地下空间火灾通信中断问题诊断与抗干扰型应急通信网络构建

引言

地下空间火灾造成的灾难性后果，不仅危及建筑物及内部设施完整性，而且也给人员安全带来了严峻考验。在地下设施日益发达的情况下，火灾灾难发生的频率及其波及范围也在逐步增大。在这种情况下，一旦起火，应急通信系统起到了关键作用。但由于地下空间所处环境特殊，其所处地理结构复杂，电磁波传播受限等原因，使得现有通信技术对火灾的处理显露出许多局限性。在火灾过程中，通信系统中断不但直接影响救援队伍及时响应，而且也会给人员疏散和安全保障造成严重影响。

一、地下空间火灾的独特性与影响因素

（一）地下空间火灾的特殊性

地下空间火灾有多重特殊性，其中最为突出的特点是空间受限和通风条件受限，致使火灾扩散速度大大高于地面环境。地下密闭空间中火源扩散快，热量及烟雾聚集使温度及有毒气体浓度急剧升高，大大增加疏散难度和救援难度。相对于地面建筑而言，地下空间由于其结构复杂性和自然通风不足等原因，火灾防控和逃生变得较为困难，特别是火灾发生初期，火源和烟雾不能快速蔓延，形成局部高温区，对应急响应提出了不小挑战。

（二）火灾时通信中断的多样性

地下空间通信系统在火灾中面临着多方干扰。地下空间中结构自身对于无线信号传播形成了严重屏蔽，使得常规通信技术在使用过程中成效大大降低。高温、浓烟和电力中断的综合影响使传统应急通信手段不能在火灾早期阶段及时高效地提供情报。

（三）现有通信技术的局限性

目前应急通信技术应用于地下空间火灾具有显著局限性，具体表现为抗干扰能力不强，信号衰减严重和适应性不强。特别地，无线通信系统面临地下空间高密度结构，信号衰减效应极为显著，造成通信中断频率升高。目前的紧急通讯网络主要依赖于传统的信号发送和接收工具，但在如火灾这样的突发事件中，这些设备常常难以有效地抵抗电磁干扰、信号遮蔽等等，因此不能对地下空间火灾进行实时监测和应急调度。

二、地下空间火灾通信面临的关键障碍

（一）通信覆盖不足

地下空间通信覆盖不足产生于多种因素综合影响。一是问题的提出地下空间复杂的地理结构决定了既有信号传输方式很难完全覆盖所有地区，特别是地下较深地区信号传播严重受阻。二是传统通信网络部署通常忽略地下空间环境特殊性，针对性优化措施不强，造成系统覆盖范围及稳定性无法满足现实需要。即便在火灾发生时，重要区域的通信中断仍然是一个突出问题，直接影响到救援人员与灾区群众之间的信息交流，进一步延误了应急反应时间。

（二）抗干扰能力弱

火灾发生时地下空间中通信系统受到了强电磁干扰和环境变化两方面挑战。高温、火焰、烟雾和电力系统不稳定等因素会对无线电波传播特性产生影响，从而降低通信系统运行的可靠性和有效性。特别是火灾蔓延之初，信号干扰通常会从各方面产生，使通信设备经常发生故障甚至彻底失效。现有通信系统在此极端环境中通常不能提供充分抗干扰能力，导致信号传输质量得不到保证，极大地影响了灾后救援与人员疏散之间的协调。

（三）应急反应滞后

传统应急通信系统在地下空间起火后普遍出现响应滞后现象，表现为系统在起火初期不能迅速建立高效信息传递通道。当火灾蔓延时，一些通信线路会被阻断或者破坏，造成重要信息不能及时传输给应急指挥中心而影响救援快速反应。

三、构建高效通信体系的优化方案

（一）建立多层次通信网络

为了处理地下空间火灾中通信中断的问题，建立多层次通信网络是关键。多层次网络在地下空间中应该根据不同功能区及使用要求灵活配置，在确保全覆盖的前提下，避免层次过多造成系统冗余及资源浪费。在进行设计时，要充分考虑特殊的地下环境，选择具有较好适应性和抗干扰能力的通信技术和装备。

（二）提升抗干扰技术

为有效地处理火灾中电磁干扰问题，增强地下空间通信系统抗干扰能力。一是前言通信设备要具有较强的抗电磁干扰素力，利用多频段、动态频谱管理技术来保证在复杂的环境中仍然能够维持信号稳定。二是通过数字信号处理技术可优化传输信号来降低噪声及干扰等因素。

（三）智能化应急调度系统

智能化应急调度系统对于提高地下空间火灾应急通信能力具有重要的意义。系统可对地下空间火灾发展进行实时监控，并通过大数据分析和人工智能技术为应急指挥提供准确决策支持。该系统能自动识别火灾中通讯中断区域和对应急通信资源进行智能调度，保证指挥中心和现场信息传递互不干扰。通过融合现代通信技术和智能化算法可以对火灾瞬间救援工作进行有效支撑，显著增强应急反应时效性和准确性。

在地下空间不断复杂化的背景下，对其火灾防控和应急通信提出了越来越严峻的挑战。火灾中通信中断多样性以及现有技术局限性，使传统应急通信系统很难处理突发事件需要。在此背景下，建设多层次通信网络、增强抗干扰技术、引进智能化应急调度系统是提高地下空间火灾应急通信系统运行效率的重点。通过设计多层次网络可以确保不同地区通信需求都能得到满足；通过改进抗干扰技术可以有效地应对火灾时电磁干扰所带来的各种挑战；但智能化应急调度系统可以显著提高系统响应速度和保证信息准确传输。优化的应急通信体系会显著提升地下空间火灾救援工作效率，确保人员安全和灾后恢复。

参考文献

[1] 王博文, 聂同, 和孜轩, 等. 地下空间应急场景无人机信道选择实验设计[J]. 实验技术与管理 , 2024, 41(10):109-115.

[2] 杨睿 , 曾德星 , 崔旭辉 . 大直径穿湖顶管回退施工关键技术研究 [J]. 中国给水排水 , 2024, 40(6):126-131.

[3] 姜沣珊, 解智强, 徐佳瑞, 等. 城市化背景下中国地下管线事故信息化防治对策 [J]. 城市勘测 , 2023(5):161-165.