數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案的設(shè)計(jì)和編制

柴文辛

（上海市軌道交通公安消防支隊(duì)司令部，200011，上?！沃砉こ處煟?/p>

0 引言

滅火救援預(yù)案是滅火基礎(chǔ)工作的重要內(nèi)容之一。編制先進(jìn)、科學(xué)、實(shí)用的滅火救援預(yù)案是科學(xué)合理使用滅火救援力量、提高滅火救援成功率、最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的基本保證。因此，探索和形成新的滅火救援預(yù)案制定模式，對于掌握滅火作戰(zhàn)行動(dòng)的主動(dòng)權(quán)，增強(qiáng)“練為戰(zhàn)”思想，全面貫徹《消防法》，以及實(shí)現(xiàn)滅火指揮現(xiàn)代化，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。其客觀必然性主要表現(xiàn)如下。①公安消防部隊(duì)建設(shè)的需要；②客觀形勢發(fā)展的需要；③國內(nèi)外不斷發(fā)生的重特大火災(zāi)以其慘痛的教訓(xùn)給人的啟示；④當(dāng)代科技的發(fā)展為探索和形成新的滅火救援預(yù)案制定模式創(chuàng)造了條件。

目前，消防部隊(duì)主要采用的滅火作戰(zhàn)預(yù)案還處于“平面”和“紙質(zhì)”階段。傳統(tǒng)的滅火作戰(zhàn)預(yù)案是將文本預(yù)案集中收集、匯編，在需要修改或預(yù)案內(nèi)容有變動(dòng)時(shí)，對整個(gè)預(yù)案體系的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行修改，以保證預(yù)案的實(shí)時(shí)性和可操作性。這顯然不利于提高工作效率。再者，就整體意義而言，滅火救援預(yù)案的制定是為火災(zāi)撲救與調(diào)度指揮服務(wù)的?；馂?zāi)撲救與調(diào)度指揮指的是消防部隊(duì)指揮和滅火作戰(zhàn)指揮，其實(shí)質(zhì)是消防指揮員和指揮機(jī)構(gòu)對所屬消防部隊(duì)的滅火作戰(zhàn)準(zhǔn)備與實(shí)施的主觀指導(dǎo)活動(dòng)。它具有對抗性、強(qiáng)制性、動(dòng)態(tài)性、風(fēng)險(xiǎn)性和時(shí)效性等特征?；馂?zāi)撲救指揮難免受消防指揮員個(gè)人能力，特別是感官能力和思維能力的局限，也難免受消防指揮員個(gè)人信念、意志和感情色彩的影響。因此，火災(zāi)撲救與調(diào)度指揮必須通過先進(jìn)技術(shù)，克服人類生理局限，延長和擴(kuò)展人的感知，實(shí)現(xiàn)決策的科學(xué)化，以提高快速反應(yīng)能力。這就要求有先進(jìn)的指揮手段來加以保證。而運(yùn)用數(shù)字化的滅火救援預(yù)案就是為了適應(yīng)這一需要而產(chǎn)生的。

1 制定數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案的必要性

地鐵多數(shù)為地下工程，又是人員集中場所，這兩個(gè)無法回避的特點(diǎn)歷來都是消防工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，尤其在火災(zāi)撲救和事故救援方面。近年來，地鐵火災(zāi)屢見不鮮，且都以其慘痛的教訓(xùn)給世人以深刻警示。因此，如何加強(qiáng)對地鐵火災(zāi)事故滅火救援技術(shù)的研究，提高處置地鐵火災(zāi)事故的能力，是當(dāng)前亟需解決的重要課題之一。

由于地鐵車站多位于地下，與其他滅火對象相比有其特殊性。尤其是在錯(cuò)綜復(fù)雜的地下空間，消防指戰(zhàn)員（除管轄中隊(duì)的）首次到場，容易迷失方向。例如：上海地鐵的人民廣場站是三線換乘車站，擁有多達(dá)19個(gè)出入口；世紀(jì)大道站更是一個(gè)四線換乘車站。由于地鐵換乘車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和人的空間感知局限性，僅依靠紙質(zhì)文本形式的滅火救援預(yù)案是不夠的，需要借助合適的表現(xiàn)形式，借助一定的科學(xué)技術(shù)平臺(tái)，立體式地呈現(xiàn)車站內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以幫助消防人員直觀地了解真實(shí)場景。

2 數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案的編制設(shè)計(jì)

2.1 預(yù)案編制的基本思路

制定數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案，應(yīng)立足于現(xiàn)有兵員結(jié)構(gòu)及消防裝備、滅火救援的處置能力，針對滅火救援各實(shí)戰(zhàn)階段的不同需求與特點(diǎn)，建立預(yù)案結(jié)構(gòu)體系；并綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)字技術(shù)，編制信息量大、查詢方便、反應(yīng)快捷的地鐵滅火救援預(yù)案應(yīng)用軟件，為快速、有序地組織滅火救援的協(xié)同作戰(zhàn)建立輔助決策機(jī)制。因此，數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案的編制應(yīng)考慮以下因素：

