基于云森防火的災(zāi)情管理系統(tǒng)研究

鄭 可，劉芳芳，丁明宇

（青島黃海學(xué)院，山東 青島 266427）

多個國家借助森林防火信息科學(xué)技術(shù)對林業(yè)實現(xiàn)了系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化、專業(yè)化管理。早在1988年，國務(wù)院出臺實施的《森林防火條例》中，就明確要求國家積極推動森林防火，科學(xué)研究擴展并應(yīng)用先進科學(xué)技術(shù)的明文規(guī)定。

1 森林防火新型技術(shù)應(yīng)用背景

我國發(fā)展林業(yè)的基礎(chǔ)是森林，而我國的森林覆蓋率遠遠低于世界平均水平的72%，我們要保護好我們僅有的森林資源，同時，我國面臨著森林火災(zāi)頻發(fā)的風(fēng)險，傳統(tǒng)性的滅火形式和手段早已遠遠無法滿足要求。故此我們要進一步的利用5G信息科技以及各種各樣創(chuàng)新型手段，來進一步去提高森林防火工作的科技技術(shù)水準，讓森林防火管理工作實現(xiàn)智能數(shù)字化發(fā)展。森林是現(xiàn)代人類及動物生存的物質(zhì)根基，森林火災(zāi)事故會損害森林植被，給林區(qū)的廣大群眾人民的生活帶來困擾，我們應(yīng)該及時學(xué)習(xí)防火知識，利用高科技技術(shù)阻止控制此類災(zāi)害發(fā)生不錯過最佳救援機會。總體而言，我國在社會和經(jīng)濟方面的不斷發(fā)展和日益提升，造成生態(tài)環(huán)境保護問題愈加艱巨，我們要做好森林資源保護工作，采取科學(xué)合理的技術(shù)方法，建立相應(yīng)的應(yīng)用軟件，對林業(yè)資源進行保護，從而保證森林資源的高效利用，做好森林防護工作，降低森林火災(zāi)發(fā)生頻率。

2 森林防火國內(nèi)現(xiàn)狀

政府十分重視森林資源的保護與發(fā)展，我國土地沃野千里，各個地區(qū)有著不同的林業(yè)資源，而林業(yè)的發(fā)展在整個社會發(fā)展中扮演著重要的角色，森林防火任務(wù)艱巨。隨著科學(xué)經(jīng)濟和社會的高速發(fā)展，我國在防火技術(shù)上的研究有所進步，但火災(zāi)仍然時常發(fā)生，森林防火是防火工作和林業(yè)資源防護的重點工作，其防火措施要隨著科學(xué)技術(shù)的進步不斷更新，從而加強森林火災(zāi)的對應(yīng)政策，以減少森林火災(zāi)造成的林業(yè)資源的嚴重浪費和人員財產(chǎn)傷亡。森林防火是保護自然資源的必要方式，據(jù)應(yīng)急管理部統(tǒng)計，我國森林火災(zāi)自然災(zāi)害發(fā)生的數(shù)量從2010年的7723起下落至2020年的1153起，同時，2021年前9個月全國總共發(fā)生森林自然火災(zāi)527起，其中有15人死亡。當森林重大火災(zāi)事故發(fā)生時，林地及其所生長的森林有機體會遭受到規(guī)模宏大且隨機性眾多的破壞，廣大群眾百姓的財務(wù)和產(chǎn)業(yè)會遭到威脅，甚至造成眾多物品失去修復(fù)和使用的價值，這就需要科學(xué)利用各種位于當代科學(xué)技術(shù)前沿，并且具有知識密集型特點的新興科學(xué)技術(shù)來保護林地及其所生長的森林有機體，防止森林火災(zāi)事故的發(fā)生。

