古建筑群智慧消防救援指揮平臺的建設管理

王林　周家山

摘要：1994年武當山被聯合國世界文化遺產委員會列入“世界文化遺產名錄”。如何利用現代高科技手段打造智慧消防救授指揮平臺為武當山古建筑群保駕護航是武當山消防救援大隊研究的主要課題，經過持續研究和不斷改進，武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺在紫霄宮投入使用。

關鍵詞：武當山;古建筑群;智慧消防平臺

中圖分類號：K879 文獻標識碼：B

文章編號：1001-9138-（2020）01-0069-73 收稿日期：2019-11-20

作者簡介：王林，湖北省武當山旅游特區消防救援大隊工程師。

周家山，湖北省十堰市鄖陽區城市管理執法局工程師。

隨著武當山旅游業的快速發展，武當山古建筑群消防安全環境日趨復雜，傳統的技術方法已不能適應現代環境下的需要，為提高古建筑群消防安全的管理能力和防范火災水平，武當山消防救援大隊經過不斷努力以現有消防科技為基礎，結合當前先進消防設施創新研發了一套“武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺”。

公元2003年1月19日是湖北省武當山特區刻骨銘心的日子，當晚19時武當山出租后的遇真宮主殿荷葉殿發生火災事故，導致遇真宮內的3間正殿、21間廂房在大火中被燒毀，過火面積160平方米。國家、省、市古建筑專家先后趕到武當山對遇真宮古建筑燒毀損失和重建進行評估，恢復原貌已不可能，專家們對此心痛不已。經查明遇真宮出租給當武館，學員因使用電氣線路、照明燈具不規范，導致電燈烤著周圍易燃物品引發火災。武當山遇真宮主殿荷葉殿的火災事故被列入2003年中國10大火災之一。這一事故敲響了“如何保護好世界文化遺產安全”的警鐘。

1 武當山古建筑群

1.1 武當山古建筑發展史

武當山古建筑群建設始建于隋唐年間，大規模建設始于明朝時期，有“北建故宮，南建武當”之說。武當山是歷代皇家道場，歷經千百年的風雨和戰火，方圓800里武當山古建筑群能保留下來的弘足珍貴，作為祖先遺留給子孫的寶貴財富，價值無法估量。武當山方圓八百里，最高峰天柱峰海拔1612米，是中國著名的道教名山。明朝永樂皇帝為宣揚“天人合一”“皇權神授”，不惜動用國家力量，派遣親信大臣，軍工民匠30余萬人，在武當山大興土木，歷時12年，在400平方公里的深山老林，懸崖峭壁上建成9宮、9觀、36庵堂、72巖廟等33組宏大的建筑群，總面積20多萬平方米。武當山被封為“大岳太和山”，冠于五岳之上，明朝200多年間，武當山作為明王朝“祖宗創業精神之地”的“皇室家廟”，一直受到皇帝的庇護，并一直延續到清朝中期。

1.2 武當山古建筑布局

武當山古建筑群分布在以天柱峰為中心的群山之中，總體規劃嚴密，主次分明，大小有序，布局合理，建筑位置注重環境選擇，講究山形山脈，聚氣藏風，或小巧精致，或深藏山坳，或瀕臨險巖，達到了建筑與自然的高度合諧。

1.3 歷史價值

武當山古建筑群是一部中國古代建筑的教科書，具有歷久彌新的吸引力和感染力，武當山古建筑群是我國古代勞動人民在建筑史上的偉大創舉，是古代規劃、設計、建筑的典范。

2 武當山古建筑群消防安全管理的難點

武當山古建筑群存在火災隱患的特點是古建筑群線長、點多、面廣、分散，且山勢陡峭、交通不便、水源潰乏、可燃物多、火災負荷大，具體表現在以下幾個方面。

2.1 線路老舊

遇真宮火災事故主要是照明燈具烤燃易燃物引起。武當山古建筑群的建筑材料主要為條石、青磚、青瓦、木柱等，而木料的使用最為廣泛，門窗、墻板、隔樓、房頂、雕龍畫鳳的裝飾等全是木質材料，有些木料經過1000多年的歷史已全部干透，遇上星星之火就大有火燒連營的勢頭，而這些古建筑群內的照明全靠電線輸電，而電線使用由新線、舊線穿插使用，另外多向插座、電氣設備、家電、大功率燈具等也充斥在古建筑群中的各個角落。

