森林火災(zāi)應(yīng)急處置技術(shù)體系構(gòu)建

彭徐劍，吳志偉

(1.南京森林警察學(xué)院，江蘇 南京 210023；2. 江西省自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌330022；3.江西師范大學(xué) 地理與環(huán)境學(xué)院/鄱陽(yáng)湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌330022)

1 引言

應(yīng)急處置是指應(yīng)急管理保障系統(tǒng)根據(jù)指令，執(zhí)行處置預(yù)案，迅速組織人力物力，動(dòng)用各類資源對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行處置，同時(shí)應(yīng)及時(shí)預(yù)測(cè)和判斷處置效果，并及時(shí)調(diào)整和完善處置動(dòng)態(tài)，以防止意外突發(fā)連鎖反應(yīng)發(fā)生[1]。森林火災(zāi)具有突發(fā)性強(qiáng)，破壞性大，處置救助極為困難等特點(diǎn)，不僅造成人民生命財(cái)產(chǎn)巨大損失，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞[2]。提升森林火災(zāi)應(yīng)急處置能力特別是滅火救災(zāi)應(yīng)急能力刻不容緩。

目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)擁有較完善系統(tǒng)的森林火災(zāi)應(yīng)急處置體系[3]。而我國(guó)森林火災(zāi)的應(yīng)急處置體系仍然不完善，保守的森林火災(zāi)應(yīng)急處置模式還沒(méi)有突破，存在處置資源分散割裂，新技術(shù)應(yīng)用不足等短板。特別是解決關(guān)鍵技術(shù)(如火場(chǎng)要素采集技術(shù)、通信技術(shù)、撲救技術(shù)、無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)等)與森林火災(zāi)應(yīng)急管理有機(jī)結(jié)合的問(wèn)題，是完善我國(guó)森林火災(zāi)防控工作的迫切需求，對(duì)保障森林資源和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。

2 森林火災(zāi)應(yīng)急處置面臨的主要技術(shù)問(wèn)題

火災(zāi)應(yīng)急處置體系可以分為森林火場(chǎng)要素采集技術(shù)系統(tǒng)、森林火場(chǎng)通信技術(shù)系統(tǒng)和森林火災(zāi)撲救指揮技術(shù)系統(tǒng)等3個(gè)主要部分。目前我國(guó)森林火災(zāi)應(yīng)急處置體系主要存在著以下幾方面的問(wèn)題。

2.1 通信和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題

目前森林火災(zāi)火情監(jiān)測(cè)或信息報(bào)送可用的途徑有衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、飛機(jī)巡查、高山瞭望、地面巡護(hù)、群眾報(bào)告等。獲知火情后第一時(shí)間的信息報(bào)送至關(guān)重要，是森林火災(zāi)快速應(yīng)急響應(yīng)的第一步。我國(guó)大部分林區(qū)已有通信網(wǎng)絡(luò)，基本能滿足林區(qū)日常工作中的通信需求。但是，在通信盲區(qū)，當(dāng)發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)僅能使用衛(wèi)星電話實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的語(yǔ)音通信，難以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的林火態(tài)勢(shì)的視頻及圖像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸，救援指揮中心無(wú)法實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和火場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的人力、物力等資源的一體化實(shí)時(shí)指揮調(diào)度[4]。

2.2 應(yīng)急處置信息系統(tǒng)建設(shè)問(wèn)題

目前我國(guó)很多地區(qū)構(gòu)建了集森林火災(zāi)預(yù)警、監(jiān)測(cè)、撲救指揮調(diào)度、災(zāi)后處理等方面一體化的管理系統(tǒng)，包括森林防火業(yè)務(wù)系統(tǒng)、熱點(diǎn)核查系統(tǒng)、林火視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。現(xiàn)有系統(tǒng)和平臺(tái)能夠?yàn)樯址罍缁鸸ぷ魈峁┓?wù)，但也存在許多不足。例如，系統(tǒng)建設(shè)孤立，無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互融互通；調(diào)度系統(tǒng)無(wú)法兼容多種多樣的通訊設(shè)備(智能終端、無(wú)人機(jī)、智能頭盔等)；視頻監(jiān)控?zé)o法與指揮撲救系統(tǒng)進(jìn)行整合，無(wú)法在發(fā)生火災(zāi)及進(jìn)行撲救時(shí)與指揮撲救系統(tǒng)共同指揮調(diào)度使用；火場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)缺乏與指揮中心實(shí)時(shí)互動(dòng)(視頻、語(yǔ)音、標(biāo)繪、分析決策)的移動(dòng)平臺(tái)(森林防火智能終端)。