目前，我國學(xué)者主要提出以下幾個方面建議。一是測量森林火災(zāi)的強度、信號值等信息的檢測方面，在森林防火中，要將對森林火災(zāi)的密切察看和管理放在第一位，從火災(zāi)的起源上徹底防止和消滅森林火災(zāi)的發(fā)生和出現(xiàn)。通過在林區(qū)建立瞭望塔、建設(shè)監(jiān)控設(shè)施等措施來實現(xiàn)對森林區(qū)域內(nèi)的實時監(jiān)控，在遠程監(jiān)控方面可以利用衛(wèi)星、GIS以及智能圖像處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)來構(gòu)建森林火災(zāi)遠程監(jiān)控系統(tǒng)。在森林區(qū)域內(nèi)實時監(jiān)控的缺點是觀測范圍有限，監(jiān)控范圍小，利用衛(wèi)星實施遠程監(jiān)控的缺點是監(jiān)測火災(zāi)不夠細致，部分學(xué)者認為需將森林內(nèi)的實時監(jiān)控與衛(wèi)星遠程監(jiān)控相結(jié)合，才能及時發(fā)現(xiàn)火情，從而對火災(zāi)的發(fā)展和控制做出相應(yīng)的判斷。二是整個林場的構(gòu)建和規(guī)劃也對森林火災(zāi)的產(chǎn)生和發(fā)展發(fā)揮著關(guān)鍵作用，表現(xiàn)為設(shè)置防火隔離帶，在森林與森林之間設(shè)置空曠地帶，將森林整體規(guī)劃為幾個模塊，防止森林火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)大范圍蔓延，從而搶救不及時，導(dǎo)致大面積的林業(yè)資源遭到破壞。同時，在森林空曠處進行植樹造林工作，高密度的樹木可以涵養(yǎng)水源，增加空氣濕度也可以減慢風(fēng)速，對風(fēng)的流動有阻擋作用，在火災(zāi)發(fā)生時可以有效阻擋風(fēng)流，減少火災(zāi)因風(fēng)勢造成的大范圍蔓延，為火災(zāi)的救援爭取寶貴的時間。三是要建立完善的管理和滅火機制，加強森林管理單位和施工單位的監(jiān)督管理，對林業(yè)管理人員確定明確的工作職責(zé)，對森林的管理樹立明確的保護管理制度，制定面對突發(fā)狀況相應(yīng)的應(yīng)急措施，提高林業(yè)單位的工作辦事效率。四是防火知識的宣傳，為了能做到森林防火效率和質(zhì)量的鞏固與提升，森林防火知識的宣傳也是重要因素，防火知識是提高林業(yè)人員和居民防火意識的基礎(chǔ)，為促進人民防范意識，必須充分做到防火知識的宣傳。常見的防火宣傳如在山區(qū)森林間設(shè)立提醒標志，林業(yè)和消防人員對人民進行防火知識的教育宣傳，以及借助智能移動設(shè)備，在短視頻、公眾號上進行森林防火知識的宣傳和普及等措施。

3 森林防火存在的問題

3.1 森林火災(zāi)預(yù)警預(yù)報機制不完善

首先，表現(xiàn)在監(jiān)管系統(tǒng)建立存在缺陷，森林整體面積廣闊，對整體森林監(jiān)測無法細致入微，火災(zāi)發(fā)生時，監(jiān)測不到，發(fā)現(xiàn)火情時已經(jīng)造成較大林業(yè)資源的損失。除此之外，森林自然環(huán)境錯綜復(fù)雜，監(jiān)測數(shù)據(jù)的電子元件設(shè)施設(shè)備在森林中輕易受到森林環(huán)境的影響，從而造成裝置的生銹腐朽老化損壞等關(guān)鍵性問題。其次，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展壯大，絕大部分監(jiān)測分析數(shù)據(jù)設(shè)備需要進行更新?lián)Q代，林業(yè)管理人員也未能在第一時間掌握科學(xué)技術(shù)容易導(dǎo)致在森林防火工作中工作效率低下，監(jiān)管設(shè)施缺失。設(shè)備的老化和線路的疏松很容易引發(fā)火災(zāi)，這就導(dǎo)致森林防控監(jiān)管設(shè)備不僅沒有起到防控預(yù)警的作用，反而會引起一場火災(zāi)，安全隱患極大，為森林資源的防護工作反而帶來更多困難。

