不存在通信盲區(qū),符合地下空間消防通信的要求。因此，消防部門可在地鐵通信中推廣使用泄漏同軸電纜，以保證消防隊(duì)伍在地鐵滅火救援行動(dòng)過程中消防通信的安全暢通。第五，研究4G網(wǎng)絡(luò)在地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)無線通信應(yīng)用。

4G網(wǎng)絡(luò)能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量音視頻和圖像等，且具有無線信號(hào)覆蓋廣、高帶寬、多應(yīng)用、高質(zhì)量等特點(diǎn)。目前，江蘇消防總隊(duì)已通過專線安全接入的方式實(shí)現(xiàn)了與4G網(wǎng)絡(luò)的安全對(duì)接，并為各特勤中隊(duì)配備了“4G單兵圖傳”，通過移動(dòng)通信和數(shù)據(jù)采集終端、單兵視頻采集和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)直播視頻等方式，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)多媒體信息的實(shí)時(shí)共享，切實(shí)為輔助決策提供了信息支撐。第六，針對(duì)“解放雙手，保通信暢通”做大膽嘗試。針對(duì)地鐵火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)撲救過程，消防部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際，破除傳統(tǒng)的手持對(duì)講機(jī)按鍵通話和通過耳膜震動(dòng)收聽信息的禁錮，嘗試聲控骨傳導(dǎo)收發(fā)耳麥設(shè)備與350M對(duì)講機(jī)的配套使用，使內(nèi)功人員在全力投入滅火救援時(shí)，與指揮部之間能夠隨時(shí)保持通信暢通，且不影響滅火救援行動(dòng)的開展。對(duì)于相關(guān)的單兵視頻采集設(shè)備，可嘗試采用頭盔式視頻采集設(shè)備，以便使一線救援人員能夠解放雙手，同步開展相關(guān)工作。第七，數(shù)字集群通信。目前，我國(guó)消防隊(duì)伍普遍使用的地下建筑通訊工具多為模擬通信系統(tǒng)，在被困人員多、災(zāi)情復(fù)雜、容易出現(xiàn)次生災(zāi)害的事故現(xiàn)場(chǎng)，常常會(huì)出現(xiàn)信道繁忙、信號(hào)覆蓋盲點(diǎn)較多、部分時(shí)段互通率較低等問題。通過建立數(shù)字集群，可以有效解決頻率緊缺問題，一個(gè)模擬信道占用的帶寬可滿足4組人同時(shí)通話。不僅話音清晰度范圍更大，而且數(shù)字通信抑制載波干擾能力強(qiáng)，不會(huì)有“嘩嘩”的強(qiáng)噪音，話音背景噪音更小，同時(shí)還可對(duì)語音加密，防止通話信息泄密，防止非法用戶入網(wǎng)。

作者：郝那森 單位：天津市消防救援總隊(duì)紅橋區(qū)支隊(duì)