信息化技術(shù)在城市隧道火災(zāi)撲救中的應(yīng)用研究

張軍 張靜

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

隨著當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量增幅巨大，為緩解交通壓力，城市交通隧道的建設(shè)如雨后春筍，但是城市隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)，極易造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，引起廣泛的社會(huì)關(guān)注。在傳統(tǒng)的城市隧道火災(zāi)撲救中，消防救援隊(duì)伍因?yàn)閷?duì)現(xiàn)場(chǎng)信息掌控不夠全面及時(shí)而導(dǎo)致無(wú)法動(dòng)態(tài)管理現(xiàn)場(chǎng)力量，因缺乏支持信息而導(dǎo)致指揮決策單一等諸多問(wèn)題使得城市隧道火災(zāi)的滅火效能始終在低端徘徊。將互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息技術(shù)運(yùn)用于隧道火災(zāi)撲救中，是提升隧道滅火效能的有效解決方案，亟待開(kāi)展應(yīng)用研究。

1 城市隧道火災(zāi)事故特點(diǎn)

（1）與普通道路有所區(qū)別，城市隧道內(nèi)是一個(gè)較為狹長(zhǎng)且封閉的管狀空間，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于缺少排煙通道和排煙口，城市隧道內(nèi)發(fā)生的火災(zāi)類(lèi)型都是缺氧燃燒，因此大量火災(zāi)煙氣會(huì)聚集在這個(gè)相對(duì)封閉的管狀空間內(nèi)，且含有高濃度一氧化碳和有毒氣體，導(dǎo)致隧道內(nèi)的氧氣含量不斷下降。如果不能第一時(shí)間進(jìn)行救援，隧道內(nèi)被困人員就會(huì)有窒息或中毒死亡的危險(xiǎn)。

（2）與一般火災(zāi)相比，城市隧道火災(zāi)破壞性大且人員傷亡機(jī)率大。一旦行駛車(chē)輛在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，其內(nèi)部的空氣壓力會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)急劇升高，很有可能出現(xiàn)轟然的現(xiàn)象。轟然引起的高溫高壓會(huì)沿著這一密閉的隧道膨脹，形成能對(duì)人員造成嚴(yán)重傷害的沖擊波，再加上隧道內(nèi)沒(méi)有可以躲避的掩體，并且在隧道內(nèi)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(chē)輛為油罐車(chē)，發(fā)生事故過(guò)后車(chē)體內(nèi)的燃油泄漏，具有可燃性的液體向隧道內(nèi)的其他區(qū)域流動(dòng)，特別是地勢(shì)較低的下水道和低洼處等，形成大面積火災(zāi)。

（3）發(fā)生城市隧道火災(zāi)后，極易出現(xiàn)交通堵塞的情況。消防救援隊(duì)伍無(wú)法及時(shí)到場(chǎng)展開(kāi)，到場(chǎng)后會(huì)因道路狹窄、回旋余地小、周?chē)?chē)輛復(fù)雜等原因增加救援工作的強(qiáng)度和難度。隧道拱頂如果長(zhǎng)時(shí)間過(guò)火，會(huì)有坍塌的危險(xiǎn)，進(jìn)一步增加救援難度[1]。

2 城市隧道火災(zāi)事故撲救難點(diǎn)

（1）近戰(zhàn)滅火難。城市隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)，溫度上升迅速，產(chǎn)生火災(zāi)煙氣無(wú)法排出，能見(jiàn)度較低，深入隧道內(nèi)部開(kāi)展偵察工作需要較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成，不能第一時(shí)間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行先期處置。隧道內(nèi)部環(huán)境較為封閉，產(chǎn)生的煙熱積聚不散，難以排出，加之消防裝備的使用時(shí)間和使用距離有所限制，這就使內(nèi)攻滅火所要的進(jìn)攻陣地難以選擇。

（2）火場(chǎng)排煙難。公路隧道較為封閉，發(fā)生火災(zāi)后內(nèi)部的固定排煙設(shè)施無(wú)法發(fā)揮正常的排煙作用，消防隊(duì)伍所配備的移動(dòng)排煙設(shè)備對(duì)長(zhǎng)距離隧道排煙也無(wú)法起到顯著的作用，況且如果內(nèi)部有群眾被困，盲目使用大功率的排煙設(shè)備進(jìn)行排煙會(huì)使隧道內(nèi)部煙氣層紊亂，從而影響疏散人員和解救群眾。因此，排煙問(wèn)題在撲救隧道火災(zāi)中顯得十分困難。

（3）火情偵察難。隧道內(nèi)是一個(gè)較為狹長(zhǎng)且封閉的管狀空間，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，受到濃煙或電路發(fā)生損壞的影響，內(nèi)部的能見(jiàn)度很低，偵查人員推進(jìn)偵察工作的開(kāi)展較為困難，加之溫度上升迅速，有的現(xiàn)場(chǎng)起火部位與隧道口距離很遠(yuǎn)，無(wú)疑使偵查工作變得更加困難。

