信息化技术在城市隧道火灾扑救中的应用研究?

?张军 张静

摘 要：城市隧道大大改善了交通状况，但是隧道火灾一直威胁人民的生命财产安全，本文通过分析了城市隧道火灾的特点和扑救难点。提出利用数学建模、大数据、5G等现代信息化技术破解隧道火灾难题的思路和措施。

关键词：城市隧道;火灾扑救;信息化技术

随着当代经济社会的发展，我国机动车数量增幅巨大，为缓解交通压力，城市交通隧道的建设如雨后春笋，但是城市隧道内一旦发生火灾，极易造成人员伤亡和财产损失，引起广泛的社会关注。在传统的城市隧道火灾扑救中，消防救援队伍因为对现场信息掌控不够全面及时而导致无法动态管理现场力量，因缺乏支持信息而导致指挥决策单一等诸多问题使得城市隧道火灾的灭火效能始终在低端徘徊。将互联网+、物联网和大数据等先进信息技术运用于隧道火灾扑救中，是提升隧道灭火效能的有效解决方案，亟待开展应用研究。

1 城市隧道火灾事故特点

（1）与普通道路有所区别，城市隧道内是一个较为狭长且封闭的管状空间，当火灾发生时，由于缺少排烟通道和排烟口，城市隧道内发生的火灾类型都是缺氧燃烧，因此大量火灾烟气会聚集在这个相对封闭的管状空间内，且含有高浓度一氧化碳和有毒气体，导致隧道内的氧气含量不断下降。如果不能第一时间进行救援，隧道内被困人员就会有窒息或中毒死亡的危险。

（2）与一般火灾相比，城市隧道火灾破坏性大且人员伤亡机率大。一旦行驶车辆在隧道内发生火灾，其内部的空气压力会在极短时间内急剧升高，很有可能出现轰然的现象。轰然引起的高温高压会沿着这一密闭的隧道膨胀，形成能对人员造成严重伤害的冲击波，再加上隧道内没有可以躲避的掩体，并且在隧道内群众疏散逃生速度慢，多种不利因素综合在一起，使得灭火救援处置的工作难度很大。另外，如果事故车辆为油罐车，发生事故过后车体内的燃油泄漏，具有可燃性的液体向隧道内的其他区域流动，特别是地势较低的下水道和低洼处等，形成大面积火灾。

（3）发生城市隧道火灾后，极易出现交通堵塞的情况。消防救援队伍无法及时到场展开，到场后会因道路狭窄、回旋余地小、周围车辆复杂等原因增加救援工作的强度和难度。隧道拱顶如果长时间过火，会有坍塌的危险，进一步增加救援难度[1]。

2 城市隧道火灾事故扑救难点

（1）近战灭火难。城市隧道内一旦发生火灾，温度上升迅速，产生火灾烟气无法排出，能见度较低，深入隧道内部开展侦察工作需要较长时间来完成，不能第一时间对现场进行先期处置。隧道内部环境较为封闭，产生的烟热积聚不散，难以排出，加之消防装备的使用时间和使用距离有所限制，这就使内攻灭火所要的进攻阵地难以选择。

（2）火场排烟难。公路隧道较为封闭，发生火灾后内部的固定排烟设施无法发挥正常的排烟作用，消防队伍所配备的移动排烟设备对长距离隧道排烟也无法起到显著的作用，况且如果内部有群众被困，盲目使用大功率的排烟设备进行排烟会使隧道内部烟气层紊乱，从而影响疏散人员和解救群众。因此，排烟问题在扑救隧道火灾中显得十分困难。

（3）火情侦察难。隧道内是一个较为狭长且封闭的管状空间，发生火灾时，受到浓烟或电路发生损坏的影响，内部的能见度很低，侦查人员推进侦察工作的开展较为困难，加之温度上升迅速，有的现场起火部位与隧道口距离很远，无疑使侦查工作变得更加困难。

（4）人员疏散难。一般隧道内部发生火灾后内部车辆很难改变行驶方向，如果交通管制不及时，前方车辆无法通行，而后方车辆不断进入隧道内部，极易造成交通拥堵或发生车辆交通事故，人员被困在隧道内部无法逃出，如果有人员被困车中还需要对车辆进行破拆，增加疏散救援的难度。

（5）特殊的建造环境和内部较为封闭的特点使得火场供水成为扑救城市隧道火灾的难点，从多年的扑救經验来分析，送水、运水成为扑救隧道火灾最为突出的难点，隧道发生火灾后无法得到及时的处置，火势蔓延迅速且需要长时间的救援，现场水源无法满足所需的用水量，还需要借助其他的运水、供水方式进行不间断的供水[2]。