3.2 火災(zāi)情況信息獲取慢，滅火效率低下

森林火災(zāi)發(fā)生時，火勢大小受天氣、溫度、可燃物等因素影響，其蔓延方向受到熱對流、熱傳導(dǎo)、熱輻射以及地形地勢的影響，火災(zāi)整體發(fā)展影響因素多，火勢大小變化速度快，人們面對變化多樣的火情無法第一時間獲得變化信息，從而錯過最佳搶救時間，造成大規(guī)模經(jīng)濟財產(chǎn)損失和人員傷亡?；馂?zāi)發(fā)生時，消防人員缺少滅火水源，和火勢整體強弱和蔓延方向，缺少火災(zāi)信息的獲取，造成人員傷亡和林業(yè)資源的損失。

3.3 森林防火意識的普及還不夠高

在我國林業(yè)發(fā)展中，對森林火災(zāi)這一方面普及程度還不夠高，對于森林防火意識的培養(yǎng)和提高，僅局限于林業(yè)人員和消防人員，普通群眾難以獲取森林防火方面的知識，其森林防火觀念意識也有待進一步提高，切實強化森林防火的責(zé)任意識是林業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。現(xiàn)階段，防火宣傳的不到位，防火意識的大面積缺失，必將影響以后森林業(yè)的發(fā)展和保護。

4 建議和解決方法

4.1 建立數(shù)字化防控監(jiān)管以及信息傳輸系統(tǒng)等成熟性預(yù)警機制

在當前北斗衛(wèi)星逐漸成熟的大環(huán)境下，信息的傳輸變得逐漸多元化和快捷化，要建立數(shù)字化防控監(jiān)管以及信息傳輸系統(tǒng)，利用手機智能應(yīng)用，解決森林防火存在的問題，我國植被分布不均勻，對于火災(zāi)的防控也只是在某些地區(qū)制度完善。森林防火重災(zāi)區(qū)應(yīng)該建立基于大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)字監(jiān)控技術(shù)的防控監(jiān)管系統(tǒng)，支持云森防火系統(tǒng)建立，通過建立云森防火軟件系統(tǒng)將硬件終端串聯(lián)，提高防火系統(tǒng)軟件分析及綜合評判能力。云森防火App基站以某一固定范圍對林區(qū)不同位置進行掃描處理，從而在后臺進行信息整理，傳達至此App，達到離線的效果，不受網(wǎng)絡(luò)延遲，及時發(fā)現(xiàn)火情，App門檻低，使用便捷，可由需要監(jiān)控的當?shù)貦C關(guān)進行使用，加強地方的防火工作，提升了區(qū)域防火的準確性，加大了森林防火的監(jiān)控管理范圍。

4.2 未雨綢繆，建設(shè)基于點—線—面的智能防火網(wǎng)

建設(shè)“云森防火—智網(wǎng)云”聯(lián)測溫系統(tǒng)及應(yīng)用程序，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將重點火情發(fā)生地區(qū)的水源、消防栓、滅火器等消防設(shè)備進行互聯(lián)，并在該系統(tǒng)終端中進行基于地理信息系統(tǒng)的位置及功能顯示。該系統(tǒng)有兩大功能：一是可以幫助防火重點區(qū)域政府有關(guān)部門進行防火重點區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃及建設(shè)，同時，及時反應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施的使用及維修情況，保證正常使用同時避免設(shè)施的重復(fù)建設(shè)。二是可以在火情發(fā)生后及時調(diào)度資源，同時，配合地區(qū)已經(jīng)建成的防火傳感設(shè)施進行精確的、可視化的火情顯示，精準的監(jiān)測小范圍且易忽略的地區(qū)，給出火災(zāi)地區(qū)居民提供撤離路線和附近可以調(diào)動的滅火資源，使此地區(qū)更容易及時發(fā)現(xiàn)并控制火情，從而降低此災(zāi)害帶來的種種損失。隨著該系統(tǒng)的長期使用，防火設(shè)施的布局及使用情況將趨于合理，防患于未然。

