消防部隊滅火救援行動中的災(zāi)情信息需求與分析

●田 宇，疏學(xué)明，馬 鑫

(1.清華大學(xué) 公共安全研究院，北京 100084;2.包頭市消防支隊，內(nèi)蒙古 包頭 014030)

一、災(zāi)情信息的基本概念

災(zāi)情信息是災(zāi)害產(chǎn)生的各種消息中真實反映災(zāi)害事故情況的有效內(nèi)容，是滅火和應(yīng)急救援行動的基本依據(jù)。消防部隊獲取災(zāi)情信息的過程具有內(nèi)容廣泛、形式多樣、無序繁雜等特點，在災(zāi)害狀態(tài)下易受辨識和傳輸能力的局限以及多種因素的影響和干擾，造成信息滯后和流失。消防部隊在滅火和應(yīng)急救援過程中能否全面、可靠、迅速、準(zhǔn)確的獲取和應(yīng)用災(zāi)情信息，是滅火救援行動能否及時有效開展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

二、災(zāi)情信息的內(nèi)容

通俗的說，災(zāi)情是指什么地方，什么部位，發(fā)生了什么類型，什么規(guī)模的災(zāi)害事故，已經(jīng)和將會造成怎樣的危害后果，故可將災(zāi)情信息的內(nèi)容歸納為:災(zāi)情現(xiàn)場信息、災(zāi)情發(fā)展信息、災(zāi)害危害信息。災(zāi)情現(xiàn)場信息是指災(zāi)害的地理空間信息、環(huán)境信息等災(zāi)害現(xiàn)場的基本狀況。災(zāi)情發(fā)展信息指災(zāi)害的種類、性質(zhì)、特點等災(zāi)害主體情況及災(zāi)害發(fā)生發(fā)展和未來趨勢等災(zāi)害過程情況。災(zāi)害危害信息指災(zāi)害事故造成危害的類別、危險程度等危害主體情況，以及人、物體、能量、生產(chǎn)過程等受到災(zāi)害影響及損害的類型和程度等危害后果情況。

災(zāi)情信息也可按時間特點分為實時災(zāi)情、動態(tài)災(zāi)情和靜態(tài)災(zāi)情。實時災(zāi)情是指反映當(dāng)前情況并隨災(zāi)害過程連續(xù)變化的信息，如毒害物質(zhì)實時監(jiān)測的濃度數(shù)據(jù)。動態(tài)災(zāi)情是指按獲取周期階段變化的信息，如災(zāi)害過程中人員傷亡情況的報告。靜態(tài)災(zāi)情是指內(nèi)容相對穩(wěn)定，一般不隨災(zāi)害過程變化的信息，如災(zāi)害事故的類型、發(fā)生地的地理位置。迅速獲取有效災(zāi)情和及時掌握災(zāi)情變化情況是災(zāi)情信息的基本時效要求。

三、災(zāi)情信息的表現(xiàn)形式

災(zāi)情信息的表現(xiàn)形式廣泛多樣，表1列舉了災(zāi)害中不同的消息載體形式以及對應(yīng)的獲取和表示方法。

災(zāi)情的表現(xiàn)形式可按不同媒介分為聲、光、電、紙、感覺等類型，也可按面向的對象分主觀形式和客觀形式。由于信息在多種形式間轉(zhuǎn)換和應(yīng)用時有效信息量會有不同程度損失，所以規(guī)范和統(tǒng)一信息形式是實現(xiàn)信息高效、有序傳遞的重要手段。就目前滅火救援過程中災(zāi)情信息的獲取應(yīng)用情況來看，可以將常見的災(zāi)情綜合歸納為聲音、圖像、符號、數(shù)字幾個主要的類型。

