關于森林防火滅火裝備新技術應用的思考

■ 田琳 呼倫貝爾市森林消防支隊鄂溫克旗大隊

一、我國森林防火滅火裝備的發展變化

1948年8月25日，東北行政委員會決定在合江、龍江、松江、吉林4省組建武裝護林隊。1953年5月11日，毛澤東主席、周恩來總理簽署命令，將全國各地企業部門的武裝警衛正式改編為經濟警察。據此精神，東北行政委員會林業局下發文件，將護林隊改為護林警察隊。主要任務是護林防火，保護森林安全。從此以后，第一代創業者進駐原始林區，用手中的小鐮刀、“一號工具”（樺樹條子做的撲火拖把）在巡護青山中撲救火災，開始了我國森林防火滅火的征程。隨著護林隊伍的發展壯大，森林滅火裝備也從建隊初期的“一人一馬一桿槍”發展到改革開放時期的以6MF系列風機、531型裝甲車及從芬蘭引進的賽速NA-140全道路地形車等各種輕重裝備為主的滅火裝備時代。直至今日，我們以風力滅火機為主的常規滅火救援裝備體系，以履帶式森林滅火車為主的特種滅火救援分隊，以直升機為主的空中支援力量，為撲救重特大森林火災提供了基礎條件。經歷了從無到有、從小型到中大型、從引進到定制的發展過程。2009年9月，我國實施的第一個由國務院批準的全國性森林防火規劃《全國森林防火中長期發展規劃（2009—2015年）》出臺。通過一期規劃實施，森林防火基礎設施和裝備建設明顯加快，預防、撲救、保障三大體系全面加強，隊伍建設專業化、撲救工作科學化水平明顯提升，森林火災綜合防控能力得到加強。截至2015年，我國建成國家和省級森林火險預警中心36處、火險要素監測站3239個，建成瞭望塔4180座，視頻監控系統3233套，形成了預警響應機制全面建立。組建森林消防專業隊伍3264支11.3萬人。

在2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上鄭重宣布：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，2060年前實現碳中和。在“十四五”林業草原保護發展規劃中提到，到2025年，森林覆蓋率達到24.1%，森林蓄積量達到190億立方米。碳達峰、碳中和為我國的森林草原建設提供了重大機遇、挑戰。

二、當前森林防火滅火裝備使用中存在的問題

70余年來，我國森林消防裝備受制于發展之初的經濟條件、防火理念，市場現成裝備難以滿足全部需求。森林消防裝備相對單一、發展有限，重型裝備、特種車輛、應急通信、專用防護等裝備還達不到系列化定型、全面化列裝要求。特別是預警監測和指揮通信技術缺少創新突破，滅火救援裝備機械化程度不高、航空裝備較少，個人防護裝備缺乏行業標準，在一定程度上影響了森林消防裝備的現代化水平。

（一）防火預警監測與快速反應需求還有較大差距

森林火災撲救的原則就是“打早、打小、打了”，快速發現火情對預防火災發展、蔓延至關重要。當前國際上，美國、加拿大、俄羅斯等發達國家主要利用衛星和航空優勢監測森林火災態勢。而我國現在林火監測的主要手段有衛星遙感、瞭望塔瞭望、護林員巡察和飛機巡護相結合的方式，但它們各有優劣。衛星遙感監測林火，覆蓋面積大，但受自身軌道周期和天氣影響，實時性和分辨率欠佳。瞭望塔監測林火的實時性最好，但每個塔的覆蓋范圍有限，若形成網絡需要大量的人員，而且受地形影響大，有視覺的盲點；地面巡察視線遮擋嚴重，觀察范圍有限，效率非常低；飛機巡護實時性和適應性都很好，但其使用成本高，難以大規模、常態化運用，多數林區只能在重點防火時期租用飛機開展巡護作業。