1）應(yīng)立足消防總隊(duì)現(xiàn)有的技術(shù)裝備和兵員結(jié)構(gòu)，應(yīng)遵循地鐵（地下建筑）火災(zāi)撲救的客觀規(guī)律。

2）應(yīng)全面反映滅火救援對象的實(shí)戰(zhàn)需求，能幫助或指導(dǎo)解決地鐵滅火救援實(shí)踐活動(dòng)中遇到的各類相關(guān)問題。

3）預(yù)案力求體系合理完整、模塊條目周全、內(nèi)容科學(xué)適用，能涵蓋預(yù)案對象的滅火救援活動(dòng)的整個(gè)過程。

4）充分運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地鐵滅火救援預(yù)案的軟件化。依托相關(guān)技術(shù)支持平臺(tái)，預(yù)案軟件在表現(xiàn)形式上應(yīng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)與靜態(tài)相結(jié)合，文字與音像、圖片、動(dòng)畫相結(jié)合；功能上實(shí)現(xiàn)查詢與輔助決策相結(jié)合。

5）應(yīng)滿足預(yù)案操作簡單、反應(yīng)快捷、兼容性強(qiáng)、維護(hù)管理方便等要求。

6）與現(xiàn)有消防指揮中心的計(jì)算機(jī)調(diào)度指揮系統(tǒng)之間應(yīng)有良好的系統(tǒng)接口。

2.2 預(yù)案的框架結(jié)構(gòu)

為使地鐵滅火救援預(yù)案能更有效地應(yīng)用于滅火救援實(shí)戰(zhàn)，依據(jù)軌道區(qū)域滅火救援客觀要求，從消防部隊(duì)實(shí)際情況出發(fā)，以上述基本思路為出發(fā)點(diǎn)，面向各級消防指揮員和戰(zhàn)斗員、預(yù)案編制對象的消防安全管理人員及滅火救援預(yù)案編制人員，建立如圖1所示具有三角形模塊結(jié)構(gòu)的滅火救援預(yù)案框架。其主要包括預(yù)案編制對象，滅火救援資源，滅火救援行動(dòng)等3個(gè)模塊。

1）預(yù)案編制對象模塊——是預(yù)案框架的基礎(chǔ)資料部分，包括以下主要內(nèi)容：①通過實(shí)地調(diào)研，了解相關(guān)地鐵車站的基本情況。②收集地鐵車站的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性、地理方位、出入口位置、固定消防設(shè)施等方面的具體資料。③確定其他綜合特性，包括與預(yù)案編制相關(guān)的有關(guān)背景情況。

圖1 數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案框架結(jié)構(gòu)

2）滅火救援資源模塊——是預(yù)案框架的裝備及社會(huì)資源部分，包括以下主要內(nèi)容：①確定地鐵滅火救援行動(dòng)中所涉及的相關(guān)資源。根據(jù)預(yù)案編制對象的具體特點(diǎn)，確立在滅火救援過程中所要求的現(xiàn)場處置力量和保障服務(wù)。②實(shí)現(xiàn)應(yīng)用計(jì)算功能。依據(jù)實(shí)際火場情況，通過輸入有關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，可以獲取所需得到的各類數(shù)據(jù)。

3）滅火救援行動(dòng)模塊——是預(yù)案框架的核心環(huán)節(jié)，包括以下主要內(nèi)容：①評估可能發(fā)生的火災(zāi)情況。依據(jù)設(shè)定的火災(zāi)場景，建立火警等級標(biāo)準(zhǔn)，劃分交通管制及警戒區(qū)域等。②明確作戰(zhàn)行動(dòng)的力量分布，包括確定行動(dòng)區(qū)域、區(qū)域面積、功能分區(qū)等。③建立完善的組織指揮機(jī)構(gòu)。應(yīng)明確火場指揮部的組成人員及設(shè)置，組建切實(shí)可行的指揮網(wǎng)絡(luò)圖和通信網(wǎng)絡(luò)圖。④制定詳實(shí)的滅火救援力量調(diào)集方案。應(yīng)依據(jù)地鐵火災(zāi)的具體狀況，分別調(diào)集各個(gè)消防中隊(duì)及其滅火救援裝備。⑤確定不同災(zāi)情狀態(tài)下的滅火救援行動(dòng)方案。以戰(zhàn)斗行動(dòng)全過程為研究對象，從力量組成、任務(wù)與方法、特別警示等方面分別制定地鐵滅火救援過程中各個(gè)階段的行動(dòng)方案。