森林火災(zāi)的發(fā)生不只給我們生態(tài)環(huán)境帶來危害，也給我們?nèi)嗣褙敭a(chǎn)安全帶來威脅。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，地方消防部門可以建立無人機定期監(jiān)控體系，在現(xiàn)有消防隊伍基礎(chǔ)上加強無人機技術(shù)使用培訓(xùn)，設(shè)置監(jiān)控日程，分配監(jiān)控職責(zé)，明確監(jiān)控責(zé)任。在重點防火區(qū)及時節(jié)利用無人機結(jié)合森林攝像機進行森林火災(zāi)的監(jiān)測，也可以利用現(xiàn)代攝影測量技術(shù)進行火災(zāi)自動識別，切實地實現(xiàn)森林防火系統(tǒng)的完善。

4.3 建設(shè)云端共享、萬物互聯(lián)的報警聯(lián)動系統(tǒng)

開發(fā)新式傳感設(shè)施，進行重點防火地區(qū)的防火基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，配合新型風(fēng)能、太陽能等技術(shù)持續(xù)給智能終端進行充電，解決電力供給不足現(xiàn)狀。建設(shè)傳感設(shè)備多點聯(lián)動的精準化報警系統(tǒng)，提高判斷火情的準確性，提高火情報警的及時性，利用大數(shù)據(jù)和云端數(shù)據(jù)技術(shù)，收集重點防火區(qū)域的日常監(jiān)控，分析火情發(fā)生概率及加強對森林的日常維護。同時該系統(tǒng)介入到地方消防局的報警系統(tǒng)中，及時判斷調(diào)度最優(yōu)出警地區(qū)，分析出警規(guī)模，來快速阻止火災(zāi)進一步擴大。還能夠充分借助無縫融合的智能化圖像處理關(guān)鍵技術(shù)、面向?qū)ο蟮?D、北斗核心技術(shù)、大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)等創(chuàng)新型科學(xué)技術(shù)，融合農(nóng)林生態(tài)建設(shè)管理的專業(yè)理論的知識和林業(yè)防火的實踐經(jīng)驗，充分借助云森防火App構(gòu)建起森林智能監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急指揮管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對森林火災(zāi)信息進行全面、準確、細致的監(jiān)測。也可以結(jié)合三維視頻融合2D和3D無縫融合等技術(shù)優(yōu)勢，在北斗監(jiān)控系統(tǒng)中，對于海量的數(shù)據(jù)交通流量數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)等進行多樣化來傳回云端，并且可以設(shè)定時間間隔，自動發(fā)送在特定地點特定時間將有效數(shù)據(jù)傳回云端。當森林火災(zāi)發(fā)生時，利用傳統(tǒng)方式如建立隔離帶的方法先將森林火災(zāi)穩(wěn)定控制住，配合大型的滅火飛機以及消防車、渦噴型水霧、水泡等大型滅火裝備來進行火災(zāi)的救援。此外，通過森林防火App軟件科技手段來提前預(yù)判風(fēng)向，火勢蔓延方向和強度，指導(dǎo)隔離帶的精準建立和規(guī)劃滅火人員的撤退方向，讓火災(zāi)周圍的人民群眾第一時間內(nèi)獲取火災(zāi)蔓延信息，減少火災(zāi)對人民群眾財產(chǎn)的損害和林業(yè)資源的喪失，不管是對人民群眾的財產(chǎn)保護還是消防人員對火災(zāi)的判斷都能發(fā)揮出重要的作用。

4.4 充分發(fā)揮云森防火App的宣傳功能，堅決做到以防為主

利用手機智能應(yīng)用云森防火，還能夠獲取森林消防安全的基本知識，增加森林防火知識的宣傳。在應(yīng)用中可以收聽和收看防火的音頻視頻，閱讀森林防火相關(guān)的學(xué)術(shù)論文以及報刊，也可以與親朋好友一起學(xué)習(xí)，真正做到宣傳到戶，強化人民防火防護意識，激勵林業(yè)人員積極進取工作，為森林的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。同時加大新興技術(shù)研發(fā)，加強軟硬件配合程度，持續(xù)開發(fā)新型滅火技術(shù)與固定滅火系統(tǒng)相結(jié)合并應(yīng)用在不同環(huán)境下，不斷提高建筑的火災(zāi)防護水平。善于利用現(xiàn)如今流行的抖音、今日頭條等手段進行防火知識及政策宣傳，利用網(wǎng)紅的影響力進行森林防火的意識認同培養(yǎng)，建立官方森林防火短視頻賬號，普及防火知識，警示火災(zāi)危害，加強民眾的生態(tài)保護意識培養(yǎng)，保護祖國的綠水青山。

