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，由于其具有運載量大、行駛速度快等優(yōu)點，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)相對封閉，發(fā)生火災(zāi)后高溫煙氣往往難以排除，且受建筑結(jié)構(gòu)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(zāi)等災(zāi)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(zāi)事故時消防人員之間通信聯(lián)絡(luò)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(guān)重要的任務(wù)。
地鐵火災(zāi)事故特點
由于地鐵的站臺、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，撲救方式及滅火時的相應(yīng)注意事項也與一般火災(zāi)不同。具體來說，地鐵火災(zāi)主要呈現(xiàn)出4方面特點：第一，煙氣大、溫度高。地鐵發(fā)生火災(zāi)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(zhì)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(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)事故時產(chǎn)生的大量煙氣，往往會造成人員缺氧、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(chǎn)生擁擠、踩踏事件，尤其是在出入口發(fā)生火災(zāi)時，煙火會封鎖疏散通道，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(jié)構(gòu)遭受嚴重破壞。此外，高溫煙氣也難以及時排除，內(nèi)部空氣受熱后體積膨脹，短時間內(nèi)會出現(xiàn)“火風壓”的狀態(tài)，導(dǎo)致火勢蔓延速度加快，進而加大了火災(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(zāi)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(shè)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(zāi)害發(fā)生后及時接報、處理執(zhí)勤戰(zhàn)斗信息，并與有關(guān)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(jié)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(wǎng)絡(luò)，通過多種方式快速反應(yīng)，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(jīng)常存在以下5方面問題:一是無法做到災(zāi)害現(xiàn)場無線信號的完全覆蓋，特別是在站臺層或隧道內(nèi)等特殊火災(zāi)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(wù)能力，且僅僅提供語音保障，導(dǎo)致災(zāi)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(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。
消防通信要求
指揮部與社會聯(lián)動部門的通信
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(yīng)直接應(yīng)用移動指揮車及車載設(shè)備確?，F(xiàn)場通信的順利開展。如此，當需要社會有關(guān)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(zāi)現(xiàn)場前沿指揮部的通信通常直接由消防隊伍內(nèi)部的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，一般應(yīng)多點設(shè)置（例如地面、站臺、站廳及隧道內(nèi)部），具有話務(wù)量相對較大、相關(guān)戰(zhàn)斗單元多等特點，是地鐵火災(zāi)現(xiàn)場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)場不同的情況制定相應(yīng)的作戰(zhàn)計劃，將滅火救援作戰(zhàn)任務(wù)安全有效地傳達下去。
“滅火戰(zhàn)斗網(wǎng)”的通信
由于現(xiàn)場作戰(zhàn)的實際需要，“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)相對較多。一般是通過對講機聯(lián)絡(luò)，有時候甚至是通過喊話、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，對于消防部門來說必須加強“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(zāi)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(zāi)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(yīng)不低于95%。第二，呼叫頻率要求相對較高。由于地鐵內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)后，火勢蔓延極為迅速，導(dǎo)致現(xiàn)場災(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。對于地鐵火災(zāi)現(xiàn)場而言，必須相應(yīng)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(guān)專業(yè)小組的溝通聯(lián)絡(luò)，確保地鐵火災(zāi)事故現(xiàn)場各項滅火救援行動有效開展。第三，穩(wěn)定、可靠。地鐵火災(zāi)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(shè)備無法正常使用，導(dǎo)致滅火效率大打折扣。
現(xiàn)場應(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)，筆者認為，想要建設(shè)適合地鐵火災(zāi)現(xiàn)場信號覆蓋的應(yīng)急通信體系，滿足地鐵火災(zāi)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(shè)便攜式無線通信基站。消防部門通過在地鐵火災(zāi)現(xiàn)場架設(shè)便攜式350M無線通信基站的方式，提供災(zāi)害現(xiàn)場350M信號覆蓋，解決地下火災(zāi)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(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)場架設(shè)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(zāi)害現(xiàn)場無線信號覆蓋，保障現(xiàn)場內(nèi)攻人員之間，及現(xiàn)場內(nèi)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(shè)公網(wǎng)對講（POC，Push-to-talkOverCellular）體系拓展應(yīng)急通信應(yīng)用。當現(xiàn)場情況復(fù)雜、災(zāi)情相對較為嚴重，多個消防中隊到場時，消防部門應(yīng)及時結(jié)合現(xiàn)場實際，建設(shè)POC對講體系拓展應(yīng)急通信應(yīng)用。對于跨區(qū)域增援力量與現(xiàn)場的通信聯(lián)絡(luò)，通過POC對講手機應(yīng)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(wù)和車輛?？课恢谩Ａ硗?，在災(zāi)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(yīng)充分利用3G、4G等公眾移動網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)保障的基礎(chǔ)上，利用移動運營商的專業(yè)技術(shù)人員和裝備，協(xié)同保障災(zāi)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(wǎng)絡(luò)在地鐵火災(zāi)現(xiàn)場無線通信應(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，且具有無線信號覆蓋廣、高帶寬、多應(yīng)用、高質(zhì)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)直播視頻等方式，實現(xiàn)了災(zāi)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(zāi)現(xiàn)場的火災(zāi)撲救過程，消防部門應(yīng)結(jié)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(dǎo)收發(fā)耳麥設(shè)備與350M對講機的配套使用，使內(nèi)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(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(zāi)情復(fù)雜、容易出現(xiàn)次生災(zāi)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(wǎng)。
作者：郝那森 單位：天津市消防救援總隊紅橋區(qū)支隊
