3G技术在森林火灾应急指挥中的进展及前景

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摘 要:森林作为陆地生态系统的主体,是陆地上面积最大、结构最复杂、生物量最大、初级生产力最高的生态系统,在维持生态安全、维护人类生存发展的基本条件中起着决定性与不可替代的作用。分析了国内外森林火灾应急指挥的现况及运用的技术后,对3g技术在森林火灾指挥中应用的前景提出了自己的一些观点。

关键词:森林防火;3G技术

中图分类号:S762.32

文献标识码:B

文章编号:1005-569X(2010)04-0097-02

1 引 言

由于森林火灾对人类及其生存环境带来的危害,世界各国投入了大量的人力物力进行森林防火,虽然取得了一定成效,但是每年林火带来的损失仍然巨大,森林防火的工作任重道远。因此,提高森林火灾的扑救指挥能力,实现森林防火的“早发现,早报告,早解决”,减少环境和经济损失具有重大的科学意义和现实意义。

目前世界无线数据传输技术飞速发展,在消防通信工作中采用新的设备取代传统的模拟话音电台是必然的趋势,现在无线数据技术已经开始从2G向3G前进,这将带来更快的传输速度。3G它是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G),采用数字讯号,而且还加入数据传输功能;第三代移动通信技术是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。3G带来全新概念的移动通讯,鲜明的特点是高速度、多媒体、个性化。在传输速度上,第三代整整比第二代快上200倍。

2 国内外研究进展

2.1 国外研究进展

目前,发达国家林火扑救实现了机械化,组织指挥的信息化程度很高。随着现代科学技术的不断发展,各种高新技术不断应用于森林防火和用火的各个领域。目前,卫星林火监测,红外探头,遥感技术,航空巡护,雷达探测,GIS,GPS等现代技术在森林防火领域得到了广泛应用,特别是电子计算机技术的飞速发展,林火组织指挥的人工智能系统、预测预报系统、林火管理计算机辅助决策系统等已经广泛运用于扑火组织指挥当中。美国是利用GIS进行林火扑救辅助指挥决策研究较早的国家。1972年美国研制出国家级火险预报系统(NFDRS) ,在全国得到广泛应用; 1988年,美国又在微型机上研制出了野外火管理辅助决策系统,90年代形成了森林消防高级系统技术,简称FFAST系统,取得了良好效果, 这个系统考虑了地面、航空和航天3个层次的林火和数据资料的处理传递。主要的功能有:能够将数据通过卫星通讯网和地方各级防火部门建立联系;指出相对的森林火灾强度;提供精确的定位信息;利用林火有关参数对林火模型进行核实和修正;同时也能对烟雾、病虫害和植被生长情况等非林火情况进行处理。 2003年也设计并完成了模拟林火空间蔓延动态的Farsite软件。比如美国正在进行一项叫做“野火空中传感项目(WASP)”的研究,这套监测系统建成后,飞机在3000m高空时,就能探察到直径仅为30cm范围的火情。

2.2 国内研究进展

国内目前对林火决策系统的研究也越来越多,但是从规模上来讲与国外相比还有差距。张贵等基于3S技术建立了广州市森林防火信息系统,能够全天候实时监测林火状况、预测火行为、提供关于火情的遥感图像信息以及扑救现场的实时图像信息,为森林防火做出决策支持(张贵,2004)。陈辉建立了青岛崂山森林防火调度与指挥系统,该系统利用GIS/GPS技术和专家数据库进行各种信息的处理,能及时发现火灾隐情并可根据火情变化信息提供各种扑火预案并协助指挥工作。林伟华等设计和开发了基于GIS的森林防火信息管理系统,可以实现火点的定位、火场信息的查询、扑火信息查询、辅助决策指挥和火灾评估档案的查询、统计和分析功能(林伟华,2004)。

3 研究及应用前景

森林火灾多发生在山高林密、地形复杂、自然环境恶劣的地区,而且具有随机性、突发性的特点。当发生森林火灾后需要组织众多人员去扑救,其中有专业灭火队、部队以及地方百姓等各方面人员。这些人员到达现场后,指挥部要根据火场情况及时调派他们到达起火位置灭火,了解各灭火队的情况,适时调派人员和物资。特别是在夜间,成百上千的人到现场,为有效地进行灭火,解决现场通信是十分重要的问题。如果通信不畅,就无法了解现场火情随气候变化的变化,没有通信保障,就可能造成人员伤亡,达不到有效防火灭火的目的。

大面积森林火灾发生后,由于受地形、可燃物状况及气象综合因素的影响,火在风向的作用下,常以不规则的形状向四周蔓延,经常出现多处狂燃的大火头,有时南线或北线火势比较大,有时东线或西线火势比较强,这就要求现场消防员能够快速反应、即时通报。便携式通讯工具由于在体积、质量等方面具有优势而在消防战线被普遍采用。在3G网络中,移动主机可以在网中随意移动、关闭,加上天线类型、发送功率、信道干扰等综合因素的影响,移动终端间通过无线信道形成的网络拓扑随时可以发生变化,而且变化的方式和速度都不用预测,解决了由于火灾形势变化导致现场消防员之间频繁变动带来的通信困难的问题。现场指挥中心负责火灾现场的指挥,在整个灭火过程中具有非常重要的作用,其通信效果的好坏在很大程度上影响着灭火进度。指挥中心既要能即时指挥现场又要能即时将现场的信息反馈给上层领导或远程灭火专家,以供他们分析现场情况并提出有效灭火方案。指挥中心在现场有终端通信工具与消防员便携通讯工具共连在3G网络中,利用3G网络与现场消防员实时通讯。同时为便于消防员以及指挥中心能与远程专家及时交流、指挥和反馈信息,可以建立具备Internet 接入功能的互联网关等与Internet 连接。消防员利用网络与指挥中心和远程专家进行图片、语音等交流,提高森林灭火的效率。

在遭遇自然灾害或其它各种灾难后,固定的通信网络设施都可能无法正常工作,利用3G网络可以通过临时组网的方式在恶劣环境中支持移动节点之间的数据、语音、图像和图形等业务的无线传输的优势,快速地恢复通信尤为重要。此时网络能够在这些恶劣和特殊的环境下提供临时通信,从而为营救赢得时间,对抢险和救灾工作具有重要意义。

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