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探讨4G图传设备在灭火救援中的运用
特种装备网 发布时间:2023-08-30
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摘要:城市化进程的加快,城市高层建筑、人口密集程度不断加大,在满足人们生活需求的同时具有一定的火灾安全隐患。传统的火灾扑救方式具有明显的劣势,因而现代化的灭火救援需要积极借助科学信息技术。现阶段,4G图传设备在灭火救援中应用较为广泛。本文从 4G 图传技术的分类出发,深入分析了4G图传设备优势与影响因素,并提出4G图传设备技术在灭火救援中的主要应用形式,旨在为相关人员提供参考。

关键词:4G图传设备;灭火;救援

4G图传设备在现代化的灭火救援中具有积极的意义,利用4G图传设备,消防救援人员能够及时掌握火灾情况,通过获得的信息数据制定科学、合理的救援计划和救援方案,确保在第一时间进行人员救助,最大程度地减少人员伤亡和财产损失。确保灭火救援工作能够顺利实施,避免人民群众的生命财产安全受到威胁。故研究此项课题,具有十分重要的意义。

1、4G图传技术的分类

1.1 COFDM 传输技术

COFDM 传输技术也称编码正交频分复用多载调制技术,作为新型无线传输技术,COFDM 传输技术载波数量较大,尤其在进行高速传输的过程中能够达到抗阻挡、非视距的目的。现阶段,作为先进的图传技术,COFDM传输技术本质在于能够在传输介质不相同的条件下依据通信特征的变化采取动态化、持续性的监控,从而有效提高通信路径的整体数据传输能力。除此之外,该技术能够以最快的速度适应不同传输介质,实现载波的实时切断和连接,确保通信连接的持续性和稳定性。总而言之,COFDM 传输技术可广泛应用于地理特征相对复杂、高层建筑相对密集以及人流量较大的区域,上述区域对数据的传播速度有着较高的要求,因而应用 COFDM 传输技术优势较为明显。

1.2 移动通信公网技术

移动通信公网技术能够提供 IP/TCP 网络连接,因而能够应用在远程监控、数据传输过程中。现阶段,高速移动环境中的 4G 传输速率较大,具有连接量大、延迟时间较短和速率相对较高等特性。

1.3 WLAN 无线网络技术

WLAN无线网络技术是指将无线通信技术作为基本点,对不同的计算机连接设备进行连接,达到资源共享、沟通交互以及相互通信的目的。对于WLAN无线网络技术来说,其应用的本质在于无需使用通信电缆,只需利用无线的方式,达到计算机与主干网络的随时连接,相较于其他传输技术,WLAN无线传输技术能够极大提高终端移动和网络构建的灵活性和有效性。

1.4 数字微波技术

通常情况下,数字微波技术主要应用于图像信号、数据信号和电话信号中,但在实际的应用过程中,由于数字微波技术是单载波调制,因而只能应用在通视度相对较高的环境中,需要注意的是,在该类环境中不得有阻挡物质,避免因阻挡物质以及环境因素而影响该项技术的正常使用。现阶段,数字微波技术主要分为传输和压缩两种模式,相较传输模式,压缩效率相对较低,图像质量也较低。除此之外,该种模式可靠性不高,安全性得不到保障,所以,近年来,压缩模式应用也相对较少。

2、4G图传设备优势与影响因素

2.1 优势

由于传统通信方式往往需要借助电线杆或挖掘沟渠进行电缆的连接和铺设,进而会消耗极大的人力、物力与财力。而4G图传设备(如图1所示)在应用的过程中,由于使用的是无线数据技术,因而无需进行电缆架设或铺设,能够降低人工成本,有效节约时间。对于4G图传设备来说,由于采用的无线传输形式,因而能够实现随插随用,无需启动相关程序,广泛应用到各项设备的连接中,具有灵活、方便的特性。

除此之外,由于4G图传设备收发两端以全向天线为主,因此能够依据应用场景的不同以及指挥的实际需求进行灵活移动和调节,设备系统也更加方便操作,得到了广泛的应用。4G图传设备的传输性能较高且性能较为稳定,在维护与使用方面相对简单,尤其在现场传输出现问题或故障时,仅需要对发射设备以及接收设备进行重点检查即可,避免检查的重复性,减轻人员的工作负荷。

