地鐵火災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，由于其具有運載量大、行駛速度快等優(yōu)點，已成為了人們日常出行的常用交通工具。但由于地鐵內部結構相對封閉，發(fā)生火災后高溫煙氣往往難以排除，且受建筑結構特點限制，現(xiàn)場通信也很難得到保障，加之客流量通常較大，所以當發(fā)生火災等災害事故時，滅火、救援等各項行動往往無法順利開展。因此，如何確保地鐵發(fā)生火災事故時消防人員之間通信聯(lián)絡的暢通，建立獨立、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行，已成為消防部門一項至關重要的任務。

地鐵火災事故特點

由于地鐵的站臺、站廳等主體建筑結構都位于地平面以下，一般只能通過幾個出入口與外部空間連通，因此，其特殊的建筑結構形式決定了地鐵火災與普通建筑火災存在較大的差異，撲救方式及滅火時的相應注意事項也與一般火災不同。具體來說，地鐵火災主要呈現(xiàn)出4方面特點：第一，煙氣大、溫度高。地鐵發(fā)生火災時，溫度上升比較快，隨著燃燒時間的增長，發(fā)煙量會越來越大，且很多燃燒物中含有各種有毒物質的分解物，會危害到人員的生命安全。同時，這也給救援人員的救援行動帶來很大困難，使救援任務更加艱巨。第二，人員疏散困難、極易造成群死群傷事故。地鐵發(fā)生火災事故時產生的大量煙氣，往往會造成人員缺氧、中毒，加之產生的高溫，很容易使人喪失逃生能力，給疏散工作帶來巨大困難。首先，火場溫度高，容易對人員造成傷害；其次，煙氣濃度大、毒性大，被困人員在火場的可見度低，易發(fā)生中毒現(xiàn)象；最后，地鐵出入口少，人員容易產生擁擠、踩踏事件，尤其是在出入口發(fā)生火災時，煙火會封鎖疏散通道，給救援工作帶來很大不便。第三，結構相對封閉、泄爆能力差。由于地鐵出口比較少，當有易燃易爆物發(fā)生爆炸時，爆炸壓力宣泄能力差，因此很容易使建筑基本結構遭受嚴重破壞。此外，高溫煙氣也難以及時排除，內部空氣受熱后體積膨脹，短時間內會出現(xiàn)“火風壓”的狀態(tài)，導致火勢蔓延速度加快，進而加大了火災撲救以及人員疏散的難度。第四，災情復雜、撲救困難。地鐵火災一般都發(fā)生在地下，所以對于火災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去撲救；二是高溫濃煙易對消防人員造成傷害，從而影響撲救進程；三是火情探測比較困難，通信指揮困難，可能會延誤火災最佳撲救時間；四是救援工具、器材受到限制，無法最大限度發(fā)揮其優(yōu)勢作用。

通信建設現(xiàn)狀

目前，各級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，能夠確保災害發(fā)生后及時接報、處理執(zhí)勤戰(zhàn)斗信息，并與有關部門、專業(yè)力量實現(xiàn)互聯(lián)互通和信息共享。部分消防總隊還結合本隊實際情況，建立了以無線通信車和對講機通信方式為主，其他通信方式為輔的多路由通信網絡，通過多種方式快速反應，確保信號暢通。但是，由于地鐵的主體建筑多位于地平面以下，在實踐中，仍然經常存在以下5方面問題:一是無法做到災害現(xiàn)場無線信號的完全覆蓋，特別是在站臺層或隧道內等特殊火災救援現(xiàn)場，存在較大的信號盲區(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能力，且僅僅提供語音保障，導致災害現(xiàn)場通信通常呈現(xiàn)混亂嘈雜的狀態(tài)。三是地鐵火災通常情況下缺乏相應效率的頻譜利用，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)通訊能力相對較弱，大多僅局限于語音傳送，指揮過程中經常因噪聲及聲音不清問題出現(xiàn)誤傳、誤報等情況。五是在出現(xiàn)大的災害事故，公網設備癱瘓的情況下，不能保證前后方通信，以及各類信息數(shù)據(jù)的上傳下達。

消防通信要求

指揮部與社會聯(lián)動部門的通信

地鐵內部空間一旦發(fā)生火災事故，現(xiàn)場參戰(zhàn)的相關消防力量必須在安全區(qū)域設置現(xiàn)場指揮部，并采用饋線通信方式、有線通信、無線通信保證現(xiàn)場通信暢通，確?，F(xiàn)場滅火救援行動的順利開展。同時，如必要，應直接應用移動指揮車及車載設備確保現(xiàn)場通信的順利開展。如此，當需要社會有關部門協(xié)助時，方可迅速通過有線或者無線通信的方式請求社會聯(lián)動部門趕赴現(xiàn)場進行增援，在很大程度上減少通信障礙，進而及時、有效地發(fā)揮社會聯(lián)動部門的職責，提供必要的時間保障。

火場前沿指揮部的通信

地鐵火災現(xiàn)場前沿指揮部的通信通常直接由消防隊伍內部的通信網絡實現(xiàn)，一般應多點設置（例如地面、站臺、站廳及隧道內部），具有話務量相對較大、相關戰(zhàn)斗單元多等特點，是地鐵火災現(xiàn)場滅火救援組織開展的主要通訊力量形式。通過該網絡應可以了解地鐵內部的災害情況，從而根據(jù)現(xiàn)場不同的情況制定相應的作戰(zhàn)計劃，將滅火救援作戰(zhàn)任務安全有效地傳達下去。

