劉玉良

摘 要：疫情期間消防工作的任務(wù)更重且工作開展難度更大。利用信息技術(shù)構(gòu)建火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)，通過可視化模擬、精確化預(yù)測，為消防力量的合理調(diào)度、消防指揮的科學(xué)決策提供必要的參考，進(jìn)一步提高了消防指戰(zhàn)員的火災(zāi)救援能力，有力的保障了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。本文首先概述了火災(zāi)模擬分析包含的接警空間定位、火災(zāi)蔓延分析、火災(zāi)損失評估等主要內(nèi)容，隨后介紹了火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)的框架組成、開發(fā)環(huán)境和運算流程，最后就該系統(tǒng)在消防指揮中的具體應(yīng)用，以及今后的發(fā)展前景進(jìn)行了簡要總結(jié)。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)模擬;消防指揮;損失預(yù)測;火災(zāi)蔓延分析

中圖分類號：TU998 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）02-0188-02

1疫情期間火災(zāi)模擬分析的必要性

“新冠”疫情發(fā)生后，為了防止病毒傳播和疫情擴散，必須要盡可能的減少人員流動和相互接觸。在這種情況下，以往定期開展的消防演練活動無法正常開展。但是為了持續(xù)增強消防指戰(zhàn)員的作戰(zhàn)能力，以及提高消防應(yīng)急指揮水平，消防單位的日常學(xué)習(xí)和訓(xùn)練工作又不能完全中斷。為此，開展“線上”火災(zāi)模擬分析就成為了疫情期間消防部門的一項重要工作。近年來，在“智慧消防”發(fā)展背景下，GIS技術(shù)、AI技術(shù)、5G技術(shù)等廣泛的應(yīng)用到消防指揮中，這也為火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)的構(gòu)建提供了充分的技術(shù)支持。消防部門要始終具備憂患意識，熟練運用火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)，在“新冠”疫情期間也要堅持在信息環(huán)境下進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，提高消防指揮決策水平，為打贏“新冠”防疫攻堅戰(zhàn)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

2火災(zāi)模擬分析的核心內(nèi)容

2.1 火災(zāi)危險性分析

在火災(zāi)救援中，分析火災(zāi)危險性可以為消防部門合力配備救援力量提供必要的參考。決定火災(zāi)危險性高低的因素多種多樣，例如現(xiàn)場是否有易燃易爆物質(zhì)，是否有其他有利于火災(zāi)蔓延的因素等。為了更加直觀的表示火災(zāi)危險程度，在火災(zāi)模擬分析中有一個分析模型，可以量化的表示火災(zāi)危險數(shù)值：

P（RJi）=P（M）×P（FK/M）×P（G）

式中：P（M）為建筑物中有無可燃物的概率;P（FK/M）為可燃物的可燃性對產(chǎn)生火災(zāi)影響的概率;P（G）為其它影響因素（各種環(huán)境因素）。該式綜合反映了結(jié)構(gòu)類型、可燃物存在與否及其可燃性、其它影響因素等一系列因素的綜合影響，根據(jù)這些因素導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的貢獻(xiàn)大小，綜合計算火災(zāi)發(fā)生概率的大小。計算機根據(jù)最終的模擬數(shù)值，對照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，可以將火災(zāi)劃分為嚴(yán)重危險、中等危險、輕微危險和無危險四個等級，并在數(shù)字地圖上用不同的顏色表示，這樣就方便消防人員一目了然的掌握火災(zāi)現(xiàn)場不同區(qū)域的危險性。

2.2接警空間定位

火災(zāi)的突發(fā)性決定了消防指揮必須具有較強的時效性，才能第一時間趕到火災(zāi)現(xiàn)場，開展火災(zāi)撲救和人員營救工作。在火災(zāi)模擬分析中，接警空間定位可以幫助消防人員快速鎖定火災(zāi)發(fā)生位置，為火災(zāi)防控贏得寶貴的時間。在接到報警電話后，如果是固定電話，可以根據(jù)固話號碼匹配數(shù)據(jù)庫內(nèi)的號碼登記信息，然后將該地址與報警人提供的地址進(jìn)行核實。如果兩者匹配，則自動在數(shù)字地圖上標(biāo)記位置。如果是移動電話，則利用GPS、GIS應(yīng)用平臺，獲取移動設(shè)備的定位信息，并與報警人提供的地址進(jìn)行匹配，如果匹配成功則完成定位。

