数字化地铁灭火救援预案的设计和编制

柴文辛

（上海市轨道交通公安消防支队司令部，200011，上海∥助理工程师）

0 引言

灭火救援预案是灭火基础工作的重要内容之一。编制先进、科学、实用的灭火救援预案是科学合理使用灭火救援力量、提高灭火救援成功率、最大限度地减少人员伤亡和财产损失的基本保证。因此，探索和形成新的灭火救援预案制定模式，对于掌握灭火作战行动的主动权，增强“练为战”思想，全面贯彻《消防法》，以及实现灭火指挥现代化，具有极为重要的现实意义。其客观必然性主要表现如下。①公安消防部队建设的需要；②客观形势发展的需要；③国内外不断发生的重特大火灾以其惨痛的教训给人的启示；④当代科技的发展为探索和形成新的灭火救援预案制定模式创造了条件。

目前，消防部队主要采用的灭火作战预案还处于“平面”和“纸质”阶段。传统的灭火作战预案是将文本预案集中收集、汇编，在需要修改或预案内容有变动时，对整个预案体系的相关内容进行修改，以保证预案的实时性和可操作性。这显然不利于提高工作效率。再者，就整体意义而言，灭火救援预案的制定是为火灾扑救与调度指挥服务的。火灾扑救与调度指挥指的是消防部队指挥和灭火作战指挥，其实质是消防指挥员和指挥机构对所属消防部队的灭火作战准备与实施的主观指导活动。它具有对抗性、强制性、动态性、风险性和时效性等特征。火灾扑救指挥难免受消防指挥员个人能力，特别是感官能力和思维能力的局限，也难免受消防指挥员个人信念、意志和感情色彩的影响。因此，火灾扑救与调度指挥必须通过先进技术，克服人类生理局限，延长和扩展人的感知，实现决策的科学化，以提高快速反应能力。这就要求有先进的指挥手段来加以保证。而运用数字化的灭火救援预案就是为了适应这一需要而产生的。

1 制定数字化地铁灭火救援预案的必要性

地铁多数为地下工程，又是人员集中场所，这两个无法回避的特点历来都是消防工作中的重点和难点，尤其在火灾扑救和事故救援方面。近年来，地铁火灾屡见不鲜，且都以其惨痛的教训给世人以深刻警示。因此，如何加强对地铁火灾事故灭火救援技术的研究，提高处置地铁火灾事故的能力，是当前亟需解决的重要课题之一。

由于地铁车站多位于地下，与其他灭火对象相比有其特殊性。尤其是在错综复杂的地下空间，消防指战员（除管辖中队的）首次到场，容易迷失方向。例如：上海地铁的人民广场站是三线换乘车站，拥有多达19个出入口；世纪大道站更是一个四线换乘车站。由于地铁换乘车站内部结构的复杂性和人的空间感知局限性，仅依靠纸质文本形式的灭火救援预案是不够的，需要借助合适的表现形式，借助一定的科学技术平台，立体式地呈现车站内部结构，以帮助消防人员直观地了解真实场景。

2 数字化地铁灭火救援预案的编制设计

2.1 预案编制的基本思路

制定数字化地铁灭火救援预案，应立足于现有兵员结构及消防装备、灭火救援的处置能力，针对灭火救援各实战阶段的不同需求与特点，建立预案结构体系；并综合运用计算机技术、网络技术及数字技术，编制信息量大、查询方便、反应快捷的地铁灭火救援预案应用软件，为快速、有序地组织灭火救援的协同作战建立辅助决策机制。因此，数字化地铁灭火救援预案的编制应考虑以下因素：

1）应立足消防总队现有的技术装备和兵员结构，应遵循地铁（地下建筑）火灾扑救的客观规律。

2）应全面反映灭火救援对象的实战需求，能帮助或指导解决地铁灭火救援实践活动中遇到的各类相关问题。

3）预案力求体系合理完整、模块条目周全、内容科学适用，能涵盖预案对象的灭火救援活动的整个过程。

4）充分运用现代计算机技术，实现地铁灭火救援预案的软件化。依托相关技术支持平台，预案软件在表现形式上应实现动态与静态相结合，文字与音像、图片、动画相结合；功能上实现查询与辅助决策相结合。

