關(guān)于森林防火滅火裝備新技術(shù)應(yīng)用的思考

田琳

摘要：文章以我國(guó)森林防火滅火裝備使用為研究目標(biāo)，分析了我國(guó)森林防火滅火裝備的發(fā)展變化和未來(lái)林業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，以及當(dāng)前在實(shí)際防火滅火中裝備建設(shè)存在的不足，對(duì)新時(shí)代引用新技術(shù)促進(jìn)防火滅火裝備發(fā)展整合提出了幾點(diǎn)建議，希望能夠?yàn)槲覈?guó)森林防火滅火工作帶來(lái)一些啟示。

關(guān)鍵詞：森林防火滅火;空天地一體化;信息科學(xué)技術(shù);防火林帶

一、我國(guó)森林防火滅火裝備的發(fā)展變化

1948年8月25日，東北行政委員會(huì)決定在合江、龍江、松江、吉林4省組建武裝護(hù)林隊(duì)。1953年5月11日，毛澤東主席、周恩來(lái)總理簽署命令，將全國(guó)各地企業(yè)部門的武裝警衛(wèi)正式改編為經(jīng)濟(jì)警察。據(jù)此精神，東北行政委員會(huì)林業(yè)局下發(fā)文件，將護(hù)林隊(duì)改為護(hù)林警察隊(duì)。主要任務(wù)是護(hù)林防火，保護(hù)森林安全。從此以后，第一代創(chuàng)業(yè)者進(jìn)駐原始林區(qū)，用手中的小鐮刀、“一號(hào)工具”（樺樹條子做的撲火拖把）在巡護(hù)青山中撲救火災(zāi)，開(kāi)始了我國(guó)森林防火滅火的征程。隨著護(hù)林隊(duì)伍的發(fā)展壯大，森林滅火裝備也從建隊(duì)初期的“一人一馬一桿槍”發(fā)展到改革開(kāi)放時(shí)期的以6MF系列風(fēng)機(jī)、531型裝甲車及從芬蘭引進(jìn)的賽速NA-140全道路地形車等各種輕重裝備為主的滅火裝備時(shí)代。直至今日，我們以風(fēng)力滅火機(jī)為主的常規(guī)滅火救援裝備體系，以履帶式森林滅火車為主的特種滅火救援分隊(duì)，以直升機(jī)為主的空中支援力量，為撲救重特大森林火災(zāi)提供了基礎(chǔ)條件。經(jīng)歷了從無(wú)到有、從小型到中大型、從引進(jìn)到定制的發(fā)展過(guò)程。2009年9月，我國(guó)實(shí)施的第一個(gè)由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的全國(guó)性森林防火規(guī)劃《全國(guó)森林防火中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2009—2015年）》出臺(tái)。通過(guò)一期規(guī)劃實(shí)施，森林防火基礎(chǔ)設(shè)施和裝備建設(shè)明顯加快，預(yù)防、撲救、保障三大體系全面加強(qiáng)，隊(duì)伍建設(shè)專業(yè)化、撲救工作科學(xué)化水平明顯提升，森林火災(zāi)綜合防控能力得到加強(qiáng)。截至2015年，我國(guó)建成國(guó)家和省級(jí)森林火險(xiǎn)預(yù)警中心36處、火險(xiǎn)要素監(jiān)測(cè)站3239個(gè)，建成瞭望塔4180座，視頻監(jiān)控系統(tǒng)3233套，形成了預(yù)警響應(yīng)機(jī)制全面建立。組建森林消防專業(yè)隊(duì)伍3264支11.3萬(wàn)人。

在2020年9月22日，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上鄭重宣布：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在“十四五”林業(yè)草原保護(hù)發(fā)展規(guī)劃中提到，到2025年，森林覆蓋率達(dá)到24.1%，森林蓄積量達(dá)到190億立方米。碳達(dá)峰、碳中和為我國(guó)的森林草原建設(shè)提供了重大機(jī)遇、挑戰(zhàn)。

二、當(dāng)前森林防火滅火裝備使用中存在的問(wèn)題

70余年來(lái)，我國(guó)森林消防裝備受制于發(fā)展之初的經(jīng)濟(jì)條件、防火理念，市場(chǎng)現(xiàn)成裝備難以滿足全部需求。森林消防裝備相對(duì)單一、發(fā)展有限，重型裝備、特種車輛、應(yīng)急通信、專用防護(hù)等裝備還達(dá)不到系列化定型、全面化列裝要求。特別是預(yù)警監(jiān)測(cè)和指揮通信技術(shù)缺少創(chuàng)新突破，滅火救援裝備機(jī)械化程度不高、航空裝備較少，個(gè)人防護(hù)裝備缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上影響了森林消防裝備的現(xiàn)代化水平。