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

（5）特殊的建造環(huán)境和內(nèi)部較為封閉的特點(diǎn)使得火場(chǎng)供水成為撲救城市隧道火災(zāi)的難點(diǎn)，從多年的撲救經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析，送水、運(yùn)水成為撲救隧道火災(zāi)最為突出的難點(diǎn)，隧道發(fā)生火災(zāi)后無(wú)法得到及時(shí)的處置，火勢(shì)蔓延迅速且需要長(zhǎng)時(shí)間的救援，現(xiàn)場(chǎng)水源無(wú)法滿足所需的用水量，還需要借助其他的運(yùn)水、供水方式進(jìn)行不間斷的供水[2]。

3 城市隧道火災(zāi)信息化技術(shù)的應(yīng)用

（1）模型建立及計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)應(yīng)用，消防救援隊(duì)伍要充分的利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，推動(dòng)城市隧道火災(zāi)實(shí)戰(zhàn)化演練工作，改進(jìn)以前的實(shí)戰(zhàn)演練中粗獷單一的做法，把城市隧道內(nèi)可能發(fā)生的火災(zāi)事故分類(lèi)整理，聯(lián)合科研單位建立高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型對(duì)火災(zāi)發(fā)生后城市隧道內(nèi)的煙氣流動(dòng)、溫度變化、水源情況和人員被困等客觀條件充分細(xì)致的研究模擬，以隧道內(nèi)的火災(zāi)的客觀條件模擬計(jì)算消防救援人員的戰(zhàn)斗部署，1）模擬計(jì)算投入戰(zhàn)斗的人員，主要包括作戰(zhàn)人員的崗位、數(shù)量、數(shù)量、位置和高溫有毒環(huán)境下的作戰(zhàn)時(shí)間等；2）模擬計(jì)算投入戰(zhàn)斗的車(chē)輛器材，主要包括出動(dòng)數(shù)量、車(chē)輛種類(lèi)、?？课恢?、進(jìn)攻時(shí)間、儲(chǔ)水和泡沫液變化和各類(lèi)器材的使用時(shí)間等；3）模擬作戰(zhàn)過(guò)程，主要包括計(jì)算執(zhí)勤車(chē)輛出動(dòng)時(shí)間、到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間，主戰(zhàn)隊(duì)及增援隊(duì)到場(chǎng)時(shí)間、戰(zhàn)斗行動(dòng)展開(kāi)時(shí)間、偵察時(shí)間、疏散與救人時(shí)間、水泵運(yùn)行、出水（泡沫）時(shí)間，組織供水時(shí)間、計(jì)算指揮員、戰(zhàn)斗員、駕駛員所處位置、時(shí)間和承擔(dān)的任務(wù)、利用單位固定消防設(shè)施滅火救援時(shí)間等；4）模擬作戰(zhàn)消耗，模擬計(jì)算各項(xiàng)消耗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出所消耗的裝備品種、數(shù)量，主要包括戰(zhàn)消防車(chē)輛數(shù)、燃油消耗量、每輛消防車(chē)使用消防水帶數(shù)量長(zhǎng)度、水和泡沫的供給量以及其他裝備的消耗量；5）模擬突發(fā)狀況的撤離和兵力調(diào)整，主要包括滅火戰(zhàn)斗中的突發(fā)狀況和未知危險(xiǎn)因素下發(fā)生嚴(yán)重災(zāi)害的緊急撤離、災(zāi)害控制和重新排兵布陣的模擬計(jì)算，例如發(fā)生火災(zāi)的隧道內(nèi)有非法改裝的運(yùn)輸易燃易爆品車(chē)輛而前期報(bào)警時(shí)故意隱瞞或無(wú)人告知等意外情況。實(shí)施證明，這種模擬計(jì)算最容易被人們忽視，而這類(lèi)情況也最容易導(dǎo)致較大事故[3]。

消防救援隊(duì)伍改革后消防救援人員服役時(shí)間由原來(lái)的最短兩年改為最短五年時(shí)間，為消防救援人員開(kāi)展城市隧道火災(zāi)滅火演練奠定了時(shí)間基礎(chǔ)，在進(jìn)行充分的模擬和計(jì)算之后，消防救援人員要在演練中充分熟悉現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和隧道內(nèi)的固定消防設(shè)施，做到戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)思路清晰、對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害和后果心中有數(shù)，才能各司其職，打贏真實(shí)的隧道火災(zāi)攻堅(jiān)戰(zhàn)。

（2）綜合信息采集和數(shù)據(jù)共享，城市隧道內(nèi)火災(zāi)事故發(fā)生后應(yīng)該可以通過(guò)現(xiàn)有的平臺(tái)接入交警、氣象、治安、電力等相關(guān)的業(yè)務(wù)單位抽取相關(guān)信息，在接警階段、車(chē)輛行駛階段、現(xiàn)場(chǎng)處置階段、處置后階段等四個(gè)方面信息采集和供數(shù)據(jù)支持來(lái)輔助指揮決策。