当环境相对复杂时,容易对网络形式工程布线产生较大的影响,而4G图传设备能够解决上述问题的同时,提升通信的应用效率。传统的图传设备需要借助较多的外在条件,程序流程也相对复杂,对通信线路造成一定的影响。所以,应用4G图传设备尤为重要,该图传设备能够实现固定移动、移动与移动之间的转换,在灭火救援中起到积极的促进作用。

2.2 影响因素

(1)发射器功率影响。4G图传设备自身的发射功率较大,因而所能连接的通信距离也更远。尽管发射功率能够随外在条件的改变而无限制地增加,但在具体应用时,受到设备成本以及法律等方面的限制,部分系统存在低功耗限制,因而发射功率也具有一定的限制性。

(2)接收灵敏度影响。在4G图传设备中接收器的灵敏程度对自身捕捉信号能力有着直接的影响,当接收器具有较高灵敏度时,通信距离也相对较远。在具体的应用过程中,接收器受到自然中电磁波和工业污染等因素的影响,灵敏程度存在一定的限值,与限值越接近,挖掘的潜力随之减少。

(3)设备系统的抗干扰力。在实际的应用中,往往存在较多的干扰因素和干扰源,因而当发射功率、接收器灵敏程度相同时,设备系统的整体抗干扰能力也较强。调频系统的整体抗干扰能力相对调幅系统也较强,通常情况下,窄带系统抗干扰能力高于宽带系统。所以,当发射功率与接收灵敏度相同时,一般选择转换调频系统、减少带宽提高设备的抗干扰能力,保证设备正常的通信距离。

(4)天线增益性能与高度。对于4G图传设备来说,天线增益性能越好,通信距离也更佳。通常情况下地发射设备以高增益定向天线为主,能够有效提升通信方向上的功率密度。接收设备选择定向高增益天线的目的在于能够改善通信信号的整体噪声比例,进而提升接收场的强度,保证通信距离的合理性和有效性。除此之外,当其他条件一致时,天线距离与地面的距离相对较远,因而提高天线的高度有助于增大通信距离。

(5)地理环境。当地理环境相对复杂时,4G图传设备的传输距离受到的影响也较大。

(6)气候条件。在干燥空气中4G图传设备的通信距离较远,但在潮湿的空气中,通信距离则相对较近。当工作环境温度满足设备工作需求时,随温度升高,发射器功率和接收器灵敏程度也随之降低,导致通信距离较短。因而在进行4G图传设备的选择时,通常需要选择防尘、防水、防雷以及防紫外线效果较好的设备,确保其能够应对复杂环境。

3、4G图传设备技术在灭火救援中的应用

3.1 固定点图像监控传输系统

4G图传技术主要是在进行无线传输过程中,最大程度地提升传输效率。随着无线图传技术的不断优化和完善,使得更多的先进技术得到广泛应用。近年来,无线图传技术主要将无线图像传输系统作为核心,安装固定点图像监控传输系统,能够应用于灭火救援中监控难度大的现场。扩频技术的应用能够确保监控的有效性,当调频运行速率较低时,其抗干扰能力也越大。微波通信在提升传输性能的基础上,消耗较少的电波,设备的运行速度较快,成本也较低。

3.2 COFDM 无线传输技术

在灭火救援中应用COFDM无线传输技术,主要是通过将高速数据流传串的同时,将其分配给不同的信息通道,从而满足信息图像传输的要求,COFDM无线传输技术具有传输速率高、有序性强的特点,灭火救援中主要表现为稳定、实时、高速以及抗衰传输四种COFDM无线传输技术。其中,实时传输主要是指COFDM无线传输技术传输速度快、及时性强,因而能够第一时间对火灾情况进行记录,并以最短的时间向指挥中心传递相关信息,提高辅助决策的有效性。高速传输主要是指COFDM无线传输技术传输带宽相对较大,因而能够有效满足在灭火过程中对音频传输的较高要求,扩频微波传输链路能够在常规数字微波中选择适当的编码和信道,从而确保图像解码完成后的分辨率较高,实现对音频、编辑和存储的解析目标,从而对灭火现场有全方位的了解,保障信息数据传输的及时性和有效性。