（一）防火預(yù)警監(jiān)測(cè)與快速反應(yīng)需求還有較大差距

森林火災(zāi)撲救的原則就是“打早、打小、打了”，快速發(fā)現(xiàn)火情對(duì)預(yù)防火災(zāi)發(fā)展、蔓延至關(guān)重要。當(dāng)前國(guó)際上，美國(guó)、加拿大、俄羅斯等發(fā)達(dá)國(guó)家主要利用衛(wèi)星和航空優(yōu)勢(shì)監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)態(tài)勢(shì)。而我國(guó)現(xiàn)在林火監(jiān)測(cè)的主要手段有衛(wèi)星遙感、瞭望塔瞭望、護(hù)林員巡察和飛機(jī)巡護(hù)相結(jié)合的方式，但它們各有優(yōu)劣。衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)林火，覆蓋面積大，但受自身軌道周期和天氣影響，實(shí)時(shí)性和分辨率欠佳。瞭望塔監(jiān)測(cè)林火的實(shí)時(shí)性最好，但每個(gè)塔的覆蓋范圍有限，若形成網(wǎng)絡(luò)需要大量的人員，而且受地形影響大，有視覺(jué)的盲點(diǎn);地面巡察視線遮擋嚴(yán)重，觀察范圍有限，效率非常低;飛機(jī)巡護(hù)實(shí)時(shí)性和適應(yīng)性都很好，但其使用成本高，難以大規(guī)模、常態(tài)化運(yùn)用，多數(shù)林區(qū)只能在重點(diǎn)防火時(shí)期租用飛機(jī)開(kāi)展巡護(hù)作業(yè)。

（二）指揮通信裝備與現(xiàn)代指揮需求還有技術(shù)障礙

森林火災(zāi)發(fā)生區(qū)域多為艱苦偏遠(yuǎn)林區(qū)，地理環(huán)境惡劣、電力交通基礎(chǔ)設(shè)施匱乏、4G公網(wǎng)覆蓋極低，且隨著救援保障任務(wù)增加，滅火隊(duì)伍高頻次實(shí)施跨省跨區(qū)機(jī)動(dòng)增援，在陌生地域給滅火救援指揮通信保障也帶來(lái)困難。在遂行重特大森林火災(zāi)撲救時(shí)，任務(wù)單位有消防、軍警、地方專業(yè)隊(duì)伍、人民群眾多元力量參加，多方聯(lián)合行動(dòng)，協(xié)同難度也增大。目前，我國(guó)在森林防滅火中的應(yīng)急指揮主要以超短波語(yǔ)音通信為主，數(shù)字短波和北斗為輔，衛(wèi)星電話為補(bǔ)充。超短波通信基本覆蓋大、小興安嶺，長(zhǎng)白山和西南林區(qū)，數(shù)字短波通信覆蓋東北和西南重點(diǎn)林區(qū)部分區(qū)域。這種以屬地為主的多種型號(hào)通信終端在大型火場(chǎng)中易出現(xiàn)指揮鏈路不暢通、多元力量溝通不便捷、攜行裝備集成度低等問(wèn)題，亟須構(gòu)建空地一體、融合高效的指揮通信裝備體系，為實(shí)現(xiàn)多維預(yù)警監(jiān)測(cè)、科學(xué)精準(zhǔn)指揮、協(xié)同戰(zhàn)術(shù)實(shí)施、及時(shí)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)提供基礎(chǔ)支撐。

（三）滅火救援裝備與新時(shí)代技術(shù)發(fā)展不相適應(yīng)

撲救森林火災(zāi)是世界性難題，國(guó)內(nèi)外滅火救援裝備差別較大。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家主要使用專用飛機(jī)和消防車滅火，以水滅火和化學(xué)滅火應(yīng)用廣泛，人火直接對(duì)抗極少，森林滅火救援裝備現(xiàn)代化程度較高。我們雖然現(xiàn)在擁有了大型飛機(jī)、特種裝甲、消防車輛、電子網(wǎng)絡(luò)等各種裝備整合形成的防火滅火裝備體系，形成了各種科學(xué)、適用、快速、高效的戰(zhàn)術(shù)理念，但是，人身安全仍然面臨挑戰(zhàn)。在2019年、2020年四川涼山地區(qū)連續(xù)發(fā)生2起重大人員傷亡事件，社會(huì)影響巨大。由于林區(qū)路網(wǎng)不發(fā)達(dá)、滅火飛機(jī)數(shù)量少，絕大部分森林火災(zāi)只能采取人火直接對(duì)抗的方式實(shí)施撲救，現(xiàn)有裝備機(jī)械化、信息化程度不高，受各種地形滅火手段影響，缺乏應(yīng)對(duì)懸崖火、樹冠火、地下火和高海拔地區(qū)森林火災(zāi)的有效手段，一線滅火人員單兵負(fù)重接近極限。要逐步提高航空滅火、機(jī)械化滅火、化學(xué)滅火裝備比例，推動(dòng)作戰(zhàn)樣式從以人力為主向地空一體滅火轉(zhuǎn)變。