聲音是用于人類聽覺和語言能力的信息載體形式，其中語音廣泛應(yīng)用于滅火救援的接警、指揮、處置等環(huán)節(jié)中，是人與人之間最便捷的信息同步交流方式。利用聲音傳播災(zāi)情具有直接、即時、簡便的特點，適用于動態(tài)災(zāi)情的即時傳達和救援行動中的即時信息交流。目前語音通信是消防通信指揮系統(tǒng)中接警受理、調(diào)度指揮、現(xiàn)場通信的主要通信手段。由于語音是僅面向主觀對象的信息形式，承載的信息難以被機器識別和檢索，在計算機系統(tǒng)中的應(yīng)用相對獨立，在復(fù)雜的災(zāi)害環(huán)境下極易受到噪音干擾和感知能力限制，可靠程度較低，應(yīng)用中信息傳播能力顯得尤為不足。如在某次火災(zāi)撲救的過程中，接警人員將燃燒物質(zhì)鎂粉誤聽為煤粉，導(dǎo)致了撲救行動的失敗。VoiceXML技術(shù)是人與計算機之間語音交互的方法，應(yīng)用于接警和現(xiàn)場通信指揮過程中語音指令的采集、識別和管理，可使信息獲取和應(yīng)用過程更為高效。

表1 災(zāi)情信息的載體形式

圖像是用于人類視覺能力的信息載體形式，可分為靜態(tài)圖片和動態(tài)影像，也可按承載內(nèi)容分為反映表觀狀況的照片和影像及反映特定含義的圖形和動作。災(zāi)害圖像是最直觀的災(zāi)情信息形式，可以真實準(zhǔn)確的傳達多方面的災(zāi)情信息，并可使用光學(xué)和視頻設(shè)備將人眼難以直接觀察的圖像采集和回放，是現(xiàn)場指揮決策中最重要的信息形式。以客觀形態(tài)為內(nèi)容的圖像僅限于反映表觀狀況，對內(nèi)部和內(nèi)在狀況的表達能力有限，承載的內(nèi)容難以被計算機識別和檢索，應(yīng)用中的優(yōu)勢尚不能完全發(fā)揮。未來發(fā)展中，可以通過建設(shè)廣泛多樣的視頻采集網(wǎng)，利用遙感、3G通信等技術(shù)全方位采集災(zāi)情圖像，并利用圖像識別和處理技術(shù)及圖像管理系統(tǒng)，推進圖像在報警、現(xiàn)場通信、災(zāi)情分析等多個方面應(yīng)用。此外使用可視化方法分析和發(fā)布數(shù)據(jù)和符號等抽象形式的信息也是圖像的重要應(yīng)用，如對災(zāi)害數(shù)據(jù)的圖像模擬是人們掌握災(zāi)情的重要方法?？梢暬椒ㄍǔＰ枰^高的數(shù)字運算能力和顯示設(shè)備，其應(yīng)用還存在較大的局限。

符號是用于人類語言能力及計算機信息處理能力的信息載體形式，其中文字是人與人之間異步信息傳遞和人與機器之間信息交流的主要方式。文字在災(zāi)情傳輸和儲存中承載信息的保真度高，適用于基礎(chǔ)資料等靜態(tài)災(zāi)情信息的傳遞及總結(jié)存檔和公眾發(fā)布等長期和廣泛的災(zāi)情信息傳播過程。滅火救援相關(guān)信息系統(tǒng)的信息管理、存儲、檢索和發(fā)布等基本功能均以文字為基礎(chǔ)。文字形式的信息應(yīng)用需要結(jié)構(gòu)簡練、內(nèi)容廣泛和深入的多源信息，在未來發(fā)展中，可以探索文字信息的多方面采集渠道，擴大信息內(nèi)容，并通過簡化、分類、設(shè)定關(guān)鍵字等方法優(yōu)化文字的檢索和管理。由于文字易受到語言和閱讀能力及輸入、輸出條件限制，在現(xiàn)場行動中和時效要求高的即時或?qū)崟r信息應(yīng)用存在局限，故可從災(zāi)害狀態(tài)下符號的采集和發(fā)布方法展開研究，使文字交互更為迅速和便捷。

