古建筑群智慧消防救援指揮平臺的建設(shè)管理

王林　周家山

摘要：1994年武當(dāng)山被聯(lián)合國世界文化遺產(chǎn)委員會列入“世界文化遺產(chǎn)名錄”。如何利用現(xiàn)代高科技手段打造智慧消防救授指揮平臺為武當(dāng)山古建筑群保駕護航是武當(dāng)山消防救援大隊研究的主要課題，經(jīng)過持續(xù)研究和不斷改進，武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺在紫霄宮投入使用。

關(guān)鍵詞：武當(dāng)山;古建筑群;智慧消防平臺

中圖分類號：K879 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1001-9138-（2020）01-0069-73 收稿日期：2019-11-20

作者簡介：王林，湖北省武當(dāng)山旅游特區(qū)消防救援大隊工程師。

周家山，湖北省十堰市鄖陽區(qū)城市管理執(zhí)法局工程師。

隨著武當(dāng)山旅游業(yè)的快速發(fā)展，武當(dāng)山古建筑群消防安全環(huán)境日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的技術(shù)方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)境下的需要，為提高古建筑群消防安全的管理能力和防范火災(zāi)水平，武當(dāng)山消防救援大隊經(jīng)過不斷努力以現(xiàn)有消防科技為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前先進消防設(shè)施創(chuàng)新研發(fā)了一套“武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺”。

公元2003年1月19日是湖北省武當(dāng)山特區(qū)刻骨銘心的日子，當(dāng)晚19時武當(dāng)山出租后的遇真宮主殿荷葉殿發(fā)生火災(zāi)事故，導(dǎo)致遇真宮內(nèi)的3間正殿、21間廂房在大火中被燒毀，過火面積160平方米。國家、省、市古建筑專家先后趕到武當(dāng)山對遇真宮古建筑燒毀損失和重建進行評估，恢復(fù)原貌已不可能，專家們對此心痛不已。經(jīng)查明遇真宮出租給當(dāng)武館，學(xué)員因使用電氣線路、照明燈具不規(guī)范，導(dǎo)致電燈烤著周圍易燃物品引發(fā)火災(zāi)。武當(dāng)山遇真宮主殿荷葉殿的火災(zāi)事故被列入2003年中國10大火災(zāi)之一。這一事故敲響了“如何保護好世界文化遺產(chǎn)安全”的警鐘。

1 武當(dāng)山古建筑群

1.1 武當(dāng)山古建筑發(fā)展史

武當(dāng)山古建筑群建設(shè)始建于隋唐年間，大規(guī)模建設(shè)始于明朝時期，有“北建故宮，南建武當(dāng)”之說。武當(dāng)山是歷代皇家道場，歷經(jīng)千百年的風(fēng)雨和戰(zhàn)火，方圓800里武當(dāng)山古建筑群能保留下來的弘足珍貴，作為祖先遺留給子孫的寶貴財富，價值無法估量。武當(dāng)山方圓八百里，最高峰天柱峰海拔1612米，是中國著名的道教名山。明朝永樂皇帝為宣揚“天人合一”“皇權(quán)神授”，不惜動用國家力量，派遣親信大臣，軍工民匠30余萬人，在武當(dāng)山大興土木，歷時12年，在400平方公里的深山老林，懸崖峭壁上建成9宮、9觀、36庵堂、72巖廟等33組宏大的建筑群，總面積20多萬平方米。武當(dāng)山被封為“大岳太和山”，冠于五岳之上，明朝200多年間，武當(dāng)山作為明王朝“祖宗創(chuàng)業(yè)精神之地”的“皇室家廟”，一直受到皇帝的庇護，并一直延續(xù)到清朝中期。

1.2 武當(dāng)山古建筑布局

武當(dāng)山古建筑群分布在以天柱峰為中心的群山之中，總體規(guī)劃嚴密，主次分明，大小有序，布局合理，建筑位置注重環(huán)境選擇，講究山形山脈，聚氣藏風(fēng)，或小巧精致，或深藏山坳，或瀕臨險巖，達到了建筑與自然的高度合諧。