三、新技術(shù)條件下森林防火滅火裝備使用的思考

目前，我國(guó)森林消防裝備生產(chǎn)企業(yè)達(dá)2萬(wàn)多家，舉辦的全國(guó)森林消防裝備展涵蓋滅火機(jī)具、通信裝備、專用車輛、安全防護(hù)等11大類，為我國(guó)森林防火滅火作出了重要貢獻(xiàn)。各級(jí)各類滅火隊(duì)伍總結(jié)歸納的滅火戰(zhàn)法、滅火機(jī)理和勇往直前的戰(zhàn)斗精神，為撲救森林草原火災(zāi)作出了突出貢獻(xiàn)。但森林防火滅火裝備面對(duì)復(fù)雜多變的火場(chǎng)形勢(shì)、面對(duì)“生命至上”救援理念需求、面對(duì)人防物防技防和全民動(dòng)員的方法思維還有差距，成為當(dāng)前制約森林防火滅火效益的突出“短板”。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民進(jìn)山入林觀光旅游、發(fā)展畜牧養(yǎng)殖相比以往更加頻繁;受全球變暖影響，氣候高溫、干旱、大風(fēng)極端天氣更加多發(fā)，森林火險(xiǎn)等級(jí)持續(xù)居高不下，應(yīng)用新技術(shù)提高森林防火滅火能力亟須發(fā)展。

（一）加強(qiáng)信息技術(shù)的支持應(yīng)用

當(dāng)前，我國(guó)有897個(gè)國(guó)家森林公園，地處城市建設(shè)區(qū)，有足夠的信息網(wǎng)絡(luò)支持，人文景物比較集中，生態(tài)、科學(xué)意義重大，可在現(xiàn)階段防火手段的基礎(chǔ)上，在森林公園、防火卡站入口處對(duì)進(jìn)山入林、畜牧養(yǎng)殖、觀光旅游的人群推廣“防火碼”小程序，實(shí)現(xiàn)“全民皆是防火員、人人都是監(jiān)督者”。開(kāi)展宣傳教育、火情報(bào)警、違規(guī)舉報(bào)、緊急求救等，并通過(guò)后臺(tái)大數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢、人流分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、精準(zhǔn)救援等目的，有效防范人為火源發(fā)生。實(shí)現(xiàn)管理全鏈條，火因可追溯。并結(jié)合當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r，特別是易發(fā)雷擊火地區(qū)實(shí)際，推發(fā)氣候預(yù)警功能，提醒人員增強(qiáng)防護(hù)意識(shí)，確保行為安全。在原始林區(qū)、高山林區(qū)執(zhí)行滅火任務(wù)時(shí)，建設(shè)可移動(dòng)“空天地”一體指揮信息架構(gòu)，通過(guò)衛(wèi)星便攜站、浮空平臺(tái)、超短波轉(zhuǎn)信臺(tái)、綜合指揮通信車、單兵定位對(duì)講系統(tǒng)，以背負(fù)、車載、無(wú)人航空器搭載和固定方式部署使用，集成超短波、自組網(wǎng)、LTE專網(wǎng)、北斗、Wi-Fi和公網(wǎng)4G/5G等技術(shù)手段，作為區(qū)域覆蓋接入節(jié)點(diǎn)，形成覆蓋救援任務(wù)地域的“空天地”一體化指揮網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音轉(zhuǎn)信、數(shù)據(jù)中繼、紅外夜視、激光測(cè)距、災(zāi)情信息采集傳輸?shù)裙δ?，?gòu)建數(shù)據(jù)鏈路，確保前指與任務(wù)一線的語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)通聯(lián)。為現(xiàn)地救援時(shí)應(yīng)急、指揮、氣象、保障等部門會(huì)商研判、預(yù)警響應(yīng)、兵力調(diào)度、信息共享、指揮通聯(lián)提供協(xié)同聯(lián)動(dòng)支持。

