信息化技術在城市隧道火災撲救中的應用研究

張軍 張靜

(1.太原市消防救援支隊城北大隊,山西太原 030008;2.太原理工大學安全與應急管理工程學院,山西太原 030024)

隨著當代經濟社會的發展，我國機動車數量增幅巨大，為緩解交通壓力，城市交通隧道的建設如雨后春筍，但是城市隧道內一旦發生火災，極易造成人員傷亡和財產損失，引起廣泛的社會關注。在傳統的城市隧道火災撲救中，消防救援隊伍因為對現場信息掌控不夠全面及時而導致無法動態管理現場力量，因缺乏支持信息而導致指揮決策單一等諸多問題使得城市隧道火災的滅火效能始終在低端徘徊。將互聯網+、物聯網和大數據等先進信息技術運用于隧道火災撲救中，是提升隧道滅火效能的有效解決方案，亟待開展應用研究。

1 城市隧道火災事故特點

（1）與普通道路有所區別，城市隧道內是一個較為狹長且封閉的管狀空間，當火災發生時，由于缺少排煙通道和排煙口，城市隧道內發生的火災類型都是缺氧燃燒，因此大量火災煙氣會聚集在這個相對封閉的管狀空間內，且含有高濃度一氧化碳和有毒氣體，導致隧道內的氧氣含量不斷下降。如果不能第一時間進行救援，隧道內被困人員就會有窒息或中毒死亡的危險。

（2）與一般火災相比，城市隧道火災破壞性大且人員傷亡機率大。一旦行駛車輛在隧道內發生火災，其內部的空氣壓力會在極短時間內急劇升高，很有可能出現轟然的現象。轟然引起的高溫高壓會沿著這一密閉的隧道膨脹，形成能對人員造成嚴重傷害的沖擊波，再加上隧道內沒有可以躲避的掩體，并且在隧道內群眾疏散逃生速度慢，多種不利因素綜合在一起，使得滅火救援處置的工作難度很大。另外，如果事故車輛為油罐車，發生事故過后車體內的燃油泄漏，具有可燃性的液體向隧道內的其他區域流動，特別是地勢較低的下水道和低洼處等，形成大面積火災。

（3）發生城市隧道火災后，極易出現交通堵塞的情況。消防救援隊伍無法及時到場展開，到場后會因道路狹窄、回旋余地小、周圍車輛復雜等原因增加救援工作的強度和難度。隧道拱頂如果長時間過火，會有坍塌的危險，進一步增加救援難度[1]。

2 城市隧道火災事故撲救難點

（1）近戰滅火難。城市隧道內一旦發生火災，溫度上升迅速，產生火災煙氣無法排出，能見度較低，深入隧道內部開展偵察工作需要較長時間來完成，不能第一時間對現場進行先期處置。隧道內部環境較為封閉，產生的煙熱積聚不散，難以排出，加之消防裝備的使用時間和使用距離有所限制，這就使內攻滅火所要的進攻陣地難以選擇。

（2）火場排煙難。公路隧道較為封閉，發生火災后內部的固定排煙設施無法發揮正常的排煙作用，消防隊伍所配備的移動排煙設備對長距離隧道排煙也無法起到顯著的作用，況且如果內部有群眾被困，盲目使用大功率的排煙設備進行排煙會使隧道內部煙氣層紊亂，從而影響疏散人員和解救群眾。因此，排煙問題在撲救隧道火災中顯得十分困難。

（3）火情偵察難。隧道內是一個較為狹長且封閉的管狀空間，發生火災時，受到濃煙或電路發生損壞的影響，內部的能見度很低，偵查人員推進偵察工作的開展較為困難，加之溫度上升迅速，有的現場起火部位與隧道口距離很遠，無疑使偵查工作變得更加困難。

（4）人員疏散難。一般隧道內部發生火災后內部車輛很難改變行駛方向，如果交通管制不及時，前方車輛無法通行，而后方車輛不斷進入隧道內部，極易造成交通擁堵或發生車輛交通事故，人員被困在隧道內部無法逃出，如果有人員被困車中還需要對車輛進行破拆，增加疏散救援的難度。

（5）特殊的建造環境和內部較為封閉的特點使得火場供水成為撲救城市隧道火災的難點，從多年的撲救經驗來分析，送水、運水成為撲救隧道火災最為突出的難點，隧道發生火災后無法得到及時的處置，火勢蔓延迅速且需要長時間的救援，現場水源無法滿足所需的用水量，還需要借助其他的運水、供水方式進行不間斷的供水[2]。