5）应满足预案操作简单、反应快捷、兼容性强、维护管理方便等要求。

6）与现有消防指挥中心的计算机调度指挥系统之间应有良好的系统接口。

2.2 预案的框架结构

为使地铁灭火救援预案能更有效地应用于灭火救援实战，依据轨道区域灭火救援客观要求，从消防部队实际情况出发，以上述基本思路为出发点，面向各级消防指挥员和战斗员、预案编制对象的消防安全管理人员及灭火救援预案编制人员，建立如图1所示具有三角形模块结构的灭火救援预案框架。其主要包括预案编制对象，灭火救援资源，灭火救援行动等3个模块。

1）预案编制对象模块——是预案框架的基础资料部分，包括以下主要内容：①通过实地调研，了解相关地铁车站的基本情况。②收集地铁车站的基础数据，包括内部结构特性、地理方位、出入口位置、固定消防设施等方面的具体资料。③确定其他综合特性，包括与预案编制相关的有关背景情况。

图1 数字化地铁灭火救援预案框架结构

2）灭火救援资源模块——是预案框架的装备及社会资源部分，包括以下主要内容：①确定地铁灭火救援行动中所涉及的相关资源。根据预案编制对象的具体特点，确立在灭火救援过程中所要求的现场处置力量和保障服务。②实现应用计算功能。依据实际火场情况，通过输入有关参数进行计算，可以获取所需得到的各类数据。

3）灭火救援行动模块——是预案框架的核心环节，包括以下主要内容：①评估可能发生的火灾情况。依据设定的火灾场景，建立火警等级标准，划分交通管制及警戒区域等。②明确作战行动的力量分布，包括确定行动区域、区域面积、功能分区等。③建立完善的组织指挥机构。应明确火场指挥部的组成人员及设置，组建切实可行的指挥网络图和通信网络图。④制定详实的灭火救援力量调集方案。应依据地铁火灾的具体状况，分别调集各个消防中队及其灭火救援装备。⑤确定不同灾情状态下的灭火救援行动方案。以战斗行动全过程为研究对象，从力量组成、任务与方法、特别警示等方面分别制定地铁灭火救援过程中各个阶段的行动方案。

2.3 预案编制的步骤

制定地铁灭火救援预案，应力求揭示地铁（特别是地下建筑物）火灾扑救的内在规律，全面反映灭火救援的实战要求，并突出针对性和可操作性。编制数字化地铁灭火救援预案的基本步骤见图2。数字化地铁灭火救援预案编制基本步骤中涉及的主要环节如下：

图2 数字化地铁灭火救援预案编制的基本步骤

1）分析地铁车站的基本情况及消防资源状况。在对预案编制对象基本情况进行实地调研的基础上，着重从总体概况、功能分区、客流量特点、疏散通道、内外部消防设施（火灾自动报警系统、消防给水灭火系统、防排烟系统等）等方面特别是内部消防设施情况来分析预案编制对象的消防性能，从而为地铁车站灭火救援预案提供客观、详细的基础资料。具体过程如图3所示。

图3 分析预案编制对象基本情况及消防资源状况

2）评估地铁车站的火灾灾情。通过综合分析预案编制车站的建筑特点、功能分区、周边道路交通、目前消防装备处置能力等情况，设定可能出现的火灾场景，进而划分合理的火警等级，同时也作为预案与消防调度指挥中心系统的接口。此外，应按照火警等级确定相应的交通管制和警戒区域，以及车辆和人员的集结地点。针对不同预案编制车站的特点，可依据功能分区、消防设施性能、现有消防装备灭火救援能力等因素，划分适用于采取不同灭火救援手段的灭火救援分区，为编制模块化地铁灭火救援预案提供技术基础。评估过程见图4所示。

图4 评估预案编制对象的火灾灾情过程

3）确定并论证处置方案。作为预案的核心模块，灭火救援处置方案为快速、有序地组织灭火救援协同作战建立了全面保障体系，是组织力量实施灭火援救活动的行动依据。针对每个灭火分区，从基本情况、组织指挥、力量调集、战斗行动、特别警示等5个方面入手，力求全面反映灭火救援处置活动的整体需求。战斗行动子模块通过已划分的3个灾情状态（火灾初起阶段、发展阶段、猛烈阶段），分别以处置程序“侦察—进攻路线—疏散—救生—供水—通信—照明—灭火—破拆—排烟—收残”为主线，从力量组成、任务与方法、警示等3个方面着手，提出了基于现有消防力量和兵员结构条件下的地铁灭火救援处置手段。同时，也为实战指挥员明确把握各自的灭火战斗行动提供了快速检索功能。制定灭火救援处置方案和行动预案的过程见图5和图6所示。

