关于森林防火灭火装备新技术应用的思考

■ 田琳 呼伦贝尔市森林消防支队鄂温克旗大队

一、我国森林防火灭火装备的发展变化

1948年8月25日，东北行政委员会决定在合江、龙江、松江、吉林4省组建武装护林队。1953年5月11日，毛泽东主席、周恩来总理签署命令，将全国各地企业部门的武装警卫正式改编为经济警察。据此精神，东北行政委员会林业局下发文件，将护林队改为护林警察队。主要任务是护林防火，保护森林安全。从此以后，第一代创业者进驻原始林区，用手中的小镰刀、“一号工具”（桦树条子做的扑火拖把）在巡护青山中扑救火灾，开始了我国森林防火灭火的征程。随着护林队伍的发展壮大，森林灭火装备也从建队初期的“一人一马一杆枪”发展到改革开放时期的以6MF系列风机、531型装甲车及从芬兰引进的赛速NA-140全道路地形车等各种轻重装备为主的灭火装备时代。直至今日，我们以风力灭火机为主的常规灭火救援装备体系，以履带式森林灭火车为主的特种灭火救援分队，以直升机为主的空中支援力量，为扑救重特大森林火灾提供了基础条件。经历了从无到有、从小型到中大型、从引进到定制的发展过程。2009年9月，我国实施的第一个由国务院批准的全国性森林防火规划《全国森林防火中长期发展规划（2009—2015年）》出台。通过一期规划实施，森林防火基础设施和装备建设明显加快，预防、扑救、保障三大体系全面加强，队伍建设专业化、扑救工作科学化水平明显提升，森林火灾综合防控能力得到加强。截至2015年，我国建成国家和省级森林火险预警中心36处、火险要素监测站3239个，建成瞭望塔4180座，视频监控系统3233套，形成了预警响应机制全面建立。组建森林消防专业队伍3264支11.3万人。

在2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。在“十四五”林业草原保护发展规划中提到，到2025年，森林覆盖率达到24.1%，森林蓄积量达到190亿立方米。碳达峰、碳中和为我国的森林草原建设提供了重大机遇、挑战。

二、当前森林防火灭火装备使用中存在的问题

70余年来，我国森林消防装备受制于发展之初的经济条件、防火理念，市场现成装备难以满足全部需求。森林消防装备相对单一、发展有限，重型装备、特种车辆、应急通信、专用防护等装备还达不到系列化定型、全面化列装要求。特别是预警监测和指挥通信技术缺少创新突破，灭火救援装备机械化程度不高、航空装备较少，个人防护装备缺乏行业标准，在一定程度上影响了森林消防装备的现代化水平。

（一）防火预警监测与快速反应需求还有较大差距

森林火灾扑救的原则就是“打早、打小、打了”，快速发现火情对预防火灾发展、蔓延至关重要。当前国际上，美国、加拿大、俄罗斯等发达国家主要利用卫星和航空优势监测森林火灾态势。而我国现在林火监测的主要手段有卫星遥感、瞭望塔瞭望、护林员巡察和飞机巡护相结合的方式，但它们各有优劣。卫星遥感监测林火，覆盖面积大，但受自身轨道周期和天气影响，实时性和分辨率欠佳。瞭望塔监测林火的实时性最好，但每个塔的覆盖范围有限，若形成网络需要大量的人员，而且受地形影响大，有视觉的盲点；地面巡察视线遮挡严重，观察范围有限，效率非常低；飞机巡护实时性和适应性都很好，但其使用成本高，难以大规模、常态化运用，多数林区只能在重点防火时期租用飞机开展巡护作业。

（二）指挥通信装备与现代指挥需求还有技术障碍

森林火灾发生区域多为艰苦偏远林区，地理环境恶劣、电力交通基础设施匮乏、4G公网覆盖极低，且随着救援保障任务增加，灭火队伍高频次实施跨省跨区机动增援，在陌生地域给灭火救援指挥通信保障也带来困难。在遂行重特大森林火灾扑救时，任务单位有消防、军警、地方专业队伍、人民群众多元力量参加，多方联合行动，协同难度也增大。目前，我国在森林防灭火中的应急指挥主要以超短波语音通信为主，数字短波和北斗为辅，卫星电话为补充。超短波通信基本覆盖大、小兴安岭，长白山和西南林区，数字短波通信覆盖东北和西南重点林区部分区域。这种以属地为主的多种型号通信终端在大型火场中易出现指挥链路不畅通、多元力量沟通不便捷、携行装备集成度低等问题，亟须构建空地一体、融合高效的指挥通信装备体系，为实现多维预警监测、科学精准指挥、协同战术实施、及时规避风险提供基础支撑。