2.3 預(yù)案編制的步驟

制定地鐵滅火救援預(yù)案，應(yīng)力求揭示地鐵（特別是地下建筑物）火災(zāi)撲救的內(nèi)在規(guī)律，全面反映滅火救援的實(shí)戰(zhàn)要求，并突出針對性和可操作性。編制數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案的基本步驟見圖2。數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案編制基本步驟中涉及的主要環(huán)節(jié)如下：

圖2 數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案編制的基本步驟

1）分析地鐵車站的基本情況及消防資源狀況。在對預(yù)案編制對象基本情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，著重從總體概況、功能分區(qū)、客流量特點(diǎn)、疏散通道、內(nèi)外部消防設(shè)施（火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、消防給水滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等）等方面特別是內(nèi)部消防設(shè)施情況來分析預(yù)案編制對象的消防性能，從而為地鐵車站滅火救援預(yù)案提供客觀、詳細(xì)的基礎(chǔ)資料。具體過程如圖3所示。

圖3 分析預(yù)案編制對象基本情況及消防資源狀況

2）評估地鐵車站的火災(zāi)災(zāi)情。通過綜合分析預(yù)案編制車站的建筑特點(diǎn)、功能分區(qū)、周邊道路交通、目前消防裝備處置能力等情況，設(shè)定可能出現(xiàn)的火災(zāi)場景，進(jìn)而劃分合理的火警等級，同時(shí)也作為預(yù)案與消防調(diào)度指揮中心系統(tǒng)的接口。此外，應(yīng)按照火警等級確定相應(yīng)的交通管制和警戒區(qū)域，以及車輛和人員的集結(jié)地點(diǎn)。針對不同預(yù)案編制車站的特點(diǎn)，可依據(jù)功能分區(qū)、消防設(shè)施性能、現(xiàn)有消防裝備滅火救援能力等因素，劃分適用于采取不同滅火救援手段的滅火救援分區(qū)，為編制模塊化地鐵滅火救援預(yù)案提供技術(shù)基礎(chǔ)。評估過程見圖4所示。

圖4 評估預(yù)案編制對象的火災(zāi)災(zāi)情過程

3）確定并論證處置方案。作為預(yù)案的核心模塊，滅火救援處置方案為快速、有序地組織滅火救援協(xié)同作戰(zhàn)建立了全面保障體系，是組織力量實(shí)施滅火援救活動(dòng)的行動(dòng)依據(jù)。針對每個(gè)滅火分區(qū)，從基本情況、組織指揮、力量調(diào)集、戰(zhàn)斗行動(dòng)、特別警示等5個(gè)方面入手，力求全面反映滅火救援處置活動(dòng)的整體需求。戰(zhàn)斗行動(dòng)子模塊通過已劃分的3個(gè)災(zāi)情狀態(tài)（火災(zāi)初起階段、發(fā)展階段、猛烈階段），分別以處置程序“偵察—進(jìn)攻路線—疏散—救生—供水—通信—照明—滅火—破拆—排煙—收殘”為主線，從力量組成、任務(wù)與方法、警示等3個(gè)方面著手，提出了基于現(xiàn)有消防力量和兵員結(jié)構(gòu)條件下的地鐵滅火救援處置手段。同時(shí)，也為實(shí)戰(zhàn)指揮員明確把握各自的滅火戰(zhàn)斗行動(dòng)提供了快速檢索功能。制定滅火救援處置方案和行動(dòng)預(yù)案的過程見圖5和圖6所示。

圖5 制定地鐵滅火救援處置方案過程

圖6 制定地鐵滅火救援行動(dòng)預(yù)案過程

4）設(shè)計(jì)應(yīng)用計(jì)算程序。為了更有效地控制地鐵車站的復(fù)雜火災(zāi)現(xiàn)場，需根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)際狀況，為滅火救援行動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)集消防處置力量。通過設(shè)計(jì)滅火救援應(yīng)用計(jì)算程序，可以使相應(yīng)預(yù)案具備火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)時(shí)計(jì)算功能，進(jìn)而為高效、合理地利用現(xiàn)有消防資源提供定量決策依據(jù)。滅火救援應(yīng)用計(jì)算一般包括疏散時(shí)間計(jì)算、供水能力計(jì)算、滅火劑量計(jì)算等內(nèi)容。滅火救援應(yīng)用計(jì)算程序設(shè)計(jì)過程如圖7所示。