稳定传输则是指COFDM无线传输技术稳定性较强,运用该项技术能够帮助救援人员在建筑物中、山地内以及无法准确看清的地区获取清晰度较高的图像信息,进而提高救援人员对火灾灾害现场的了解情况。抗衰传输主要是指在传统的无线图传技术应用过程中容易受到各种外界因素的影响,导致图像信息失真以及传输效率较低。而抗衰传输技术的应用则能够变现出良好的抗干扰、抗衰落以及抗频率的性能。针对单载波系统中的单个衰落或干扰问题能够采取有针对性的措施予以解决,避免产生干扰问题。

3.3 安防监控视频无线传播技术

现阶段,微波传输技术在灭火救援中有着积极的意义,为灭火救援工作提供较大的支持和保障。安防监控视频无线传播方式为灭火救援工作提供了完备的信息处理平台,能够对火灾信息进行收集的同时,达到共同传递的目的。

在实际的应用过程中,需要利用传输监控模式,由于近年来我国城市建筑结构复杂程度不断提升,为消防救援队伍搭建无线通信网络技术带来较多的困难和挑战,而监控视频无线传播技术的应用则能够在解决短距离传输问题的基础上,达到远距离视频传输的目的。数据传输能够利用安防监控视频无线传播方式有效传递救援信息,辅助指挥救援人员做出合理、科学的决策,从而确保灭火救援工作的顺利开展。语音信息传输作为4G图传技术的主要内容,其原理在于借助电信网将语音数据转为语音数据混合业务,从而确保灭火救援工作的顺利开展,提升灭火救援的整体救援效率。

3.4 图像传输技术

灭火救援工作的特点在于紧急性和突发性,需要在较短的时间内将图像信息传递到指挥中心,因而对图像信息的传输速率有着较高的要求。现阶段,灭火救援中常用的移动图像视频技术主要包括WIMAX技术、MESH技术。其中,WIMAX技术能够实现多点传输的目的,与参数统计、自动调制和载波调制功能相结合,达到高速率传输的目的。MESH技术则是指无线网络技术,MESH技术能够在小范围内实现图像数据的快速传输。该技术的整体流通形式主要体现在利用设备将数据信息及时传递到指挥中心,指挥中心将获得的数据传递给具体的灭火救援人员,确保信息传递的有效性和科学性。对于MESH技术来说,其优势主要体现在组合连接方便,设计简单等,能够应用到灭火救灾中。

3.5 移动视频图像传输系统

移动视频图像传输系统作为灭火救援中的关键技术,应用较广泛。移动视频图像传输系统能够对现场情况以图像传输的形式传递给消防人员,例如,在实际应用过程中,移动视频图像传输系统的有效应用,能够实现远程的人员组织与管理,通过该项系统开展灭火救援指挥,保证在最短时间内完成灭火任务。除此之外,该项技术的功能主要体现在CDMA技术和GPRS技术中。其中,GDMA技术的系统成本相对较低、图像传输速度较快以及信息数据传输较为精确,从而能够为灭火救援工作提供支持和帮助。

通常情况下,CDMA技术以MPEG4压缩方式为主,与GIF格式相融合后可实现图像的压缩处理,保障数据信息传输效率的同时,满足实际应用需求。GPRS技术则是一项建立在GSM系统中的分组交换技术,该项技术的应用能够达到点对点传输以及一点对多点数据传输需求,可以将信息以不同的方式传输给总指挥中心,由指挥中心对数据信息进行分析和分配。除此之外,GPRS技术能够与4G系统实现有效的连接,确保图像数据传输效率。

4、结语

总而言之,4G图传设备功能完备、图传技术具有明显的优势特点,因此,能够广泛地应用到灭火救援工作中。在实际的应用过程中,救援人员可依据现场的具体情况,利用4G图传设备和图传技术进行灾害现场信息的有效把控,提升其辅助能力的同时,加强灭火指挥能力、最大程度降低灭火救援的整体救援难度,保障人民群众的生命财产安全。

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[来源:中国设备工程责任编辑:王岩]
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