“滅火戰(zhàn)斗網”的通信

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

地鐵火災中通信組網應符合的要求

第一，無線信號的覆蓋要求。由于地鐵客流量相對較大，一般大部分人員分布在出入口、站臺、站廳，發(fā)生火災事故后被困人員出于逃生本能通常會慌不擇路、無序逃生，加上火災時的煙霧濃度大、毒性強，很容易使被困人員分布在整個區(qū)域。因此，對于消防救援來說，通信系統(tǒng)的覆蓋率必須要高。一般來說，覆蓋率應不低于95%。第二，呼叫頻率要求相對較高。由于地鐵內部發(fā)生火災后，火勢蔓延極為迅速，導致現(xiàn)場災情復雜多變，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。對于地鐵火災現(xiàn)場而言，必須相應地投入更多的通信頻率，以確保現(xiàn)場偵查、警戒、滅火、救援、供水、排煙等相關專業(yè)小組的溝通聯(lián)絡，確保地鐵火災事故現(xiàn)場各項滅火救援行動有效開展。第三，穩(wěn)定、可靠。地鐵火災事故的搶險救援涉及多方面問題，因此，消防部門必須科學選擇通信系統(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)場部分設備無法正常使用，導致滅火效率大打折扣。

現(xiàn)場應急通信體系建設的可行性應用

結合現(xiàn)有通信技術，筆者認為，想要建設適合地鐵火災現(xiàn)場信號覆蓋的應急通信體系，滿足地鐵火災現(xiàn)場處置現(xiàn)場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，架設便攜式無線通信基站。消防部門通過在地鐵火災現(xiàn)場架設便攜式350M無線通信基站的方式，提供災害現(xiàn)場350M信號覆蓋，解決地下火災現(xiàn)場信號無法完全覆蓋問題，消除通信盲區(qū)，為現(xiàn)場語音通信提供基礎保障。第二，建立寬帶多媒體集群系統(tǒng)應用模式。消防部門可通過在地鐵火災現(xiàn)場架設寬帶多媒體集群通信基站，建立現(xiàn)場語音、圖像和數(shù)據(jù)交互平臺，提供災害現(xiàn)場無線信號覆蓋，保障現(xiàn)場內攻人員之間，及現(xiàn)場內部到通信指揮車的視頻、圖像和數(shù)據(jù)實時傳輸，確?，F(xiàn)場指揮部及各級指戰(zhàn)員及時了解現(xiàn)場情況，并做出正確決斷。第三，建設公網對講（POC，Push-to-talkOverCellular）體系拓展應急通信應用。當現(xiàn)場情況復雜、災情相對較為嚴重，多個消防中隊到場時，消防部門應及時結合現(xiàn)場實際，建設POC對講體系拓展應急通信應用。對于跨區(qū)域增援力量與現(xiàn)場的通信聯(lián)絡，通過POC對講手機應可實現(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途中盡可能多地了解現(xiàn)場情況，明確到場任務和車輛停靠位置。另外，在災害現(xiàn)場350M頻率無法正常通信的情況下，還可作為現(xiàn)場通信的有效后備，提供信息通信保障。第四，通過移動運營商建立協(xié)同保障的通信模式。消防部門應充分利用3G、4G等公眾移動網絡覆蓋面廣的特點，積極探索與聯(lián)通、移動、電信等運營商聯(lián)動協(xié)同機制，在現(xiàn)有移動通信公網保障的基礎上，利用移動運營商的專業(yè)技術人員和裝備，協(xié)同保障災害現(xiàn)場信號覆蓋體系。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較高效率的覆蓋整個地鐵空間，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，以保證消防隊伍在地鐵滅火救援行動過程中消防通信的安全暢通。第五，研究4G網絡在地鐵火災現(xiàn)場無線通信應用。

4G網絡能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質量音視頻和圖像等，且具有無線信號覆蓋廣、高帶寬、多應用、高質量等特點。目前，江蘇消防總隊已通過專線安全接入的方式實現(xiàn)了與4G網絡的安全對接，并為各特勤中隊配備了“4G單兵圖傳”，通過移動通信和數(shù)據(jù)采集終端、單兵視頻采集和現(xiàn)場網絡直播視頻等方式，實現(xiàn)了災害現(xiàn)場多媒體信息的實時共享，切實為輔助決策提供了信息支撐。第六，針對“解放雙手，保通信暢通”做大膽嘗試。針對地鐵火災現(xiàn)場的火災撲救過程，消防部門應結合實際，破除傳統(tǒng)的手持對講機按鍵通話和通過耳膜震動收聽信息的禁錮，嘗試聲控骨傳導收發(fā)耳麥設備與350M對講機的配套使用，使內功人員在全力投入滅火救援時，與指揮部之間能夠隨時保持通信暢通，且不影響滅火救援行動的開展。對于相關的單兵視頻采集設備，可嘗試采用頭盔式視頻采集設備，以便使一線救援人員能夠解放雙手，同步開展相關工作。第七，數(shù)字集群通信。目前，我國消防隊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、災情復雜、容易出現(xiàn)次生災害的事故現(xiàn)場，常常會出現(xiàn)信道繁忙、信號覆蓋盲點較多、部分時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，一個模擬信道占用的帶寬可滿足4組人同時通話。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，不會有“嘩嘩”的強噪音，話音背景噪音更小，同時還可對語音加密，防止通話信息泄密，防止非法用戶入網。

作者：郝那森 單位：天津市消防救援總隊紅橋區(qū)支隊