2.2 房屋密集

武當山古建筑群共分六大景區，現有古建筑群129處，62個文物保護單位，分布在325平方公里范圍內。古建筑群體房屋密集，抗御火災能力較差。

2.3 線長面廣

武當山最高峰天柱峰海拔1612米，從山下特區漢十公路右側山門乘車上山至南巖宮有30公里，而從公路盡頭南巖至主峰金殿還需要步行25公里的崎嶇山路，有的路段靠鐵鏈上山，從南巖步行至頂峰線長、面廣，到處都是古建筑群，一旦發生火災只能靠山上人力持械和機泵滅火自救，消防安全保障難度較大。

2.4 缺乏聯動機制

消防監督巡查主要依靠人工巡查，消防警力有限，巡查難度大，效率不高。因為無統一的管理平臺，信息溝通傳輸主要是依靠微信群，數據不能互通，業務覆蓋面不全，不能滿足現代化的消防監督管理。視頻監控只作為普通治安監控使用，不具備與消防報警進行聯動和報警現場的視頻復核的功能。

2.5 沒有統一的監管平臺

武當山古建筑群各個消防管理處、微型消防站相對獨立，信息不能互通，沒有形成統一的監管的預警平臺。

3 智慧消防平臺的技術研發

3.1 選擇紫霄宮建設平臺

武當山紫霄宮位于武當山東南的展旗峰下，始建于北宋宣和年間（公元1119-1125年），明永樂十一年（公元1413年）重建，明嘉靖三十一年（公元1552年）擴建，清嘉慶八年至二十五年（公元1803-1820年）大修，是武當山八大宮觀中規模宏大、保存完整的道教建筑之一。現存有建筑29棟，建筑面積6854平方米。中軸線上為五級階地，由上而下遞建龍虎殿、碑亭、十方堂、紫霄大殿、圣文母殿，兩側以配房等建筑分隔為三進院落，構成一組殿堂樓宇、鱗次櫛比、主次分明的建筑群。宮的中部兩翼為四合院式的道人居所。1982年2月24日，紫霄宮作為皇家廟觀建筑群，被國務院公布為第二批全國重點文物保護單位。1984年，紫霄宮作為全國重點宗教活動場所對外開放。1994年12月，作為武當山古建筑群的一部分被聯合國教科文組織列入《世界文化遺產名錄》。

3.2 研究課題

主要包括消防設施運行狀態監控;古建筑內部火災防控技術;武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺;古建筑管理指揮調度技術。

3.3 關鍵技術的運用

3.3.1 物聯網技術

通過無線獨立煙感、溫感、消防水源管理、電氣火災監控設備、用戶信息傳輸裝置等物聯網技術對古建筑全面感知，智能研判，實時預警報警，通過物聯網設備實時采集代替人工采集，提升管理效率。

3.3.2無線傳輸技術

消防物聯網設備必須使用無線傳輸裝置確保消防系統的穩定性與可靠性，大部分設備的傳輸采用NB-IOT、4G、433MHz等無線方式，設備供電均采用低壓低功耗設備，以減少隱患。

3.3.3 云計算

武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺，采用云服務技術，云服務具有綠色環保，安全性高、部署升級便捷等優勢。

3.3.4 大數據技術

武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺，采用大數據技術，匯聚消防物聯網數據、消防監督管理數據、戶籍化管理系統數據。

3.4 技術路線

技術路線如下圖所示。

4 消防智慧平臺的建設

4.1 建設統一平臺

武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺將應急管理各個子系統有機結合、有效實時聯動分析，實現人工采集監管到物聯網自動采集監管的轉型。對潛在隱患和問題可以及早發現提醒排查;對火災事故發生后的通報疏散進行及時準確處理;為火災發生后的救災、疏散、逃生提供實時技術支持，減少人員和財產的損失。平臺可以實現移動化辦公，系統支持報警處理任務APP、微信公眾號、電話、短信等推送方式，及時將消防報警信息的具體情況發送給指定的人員，如果確認為真實火情，可以通過移動終端APP功能實現一鍵報警將信息上報到119接處警系統。

