疫情期间火灾模拟分析在消防指挥中的应用

刘玉良

摘 要：疫情期间消防工作的任务更重且工作开展难度更大。利用信息技术构建火灾模拟分析系统，通过可视化模拟、精确化预测，为消防力量的合理调度、消防指挥的科学决策提供必要的参考，进一步提高了消防指战员的火灾救援能力，有力的保障了人民群众的生命财产安全。本文首先概述了火灾模拟分析包含的接警空间定位、火灾蔓延分析、火灾损失评估等主要内容，随后介绍了火灾模拟分析系统的框架组成、开发环境和运算流程，最后就该系统在消防指挥中的具体应用，以及今后的发展前景进行了简要总结。

关键词：火灾模拟;消防指挥;损失预测;火灾蔓延分析

中图分类号：TU998 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）02-0188-02

1疫情期间火灾模拟分析的必要性

“新冠”疫情发生后，为了防止病毒传播和疫情扩散，必须要尽可能的减少人员流动和相互接触。在这种情况下，以往定期开展的消防演练活动无法正常开展。但是为了持续增强消防指战员的作战能力，以及提高消防应急指挥水平，消防单位的日常学习和训练工作又不能完全中断。为此，开展“线上”火灾模拟分析就成为了疫情期间消防部门的一项重要工作。近年来，在“智慧消防”发展背景下，GIS技术、AI技术、5G技术等广泛的应用到消防指挥中，这也为火灾模拟分析系统的构建提供了充分的技术支持。消防部门要始终具备忧患意识，熟练运用火灾模拟分析系统，在“新冠”疫情期间也要坚持在信息环境下进行学习和训练，提高消防指挥决策水平，为打赢“新冠”防疫攻坚战贡献自己的一份力量。

2火灾模拟分析的核心内容

2.1 火灾危险性分析

在火灾救援中，分析火灾危险性可以为消防部门合力配备救援力量提供必要的参考。决定火灾危险性高低的因素多种多样，例如现场是否有易燃易爆物质，是否有其他有利于火灾蔓延的因素等。为了更加直观的表示火灾危险程度，在火灾模拟分析中有一个分析模型，可以量化的表示火灾危险数值：

P（RJi）=P（M）×P（FK/M）×P（G）

式中：P（M）为建筑物中有无可燃物的概率;P（FK/M）为可燃物的可燃性对产生火灾影响的概率;P（G）为其它影响因素（各种环境因素）。该式综合反映了结构类型、可燃物存在与否及其可燃性、其它影响因素等一系列因素的综合影响，根据这些因素导致火灾发生的贡献大小，综合计算火灾发生概率的大小。计算机根据最终的模拟数值，对照相关的标准，可以将火灾划分为严重危险、中等危险、轻微危险和无危险四个等级，并在数字地图上用不同的颜色表示，这样就方便消防人员一目了然的掌握火灾现场不同区域的危险性。

2.2接警空间定位

火灾的突发性决定了消防指挥必须具有较强的时效性，才能第一时间赶到火灾现场，开展火灾扑救和人员营救工作。在火灾模拟分析中，接警空间定位可以帮助消防人员快速锁定火灾发生位置，为火灾防控赢得宝贵的时间。在接到报警电话后，如果是固定电话，可以根据固话号码匹配数据库内的号码登记信息，然后将该地址与报警人提供的地址进行核实。如果两者匹配，则自动在数字地图上标记位置。如果是移动电话，则利用GPS、GIS应用平台，获取移动设备的定位信息，并与报警人提供的地址进行匹配，如果匹配成功则完成定位。

2.3 火灾蔓延分析

火灾发生后，每过一秒的时间，火情都会出现极大的变化。特别是对于着火点与消防部门距离较远的情况，相对准确的模拟火灾蔓延和发展趋势，对消防指挥决策有极大的帮助。在火灾模拟分析中，主要利用GIS技术和BIM技术，构建可视化的火灾动态图像，并且随着时间的推进，综合各种环境因素（如风向、湿度、风速等），预测火灾的蔓延趋势。这样一来，消防人员就可以根据模拟结果，掌握未来一段时间内火灾蔓延情况，然后做好消防力量的合理配置。

2.4 火灾损失预测与评估

灾害损失包括直接经济损失、间接经济损失和社会损失。运用火灾损失预测与评估进行投资效益风险分析，从而确定减灾投入的最优决策。另外，火灾损失预测结果，也可以作为划分火灾等级的一项重要指标。为消防人员对火灾现场情况作出合理評估，以及灾后重建工作开展提供了必要的依据。随着火灾模拟分析逐渐成为一种常用的手段，消防部门应注意利用大数据等技术，做好辖区内各类基础资料的获取、整理、更新等工作，这样才能为火灾模拟分析与火灾损失预测提供更加充足的数据支持。

3火灾模拟分析系统的结构组成

3.1系统的主要框架

3.1.1 总控模块

该模块主要提供界面显示和人机交互两个功能。核心设备是一台中央计算机，可以对其他模块提供的火灾模拟信息进行计算，并将二进制的计算结果，转化为可视化的图像。在显示屏上，管理人员可以人工操作并观察到与火灾相关的图像信息，包括着火点的位置、最佳救援路径、火灾蔓延趋势等。通过人机交互界面，管理人员还可以进行制图排版、图层控制等操作。