1）接警階段，在接到報(bào)警后者要將事發(fā)隧道內(nèi)及周邊的監(jiān)控和視頻調(diào)用的權(quán)限分配給消防接警部門(mén)，接警部門(mén)要根據(jù)災(zāi)害的性質(zhì)和嚴(yán)重程度啟動(dòng)相應(yīng)的災(zāi)害處置等級(jí)，并合理調(diào)配力量，及時(shí)報(bào)告上級(jí)并協(xié)調(diào)交警、公安等相關(guān)部門(mén)。

2）消防車(chē)行駛階段，事實(shí)證明在災(zāi)害事故處置中消防救援人員從消防站到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)途中的時(shí)間是非常寶貴的，指揮員要根據(jù)接到的警情初步構(gòu)想戰(zhàn)斗部署和計(jì)劃，經(jīng)驗(yàn)豐富的戰(zhàn)斗員會(huì)思考現(xiàn)場(chǎng)的車(chē)輛、裝備的使用，入職不久的戰(zhàn)斗員甚至還要在這極短的時(shí)間克服緊張、焦慮的情緒。在這個(gè)階段消防救援隊(duì)伍要和交警部門(mén)聯(lián)勤聯(lián)動(dòng)，避開(kāi)擁堵，保證消防救援車(chē)輛快速正確到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)；同時(shí)要把災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)信息包括照片、實(shí)時(shí)視頻等直接發(fā)至各級(jí)指揮員終端，方便各級(jí)指揮人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的全面掌握，為指揮員尤其是現(xiàn)場(chǎng)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(fā)至各參戰(zhàn)單位指揮平臺(tái)或指揮員終端。確保所有參戰(zhàn)人員第一時(shí)間獲取信息、明確職責(zé)，高速形成戰(zhàn)斗力。

3）現(xiàn)場(chǎng)處置階段也是整個(gè)滅火救援的核心階段，這個(gè)階段首先要實(shí)現(xiàn)輔助指揮決策信息支持，所有參戰(zhàn)人員和裝備要求攜帶手環(huán)、芯片等信息傳輸終端將實(shí)時(shí)信息回傳，如隧道內(nèi)災(zāi)害發(fā)生部位的實(shí)時(shí)情況、煙氣蔓延情況、?；肺：μ幹眯畔ⅰ⑺葱畔?、參戰(zhàn)力量實(shí)時(shí)狀態(tài)包括車(chē)輛裝備、剩余水量、人員裝備等等；其次要能實(shí)現(xiàn)消防救援人員個(gè)體在此時(shí)能與現(xiàn)場(chǎng)指揮員進(jìn)行信息交互；現(xiàn)場(chǎng)指揮員能與指揮中心和各級(jí)增援力量的指揮終端進(jìn)行信息共享，并在必要情況下實(shí)現(xiàn)越級(jí)指揮的功能。救援人員個(gè)體能夠發(fā)送增援請(qǐng)求，災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)有突發(fā)情況而無(wú)法控制時(shí)，救援人員個(gè)體可以快速接到撤退命令等。

4）處置后階段這個(gè)階段要能將災(zāi)害處置過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、資料、音視頻等信息進(jìn)行管理，進(jìn)行總結(jié)戰(zhàn)評(píng)。根據(jù)戰(zhàn)評(píng)對(duì)作戰(zhàn)預(yù)案進(jìn)行補(bǔ)充修改完善[4]。

4 5G單兵技術(shù)和大數(shù)據(jù)

隨著5G單兵圖像傳輸設(shè)備逐步普及，在城市隧道火災(zāi)中多個(gè)戰(zhàn)斗員和指揮員實(shí)時(shí)將滅火救援現(xiàn)場(chǎng)音視頻傳輸至各級(jí)指揮中心及移動(dòng)端指揮平臺(tái)變得可能，真正的實(shí)現(xiàn)指揮調(diào)度扁平化和可視化，為消防救援隊(duì)伍共享整合消防現(xiàn)有視頻會(huì)議系統(tǒng)、指揮視頻系統(tǒng)圖像，實(shí)施科學(xué)研判，精準(zhǔn)滅火打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)一是可以統(tǒng)計(jì)城市隧道使用年限、地理位置、車(chē)流量、?；愤M(jìn)出、消防設(shè)施等等火災(zāi)發(fā)生的諸多因素，對(duì)城市隧道火災(zāi)事故進(jìn)行準(zhǔn)確的研判， 準(zhǔn)確掌握火災(zāi)發(fā)生規(guī)律；二是有助于提高消防救援隊(duì)伍數(shù)據(jù)采集、分析的效率，實(shí)現(xiàn)人員、裝備、物資等信息的交換和高度共享，全面提升火災(zāi)救援的決策能力和指揮能力[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)始終作為第一生產(chǎn)力推動(dòng)著產(chǎn)業(yè)變革和歷史前進(jìn)，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，正在我們的一些傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，不久的將來(lái)，這些技術(shù)也將在消防領(lǐng)域發(fā)揮重大作用，為消防工作跨越發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。