2.3 火災(zāi)蔓延分析

火災(zāi)發(fā)生后，每過一秒的時間，火情都會出現(xiàn)極大的變化。特別是對于著火點與消防部門距離較遠(yuǎn)的情況，相對準(zhǔn)確的模擬火災(zāi)蔓延和發(fā)展趨勢，對消防指揮決策有極大的幫助。在火災(zāi)模擬分析中，主要利用GIS技術(shù)和BIM技術(shù)，構(gòu)建可視化的火災(zāi)動態(tài)圖像，并且隨著時間的推進(jìn)，綜合各種環(huán)境因素（如風(fēng)向、濕度、風(fēng)速等），預(yù)測火災(zāi)的蔓延趨勢。這樣一來，消防人員就可以根據(jù)模擬結(jié)果，掌握未來一段時間內(nèi)火災(zāi)蔓延情況，然后做好消防力量的合理配置。

2.4 火災(zāi)損失預(yù)測與評估

災(zāi)害損失包括直接經(jīng)濟損失、間接經(jīng)濟損失和社會損失。運用火災(zāi)損失預(yù)測與評估進(jìn)行投資效益風(fēng)險分析，從而確定減災(zāi)投入的最優(yōu)決策。另外，火災(zāi)損失預(yù)測結(jié)果，也可以作為劃分火災(zāi)等級的一項重要指標(biāo)。為消防人員對火災(zāi)現(xiàn)場情況作出合理評估，以及災(zāi)后重建工作開展提供了必要的依據(jù)。隨著火災(zāi)模擬分析逐漸成為一種常用的手段，消防部門應(yīng)注意利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)，做好轄區(qū)內(nèi)各類基礎(chǔ)資料的獲取、整理、更新等工作，這樣才能為火災(zāi)模擬分析與火災(zāi)損失預(yù)測提供更加充足的數(shù)據(jù)支持。

3火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

3.1系統(tǒng)的主要框架

3.1.1 總控模塊

該模塊主要提供界面顯示和人機交互兩個功能。核心設(shè)備是一臺中央計算機，可以對其他模塊提供的火災(zāi)模擬信息進(jìn)行計算，并將二進(jìn)制的計算結(jié)果，轉(zhuǎn)化為可視化的圖像。在顯示屏上，管理人員可以人工操作并觀察到與火災(zāi)相關(guān)的圖像信息，包括著火點的位置、最佳救援路徑、火災(zāi)蔓延趨勢等。通過人機交互界面，管理人員還可以進(jìn)行制圖排版、圖層控制等操作。

3.1.2 火災(zāi)分析與消防決策模塊

該模塊可以將所有與火災(zāi)相關(guān)的信息進(jìn)行匯總，并進(jìn)行初步的分析。例如通過接警空間定位，可以選擇著火點就近的消防力量，并利用電子地圖，規(guī)劃出最佳的救援線路，為消防指戰(zhàn)員實施救援提供支持。該模塊的技術(shù)支持主要有大數(shù)據(jù)分析、地理信息系統(tǒng)（GIS）等。

3.1.3 信息管理模塊

該模塊在整個火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)中充當(dāng)了“數(shù)據(jù)庫”的角色。包含的信息類型有：消防機構(gòu)、醫(yī)療機構(gòu)的位置信息，燃?xì)夤芫W(wǎng)、給水管網(wǎng)的規(guī)劃圖，以及道路交通地圖等。在接到火災(zāi)報警后，利用火災(zāi)分析與消防決策模塊確定著火點，然后信息管理模塊調(diào)用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的各類信息，確定著火點所屬的消防轄區(qū)，同時將火災(zāi)信息分配給最近的消防部門。

3.1.4 消防應(yīng)急指揮模塊

在火災(zāi)模擬信息獲取與分析的基礎(chǔ)上，通過消防應(yīng)急指揮模塊發(fā)布指令，做出統(tǒng)一調(diào)度。既可以保證在最短時間內(nèi)完成火災(zāi)撲救任務(wù)，同時又能夠避免消防資源的浪費。

3.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)在開發(fā)和設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)符合易維護(hù)、可擴展、兼容性等原則，并且在實用中，充分考慮系統(tǒng)響應(yīng)速度、多線程處理能力等需求。根據(jù)以上原則和因素，選擇符合COM標(biāo)準(zhǔn)的全組件式Super Mapobjects2013進(jìn)行集成式的二次開發(fā)，即以編程軟件Visual basic6.0為開發(fā)平臺，嵌入Super Mapobjects的控件，充分發(fā)揮GIS軟件在空間數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢和可視化編程軟件在應(yīng)用程序開發(fā)上的強大功能，進(jìn)行二者集成的二次開發(fā)。采用C/S（client/server）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和SQL server2010的關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件。