數(shù)字是用于計算機和人的邏輯運算能力的信息載體形式，具體包括反映災(zāi)害狀況的物理量、程度、概率、時空分布等數(shù)據(jù)和信號，是準(zhǔn)確反映災(zāi)害客觀本質(zhì)的信息形式。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)依靠調(diào)查統(tǒng)計、傳感器探測等方法獲取，通過人或設(shè)備的邏輯運算實現(xiàn)應(yīng)用，如人或計算機只有掌握了某種氣體的危害特性后，才能從濃度分布數(shù)據(jù)中獲得危險信息。數(shù)據(jù)應(yīng)用于災(zāi)害相關(guān)的定量分析及設(shè)備間的信息交流，可以精確和高效的指揮人和機器展開救援行動。由于災(zāi)情數(shù)據(jù)的獲取和應(yīng)用對信息采集處理的方法和設(shè)備有較高的要求，實時采集和應(yīng)用災(zāi)情數(shù)據(jù)的能力更為有限，目前災(zāi)情數(shù)據(jù)僅在事后的災(zāi)害調(diào)查和評估分析中有所應(yīng)用，將來可以利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、激光掃描技術(shù)等手段獲取災(zāi)害、人員、物體、空間等方面的實時數(shù)字化災(zāi)情信息，形成全面的災(zāi)害數(shù)值模型，并通過智能化的指揮決策和救援處置綜合系統(tǒng)，實現(xiàn)及時精準(zhǔn)的滅火救援行動數(shù)字化指揮體系。

多種形式災(zāi)情信息的獲取和傳播需要依靠信息通信基礎(chǔ)設(shè)施來進行，現(xiàn)場多媒體移動通信節(jié)點、穿戴電腦、多媒體頭盔等災(zāi)情信息綜合設(shè)備的研究和開發(fā)是各種災(zāi)情信息綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)。

四、滅火及應(yīng)急救援的災(zāi)情信息獲取和應(yīng)用

滅火救援中災(zāi)情信息的獲取和應(yīng)用主要集中于接警出動、戰(zhàn)斗展開進行、戰(zhàn)斗結(jié)束、戰(zhàn)評總結(jié)幾個環(huán)節(jié)中。圖1反映了災(zāi)情信息在這幾個環(huán)節(jié)中獲取和應(yīng)用的具體情況。

圖1 災(zāi)情信息在滅火救援過程中的獲取和應(yīng)用

(一)接警出動

各城市設(shè)立的接警指揮中心用于集中受理災(zāi)害事故的報警，目前接警受理的主要方式是接受公眾電話報警，其中接警員需要向報警人詢問并錄入災(zāi)害的發(fā)生時間、地點、種類、危險程度、受災(zāi)人員情況、異?；蛱厥馇闆r等簡要和關(guān)鍵的災(zāi)情信息，并記錄報警人的姓名和通信方式，保持指揮中心與災(zāi)害現(xiàn)場的聯(lián)系。此外自動響應(yīng)災(zāi)害預(yù)警及報警系統(tǒng)的警報信號也是重要的接警方式，如城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以在探測器感知火災(zāi)現(xiàn)象時，自動將火警信號和相關(guān)信息發(fā)送至接警指揮中心，災(zāi)情經(jīng)確認受理后還可以對現(xiàn)場情況進行監(jiān)測，進一步掌握災(zāi)情變化。

接警受理是救援力量感知災(zāi)情的最初狀態(tài)，需要迅速的掌握內(nèi)容明確和可靠的關(guān)鍵災(zāi)情信息，而公眾報告的災(zāi)害現(xiàn)象受報警人的主觀能力和現(xiàn)場條件限制，有效信息量較少，錯誤和虛假的內(nèi)容還會影響滅火救援過程的有效展開，所以在應(yīng)用中需要通過其它方式獲取和核實災(zāi)情。如手機定位技術(shù)和GIS技術(shù)可用于掌握災(zāi)害相關(guān)的地理信息;語音識別和聲紋識別技術(shù)可用于快速受理報警和過濾虛假報警;3G通信技術(shù)可用于現(xiàn)場圖像的采集;對災(zāi)害區(qū)域移動電話網(wǎng)通信情況的監(jiān)測，可以掌握大規(guī)模災(zāi)害事故中的災(zāi)害影響和人員聚集狀況等信息。