1.3 歷史價值

武當(dāng)山古建筑群是一部中國古代建筑的教科書，具有歷久彌新的吸引力和感染力，武當(dāng)山古建筑群是我國古代勞動人民在建筑史上的偉大創(chuàng)舉，是古代規(guī)劃、設(shè)計、建筑的典范。

2 武當(dāng)山古建筑群消防安全管理的難點

武當(dāng)山古建筑群存在火災(zāi)隱患的特點是古建筑群線長、點多、面廣、分散，且山勢陡峭、交通不便、水源潰乏、可燃物多、火災(zāi)負荷大，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 線路老舊

遇真宮火災(zāi)事故主要是照明燈具烤燃易燃物引起。武當(dāng)山古建筑群的建筑材料主要為條石、青磚、青瓦、木柱等，而木料的使用最為廣泛，門窗、墻板、隔樓、房頂、雕龍畫鳳的裝飾等全是木質(zhì)材料，有些木料經(jīng)過1000多年的歷史已全部干透，遇上星星之火就大有火燒連營的勢頭，而這些古建筑群內(nèi)的照明全靠電線輸電，而電線使用由新線、舊線穿插使用，另外多向插座、電氣設(shè)備、家電、大功率燈具等也充斥在古建筑群中的各個角落。

2.2 房屋密集

武當(dāng)山古建筑群共分六大景區(qū)，現(xiàn)有古建筑群129處，62個文物保護單位，分布在325平方公里范圍內(nèi)。古建筑群體房屋密集，抗御火災(zāi)能力較差。

2.3 線長面廣

武當(dāng)山最高峰天柱峰海拔1612米，從山下特區(qū)漢十公路右側(cè)山門乘車上山至南巖宮有30公里，而從公路盡頭南巖至主峰金殿還需要步行25公里的崎嶇山路，有的路段靠鐵鏈上山，從南巖步行至頂峰線長、面廣，到處都是古建筑群，一旦發(fā)生火災(zāi)只能靠山上人力持械和機泵滅火自救，消防安全保障難度較大。

2.4 缺乏聯(lián)動機制

消防監(jiān)督巡查主要依靠人工巡查，消防警力有限，巡查難度大，效率不高。因為無統(tǒng)一的管理平臺，信息溝通傳輸主要是依靠微信群，數(shù)據(jù)不能互通，業(yè)務(wù)覆蓋面不全，不能滿足現(xiàn)代化的消防監(jiān)督管理。視頻監(jiān)控只作為普通治安監(jiān)控使用，不具備與消防報警進行聯(lián)動和報警現(xiàn)場的視頻復(fù)核的功能。

2.5 沒有統(tǒng)一的監(jiān)管平臺

武當(dāng)山古建筑群各個消防管理處、微型消防站相對獨立，信息不能互通，沒有形成統(tǒng)一的監(jiān)管的預(yù)警平臺。

3 智慧消防平臺的技術(shù)研發(fā)

3.1 選擇紫霄宮建設(shè)平臺

武當(dāng)山紫霄宮位于武當(dāng)山東南的展旗峰下，始建于北宋宣和年間（公元1119-1125年），明永樂十一年（公元1413年）重建，明嘉靖三十一年（公元1552年）擴建，清嘉慶八年至二十五年（公元1803-1820年）大修，是武當(dāng)山八大宮觀中規(guī)模宏大、保存完整的道教建筑之一?，F(xiàn)存有建筑29棟，建筑面積6854平方米。中軸線上為五級階地，由上而下遞建龍虎殿、碑亭、十方堂、紫霄大殿、圣文母殿，兩側(cè)以配房等建筑分隔為三進院落，構(gòu)成一組殿堂樓宇、鱗次櫛比、主次分明的建筑群。宮的中部兩翼為四合院式的道人居所。1982年2月24日，紫霄宮作為皇家廟觀建筑群，被國務(wù)院公布為第二批全國重點文物保護單位。1984年，紫霄宮作為全國重點宗教活動場所對外開放。1994年12月，作為武當(dāng)山古建筑群的一部分被聯(lián)合國教科文組織列入《世界文化遺產(chǎn)名錄》。