（二）指揮通信裝備與現代指揮需求還有技術障礙

森林火災發生區域多為艱苦偏遠林區，地理環境惡劣、電力交通基礎設施匱乏、4G公網覆蓋極低，且隨著救援保障任務增加，滅火隊伍高頻次實施跨省跨區機動增援，在陌生地域給滅火救援指揮通信保障也帶來困難。在遂行重特大森林火災撲救時，任務單位有消防、軍警、地方專業隊伍、人民群眾多元力量參加，多方聯合行動，協同難度也增大。目前，我國在森林防滅火中的應急指揮主要以超短波語音通信為主，數字短波和北斗為輔，衛星電話為補充。超短波通信基本覆蓋大、小興安嶺，長白山和西南林區，數字短波通信覆蓋東北和西南重點林區部分區域。這種以屬地為主的多種型號通信終端在大型火場中易出現指揮鏈路不暢通、多元力量溝通不便捷、攜行裝備集成度低等問題，亟須構建空地一體、融合高效的指揮通信裝備體系，為實現多維預警監測、科學精準指揮、協同戰術實施、及時規避風險提供基礎支撐。

（三）滅火救援裝備與新時代技術發展不相適應

撲救森林火災是世界性難題，國內外滅火救援裝備差別較大。國外發達國家主要使用專用飛機和消防車滅火，以水滅火和化學滅火應用廣泛，人火直接對抗極少，森林滅火救援裝備現代化程度較高。我們雖然現在擁有了大型飛機、特種裝甲、消防車輛、電子網絡等各種裝備整合形成的防火滅火裝備體系，形成了各種科學、適用、快速、高效的戰術理念，但是，人身安全仍然面臨挑戰。在2019年、2020年四川涼山地區連續發生2起重大人員傷亡事件，社會影響巨大。由于林區路網不發達、滅火飛機數量少，絕大部分森林火災只能采取人火直接對抗的方式實施撲救，現有裝備機械化、信息化程度不高，受各種地形滅火手段影響，缺乏應對懸崖火、樹冠火、地下火和高海拔地區森林火災的有效手段，一線滅火人員單兵負重接近極限。要逐步提高航空滅火、機械化滅火、化學滅火裝備比例，推動作戰樣式從以人力為主向地空一體滅火轉變。

三、新技術條件下森林防火滅火裝備使用的思考

目前，我國森林消防裝備生產企業達2萬多家，舉辦的全國森林消防裝備展涵蓋滅火機具、通信裝備、專用車輛、安全防護等11大類，為我國森林防火滅火作出了重要貢獻。各級各類滅火隊伍總結歸納的滅火戰法、滅火機理和勇往直前的戰斗精神，為撲救森林草原火災作出了突出貢獻。但森林防火滅火裝備面對復雜多變的火場形勢、面對“生命至上”救援理念需求、面對人防物防技防和全民動員的方法思維還有差距，成為當前制約森林防火滅火效益的突出“短板”。隨著社會經濟發展，人民進山入林觀光旅游、發展畜牧養殖相比以往更加頻繁；受全球變暖影響，氣候高溫、干旱、大風極端天氣更加多發，森林火險等級持續居高不下，應用新技術提高森林防火滅火能力亟須發展。

（一）加強信息技術的支持應用

當前，我國有897個國家森林公園，地處城市建設區，有足夠的信息網絡支持，人文景物比較集中，生態、科學意義重大，可在現階段防火手段的基礎上，在森林公園、防火卡站入口處對進山入林、畜牧養殖、觀光旅游的人群推廣“防火碼”小程序，實現“全民皆是防火員、人人都是監督者”。開展宣傳教育、火情報警、違規舉報、緊急求救等，并通過后臺大數據管理實現實時查詢、人流分析、數據統計、精準救援等目的，有效防范人為火源發生。實現管理全鏈條，火因可追溯。并結合當地天氣情況，特別是易發雷擊火地區實際，推發氣候預警功能，提醒人員增強防護意識，確保行為安全。在原始林區、高山林區執行滅火任務時，建設可移動“空天地”一體指揮信息架構，通過衛星便攜站、浮空平臺、超短波轉信臺、綜合指揮通信車、單兵定位對講系統，以背負、車載、無人航空器搭載和固定方式部署使用，集成超短波、自組網、LTE專網、北斗、Wi-Fi和公網4G/5G等技術手段，作為區域覆蓋接入節點，形成覆蓋救援任務地域的“空天地”一體化指揮網絡，實現語音轉信、數據中繼、紅外夜視、激光測距、災情信息采集傳輸等功能，構建數據鏈路，確保前指與任務一線的語音、視頻、數據通聯。為現地救援時應急、指揮、氣象、保障等部門會商研判、預警響應、兵力調度、信息共享、指揮通聯提供協同聯動支持。