3.1.2 火灾分析与消防决策模块

该模块可以将所有与火灾相关的信息进行汇总，并进行初步的分析。例如通过接警空间定位，可以选择着火点就近的消防力量，并利用电子地图，规划出最佳的救援线路，为消防指战员实施救援提供支持。该模块的技术支持主要有大数据分析、地理信息系统（GIS）等。

3.1.3 信息管理模块

该模块在整个火灾模拟分析系统中充当了“数据库”的角色。包含的信息类型有：消防机构、医疗机构的位置信息，燃气管网、给水管网的规划图，以及道路交通地图等。在接到火灾报警后，利用火灾分析与消防决策模块确定着火点，然后信息管理模块调用数据库内的各类信息，确定着火点所属的消防辖区，同时将火灾信息分配给最近的消防部门。

3.1.4 消防应急指挥模块

在火灾模拟信息获取与分析的基础上，通过消防应急指挥模块发布指令，做出统一调度。既可以保证在最短时间内完成火灾扑救任务，同时又能够避免消防资源的浪费。

3.2 系统开发环境

火灾模拟分析系统在开发和设计时，应当符合易维护、可扩展、兼容性等原则，并且在实用中，充分考虑系统响应速度、多线程处理能力等需求。根據以上原则和因素，选择符合COM标准的全组件式Super Mapobjects2013进行集成式的二次开发，即以编程软件Visual basic6.0为开发平台，嵌入Super Mapobjects的控件，充分发挥GIS软件在空间数据处理上的优势和可视化编程软件在应用程序开发上的强大功能，进行二者集成的二次开发。采用C/S（client/server）的网络结构和SQL server2010的关系数据库软件。

3.3系统运算流程

在火灾模拟分析系统中，包含了大量的分析模型，例如在火灾蔓延分析中使用到的概率模型，在火灾损失预测中的灰度模型，在最佳路径选择中的优选模型等。利用这些特殊模型的数据分析功能，可以保证火灾模拟分析系统实现高效率的运行。在模拟火灾中，该系统首先会根据接警空间定位，查找到与之匹配的着火点。在合适火灾信息后，以风向、风力、湿度、时间四个参数，进行火势蔓延分析。同时结合人口财产叠加分析，得出相对准确的火灾损失预测。此时，系统会根据已经获得的火灾发生位置、火势蔓延分析等信息，调度消防力量，规划最佳路径。完成火灾救援后，将火灾事故相关信息整理，并存入系统数据库中。

4火灾模拟分析在消防指挥中的应用

4.1 基于火灾模拟分析的消防指挥决策流程

在火灾扑救中，消防指挥决策的重要性不言而喻。科学的指挥决策，无论是合理配置消防资源还是最大程度上减少财产损失，均发挥了积极作用。火灾模拟分析作为一种有效手段，可以帮助消防人员尽可能全面的了解与火灾有关的各类信息，进而利用专业知识、工作经验，在最短时间内做出最优决策，基于火灾模拟分析系统的消防指挥决策。

4.2 基于火灾模拟分析的消防指挥工作开展

从火灾发生后，消防部门在接到报警、决策部署、赶往现场这三个过程中，现场火势一直处于动态发展状态。如果不能科学配备消防资源，很有可能因为救援力量不足，错过了灭火的最佳时机，进而造成更大的损失。利用火灾模拟分析，可以对火灾发展态势、火势蔓延情况进行分析，方便消防部门做出科学的指挥决策。例如，根据火势蔓延分析，判断火灾可能会导致危险化学品的泄露。根据这一分析结果，消防人员除了要完成灭火任务外，还要做好火灾现场危险化学品的安全处理，有助于最大程度的减少损失。火灾模拟分析系统还具有火灾事故留存归档的功能，消防人员可以通过查询历史档案的方式，从中汲取消防指挥决策的经验、教训，不断提高消防部门的作战力量。

5火灾模拟分析的发展前景

在“智慧消防”发展背景下，将大数据、物联网等技术应用到消防救援和指挥决策中，成为信息时代下消防部门提高自身救援工作能力的一种有效手段。现阶段火灾模拟分析系统已经得到了广泛运用，并且成为广大消防员进行灭火救灾演练、提高应急决策水平的重要途径。今后火灾模拟分析技术将会日益成熟，特别是随着5G技术、AI技术的成熟，无论是火灾模拟分析的时效性，还是分析结果的可信度等方面，都会得到进一步的提升。另外，以“智慧城市”建设为契机，消防部门还可以与市政管网、交通管理、城市气象等相关部门进行密切合作，获取风向风力、道路状况等因素，通过将火灾蔓延数学模型与GIS、GPS等相结合，实现了火灾动态蔓延的计算机模拟，并以此为基础进行火灾损失的预测与评估。

6结语

火灾模拟分析系统是一款集接警空间定位、最佳路径选择、消防力量调度等多项功能于一体的线上软件，本系统的目标是建立一套应用系统查询和管理城市基础设施信息，将火灾模拟分析与消防应急指挥有机结合起来，提供消防业务上的数据处理、接警确认、模拟分析、指挥调度以及控制显示等功能。从实际应用效果来看，该系统能够利用有限的火灾信息，进行深入分析并得出准确预测，为消防指挥决策提供了有价值的参考，无论是节约消防资源还是提高火灾救援能力，均发挥了显著的效果，具有推广使用价值。

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