信息技术助力森林消防管理系统——来自法国南部的案例研究

作者简介

Yves Dumond,LISTIC, University of Savoie Mont Blanc, Le Bourget-du-Lac, France

摘 要

2003年,作者所在的研究机构与法国南部数省的消防部门共同合作,将信息技术应用到森林火灾治理当中。这篇文章是对该项目的一次全面回顾。由于文章聚焦于森林消防中的基础设施和消防设备,以及移动指挥中心的角色和功能,因此“战术态势”(tactical situation)和“移动设备工具板”(mobile means board)是作者分析消防工作管理的核心概念。“战术态势”是指对于火情的整体描述和把握,而“移动工具板”的功能则是对于参与消防作业的各类资源的周期管理。更好地实现对于“战术态势”的准确把握和对于消防物资的精准跟踪和部署,是作者团队开发的软件模块的主要目的。作者团队开发的软件模块,很好地融合了地理信息系统(GIS)的各种功能和特点,并与现有的消防作业流程完美融合,让消防部门通过简单的操作就能实现对森林火灾的应急抢险。不过,由于各国在森林消防管理模式方面存在差异,该软件系统在其他国家的使用需要相应的调整。

研究背景

有关森林消防的研究一般可以分为四个层面:风险估测(risk assessment),火灾监测和预警(fire detection and observation),火情建模和预测(Fire modelling and simulation)和消防管理(firefighting management)。尽管以上领域已有大量学术探讨,但很多方法并没有推动消防技术的创新和进步,这是因为学术上对于森林消防的创见往往脱离了实践经验,难以获得消防部门从业人员的认可。而现有的消防管理的进步虽然在很大程度上削弱了森林火灾的危害,但在具体操作层面却依然存在较大问题,例如,如何更有效地调配消防作业的人力和物质资源。大型的森林火灾往往需要进行大型的消防资源部署,大型的消防资源部署往往会对消防部门提出技术性的挑战。因此,一方面,要善于利用和把握新技术的发展成果,另一方面,新技术的应用必须纳入到原有的消防应急管理的框架内。基于这双重目的,作者所在团队与南法数省的消防部门合作,共同开发了一款软件系统,通过数字化管理手段,一方面实现了对森林火情的更精准把握,另一方面提升了移动消防设备的部署效率,从而更大程度上地提升了该地区的森林消防能力。

现有消防作业系统

法国的森林消防系统整体上是干涉主义(interventionist)的。一般而言,在具体的森林火灾应急中出动的一整套消防作业系统,有以下组成部分:

移动指挥中心主要依赖两种技术手段实现对森林消防作业的决策和部署:

目前两种技术手段的操作主要是依赖人工操作和记录(Manual intervention management),这种方法尽管简单易行,却也有诸多缺点:人工估测导致数据不准确,无法与区域消防中心做到实时信息交流,设备间难以协调等,限制了消防力量的效果最大化。

数字化管理

在不调整现有的消防作业系统的情况下,作者所在团队通过软件开发,将TS分析和移动设备的周期管理两种技术手段由人工操作改变为数字化管理。设备需求只发生在消防指挥中心层面,在作业管理单元(intervention management unit)配置两台带有大屏幕和打印设备的便携式电脑,一台执行TS 分析任务,一台对应移动消防设备的管理。计划单元(planning unit)配备一台便携式电脑和摄像头和打印机,一是为了预测火情发展态势(forecasting tasks),二是用来运行火情评估程序(simulation programs)。指挥中心的电脑和设备与消防区域中心则依靠区域网实现实时信息共享。

图1:TS 数字化管理模块界面

TS模块的屏幕中央显示了整个消防区域,下端的菜单可以在13种地图模式中进行切换。屏幕上方的菜单则可以实现地理要素的添加,如火势扩散和区域分类(Sinistres菜单),移动消防设备(Moyens Mobiles菜单),消防措施(Actions菜单),消防固定设施(Moyens Fixed菜单),并且还能够对移动消防设备的状态进行实时跟踪。除了Annotations菜单能够提供额外的数据扩展,还具备了包括指南针,3-D视图和距离测算等地理信息系统的一般功能。

图2:移动设备周期管理模块界面

移动设备周期管理模块(Life cycle of the mobile means):最上面一行的标签对应了移动消防设备应用周期的不同阶段,出现在每一列的小矩形代表一个消防设备单位。如 ,若一矩形出现在“Moyens Demandes”一列下,则代表森林消防前线给区域消防中心发来了对该设备的支援请求,若该矩形移动至“Moyens Accords”一列下,则表明该请求已经被区域中心批准。“Prevs Pt Transit”则是对于该设备到达指定时间将花费时间的预测,一旦到达指定位置,代表该单位的矩形格子则会移动到“Moyens au point de transit”一栏中。若要查看火灾区域的三大区域的设备部署状况,则只需分别查看Flanc Gauche(右翼),Tete(头部),Flanc Droit(左翼),CMD et Soutien(指挥中心)三列下的矩形格子分布状况。“Desengages”一列下出现的格子代表已经退出任务的消防设备。此外, TS管理模块和移动设备周期管理模块的同步依靠共用的数据库的来实现。

由此,通过数字化的软件方式替代了在火灾情势预测和消防设备部署的人工管理,精准化的信息获取为实现更加高效精准的森林消防决策和部署,从而为及时有效地防止火势扩散,扑灭森林火灾,减少社会经济损失打下了良好的基础。由于该软件是基于现有的消防操作模式开发的,非常符合消防员已有的消防经验。软件的操作界面也非常简单,仅需几天的训练便能使多数消防员掌握该软件的操作方法。从成本而言,软件和电脑设备的投入相比其他重型消防设备(消防车、直升机等)是相当低的。综上,该数字化方案不失为消防部门一种合适的替代性选择。

其他应用

该系统可以广泛适用于其他领域:如洪水,雪崩,滑坡等地理灾害,城区和工业区的人为事故,体育竞技、政治峰会或者大型文化盛会中的应急预案的执行等。

参考文献

Yves Dumond (2015). From forest firefighting doctrines to digital battlefield: a case study. Disaster Prevention and Management, Vol.24 No.3, pp. 320- 337.

文案 | 柯俊俊

责编 | 水木年华

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转载需注明转自“风险灾害危机多学科研究”订阅号

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