2.3 林火撲救問(wèn)題

林火撲救資源和裝備儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致在地形險(xiǎn)峻、地勢(shì)高差大的地區(qū)，一些消防車輛和大型裝備無(wú)法第一時(shí)間抵達(dá)火場(chǎng)實(shí)施火災(zāi)救援。受航空救援能力限制，一些發(fā)生在偏遠(yuǎn)地區(qū)的火災(zāi)難以確定準(zhǔn)確的火場(chǎng)位置。由于道路難行，撲救人員到達(dá)火點(diǎn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，亦導(dǎo)致錯(cuò)失最佳撲火時(shí)機(jī)。另外，一些林區(qū)防火公路網(wǎng)絡(luò)、防火隔離帶、儲(chǔ)水池等基礎(chǔ)建設(shè)落后，也嚴(yán)重制約了森林火災(zāi)的應(yīng)急處置救援能力。

3 對(duì)策建議

3.1 構(gòu)建空天地一體化森林火災(zāi)應(yīng)急處置技術(shù)體系

空天地一體化在森林火災(zāi)應(yīng)急處置系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在火災(zāi)信息采集手段和補(bǔ)救手段的多樣化。監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到火情后，根據(jù)火災(zāi)應(yīng)急處置系統(tǒng)，收集火情要素并指揮撲救，可避免因數(shù)據(jù)源不完整、信息傳遞滯后等造成火災(zāi)撲救不及時(shí)。空地一體化應(yīng)急處置系統(tǒng)需要集成火場(chǎng)要素采集技術(shù)系統(tǒng)、消防通信技術(shù)系統(tǒng)和消防指揮技術(shù)系統(tǒng)。火場(chǎng)要素采集系統(tǒng)采用衛(wèi)星遙感、航空遙感和地面遙感，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和多源遙感數(shù)據(jù)處理。綜合通信系統(tǒng)采用衛(wèi)星通信、自組網(wǎng)通信、光纖通信等。指揮搶救系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)綜合處理和深度智能學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)森林火災(zāi)綜合指揮調(diào)度和科學(xué)決策支持。

3.1.1 森林火場(chǎng)要素采集系統(tǒng)

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)要素采集是指實(shí)時(shí)接收來(lái)自火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)(包括火災(zāi)蔓延態(tài)勢(shì)、救援資源布局、防火阻隔帶等分布情況)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街笓]控制中心。結(jié)合大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、評(píng)價(jià)模型等知識(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為救援指揮提供依據(jù)。它分為以下三部分：天基、地面和航空數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。天基系統(tǒng)使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)捕捉火場(chǎng)要素。地面系統(tǒng)采用傳感器和視頻監(jiān)控等持續(xù)觀察火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況，并將火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)畫面?zhèn)鬏斨料乐笓]部。此外，護(hù)林員實(shí)地勘察也是獲取火情信息的一種方式。當(dāng)護(hù)林員收集到火災(zāi)信息時(shí)，立即將火災(zāi)信息和照片發(fā)送到消防指揮部。

3.1.2 森林火場(chǎng)通信技術(shù)體系

通信系統(tǒng)關(guān)系到森林火災(zāi)的信息化水平。森林火災(zāi)發(fā)生時(shí)，風(fēng)速風(fēng)向變化迅速，任何延誤和錯(cuò)誤的火災(zāi)救援命令都可能會(huì)造成巨大的財(cái)產(chǎn)及生命損失[5]。現(xiàn)代通信信息技術(shù)系統(tǒng)，如人機(jī)空基平臺(tái)、自組網(wǎng)、衛(wèi)星綜合通信、微波傳輸網(wǎng)等通信方式，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸圖像和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。運(yùn)用現(xiàn)代多源火場(chǎng)通信技術(shù)，將圖像、視頻、文字等多源信息及時(shí)定向指揮中心準(zhǔn)確傳遞，可用于傳達(dá)消防指令，可快速部署安排[6]。相比傳統(tǒng)的語(yǔ)音通訊功能，可以在最短的時(shí)間內(nèi)完成信息獲取，縮短指揮決策時(shí)間。