國家要培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才，利用專利技術(shù)，配合林業(yè)局管理的相關(guān)規(guī)定，建立對應(yīng)的林業(yè)移動應(yīng)用軟件，并制定相關(guān)的防火經(jīng)驗知識以及防火快速通道，從而更快更便捷地建立起新的森林防火體系。將功能整合于手機應(yīng)用軟件中，可以在應(yīng)用中發(fā)布些森林防火知識，讓大眾認識到森林火災(zāi)的嚴肅性和危害性，使人民群眾對森林火災(zāi)的認識和了解以及國家在森林建設(shè)的整體布局規(guī)劃進一步了解。不僅加大了森林防火的宣傳力度，完善森林火災(zāi)防火體系的整體建設(shè)，使森林防火宣傳工作難度大幅降低，而且還做到了當森林火災(zāi)真正來臨時，人民群眾可以在第一時間了解到關(guān)于森林火災(zāi)的各類信息，對撤離路線的規(guī)劃，火勢蔓延的方向，甚至對火災(zāi)情況的傳達起到指導(dǎo)的關(guān)鍵作用，對國家林業(yè)的發(fā)展促進以及森林資源的保護能起到關(guān)鍵作用。

4.5 建立常態(tài)化森林防火機制

扎實做好森林常態(tài)化防火工作，需做到以下幾點。一是要加強對于森林防火的宣傳和教育，要努力克服僥幸的心理，不可松懈對于森林火災(zāi)的重視，各級機關(guān)要加大對森林火災(zāi)案件出現(xiàn)的排查以及警示。二是要堅持預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生，如若火災(zāi)發(fā)生要積極地去消滅火災(zāi)，我們要做到防滅相結(jié)合，強化責(zé)任管理，讓人們知道森林防火的重要性，和有關(guān)部門相協(xié)調(diào)，落實好森林火災(zāi)的防滅工作。努力提高全面防滅火的各項綜合能力，將森林火災(zāi)火情努力控制在可控范圍之內(nèi)，最大能力和限度的去減少火災(zāi)發(fā)生和損失。三是要監(jiān)管好野外火源，杜絕一切火源進入森林，引起森林火災(zāi)，建立好森林火災(zāi)的隔離帶，讓一切火源遠離森林，相關(guān)部門要持續(xù)對于各項野外用火的治理及火災(zāi)排查力度的管控，以之來降低森林火災(zāi)事故的出現(xiàn)頻率。四是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，需要建立新型監(jiān)測管理方式，通過各種手段、各種高新技術(shù)，嚴格的監(jiān)測火情，也可以集中消防來集中滅火，提升消防隊員的生存能力及生存技巧，對于森林火災(zāi)要進行全方位的檢測，杜絕森林火災(zāi)發(fā)生，一旦發(fā)現(xiàn)，及早采取果斷措施進行火災(zāi)撲滅，防止火災(zāi)蔓延。

要做好森林防火這項工作，需要各部門、各級人員相互配合，最大限度保障生態(tài)環(huán)境和人民群眾生命財產(chǎn)的安全。我們應(yīng)該加大森林防火宣傳工作的落實以及防火措施的實施，運用各種領(lǐng)先科技，開展合理有效的監(jiān)控決策，更深層次、多方面、高要求的去減少森林火災(zāi)出現(xiàn)，貫徹落實好科學(xué)防火管理工作，善于利用現(xiàn)代高科技技術(shù)，防患于未然，強化措施，讓森林火災(zāi)隱患不再出現(xiàn)。