受理報警后，指揮中心會按照災(zāi)情、戰(zhàn)斗計劃和處置預(yù)案并參照氣象、交通等狀況將災(zāi)害事件分為不同的響應(yīng)類型和級別，按相應(yīng)對策做出調(diào)動部署方案，并將調(diào)動方案和簡要災(zāi)情傳達至相關(guān)部門。各級救援力量接到出動命令后會立即執(zhí)行救援出動，并在出動和到場過程中進一步了解詳細災(zāi)情和災(zāi)情變化情況，以便盡快到達現(xiàn)場并展開戰(zhàn)斗行動。了解的災(zāi)情變化情況和出動情況還應(yīng)隨時向指揮中心反饋，以便及時調(diào)整出動部署方案。

接警出動階段中，消防部隊依靠遠程或間接的手段獲取災(zāi)情，其中能否準(zhǔn)確迅速的掌握關(guān)鍵災(zāi)情，決定了滅火救援行動能否有效的開展。在未來發(fā)展中，應(yīng)通過加強災(zāi)情信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，多渠道掌握社會災(zāi)害風(fēng)險，提高消防部隊感知災(zāi)害的能力，實現(xiàn)迅速精確的部署救援力量，使災(zāi)害在發(fā)生初期就能得到有效控制。

(二)戰(zhàn)斗展開進行

戰(zhàn)斗展開階段中，各級指戰(zhàn)員通過組織開展災(zāi)情偵查，直接、全面和系統(tǒng)的獲取災(zāi)情信息。災(zāi)情偵查采用內(nèi)外部偵查、詢問相關(guān)人、查閱檔案資料、檢查自動報警系統(tǒng)工作記錄、利用儀器裝備探測等方法展開?，F(xiàn)場指揮員通過到場后初步的災(zāi)情偵查，核實確認接警信息及調(diào)派部署方案是否準(zhǔn)確有效，并及時報告指揮中心調(diào)整災(zāi)害事故的響應(yīng)級別和部署方案，并通過全面?zhèn)刹樯钊胝莆諡?zāi)害事故具體情況、危害情況和現(xiàn)場基本情況，制定總體作戰(zhàn)方案，劃分作戰(zhàn)區(qū)(段)，部署現(xiàn)場兵力并分配戰(zhàn)斗任務(wù)。

在救援行動進行中，各級指戰(zhàn)員需要隨時掌握行動區(qū)域內(nèi)災(zāi)害的分布和影響范圍及人員和財產(chǎn)的受災(zāi)狀況，判斷災(zāi)害的規(guī)模和危險程度，監(jiān)測及綜合分析災(zāi)情變化趨勢，并重點監(jiān)視區(qū)域內(nèi)危險性較大的因素，預(yù)測災(zāi)害的發(fā)展，及時準(zhǔn)確判斷災(zāi)情態(tài)勢。各級指戰(zhàn)員應(yīng)用掌握的災(zāi)情確定災(zāi)害空間、警戒區(qū)域及相應(yīng)的防護方法，按具體情況適時開展消滅、抑制、保護、營救、疏散等滅火救援行動，并隨時調(diào)整力量部署方案、戰(zhàn)術(shù)對策和具體行動方法，果斷采取防護、避險和撤離等措施。

滅火及應(yīng)急救援行動的展開進行過程是動態(tài)和復(fù)雜的災(zāi)情信息獲取應(yīng)用體系，也是災(zāi)害各方面因素和各級指戰(zhàn)員間相互的信息交流過程，包含廣泛多樣的災(zāi)情以及各種信息通信設(shè)備，以信息獲取、信息通信、應(yīng)用信息指揮行動和行動信息反饋為基本的行為模式。目前在具體的救援行動展開過程中，災(zāi)情信息的獲取主要依賴于人的觀察行為，信息通信主要以語音為基礎(chǔ)逐級上傳下達，信息應(yīng)用以人的主觀經(jīng)驗判斷為主，應(yīng)用對象單一，這些傳統(tǒng)模式的信息應(yīng)用效率很低，在一些大規(guī)模特殊的災(zāi)害處置過程中難以滿足應(yīng)用的需求。未來滅火救援行動中可以利用現(xiàn)場消防綜合通信指揮網(wǎng)絡(luò)和信息平臺以及單兵綜合信息裝備，隨時收集、處理、共享和存儲現(xiàn)場的各種災(zāi)情信息，通過智能型的應(yīng)用平臺將災(zāi)情多方面應(yīng)用于災(zāi)害預(yù)測和指揮決策等滅火救援行動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中。

