消防科技成果—多功能一体化集成型消防单兵系统装备

2020年度消防科技成果—多功能一体化集成型消防单兵系统装备

一、成果简介

多功能一体化集成型消防单兵系统装备由集成型移动指挥平台、数字化消防单兵组合模块两大部分组成，其中数字化消防单兵组合模块包含智能手持机、消防员定位装备、红外成像及显示一体化消防员空呼器、气体侦检装置、生命体征监测装置、语音对讲、呼救报警器、环境信息监测装置、身份识别装置等，详见下表。

图1 多功能一体化集成型消防单兵系统装备实物

图2 多功能一体化集成型消防单兵系统装备工作原理

二、功能特点

在灭火救援作战中, 传统单一的语音作战指挥模式已经难以胜任新形势下的消防指挥作战的要求。近年来，数字化消防装备呈现出总量持续增长、质量显著提升、结构日益优化的良好发展态势。数字化消防装备数量、种类、性能、结构，相比过去，进步神速，但与发达国家相比，在系统配套和一体化设计等方面还有很大的差距，自成体系, 集成度低。差距主要在于产品器材配套随意和系统整合能力低。目前消防队伍针对多种数字化装备整合需求强烈，必须解决数字化装备大多功能较为单一，各种数字化装备之间缺乏有效的配合，无法在灭火救援过程中充分发挥应消防员数字化装备的综合能力的问题。本系统配置向一体化方向发展，能满足实战对数字化消防装备提出的可快速展开、易操作、可灵活搭配配置和可扩展等需求，提升消防队伍实战能力的重要保证。本系统具有3个显著特点：

1、功能集成

系统集成了多种单一功能的装备，在消防员体域网前端进行了功能融合，目前集成了10余种单一功能的装备。系统具有可扩展功能，可通过定制方式对消防队伍现有装备进行功能集成。

2、链路集成

系统将之前多种单一功能装备的传输链路进行了通信链路融合，集成了4G公网、专网、MESH自组网、卫通等多种通信方式，可以自动切换通信链路，保证了通信链路的冗余性，大幅提升通信性能，通信范围可覆盖地下负4层至地上65层。

3、系统集成

系统后场指挥终端一体化设计，采用一体化软件及多维多屏幕指挥终端。一根天线、一台电脑和一套软件解决目前数字化单兵装备配备中出现的装备开关多、通信天线多、现场占频多、相互干扰多、辅助技师多、指挥电脑多等问题。

三、性能参数

（1）装备具有可定制功能，可定制图像侦察、消防员定位、红外搜救、气体侦检、空呼器余量监控、生命体征监测、现场环境信息监测、语音对讲、身份识别、呼救报警、指令下达等多种功能；

（2）具有一体化的通信链路；

（3）具有集成式后场显示平台与系统软件；

（4）系统配置时间不大于120秒；

（5）能通过Mesh查看实时视频，同时支持4G查看实时视频，Mesh网络和4G公网自动切换小于50ms;

（6）通信范围可覆盖地下负4层至地上65层（2级中继）；

（7）具有空呼余量HUD显示及报警；

（8）消防员定位水平误差不大于1%，高度误差不大于1.5米；

（9）气体侦检识别种类不低于6种；

（10）设备支持支持自动建网，入网和离网功能，上电启动到建网/入网不超过60秒；

（11）设备支持RFID卡进行身份认证；

（12）设备支持一键单人撤离通知，支持一键全体撤离通知。

四、国内外技术对比
数字化单兵装备的概念最初是在军事领域提出的，经过多年的研究和发展，数字化单兵系统已经在军事领域得到了应用。国外数字化单兵装备技术发展较早，目前技术较为成熟与先进。在数字化单兵装备技术领域中，能做到一体化系统集成应用的国家主要是美国，其他发达国家多处在试用或接近投产的阶段。目前此技术国外多用于军事领域，消防领域应用较少。

国内数字化单兵装备技术起步较晚，在军事领域与欧美日等国家尚有较大差距。随着我国经济快速发展，城市化进程不断加快，消防队伍应急救援任务日益繁重，处置范围扩大，处置难度增大，提升实战能力要求迫切，消防队伍加强了数字化消防装备的建设工作。总体来说，各国在数字化单兵系统上的研究与应用都是基于作战部队使用为基础，数字化单兵系统在消防战斗中的应用，还需要进一步研究和发展。

目前消防队伍针对多种数字化装备整合需求强烈，必须解决数字化装备大多功能较为单一，各种数字化装备之间缺乏有效的配合，无法在灭火救援过程中充分发挥应消防员数字化装备的综合能力的问题。消防数字化装备建设发展的大方向要从数量规模向质量效能转变，从随意配置向一体化化发展，满足实战对数字化消防装备提出的可快速展开、易操作、可灵活搭配配置和可扩展等需求。系统化的整合应用数字化装备是目前提升消防队伍实战能力的重要保证，因此多功能数字化一体消防系统装备作为目前世界各国消防装备的发展趋势，是解决以上各问题的主要手段和方法。本装备系统从系统级入手，在多种数字化装备的功能、数据、链路、系统四个层级进行集成与融合。解决了应急救援现场立体信息获取科学手段匮乏技术问题，完善了应急作战信息辅助指挥系统；解决了便携式应急装备大多功能较为单一，各种装备之间缺乏有效配合的问题，增强灭火救援现场单兵作战效能；解决数字化装备可配置、可扩展、可组合和可开放等优化组合问题，提升数字化单兵装备系统综合效能。多功能一体化集成型消防单兵系统装备能够在消防员深入灾害现场进行实地侦察和内攻近战时，实时采集现场信息（语音、图像、数据）和内攻人员个人信息（生理、装备、环境、位置），并进行现场动态处理和实时无线传输到后方指挥平台的消防单兵系统装备。该系统装备基于无线传感网络系统技术（MESH自组网、4G公网、专网、卫通），由消防员体域网、多链路通信、显示及指挥等子系统组成，能够实现消防员定位、图像侦察、红外搜救、单兵图传、气体侦检、空呼器余量监控、生命体征监测、现场环境信息监测、语音对讲、身份识别、呼救报警、指令下达、六熟悉巡检记录、装备及物资管理、重点场所消防物联网对接等多种功能，并具有一体化的通信链路和集成式后场显示平台与系统软件。国外尚无集成度较高的数字化消防单兵装备。本成果在上海、江苏、浙江、天津、湖南、重庆和四川等地消防队伍进行了示范和推广，同时在国内林业和电力部门也进行了试用，提高了数字化装备研发行业的整体技术水平、竞争能力和系统创新能力，促进了消防装备产业结构的调整、优化和升级，对行业的发展具有重大促进作用。多功能一体化集成型消防单兵系统装备，配置向一体化方向发展，能满足实战对数字化消防装备提出的可快速展开、易操作、可灵活搭配配置和可扩展等需求，在功能集成、链路集成和系统集成方面具有较高的技术水平，经查新该装备技术达到了国内领先，国际先进水平。