由于近期俄羅斯森林大火的持續(xù)蔓延，在此引發(fā)行業(yè)人士對(duì)于林火防范的高度關(guān)注與重視。那么在置于安防行業(yè)的森林防火建設(shè)里，我們又該如何來(lái)審視這一浩大的工程呢?為此筆者將專門從森林防火的現(xiàn)狀與林火安防監(jiān)控系統(tǒng)及技術(shù)應(yīng)用做解讀，與您一同探討如何有效防范森林火災(zāi)。

　　形勢(shì)嚴(yán)峻的森林火災(zāi)

　　據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，建國(guó)以來(lái)到1987年，全國(guó)年均發(fā)生森林火災(zāi)15800多次，受害森林面積94.1萬(wàn)公頃，累計(jì)受害森林面積相當(dāng)于同期造林保存面積的三分之一。1987年大興安嶺“5.6”大火以后，全國(guó)上下不斷加強(qiáng)森林防火工作力度，年均發(fā)生森林火災(zāi)下降到7000多次，受害森林面積5萬(wàn)多公頃。而森林資源“破壞容易恢復(fù)難”，一旦遭受破壞，培育和恢復(fù)的時(shí)間特別長(zhǎng)。因此切實(shí)加強(qiáng)森林防火，有效降低森林火災(zāi)發(fā)生率顯得尤為重要。

　　林業(yè)安防應(yīng)用起步晚，目前進(jìn)展仍比較緩慢，除了跟相關(guān)部門的重視度有關(guān)之外，最重要的因素還在于工程所需的投入資金，以及技術(shù)、產(chǎn)品本身的成熟度有關(guān)。在森林安防防火工程中，一般情況下，前端的監(jiān)控點(diǎn)(10-30個(gè)左右)并不是很多，但就一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的投入就很高，因?yàn)樗稍S多“重量級(jí)”設(shè)備組成，此外，還有無(wú)線傳輸系統(tǒng)、防雷設(shè)備等等。因此，要使安防系統(tǒng)真正在森林防火發(fā)揮作用，就必須投入整套設(shè)備，而整體所需的資金就不是一筆小數(shù)目。另一方面，森林作為一個(gè)特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，它有很多不同的應(yīng)用特點(diǎn)與要求，但目前行業(yè)內(nèi)并沒(méi)有從研發(fā)的角度去開(kāi)發(fā)相應(yīng)的產(chǎn)品與技術(shù)，成熟的工程案例也甚少。

　　針對(duì)森林火災(zāi)頻發(fā)的嚴(yán)峻形勢(shì)，國(guó)務(wù)院2009年1月修訂頒布了《森林防火條例》，對(duì)于森林火災(zāi)的報(bào)告機(jī)制以及處理程序做了詳細(xì)的規(guī)定，明確了相關(guān)責(zé)任;同年3月，《全國(guó)森林防火中長(zhǎng)期規(guī)劃》經(jīng)國(guó)務(wù)院通過(guò)，提出了火災(zāi)預(yù)防、撲救和保障三大體系建設(shè)任務(wù)。 [nextpage]

　　多種技術(shù)相融合共同打造森林立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　林火發(fā)生是一個(gè)極其復(fù)雜的自然現(xiàn)象，涉及的因素眾多，森林防火工作人員需要面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的信息，要在很短的時(shí)間內(nèi)判斷林火發(fā)展趨勢(shì)，掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況，采取決策，并不容易?；?S技術(shù)的森林防火遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在林業(yè)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，作為輔助手段提高了森林防火工作人員的判斷能力和現(xiàn)場(chǎng)指揮能力。

　　森林防火遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)將重要林區(qū)的實(shí)時(shí)圖像傳回監(jiān)控中心，比傳統(tǒng)的人工觀察方式進(jìn)步良多，但是仍然存在一些固有因素的限制。比如作為監(jiān)控者自身存在的弱點(diǎn)，監(jiān)控設(shè)備在功能以及性能上的局限性，這些因素使監(jiān)控系統(tǒng)或多或少存在報(bào)警信息沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)、精度差、報(bào)警響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等缺陷，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)預(yù)警的實(shí)用性降低。因而，目前除了普通的視頻監(jiān)控，森林防火監(jiān)控系統(tǒng)嘗試將3S技術(shù)、林火自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)相結(jié)合，納入同一個(gè)平臺(tái)中，力求較好地克服現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的不足，及時(shí)發(fā)現(xiàn)煙、火等疑似警情，自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警并聯(lián)動(dòng)相關(guān)單位。