3.3系統(tǒng)運算流程

在火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)中，包含了大量的分析模型，例如在火災(zāi)蔓延分析中使用到的概率模型，在火災(zāi)損失預(yù)測中的灰度模型，在最佳路徑選擇中的優(yōu)選模型等。利用這些特殊模型的數(shù)據(jù)分析功能，可以保證火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)實現(xiàn)高效率的運行。在模擬火災(zāi)中，該系統(tǒng)首先會根據(jù)接警空間定位，查找到與之匹配的著火點。在合適火災(zāi)信息后，以風(fēng)向、風(fēng)力、濕度、時間四個參數(shù)，進(jìn)行火勢蔓延分析。同時結(jié)合人口財產(chǎn)疊加分析，得出相對準(zhǔn)確的火災(zāi)損失預(yù)測。此時，系統(tǒng)會根據(jù)已經(jīng)獲得的火災(zāi)發(fā)生位置、火勢蔓延分析等信息，調(diào)度消防力量，規(guī)劃最佳路徑。完成火災(zāi)救援后，將火災(zāi)事故相關(guān)信息整理，并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

4火災(zāi)模擬分析在消防指揮中的應(yīng)用

4.1 基于火災(zāi)模擬分析的消防指揮決策流程

在火災(zāi)撲救中，消防指揮決策的重要性不言而喻?？茖W(xué)的指揮決策，無論是合理配置消防資源還是最大程度上減少財產(chǎn)損失，均發(fā)揮了積極作用?；馂?zāi)模擬分析作為一種有效手段，可以幫助消防人員盡可能全面的了解與火災(zāi)有關(guān)的各類信息，進(jìn)而利用專業(yè)知識、工作經(jīng)驗，在最短時間內(nèi)做出最優(yōu)決策，基于火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)的消防指揮決策。

4.2 基于火災(zāi)模擬分析的消防指揮工作開展

從火災(zāi)發(fā)生后，消防部門在接到報警、決策部署、趕往現(xiàn)場這三個過程中，現(xiàn)場火勢一直處于動態(tài)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。如果不能科學(xué)配備消防資源，很有可能因為救援力量不足，錯過了滅火的最佳時機，進(jìn)而造成更大的損失。利用火災(zāi)模擬分析，可以對火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢、火勢蔓延情況進(jìn)行分析，方便消防部門做出科學(xué)的指揮決策。例如，根據(jù)火勢蔓延分析，判斷火災(zāi)可能會導(dǎo)致危險化學(xué)品的泄露。根據(jù)這一分析結(jié)果，消防人員除了要完成滅火任務(wù)外，還要做好火災(zāi)現(xiàn)場危險化學(xué)品的安全處理，有助于最大程度的減少損失?；馂?zāi)模擬分析系統(tǒng)還具有火災(zāi)事故留存歸檔的功能，消防人員可以通過查詢歷史檔案的方式，從中汲取消防指揮決策的經(jīng)驗、教訓(xùn)，不斷提高消防部門的作戰(zhàn)力量。

5火災(zāi)模擬分析的發(fā)展前景

在“智慧消防”發(fā)展背景下，將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用到消防救援和指揮決策中，成為信息時代下消防部門提高自身救援工作能力的一種有效手段。現(xiàn)階段火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛運用，并且成為廣大消防員進(jìn)行滅火救災(zāi)演練、提高應(yīng)急決策水平的重要途徑。今后火災(zāi)模擬分析技術(shù)將會日益成熟，特別是隨著5G技術(shù)、AI技術(shù)的成熟，無論是火災(zāi)模擬分析的時效性，還是分析結(jié)果的可信度等方面，都會得到進(jìn)一步的提升。另外，以“智慧城市”建設(shè)為契機，消防部門還可以與市政管網(wǎng)、交通管理、城市氣象等相關(guān)部門進(jìn)行密切合作，獲取風(fēng)向風(fēng)力、道路狀況等因素，通過將火災(zāi)蔓延數(shù)學(xué)模型與GIS、GPS等相結(jié)合，實現(xiàn)了火災(zāi)動態(tài)蔓延的計算機模擬，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行火災(zāi)損失的預(yù)測與評估。

6結(jié)語

火災(zāi)模擬分析系統(tǒng)是一款集接警空間定位、最佳路徑選擇、消防力量調(diào)度等多項功能于一體的線上軟件，本系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一套應(yīng)用系統(tǒng)查詢和管理城市基礎(chǔ)設(shè)施信息，將火災(zāi)模擬分析與消防應(yīng)急指揮有機結(jié)合起來，提供消防業(yè)務(wù)上的數(shù)據(jù)處理、接警確認(rèn)、模擬分析、指揮調(diào)度以及控制顯示等功能。從實際應(yīng)用效果來看，該系統(tǒng)能夠利用有限的火災(zāi)信息，進(jìn)行深入分析并得出準(zhǔn)確預(yù)測，為消防指揮決策提供了有價值的參考，無論是節(jié)約消防資源還是提高火災(zāi)救援能力，均發(fā)揮了顯著的效果，具有推廣使用價值。

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