5）集成滅火救援現(xiàn)場服務(wù)信息。在地鐵滅火救援實(shí)戰(zhàn)過程中，為快速協(xié)調(diào)、調(diào)集社會(huì)處置力量，或利用相關(guān)資源、信息提供輔助決策依據(jù)，應(yīng)通過消防調(diào)度指揮中心的GIS（地理信息系統(tǒng)）集成相關(guān)資源信息。這些資源信息包括：預(yù)案編制車站的內(nèi)部應(yīng)急救援組織，500m范圍內(nèi)交通圖，300m范圍內(nèi)水源圖；已調(diào)用的消防力量、車輛數(shù)及其行駛的公里數(shù)和時(shí)間，可調(diào)用的消防特種車輛及其行駛的公里數(shù)和時(shí)間；裝備、滅火劑的種類及數(shù)量；急救醫(yī)院距離和能提供的床位數(shù)；周邊地區(qū)的專業(yè)搶險(xiǎn)力量，包括供水單位、供電單位、供氣單位；周邊地區(qū)的公安及交巡警力量、特種救援協(xié)作單位等。匯集滅火救援現(xiàn)場服務(wù)信息過程如圖8所示。

圖7 地鐵滅火救援應(yīng)用計(jì)算程序設(shè)計(jì)過程

圖8 匯集滅火救援現(xiàn)場服務(wù)信息過程

6）編制地鐵滅火救援預(yù)案文本。采用文本方式反映全新滅火救援預(yù)案模式，主要包括預(yù)案編制對象的基本情況、災(zāi)情評估、處置方案、應(yīng)用計(jì)算、現(xiàn)場服務(wù)等5個(gè)模塊。各模塊的基本組成應(yīng)能涵蓋整體預(yù)案涉及的相關(guān)內(nèi)容，力求條目周全、內(nèi)容科學(xué)適用，為編制地鐵滅火救援預(yù)案應(yīng)用軟件提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和普及，客觀上為開發(fā)信息量大、查詢方便、反應(yīng)快捷的滅火救援預(yù)案應(yīng)用軟件提供了技術(shù)上的可能。

7）制作應(yīng)用軟件。在實(shí)現(xiàn)地鐵滅火救援預(yù)案軟件化過程中，既要充分運(yùn)用各類先進(jìn)的預(yù)案軟件制作技術(shù)，又應(yīng)注重相應(yīng)技術(shù)的適用性及其推廣意義，使軟件化滅火救援預(yù)案能在以計(jì)算機(jī)為核心的各類載體中得到普遍應(yīng)用，并能適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展?；跀?shù)字化的地鐵預(yù)案軟件編制中，主要依據(jù)面向?qū)ο蠹夹g(shù)的軟件設(shè)計(jì)方法，采用B／S（瀏覽器／服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，使預(yù)案軟件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)與靜態(tài)相結(jié)合，文字與音像、圖片、動(dòng)畫相結(jié)合，查詢與輔助決策相結(jié)合；同時(shí)能滿足預(yù)案操作簡單，反應(yīng)快捷，兼容性強(qiáng)，維護(hù)管理方便等性能要求。

3 結(jié)語

根據(jù)地鐵火災(zāi)事故的特殊性，本文嘗試建立基于數(shù)字化地鐵滅火救援預(yù)案的制定模式。制定數(shù)字化的滅火救援預(yù)案需遵循如下幾項(xiàng)原則：一是要立足于現(xiàn)有人員實(shí)力、技術(shù)和裝備，符合滅火救援的客觀規(guī)律；二是要全面反映編制對象的實(shí)戰(zhàn)需要，能幫助或者指導(dǎo)解決滅火救援實(shí)戰(zhàn)中遇到的各類問題；三是積極與城市軌道交通設(shè)計(jì)研究院等機(jī)構(gòu)合作，依托相關(guān)技術(shù)（如虛擬全景技術(shù)、三維圖像技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等），力求使預(yù)案達(dá)到模擬和再現(xiàn)場景的真實(shí)環(huán)境效果，使消防人員未到現(xiàn)場就有身臨其境的感知。目前，上海市消防局軌道交通支隊(duì)與上海申通集團(tuán)共同制作完成了全市285座車站的一站一預(yù)案，以及20個(gè)停車基地、29座主變電站及其他608座變電站各自的分預(yù)案的制作，從而形成了基本的預(yù)案庫，為進(jìn)一步加強(qiáng)軌道區(qū)域滅火準(zhǔn)備工作，實(shí)現(xiàn)滅火救援指揮現(xiàn)代化提供了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著對數(shù)字化滅火救援預(yù)案編制方法及應(yīng)用技術(shù)的深入研究，數(shù)字化預(yù)案的制定工作將會(huì)得到進(jìn)一步的完善和提高，進(jìn)而為滅火救援工作提供更為科學(xué)、系統(tǒng)的行動(dòng)指南。

［1］韓新.城市火災(zāi)撲救與調(diào)度指揮過程仿真理論研究［D］.上海：同濟(jì)大學(xué)，1999.

［2］葉華平，汪松滋，黃鐘，等.城市軌道交通概論［M］.北京：中國鐵道出版社，2011.

［3］李金文，吳志強(qiáng)，李樹，等.中國消防手冊第十卷（火災(zāi)撲救分冊）［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006.