（二）加強(qiáng)科技裝備的創(chuàng)新支撐

充分運(yùn)用現(xiàn)有的成熟科技裝備技術(shù)，加大無(wú)人機(jī)拓展應(yīng)用，增加多種模塊。通過(guò)掛載各種可見(jiàn)光、多光譜、紅外攝像機(jī)、熱成像等設(shè)備，在瞭望塔之間設(shè)置網(wǎng)格管理，按照預(yù)訂的航跡進(jìn)行巡護(hù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)對(duì)比紅外和可見(jiàn)光圖像識(shí)別火點(diǎn)并及時(shí)發(fā)出警報(bào)，為林火監(jiān)測(cè)提供新的技術(shù)平臺(tái)?？紤]到現(xiàn)有無(wú)人機(jī)野外作業(yè)續(xù)航短、抗干擾差等特點(diǎn)，研發(fā)增強(qiáng)電池儲(chǔ)備和載重能力。進(jìn)一步加掛模塊形成強(qiáng)光照明、藥食運(yùn)輸、電力保障、懸崖滅火噴射等功能模塊衍化，實(shí)現(xiàn)在火情監(jiān)測(cè)中與遙感衛(wèi)星互補(bǔ)，在復(fù)雜地域滅火中與通信保障互換，發(fā)揮靈活機(jī)動(dòng)、點(diǎn)面結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到滅火的最終目的。在現(xiàn)有滅火戰(zhàn)術(shù)體系下，人員徒步向火場(chǎng)一線接近和靠近林火一線戰(zhàn)斗還將長(zhǎng)期存在，單個(gè)戰(zhàn)斗員平均負(fù)重近20kg，使用“人體外骨骼”技術(shù)，幫助一線隊(duì)員實(shí)現(xiàn)減輕負(fù)重，保持體力和戰(zhàn)斗力，增強(qiáng)作戰(zhàn)效率。并在外骨骼器材上加載單兵智能終端，集成北斗二代RNSS模塊，搭載心率、體溫、血壓、藍(lán)牙、通信、位置傳感器，實(shí)時(shí)收集參戰(zhàn)人員的行動(dòng)位置、生理體征等數(shù)據(jù)信息，遇有突發(fā)情況內(nèi)置一鍵報(bào)警功能。使用“智能機(jī)器狗”通過(guò)增強(qiáng)載重支持、地理數(shù)據(jù)服務(wù)、氣體氣象整合、預(yù)警偵察規(guī)避等，提高隊(duì)伍的滅火裝備攜行、信息數(shù)據(jù)支撐、危險(xiǎn)火情預(yù)警等作用。這些設(shè)備與特種車輛、裝甲車、全地形道路車、飛機(jī)等大型裝備結(jié)合火場(chǎng)實(shí)際交替使用，充分實(shí)現(xiàn)人員投送快、安全保障足、拓展使用活的特點(diǎn)。

（三）加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的完善保障

林區(qū)防火公路既是森林防火的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是林火阻隔系統(tǒng)的重要一環(huán)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有林區(qū)等級(jí)道路21萬(wàn)千米，簡(jiǎn)易道路26.3萬(wàn)千米，集材廢棄路7.1萬(wàn)千米，國(guó)有林區(qū)路網(wǎng)密度僅為1.8米/公頃。東北林區(qū)現(xiàn)有防火道路年久失修，路況較差，部分橋梁與涵洞毀壞嚴(yán)重，通行能力不足。缺乏統(tǒng)一的森林火險(xiǎn)預(yù)警平臺(tái)，大面積林區(qū)瞭望塔數(shù)量不足，火情瞭望覆蓋率僅為68.1%，林區(qū)現(xiàn)有防火通訊覆蓋率僅為70%，存在較大通信盲區(qū)?！度珖?guó)森林防火規(guī)劃（2016—2025年）》六大建設(shè)任務(wù)中，已將防火道路納入其中。“十三五”期間，中央累計(jì)投資11.42億元，在東北、內(nèi)蒙古重點(diǎn)國(guó)有林區(qū)建設(shè)防火道路近4000千米，投資建成水源地超過(guò)500處。計(jì)劃“十四五”期間，全國(guó)建設(shè)以水滅火水源地約8000處，航空消防取水水源地約110處。我們可以在國(guó)家推進(jìn)林區(qū)道路網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，同步推進(jìn)防火樹種的種植，擴(kuò)大適宜防火林帶范圍和種類?，F(xiàn)在關(guān)于防火林帶的理論與實(shí)踐更有據(jù)可考，可選擇鄉(xiāng)土樹種，即適應(yīng)性強(qiáng)、樹冠結(jié)構(gòu)緊密、栽培容易、生長(zhǎng)快的樹種。如南方選擇木荷、火力楠、大葉相思、油茶等;風(fēng)景區(qū)可采用冬青、青岡櫟、石櫟等;北方可采用稠李、黑樺、落葉松、椴樹、水曲柳等;灌木樹種有山梅花、刺五加、接骨木等。在路網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，一并進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)設(shè)置，安裝“森林眼”火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將森林防火區(qū)劃分為網(wǎng)絡(luò)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、無(wú)人地區(qū)全覆蓋。實(shí)現(xiàn)“道路+科技+生物”三防防火體系。

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