（二）加強科技裝備的創新支撐

充分運用現有的成熟科技裝備技術，加大無人機拓展應用，增加多種模塊。通過掛載各種可見光、多光譜、紅外攝像機、熱成像等設備，在瞭望塔之間設置網格管理，按照預訂的航跡進行巡護監測，通過對比紅外和可見光圖像識別火點并及時發出警報，為林火監測提供新的技術平臺。考慮到現有無人機野外作業續航短、抗干擾差等特點，研發增強電池儲備和載重能力。進一步加掛模塊形成強光照明、藥食運輸、電力保障、懸崖滅火噴射等功能模塊衍化，實現在火情監測中與遙感衛星互補，在復雜地域滅火中與通信保障互換，發揮靈活機動、點面結合的優勢，達到滅火的最終目的。在現有滅火戰術體系下，人員徒步向火場一線接近和靠近林火一線戰斗還將長期存在，單個戰斗員平均負重近20kg，使用“人體外骨骼”技術，幫助一線隊員實現減輕負重，保持體力和戰斗力，增強作戰效率。并在外骨骼器材上加載單兵智能終端，集成北斗二代RNSS模塊，搭載心率、體溫、血壓、藍牙、通信、位置傳感器，實時收集參戰人員的行動位置、生理體征等數據信息，遇有突發情況內置一鍵報警功能。使用“智能機器狗”通過增強載重支持、地理數據服務、氣體氣象整合、預警偵察規避等，提高隊伍的滅火裝備攜行、信息數據支撐、危險火情預警等作用。這些設備與特種車輛、裝甲車、全地形道路車、飛機等大型裝備結合火場實際交替使用，充分實現人員投送快、安全保障足、拓展使用活的特點。

（三）加強基礎設施的完善保障

林區防火公路既是森林防火的重要基礎設施，也是林火阻隔系統的重要一環。經統計，我國現有林區等級道路21萬千米，簡易道路26.3萬千米，集材廢棄路7.1萬千米，國有林區路網密度僅為1.8米/公頃。東北林區現有防火道路年久失修，路況較差，部分橋梁與涵洞毀壞嚴重，通行能力不足。缺乏統一的森林火險預警平臺，大面積林區瞭望塔數量不足，火情瞭望覆蓋率僅為68.1%，林區現有防火通訊覆蓋率僅為70%，存在較大通信盲區。《全國森林防火規劃（2016—2025年）》六大建設任務中，已將防火道路納入其中。“十三五”期間，中央累計投資11.42億元，在東北、內蒙古重點國有林區建設防火道路近4000千米，投資建成水源地超過500處。計劃“十四五”期間，全國建設以水滅火水源地約8000處，航空消防取水水源地約110處。我們可以在國家推進林區道路網建設的同時，同步推進防火樹種的種植，擴大適宜防火林帶范圍和種類。現在關于防火林帶的理論與實踐更有據可考，可選擇鄉土樹種，即適應性強、樹冠結構緊密、栽培容易、生長快的樹種。如南方選擇木荷、火力楠、大葉相思、油茶等；風景區可采用冬青、青岡櫟、石櫟等；北方可采用稠李、黑樺、落葉松、椴樹、水曲柳等；灌木樹種有山梅花、刺五加、接骨木等。在路網建設的同時，一并進行立體監測網設置，安裝“森林眼”火情監測系統，將森林防火區劃分為網絡管理，實現對重點地區、無人地區全覆蓋。實現“道路＋科技＋生物”三防防火體系。