　　森林防火關(guān)鍵在于發(fā)現(xiàn)火情隱患，并及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施。目前，視頻監(jiān)控多處于人工監(jiān)視狀態(tài)，受人眼容易疲勞等因素影響，容易造成漏警，林火自動(dòng)識(shí)別是對(duì)普通視頻監(jiān)控的一個(gè)有力補(bǔ)充。

　　“林火自動(dòng)識(shí)別軟件在森林防火領(lǐng)域是一個(gè)很明顯的趨勢(shì)，但是識(shí)別在技術(shù)上面臨著相當(dāng)多的難點(diǎn)，并且森林防火應(yīng)用環(huán)境各不相同，實(shí)際應(yīng)用效果并不是很如意，”泰安華新工程師崔健指出，“我們經(jīng)過(guò)幾年的摸索，采取軟硬件相結(jié)合的方式，在識(shí)別率上有了一個(gè)提升，”他進(jìn)一步補(bǔ)充。目前，森林防火領(lǐng)域，不少?gòu)S家都在做林火自動(dòng)識(shí)別的研究，主要廠家有泰安華新、海普軟件、大陸康騰、清華同方、沈陽(yáng)里奧、深圳億成安等。

　　紅外熱成像，輔助監(jiān)測(cè)熱點(diǎn)。紅外熱像儀顧名思義就是把物體的紅外輻射轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光，通過(guò)探測(cè)細(xì)小的溫度差別，產(chǎn)生圖像。可以說(shuō)，紅外熱成像技術(shù)并不是一個(gè)新技術(shù)，其在石油、化工業(yè)、玻璃業(yè)、冶金、通信、食品、電力等生產(chǎn)監(jiān)視與品管控制等都有應(yīng)用。但在森林防火領(lǐng)域，由于價(jià)格太高，目前的應(yīng)用還只是一個(gè)初級(jí)階段。

　　森林防火重要的是當(dāng)火情發(fā)生時(shí)，及時(shí)撲滅火星。那么，從發(fā)生火情到開(kāi)始撲救的時(shí)間當(dāng)然越短越好，準(zhǔn)確迅速的調(diào)度撲火人員及物資顯得至關(guān)重要的。GIS(Geographical Information System)以其強(qiáng)大的地理信息空間分析功能在一些領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，但是在森林防火中，GIS是系統(tǒng)建設(shè)的核心，是防火指揮平臺(tái)的基礎(chǔ)和必要工具，整個(gè)系統(tǒng)的日常管理和防火指揮都是在GIS平臺(tái)上完成。

　　在此由于森林山區(qū)的特殊性，高山布線成本高、架設(shè)不方便、施工難度大，因此采用有線的傳輸方式并不現(xiàn)實(shí)，無(wú)線的傳輸方式成為森林遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控工程的首要傳輸方式。 [nextpage]

　　森林安防防火建設(shè)的關(guān)鍵在于應(yīng)急指揮決策

　　在火災(zāi)發(fā)生后，為了減少森林火災(zāi)所造成的損失，最重要的就是把林火控制在初發(fā)階段?！盀檫_(dá)到這一目的，一方面需要撲火隊(duì)伍的快速反應(yīng)，先進(jìn)的撲火技術(shù)和集中優(yōu)勢(shì)兵力打殲滅戰(zhàn);另一方面也需要總結(jié)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)火場(chǎng)的林地條件，林火蔓延速度、撲火隊(duì)伍到火場(chǎng)所需時(shí)間、火周邊長(zhǎng)、周邊擴(kuò)展率、火場(chǎng)面積等進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，投入適當(dāng)撲火兵力，合理地進(jìn)行戰(zhàn)斗編程。”北京大陸康騰科技有限公司總經(jīng)理陳陽(yáng)強(qiáng)調(diào)。

　　撲救決策是森林防火應(yīng)急指揮的核心，林火受環(huán)境影響，火勢(shì)多變，決策會(huì)受到過(guò)程的影響而產(chǎn)生變動(dòng)，作為一個(gè)指揮者，需要掌握的因素眾多：氣候因素、火場(chǎng)情況、撲火隊(duì)伍分布、林火蔓延速度、火場(chǎng)增長(zhǎng)率等。