3 城市隧道火災信息化技術的應用

（1）模型建立及計算機模擬技術應用，消防救援隊伍要充分的利用計算機模擬技術，推動城市隧道火災實戰化演練工作，改進以前的實戰演練中粗獷單一的做法，把城市隧道內可能發生的火災事故分類整理，聯合科研單位建立高標準的數學模型對火災發生后城市隧道內的煙氣流動、溫度變化、水源情況和人員被困等客觀條件充分細致的研究模擬，以隧道內的火災的客觀條件模擬計算消防救援人員的戰斗部署，1）模擬計算投入戰斗的人員，主要包括作戰人員的崗位、數量、數量、位置和高溫有毒環境下的作戰時間等；2）模擬計算投入戰斗的車輛器材，主要包括出動數量、車輛種類、停靠位置、進攻時間、儲水和泡沫液變化和各類器材的使用時間等；3）模擬作戰過程，主要包括計算執勤車輛出動時間、到達現場時間，主戰隊及增援隊到場時間、戰斗行動展開時間、偵察時間、疏散與救人時間、水泵運行、出水（泡沫）時間，組織供水時間、計算指揮員、戰斗員、駕駛員所處位置、時間和承擔的任務、利用單位固定消防設施滅火救援時間等；4）模擬作戰消耗，模擬計算各項消耗數據，統計出所消耗的裝備品種、數量，主要包括戰消防車輛數、燃油消耗量、每輛消防車使用消防水帶數量長度、水和泡沫的供給量以及其他裝備的消耗量；5）模擬突發狀況的撤離和兵力調整，主要包括滅火戰斗中的突發狀況和未知危險因素下發生嚴重災害的緊急撤離、災害控制和重新排兵布陣的模擬計算，例如發生火災的隧道內有非法改裝的運輸易燃易爆品車輛而前期報警時故意隱瞞或無人告知等意外情況。實施證明，這種模擬計算最容易被人們忽視，而這類情況也最容易導致較大事故[3]。

消防救援隊伍改革后消防救援人員服役時間由原來的最短兩年改為最短五年時間，為消防救援人員開展城市隧道火災滅火演練奠定了時間基礎，在進行充分的模擬和計算之后，消防救援人員要在演練中充分熟悉現場環境和隧道內的固定消防設施，做到戰略戰術思路清晰、對可能發生的災害和后果心中有數，才能各司其職，打贏真實的隧道火災攻堅戰。

（2）綜合信息采集和數據共享，城市隧道內火災事故發生后應該可以通過現有的平臺接入交警、氣象、治安、電力等相關的業務單位抽取相關信息，在接警階段、車輛行駛階段、現場處置階段、處置后階段等四個方面信息采集和供數據支持來輔助指揮決策。

1）接警階段，在接到報警后者要將事發隧道內及周邊的監控和視頻調用的權限分配給消防接警部門，接警部門要根據災害的性質和嚴重程度啟動相應的災害處置等級，并合理調配力量，及時報告上級并協調交警、公安等相關部門。

2）消防車行駛階段，事實證明在災害事故處置中消防救援人員從消防站到達災害現場途中的時間是非常寶貴的，指揮員要根據接到的警情初步構想戰斗部署和計劃，經驗豐富的戰斗員會思考現場的車輛、裝備的使用，入職不久的戰斗員甚至還要在這極短的時間克服緊張、焦慮的情緒。在這個階段消防救援隊伍要和交警部門聯勤聯動，避開擁堵，保證消防救援車輛快速正確到達現場；同時要把災害現場信息包括照片、實時視頻等直接發至各級指揮員終端，方便各級指揮人員對現場情況的全面掌握，為指揮員尤其是現場第一指揮員決策提供信息支撐；快速形成力量部署方案，部署方案形成后群發至各參戰單位指揮平臺或指揮員終端。確保所有參戰人員第一時間獲取信息、明確職責，高速形成戰斗力。

3）現場處置階段也是整個滅火救援的核心階段，這個階段首先要實現輔助指揮決策信息支持，所有參戰人員和裝備要求攜帶手環、芯片等信息傳輸終端將實時信息回傳，如隧道內災害發生部位的實時情況、煙氣蔓延情況、危化品危害處置信息、水源信息、參戰力量實時狀態包括車輛裝備、剩余水量、人員裝備等等；其次要能實現消防救援人員個體在此時能與現場指揮員進行信息交互；現場指揮員能與指揮中心和各級增援力量的指揮終端進行信息共享，并在必要情況下實現越級指揮的功能。救援人員個體能夠發送增援請求，災害現場有突發情況而無法控制時，救援人員個體可以快速接到撤退命令等。

4）處置后階段這個階段要能將災害處置過程中產生的數據、資料、音視頻等信息進行管理，進行總結戰評。根據戰評對作戰預案進行補充修改完善[4]。

4 5G單兵技術和大數據

隨著5G單兵圖像傳輸設備逐步普及，在城市隧道火災中多個戰斗員和指揮員實時將滅火救援現場音視頻傳輸至各級指揮中心及移動端指揮平臺變得可能，真正的實現指揮調度扁平化和可視化，為消防救援隊伍共享整合消防現有視頻會議系統、指揮視頻系統圖像，實施科學研判，精準滅火打下堅實的基礎。利用大數據技術一是可以統計城市隧道使用年限、地理位置、車流量、危化品進出、消防設施等等火災發生的諸多因素，對城市隧道火災事故進行準確的研判， 準確掌握火災發生規律；二是有助于提高消防救援隊伍數據采集、分析的效率，實現人員、裝備、物資等信息的交換和高度共享，全面提升火災救援的決策能力和指揮能力[5]。

5 結語

先進的科學技術始終作為第一生產力推動著產業變革和歷史前進，移動互聯網技術、5G技術、物聯網技術，正在我們的一些傳統行業領域蓬勃發展，不久的將來，這些技術也將在消防領域發揮重大作用，為消防工作跨越發展提供強大的技術支持。