3.2 研究課題

主要包括消防設(shè)施運行狀態(tài)監(jiān)控;古建筑內(nèi)部火災(zāi)防控技術(shù);武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺;古建筑管理指揮調(diào)度技術(shù)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)的運用

3.3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

通過無線獨立煙感、溫感、消防水源管理、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、用戶信息傳輸裝置等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對古建筑全面感知，智能研判，實時預(yù)警報警，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實時采集代替人工采集，提升管理效率。

3.3.2無線傳輸技術(shù)

消防物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備必須使用無線傳輸裝置確保消防系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，大部分設(shè)備的傳輸采用NB-IOT、4G、433MHz等無線方式，設(shè)備供電均采用低壓低功耗設(shè)備，以減少隱患。

3.3.3 云計算

武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺，采用云服務(wù)技術(shù)，云服務(wù)具有綠色環(huán)保，安全性高、部署升級便捷等優(yōu)勢。

3.3.4 大數(shù)據(jù)技術(shù)

武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，匯聚消防物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、消防監(jiān)督管理數(shù)據(jù)、戶籍化管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

3.4 技術(shù)路線

技術(shù)路線如下圖所示。

4 消防智慧平臺的建設(shè)

4.1 建設(shè)統(tǒng)一平臺

武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺將應(yīng)急管理各個子系統(tǒng)有機結(jié)合、有效實時聯(lián)動分析，實現(xiàn)人工采集監(jiān)管到物聯(lián)網(wǎng)自動采集監(jiān)管的轉(zhuǎn)型。對潛在隱患和問題可以及早發(fā)現(xiàn)提醒排查;對火災(zāi)事故發(fā)生后的通報疏散進行及時準(zhǔn)確處理;為火災(zāi)發(fā)生后的救災(zāi)、疏散、逃生提供實時技術(shù)支持，減少人員和財產(chǎn)的損失。平臺可以實現(xiàn)移動化辦公，系統(tǒng)支持報警處理任務(wù)APP、微信公眾號、電話、短信等推送方式，及時將消防報警信息的具體情況發(fā)送給指定的人員，如果確認為真實火情，可以通過移動終端APP功能實現(xiàn)一鍵報警將信息上報到119接處警系統(tǒng)。

4.2 建設(shè)消防管理一張圖

武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺建設(shè)統(tǒng)一的電子地圖，景區(qū)森林部分采用衛(wèi)星地圖，古建筑群部分采用三維立體建模，可以將古建筑直觀立體的呈現(xiàn)出來，能實現(xiàn)古建筑的詳細信息，建筑結(jié)構(gòu)、消防重點部位、消防報警設(shè)備、消防資源的具體分布點位，實現(xiàn)一張圖可視化管理。地圖能夠加入收集分類的武當(dāng)山地區(qū)的軌跡、線路、小地名，在電子地圖里面能夠按類型顯示，包括野外線路的難度等級顯示。

4.3 指揮中心建設(shè)

建設(shè)一套完善的應(yīng)急作戰(zhàn)指揮中心，通過大屏幕顯示系統(tǒng)可以實現(xiàn)對整個武當(dāng)山文物古建筑群內(nèi)各個系統(tǒng)所需要顯示的信息進行動態(tài)展示，可隨時對各種采集到的監(jiān)控信號、網(wǎng)絡(luò)信號及各種計算機圖形信息進行任意疊加、漫游、縮放等顯示和分析，能夠直觀、完整、準(zhǔn)確、清晰、靈活地顯示任意有關(guān)來自各方面的信息，便于及時做出判斷和處理，實現(xiàn)實時監(jiān)控和集中指揮、統(tǒng)一管控的目的。