3.1.3 遠(yuǎn)程可視化指揮技術(shù)體系

利用便攜式應(yīng)急通信指揮設(shè)備，根據(jù)各終端采集和返回的圖片、視頻等信息綜合部署遠(yuǎn)程指揮系統(tǒng)。可通過(guò)手提電腦或?qū)χv機(jī)遠(yuǎn)程命令召開視頻會(huì)議，部署應(yīng)急救援資源和人力資源等的實(shí)時(shí)布設(shè)。具體而言，應(yīng)急救援智慧系統(tǒng)需要整合救援的實(shí)時(shí)信息，根據(jù)火情組織人員，提供救援路線，確定救援方案。并且調(diào)度消防力量和消防物資現(xiàn)場(chǎng)布局。一旦明火熄滅后，組織部分人員留在火場(chǎng)，避免火場(chǎng)復(fù)燃。而且，通過(guò)應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)可以為最近的消防隊(duì)提供到火場(chǎng)的最短路徑及通往火場(chǎng)的主要道路和通行能力的信息，并提供防火隔離帶的位置和趕赴現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間，以及火場(chǎng)的其他重要信息。

3.2 構(gòu)建森林防滅火應(yīng)急管理數(shù)據(jù)共享平臺(tái)

森林火災(zāi)應(yīng)急處置過(guò)程中的救援路線規(guī)劃和重點(diǎn)防火資源的布置，都需要充分考慮當(dāng)?shù)亓謪^(qū)的地形和地物信息。構(gòu)建時(shí)空明晰的森林火災(zāi)應(yīng)急處置數(shù)據(jù)管理平臺(tái)尤為重要。可以借助現(xiàn)代地理信息技術(shù)手段，構(gòu)建高精度的山路網(wǎng)和地形實(shí)景模型，將重點(diǎn)設(shè)防點(diǎn)和路網(wǎng)精準(zhǔn)呈現(xiàn)，為森林火災(zāi)應(yīng)急處置提供更高效實(shí)用的數(shù)據(jù)支撐。此外，要建設(shè)整合各部門數(shù)據(jù)和資源的信息平臺(tái)，取代舊有的辦公文件流轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)共享方式，避免信息滯后和“往復(fù)式”應(yīng)急救援指揮等問(wèn)題[7]。

3.3 提升火災(zāi)應(yīng)急處置裝備

目前許多地方的森林滅火以地面滅火為主，主要滅火裝備為單兵滅火裝備和地面消防車。 然而，突發(fā)性和高強(qiáng)度森林火災(zāi)的頻率正在增加。針對(duì)大型森林火災(zāi)，航空救援隊(duì)伍的建設(shè)顯得尤為重要。 但是，大部分林區(qū)的空中救援能力較弱。 加強(qiáng)和提高航空救援能力，如使用直升機(jī)進(jìn)行空中救援、救援人員和物資運(yùn)送、保持通信暢通等，都需要航空救援力量的支持。此外，航空救援技術(shù)有助于延伸指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)和救援范圍，打通森林火災(zāi)應(yīng)急救援的最后一公里。

3.4 優(yōu)化森林火災(zāi)應(yīng)急處置的職能管理體系

建立鄉(xiāng)鎮(zhèn)森林火災(zāi)應(yīng)急處置指揮部，明確村委會(huì)、村民小組的職責(zé)和任務(wù)。制定可行的森林火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案和措施。例如，建立應(yīng)急指揮調(diào)度中心，明確指揮員、救援隊(duì)伍、保障機(jī)制和信息通報(bào)制度。配備應(yīng)急救援物資，建設(shè)應(yīng)急救援物資綜合倉(cāng)庫(kù)。建立貼近實(shí)戰(zhàn)的實(shí)戰(zhàn)模式，按照應(yīng)急預(yù)案，組織開展鄉(xiāng)鎮(zhèn)森林防火滅火演練，提高應(yīng)急救災(zāi)實(shí)踐能力和成員避險(xiǎn)自救能力，以及提高應(yīng)急救援隊(duì)伍的執(zhí)行能力。

3.5 制定完善的森林火災(zāi)應(yīng)急處置預(yù)案

制定完善的森林火災(zāi)應(yīng)急處置預(yù)案，明確森林火災(zāi)救援指揮部成員單位職責(zé)、森林火災(zāi)預(yù)警防范機(jī)制、森林火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)、森林火災(zāi)事后調(diào)查處置、后勤保障措施等。特別是在應(yīng)急響應(yīng)環(huán)節(jié)，首先要明確指揮部、指揮人員、指揮位置和聯(lián)系方式。細(xì)化火災(zāi)應(yīng)急處置過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，明確每個(gè)環(huán)節(jié)涉及的部門、采取的具體措施和具體的執(zhí)行人。明確后勤保障單位、運(yùn)輸單位、消防現(xiàn)場(chǎng)供應(yīng)人員和方式。只有應(yīng)急預(yù)案充分、科學(xué)，森林火災(zāi)救援才能冷靜決策，有效應(yīng)對(duì)。