3 城市隧道火灾信息化技术的应用

（1）模型建立及计算机模拟技术应用，消防救援队伍要充分的利用计算机模拟技术，推动城市隧道火灾实战化演练工作，改进以前的实战演练中粗犷单一的做法，把城市隧道内可能发生的火灾事故分类整理，联合科研单位建立高标准的数学模型对火灾发生后城市隧道内的烟气流动、温度变化、水源情况和人员被困等客观条件充分细致的研究模拟，以隧道内的火灾的客观条件模拟计算消防救援人员的战斗部署，1）模拟计算投入战斗的人员，主要包括作战人员的岗位、数量、数量、位置和高温有毒环境下的作战时间等;2）模拟计算投入战斗的车辆器材，主要包括出动数量、车辆种类、停靠位置、进攻时间、储水和泡沫液变化和各类器材的使用时间等;3）模拟作战过程，主要包括计算执勤车辆出动时间、到达现场时间，主战队及增援队到场时间、战斗行动展开时间、侦察时间、疏散与救人时间、水泵运行、出水（泡沫）时间，组织供水时间、计算指挥员、战斗员、驾驶员所处位置、时间和承担的任务、利用单位固定消防设施灭火救援时间等;4）模拟作战消耗，模拟计算各项消耗数据，统计出所消耗的装备品种、数量，主要包括战消防车辆数、燃油消耗量、每辆消防车使用消防水带数量长度、水和泡沫的供给量以及其他装备的消耗量;5）模拟突发状况的撤离和兵力调整，主要包括灭火战斗中的突发状况和未知危险因素下发生严重灾害的紧急撤离、灾害控制和重新排兵布阵的模拟计算，例如发生火灾的隧道内有非法改装的运输易燃易爆品车辆而前期报警时故意隐瞒或无人告知等意外情况。实施证明，这种模拟计算最容易被人们忽视，而这类情况也最容易导致较大事故[3]。

消防救援队伍改革后消防救援人员服役时间由原来的最短两年改为最短五年时间，为消防救援人员开展城市隧道火灾灭火演练奠定了时间基础，在进行充分的模拟和计算之后，消防救援人员要在演练中充分熟悉现场环境和隧道内的固定消防设施，做到战略战术思路清晰、对可能发生的灾害和后果心中有数，才能各司其职，打赢真实的隧道火灾攻坚战。

（2）综合信息采集和数据共享，城市隧道内火灾事故发生后应该可以通过现有的平台接入交警、气象、治安、电力等相关的业务单位抽取相关信息，在接警阶段、车辆行驶阶段、现场处置阶段、处置后阶段等四个方面信息采集和供数据支持来辅助指挥决策。

1）接警阶段，在接到报警后者要将事发隧道内及周边的监控和视频调用的权限分配给消防接警部门，接警部门要根据灾害的性质和严重程度启动相应的灾害处置等级，并合理调配力量，及时报告上级并协调交警、公安等相关部门。

2）消防车行驶阶段，事实证明在灾害事故处置中消防救援人员从消防站到达灾害现场途中的时间是非常宝贵的，指挥员要根据接到的警情初步构想战斗部署和计划，经验丰富的战斗员会思考现场的车辆、装备的使用，入职不久的战斗员甚至还要在这极短的时间克服紧张、焦虑的情绪。在这个阶段消防救援队伍要和交警部门联勤联动，避开拥堵，保证消防救援车辆快速正确到达现场;同时要把灾害现场信息包括照片、实时视频等直接发至各级指挥员终端，方便各级指挥人员对现场情况的全面掌握，为指挥员尤其是现场第一指挥员决策提供信息支撑;快速形成力量部署方案，部署方案形成后群发至各参战单位指挥平台或指挥员终端。确保所有参战人员第一时间获取信息、明确职责，高速形成战斗力。

3）现场处置阶段也是整个灭火救援的核心阶段，这个阶段首先要实现辅助指挥决策信息支持，所有参战人员和装备要求携带手环、芯片等信息传输终端将实时信息回传，如隧道内灾害发生部位的实时情况、烟气蔓延情况、危化品危害处置信息、水源信息、参战力量实时状态包括车辆装备、剩余水量、人员装备等等;其次要能实现消防救援人员个体在此时能与现场指挥员进行信息交互;现场指挥员能与指挥中心和各级增援力量的指挥终端进行信息共享，并在必要情况下实现越级指挥的功能。救援人员个体能够发送增援请求，灾害现场有突发情况而无法控制时，救援人员个体可以快速接到撤退命令等。

4）处置后阶段这个阶段要能将灾害处置过程中产生的数据、资料、音视频等信息进行管理，进行总结战评。根据战评对作战预案进行补充修改完善[4]。

4 5G单兵技术和大数据

随着5G单兵图像传输设备逐步普及，在城市隧道火灾中多个战斗员和指挥员实时将灭火救援现场音视频传输至各级指挥中心及移动端指挥平台变得可能，真正的实现指挥调度扁平化和可视化，为消防救援队伍共享整合消防现有视频会议系统、指挥视频系统图像，實施科学研判，精准灭火打下坚实的基础。利用大数据技术一是可以统计城市隧道使用年限、地理位置、车流量、危化品进出、消防设施等等火灾发生的诸多因素，对城市隧道火灾事故进行准确的研判， 准确掌握火灾发生规律;二是有助于提高消防救援队伍数据采集、分析的效率，实现人员、装备、物资等信息的交换和高度共享，全面提升火灾救援的决策能力和指挥能力[5]。

5 结语

先进的科学技术始终作为第一生产力推动着产业变革和历史前进，移动互联网技术、5G技术、物联网技术，正在我们的一些传统行业领域蓬勃发展，不久的将来，这些技术也将在消防领域发挥重大作用，为消防工作跨越发展提供强大的技术支持。

参考文献

[1] 代旭日，朱志祥.公路隧道火灾防控对策研究[J].消防科学与技术，2017（12）：1715-1716.

[2] 高健斌.城市地下隧道灭火救援的对策研究[J].发展与创新，2017（8）：242-243.

[3] 祁祖兴.信息化在消防执勤战斗中的应用探讨[J].消防科学与技术，2019（9）：1300-1301.

[4] 刘传军，任钢.基于移动互联网的山东消防移动指挥系统的设计和实现[J].软件，2014（35）：15-21.

[5] 刘建国.大数据技术在灭火救援中的应用[J].数据库与信息管理，2018（2）：117-119.