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備報警后能快速定位到具體地理位置，并且能通過三維立體模型查看周邊環(huán)境信息，逃生路線、救援路線的規(guī)劃，可以知道周邊的消防水源、滅火器、微型消防站、消防警力的分布、調(diào)取現(xiàn)場的視頻監(jiān)控實時畫面，與微型消防站聯(lián)動，快速響應(yīng)，迅速組織滅火救援，實現(xiàn)可視化滅火救援。

5 主要技術(shù)指標(biāo)

5.1 “一張圖”管理

通過研發(fā)建設(shè)統(tǒng)一的消防電子地圖，利用信息采集技術(shù)將文物古建筑三維建模、GPS路徑采集的道路情況、水源分布、消防設(shè)施分布、微型消防站分布等信息通過圖層集成到一張地圖上，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備報警后能快速定位到具體地理位置，并且能通過三維立體模型查看周邊環(huán)境信息，逃生路線、救援路線的規(guī)劃，可以知道周邊的消防水源、滅火器、消防微站、消防警力的分布、調(diào)取現(xiàn)場的視頻監(jiān)控實時畫面，與微型消防站聯(lián)動，快速響應(yīng)，迅速組織滅火救援，實現(xiàn)可視化滅火救援。

5.2 高度自動化

可以極大提高古建筑火災(zāi)系統(tǒng)的防控等級，降低對古建筑消防安全的人力投入，同時提高文物保護管理人員的管理水平、監(jiān)管能力、報警速度和救援速度的功能。

5.3 實時監(jiān)測報警

利用煙感、溫感和視頻聯(lián)動技術(shù)可以有效分析、判斷真假火警。

5.4 監(jiān)控消防供水

對消防水池、消火栓進行全面實時監(jiān)控，解決古建筑消防水源監(jiān)控難、監(jiān)管難的問題。

5.5 減少布線難題

在減少布線的同時降低電氣火災(zāi)發(fā)生的概率。

5.6 系統(tǒng)自動定位

具有與GPS/北斗自動定位功能，報警的同時自動定位，減少報警中間環(huán)節(jié)，可以有效提高消防部門的救援速度，一旦發(fā)生火災(zāi)，通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生地周邊救援力量、最佳交通路線的獲取，微型消防站的聯(lián)動。

5.7 有利于監(jiān)督和維護

通過平臺大數(shù)據(jù)分析對消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)進行統(tǒng)一監(jiān)督，督促各消防技術(shù)服務(wù)機構(gòu)規(guī)范化服務(wù)，使社會第三方對消防設(shè)施設(shè)備有效檢測和維護，提升武當(dāng)山文物古建筑群消防設(shè)施完好率，從而提升防火監(jiān)督工作效能。

綜上所述《武當(dāng)山古建筑群智慧消防救援指揮平臺》可對武當(dāng)山古建筑群進行全天候外部和內(nèi)部火災(zāi)防控、人員巡護、人工預(yù)警、智能圖像識別與報警、智能滅火、消防管控系統(tǒng)集中管理和指揮、消防水源監(jiān)控補給、減少電氣火災(zāi)隱患點功能。該系統(tǒng)的投入使用將可以減少消防和相關(guān)單位人員的巡查和核查成本，提高對武當(dāng)山古建筑群消防預(yù)警和應(yīng)急處置的響應(yīng)速度，提高救援效率，降低火災(zāi)突發(fā)事件帶來的經(jīng)濟損失和人員傷亡。利用先進的技術(shù)手段為武當(dāng)山古建筑群保駕護航，具有十分現(xiàn)實的意義和必要性，對全國范圍內(nèi)古建筑群火災(zāi)防控以及救援具有重要意義。