　　可見(jiàn)，面對(duì)突發(fā)火情，需要的是一套強(qiáng)有效的應(yīng)急指揮系統(tǒng)。森林防火重在管理，其工作突出在“日常性”和“防”字，即每天的工作基本都是相同的，不間斷的監(jiān)視和維護(hù)，管理著森林的非火期、潛伏火期以及明火期的火情和火勢(shì)，并做出常規(guī)性判斷和決策?！皩⑸仲Y源數(shù)據(jù)、林相資料、森林資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、防火力量的配置、人員分布情況、歷史數(shù)據(jù)數(shù)字化、矢量化，建立一套系統(tǒng)，達(dá)到森林防火的資源管理、應(yīng)急預(yù)案、指揮撲救、災(zāi)后評(píng)估模塊化是林業(yè)系統(tǒng)迫切的需求?！鄙蜿?yáng)里奧趙龍鎧認(rèn)為。除了國(guó)家林業(yè)局所建設(shè)的防火信息系統(tǒng)，整合3S技術(shù)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、林火自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)、無(wú)線通信傳輸技術(shù)的綜合性森林防火聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)下的熱點(diǎn)，單一的森林防火系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足需求，需要發(fā)展為數(shù)字林業(yè)的綜合管理。正如大陸康騰陳陽(yáng)所說(shuō)，其在日常可作為森林防火部門的互動(dòng)平臺(tái)和火情的監(jiān)控預(yù)警前哨，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以為領(lǐng)導(dǎo)處理突發(fā)森林火災(zāi)事件提供應(yīng)急聯(lián)動(dòng)指揮、綜合輔助決策等，從而全面提升森林火災(zāi)的綜合防御和控制能力。當(dāng)前，森林防火監(jiān)控系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)三級(jí)聯(lián)網(wǎng)，比如說(shuō)山西省。

　　預(yù)案管理是應(yīng)急指揮平臺(tái)的一個(gè)重要的部分，即當(dāng)確認(rèn)火情后，判斷火險(xiǎn)級(jí)別，在預(yù)案列表中自動(dòng)生成預(yù)案文本，并通過(guò)短信平臺(tái)將火情及預(yù)案發(fā)送至相關(guān)人員。根據(jù)火災(zāi)發(fā)生地形地勢(shì)分析、緩沖區(qū)分析、可視域分析、最短路徑分析等，進(jìn)行火情蔓延趨勢(shì)推演，根據(jù)火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào)和火行為分析模型，結(jié)合當(dāng)前火點(diǎn)的位置、風(fēng)向、溫度、濕度、地表溫度、植被等信息動(dòng)態(tài)推演火災(zāi)蔓延的方向、面積、速度及強(qiáng)度，進(jìn)行火行為模擬分析，預(yù)測(cè)火情發(fā)展態(tài)勢(shì)，為撲火指揮提供科學(xué)的決策依據(jù)，完成對(duì)下屬部門的命令發(fā)布、工作查詢、人員調(diào)配工作。

　　在應(yīng)急指揮系統(tǒng)中，操作界面眾多，用戶的操作人員中部分對(duì)電腦并不純熟，為了好操作易使用，廠商搭建的森林防火指揮平臺(tái)或森林防火應(yīng)用系統(tǒng)也頗費(fèi)心思，力求好用實(shí)用。“我們目前實(shí)現(xiàn)的是以GIS系統(tǒng)為基礎(chǔ)背景，搭建一套可視化的平臺(tái)，作為整個(gè)系統(tǒng)與用戶交互的主界面，系統(tǒng)的所有操作功能都在該平臺(tái)上完成，每個(gè)子系統(tǒng)都是建設(shè)在該平臺(tái)上的一個(gè)應(yīng)用程序?！鄙钲趦|成安科技有限公司董事總經(jīng)理張國(guó)強(qiáng)說(shuō)道。

　　結(jié)語(yǔ)：

　　通過(guò)筆者采訪深切感受到，森林防火是個(gè)相對(duì)較窄且具有“門檻”的行業(yè)，這個(gè)圈子參與者并不多，且分工明確，主要專注于平臺(tái)建設(shè)，致力于林火識(shí)別的軟件的開(kāi)發(fā)，進(jìn)行傳輸部分的廠家分工明晰晰，只有少數(shù)廠家能夠獨(dú)立完成全端、施工以及平臺(tái)的搭建一整套解決方案。隨著國(guó)家對(duì)于生態(tài)環(huán)境的日益重視，安防技術(shù)的日益成熟，參與廠商的精耕細(xì)作，森林防火監(jiān)控技術(shù)必將在森林防火中發(fā)揮更為重要的作用，下一步，誰(shuí)走得更快，讓我們拭目以待。