4.2 建設消防管理一張圖

武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺建設統一的電子地圖，景區森林部分采用衛星地圖，古建筑群部分采用三維立體建模，可以將古建筑直觀立體的呈現出來，能實現古建筑的詳細信息，建筑結構、消防重點部位、消防報警設備、消防資源的具體分布點位，實現一張圖可視化管理。地圖能夠加入收集分類的武當山地區的軌跡、線路、小地名，在電子地圖里面能夠按類型顯示，包括野外線路的難度等級顯示。

4.3 指揮中心建設

建設一套完善的應急作戰指揮中心，通過大屏幕顯示系統可以實現對整個武當山文物古建筑群內各個系統所需要顯示的信息進行動態展示，可隨時對各種采集到的監控信號、網絡信號及各種計算機圖形信息進行任意疊加、漫游、縮放等顯示和分析，能夠直觀、完整、準確、清晰、靈活地顯示任意有關來自各方面的信息，便于及時做出判斷和處理，實現實時監控和集中指揮、統一管控的目的。

當物聯網設備報警后能快速定位到具體地理位置，并且能通過三維立體模型查看周邊環境信息，逃生路線、救援路線的規劃，可以知道周邊的消防水源、滅火器、微型消防站、消防警力的分布、調取現場的視頻監控實時畫面，與微型消防站聯動，快速響應，迅速組織滅火救援，實現可視化滅火救援。

5 主要技術指標

5.1 “一張圖”管理

通過研發建設統一的消防電子地圖，利用信息采集技術將文物古建筑三維建模、GPS路徑采集的道路情況、水源分布、消防設施分布、微型消防站分布等信息通過圖層集成到一張地圖上，當物聯網設備報警后能快速定位到具體地理位置，并且能通過三維立體模型查看周邊環境信息，逃生路線、救援路線的規劃，可以知道周邊的消防水源、滅火器、消防微站、消防警力的分布、調取現場的視頻監控實時畫面，與微型消防站聯動，快速響應，迅速組織滅火救援，實現可視化滅火救援。

5.2 高度自動化

可以極大提高古建筑火災系統的防控等級，降低對古建筑消防安全的人力投入，同時提高文物保護管理人員的管理水平、監管能力、報警速度和救援速度的功能。

5.3 實時監測報警

利用煙感、溫感和視頻聯動技術可以有效分析、判斷真假火警。

5.4 監控消防供水

對消防水池、消火栓進行全面實時監控，解決古建筑消防水源監控難、監管難的問題。

5.5 減少布線難題

在減少布線的同時降低電氣火災發生的概率。

5.6 系統自動定位

具有與GPS/北斗自動定位功能，報警的同時自動定位，減少報警中間環節，可以有效提高消防部門的救援速度，一旦發生火災，通過物聯網系統實現火災發生地周邊救援力量、最佳交通路線的獲取，微型消防站的聯動。

5.7 有利于監督和維護

通過平臺大數據分析對消防技術服務機構進行統一監督，督促各消防技術服務機構規范化服務，使社會第三方對消防設施設備有效檢測和維護，提升武當山文物古建筑群消防設施完好率，從而提升防火監督工作效能。

綜上所述《武當山古建筑群智慧消防救援指揮平臺》可對武當山古建筑群進行全天候外部和內部火災防控、人員巡護、人工預警、智能圖像識別與報警、智能滅火、消防管控系統集中管理和指揮、消防水源監控補給、減少電氣火災隱患點功能。該系統的投入使用將可以減少消防和相關單位人員的巡查和核查成本，提高對武當山古建筑群消防預警和應急處置的響應速度，提高救援效率，降低火災突發事件帶來的經濟損失和人員傷亡。利用先進的技術手段為武當山古建筑群保駕護航，具有十分現實的意義和必要性，對全國范圍內古建筑群火災防控以及救援具有重要意義。