(三)戰(zhàn)斗結(jié)束

在現(xiàn)場災(zāi)害的危險狀況得到有效控制或消滅，各搶險救援行動結(jié)束后，即進入滅火救援戰(zhàn)斗結(jié)束階段。此時救援人員需要深入內(nèi)部仔細檢查災(zāi)害現(xiàn)場，調(diào)查和統(tǒng)計人員傷亡及財產(chǎn)損失，排查消除現(xiàn)場潛在的危險因素，評估現(xiàn)場危險狀況，并依據(jù)災(zāi)情做出監(jiān)測、看護、撤離的決定。這一過程也是對已掌握災(zāi)情的核實確認和補充完善，使行動中掌握的災(zāi)情信息更為完整和有效。

(四)戰(zhàn)評總結(jié)

在戰(zhàn)斗任務(wù)結(jié)束后，需要對記錄的災(zāi)情消息進行匯總、整理和核實，用于全面、客觀、綜合的分析和總結(jié)滅火救援行動，從廣泛的災(zāi)情信息中提煉有價值的經(jīng)驗規(guī)律應(yīng)用于日后滅火救援工作中，是災(zāi)情信息精細化分析處理和應(yīng)用的過程。未來可以通過探索數(shù)字化戰(zhàn)評總結(jié)方法，將災(zāi)情信息更為有效的應(yīng)用于滅火及應(yīng)急救援的分析評價過程中。

五、總結(jié)與建議

隨著社會的發(fā)展，消防部隊面臨的滅火和應(yīng)急救援任務(wù)越來越繁重和復(fù)雜，迫切需要提高滅火救援能力，其中提高部隊的災(zāi)情信息獲取、管理和應(yīng)用的能力是首要方法。近年消防部隊信息化工作的深入開展，使一些新的信息技術(shù)有望成為提高災(zāi)情信息獲取應(yīng)用能力的解決方案，對此筆者有如下幾方面的建議:一是探索災(zāi)情信息和信息傳播過程的統(tǒng)一分類方法，將災(zāi)情信息按照內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、時效、載體形式進行分類和編碼，并規(guī)范信息采集、傳遞、應(yīng)用和發(fā)布的流程，形成系統(tǒng)的災(zāi)情信息標(biāo)準(zhǔn)體系，以實現(xiàn)災(zāi)情信息的有序和高效應(yīng)用。二是綜合應(yīng)用探測技術(shù)、智能識別技術(shù)、災(zāi)害模擬技術(shù)等，探索多樣的災(zāi)情信息獲取應(yīng)用方法，擴展信息應(yīng)用范圍;通過對災(zāi)害相關(guān)分析模型和計算方法的研究，加深基本災(zāi)情信息的分析處理，獲得深入的災(zāi)害本質(zhì)信息，擴展信息應(yīng)用的深度。三是全面推進災(zāi)情信息數(shù)字化應(yīng)用，一方面加強信息媒體的數(shù)字化，將聲、光、文字等形式的信號轉(zhuǎn)化為便于通信、存儲和共享的數(shù)字信號，以提高信息通信過程中的可靠程度和保真程度;另一方面加強信息內(nèi)容的數(shù)字化，利用探測、識別和分析方法，以數(shù)字化模型的形式準(zhǔn)確的掌握災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展情況，以實現(xiàn)智能化的應(yīng)用。四是加強災(zāi)情信息綜合平臺的建設(shè)，將預(yù)警、報警、決策等各信息應(yīng)用環(huán)節(jié)中的多源信息集中納入到統(tǒng)一的信息平臺建設(shè)中，有利于滅火救援過程中對災(zāi)情信息的統(tǒng)一管理和多方面應(yīng)用，并可用于信息積累和宏觀的災(zāi)害情況分析。

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