图5 制定地铁灭火救援处置方案过程

图6 制定地铁灭火救援行动预案过程

4）设计应用计算程序。为了更有效地控制地铁车站的复杂火灾现场，需根据火灾现场实际状况，为灭火救援行动实时调集消防处置力量。通过设计灭火救援应用计算程序，可以使相应预案具备火灾现场实时计算功能，进而为高效、合理地利用现有消防资源提供定量决策依据。灭火救援应用计算一般包括疏散时间计算、供水能力计算、灭火剂量计算等内容。灭火救援应用计算程序设计过程如图7所示。

5）集成灭火救援现场服务信息。在地铁灭火救援实战过程中，为快速协调、调集社会处置力量，或利用相关资源、信息提供辅助决策依据，应通过消防调度指挥中心的GIS（地理信息系统）集成相关资源信息。这些资源信息包括：预案编制车站的内部应急救援组织，500m范围内交通图，300m范围内水源图；已调用的消防力量、车辆数及其行驶的公里数和时间，可调用的消防特种车辆及其行驶的公里数和时间；装备、灭火剂的种类及数量；急救医院距离和能提供的床位数；周边地区的专业抢险力量，包括供水单位、供电单位、供气单位；周边地区的公安及交巡警力量、特种救援协作单位等。汇集灭火救援现场服务信息过程如图8所示。

图7 地铁灭火救援应用计算程序设计过程

图8 汇集灭火救援现场服务信息过程

6）编制地铁灭火救援预案文本。采用文本方式反映全新灭火救援预案模式，主要包括预案编制对象的基本情况、灾情评估、处置方案、应用计算、现场服务等5个模块。各模块的基本组成应能涵盖整体预案涉及的相关内容，力求条目周全、内容科学适用，为编制地铁灭火救援预案应用软件提供坚实基础。计算机技术、网络技术、数字技术的发展和普及，客观上为开发信息量大、查询方便、反应快捷的灭火救援预案应用软件提供了技术上的可能。

7）制作应用软件。在实现地铁灭火救援预案软件化过程中，既要充分运用各类先进的预案软件制作技术，又应注重相应技术的适用性及其推广意义，使软件化灭火救援预案能在以计算机为核心的各类载体中得到普遍应用，并能适应互联网的飞速发展。基于数字化的地铁预案软件编制中，主要依据面向对象技术的软件设计方法，采用B／S（浏览器／服务器）体系结构，使预案软件实现动态与静态相结合，文字与音像、图片、动画相结合，查询与辅助决策相结合；同时能满足预案操作简单，反应快捷，兼容性强，维护管理方便等性能要求。

3 结语

根据地铁火灾事故的特殊性，本文尝试建立基于数字化地铁灭火救援预案的制定模式。制定数字化的灭火救援预案需遵循如下几项原则：一是要立足于现有人员实力、技术和装备，符合灭火救援的客观规律；二是要全面反映编制对象的实战需要，能帮助或者指导解决灭火救援实战中遇到的各类问题；三是积极与城市轨道交通设计研究院等机构合作，依托相关技术（如虚拟全景技术、三维图像技术、地理信息系统等），力求使预案达到模拟和再现场景的真实环境效果，使消防人员未到现场就有身临其境的感知。目前，上海市消防局轨道交通支队与上海申通集团共同制作完成了全市285座车站的一站一预案，以及20个停车基地、29座主变电站及其他608座变电站各自的分预案的制作，从而形成了基本的预案库，为进一步加强轨道区域灭火准备工作，实现灭火救援指挥现代化提供了技术基础。随着对数字化灭火救援预案编制方法及应用技术的深入研究，数字化预案的制定工作将会得到进一步的完善和提高，进而为灭火救援工作提供更为科学、系统的行动指南。

［1］韩新.城市火灾扑救与调度指挥过程仿真理论研究［D］.上海：同济大学，1999.

［2］叶华平，汪松滋，黄钟，等.城市轨道交通概论［M］.北京：中国铁道出版社，2011.

［3］李金文，吴志强，李树，等.中国消防手册第十卷（火灾扑救分册）［M］.上海：上海科学技术出版社，2006.