（三）灭火救援装备与新时代技术发展不相适应

扑救森林火灾是世界性难题，国内外灭火救援装备差别较大。国外发达国家主要使用专用飞机和消防车灭火，以水灭火和化学灭火应用广泛，人火直接对抗极少，森林灭火救援装备现代化程度较高。我们虽然现在拥有了大型飞机、特种装甲、消防车辆、电子网络等各种装备整合形成的防火灭火装备体系，形成了各种科学、适用、快速、高效的战术理念，但是，人身安全仍然面临挑战。在2019年、2020年四川凉山地区连续发生2起重大人员伤亡事件，社会影响巨大。由于林区路网不发达、灭火飞机数量少，绝大部分森林火灾只能采取人火直接对抗的方式实施扑救，现有装备机械化、信息化程度不高，受各种地形灭火手段影响，缺乏应对悬崖火、树冠火、地下火和高海拔地区森林火灾的有效手段，一线灭火人员单兵负重接近极限。要逐步提高航空灭火、机械化灭火、化学灭火装备比例，推动作战样式从以人力为主向地空一体灭火转变。

三、新技术条件下森林防火灭火装备使用的思考

目前，我国森林消防装备生产企业达2万多家，举办的全国森林消防装备展涵盖灭火机具、通信装备、专用车辆、安全防护等11大类，为我国森林防火灭火作出了重要贡献。各级各类灭火队伍总结归纳的灭火战法、灭火机理和勇往直前的战斗精神，为扑救森林草原火灾作出了突出贡献。但森林防火灭火装备面对复杂多变的火场形势、面对“生命至上”救援理念需求、面对人防物防技防和全民动员的方法思维还有差距，成为当前制约森林防火灭火效益的突出“短板”。随着社会经济发展，人民进山入林观光旅游、发展畜牧养殖相比以往更加频繁；受全球变暖影响，气候高温、干旱、大风极端天气更加多发，森林火险等级持续居高不下，应用新技术提高森林防火灭火能力亟须发展。

（一）加强信息技术的支持应用

当前，我国有897个国家森林公园，地处城市建设区，有足够的信息网络支持，人文景物比较集中，生态、科学意义重大，可在现阶段防火手段的基础上，在森林公园、防火卡站入口处对进山入林、畜牧养殖、观光旅游的人群推广“防火码”小程序，实现“全民皆是防火员、人人都是监督者”。开展宣传教育、火情报警、违规举报、紧急求救等，并通过后台大数据管理实现实时查询、人流分析、数据统计、精准救援等目的，有效防范人为火源发生。实现管理全链条，火因可追溯。并结合当地天气情况，特别是易发雷击火地区实际，推发气候预警功能，提醒人员增强防护意识，确保行为安全。在原始林区、高山林区执行灭火任务时，建设可移动“空天地”一体指挥信息架构，通过卫星便携站、浮空平台、超短波转信台、综合指挥通信车、单兵定位对讲系统，以背负、车载、无人航空器搭载和固定方式部署使用，集成超短波、自组网、LTE专网、北斗、Wi-Fi和公网4G/5G等技术手段，作为区域覆盖接入节点，形成覆盖救援任务地域的“空天地”一体化指挥网络，实现语音转信、数据中继、红外夜视、激光测距、灾情信息采集传输等功能，构建数据链路，确保前指与任务一线的语音、视频、数据通联。为现地救援时应急、指挥、气象、保障等部门会商研判、预警响应、兵力调度、信息共享、指挥通联提供协同联动支持。

（二）加强科技装备的创新支撑

充分运用现有的成熟科技装备技术，加大无人机拓展应用，增加多种模块。通过挂载各种可见光、多光谱、红外摄像机、热成像等设备，在瞭望塔之间设置网格管理，按照预订的航迹进行巡护监测，通过对比红外和可见光图像识别火点并及时发出警报，为林火监测提供新的技术平台。考虑到现有无人机野外作业续航短、抗干扰差等特点，研发增强电池储备和载重能力。进一步加挂模块形成强光照明、药食运输、电力保障、悬崖灭火喷射等功能模块衍化，实现在火情监测中与遥感卫星互补，在复杂地域灭火中与通信保障互换，发挥灵活机动、点面结合的优势，达到灭火的最终目的。在现有灭火战术体系下，人员徒步向火场一线接近和靠近林火一线战斗还将长期存在，单个战斗员平均负重近20kg，使用“人体外骨骼”技术，帮助一线队员实现减轻负重，保持体力和战斗力，增强作战效率。并在外骨骼器材上加载单兵智能终端，集成北斗二代RNSS模块，搭载心率、体温、血压、蓝牙、通信、位置传感器，实时收集参战人员的行动位置、生理体征等数据信息，遇有突发情况内置一键报警功能。使用“智能机器狗”通过增强载重支持、地理数据服务、气体气象整合、预警侦察规避等，提高队伍的灭火装备携行、信息数据支撑、危险火情预警等作用。这些设备与特种车辆、装甲车、全地形道路车、飞机等大型装备结合火场实际交替使用，充分实现人员投送快、安全保障足、拓展使用活的特点。

（三）加强基础设施的完善保障

林区防火公路既是森林防火的重要基础设施，也是林火阻隔系统的重要一环。经统计，我国现有林区等级道路21万千米，简易道路26.3万千米，集材废弃路7.1万千米，国有林区路网密度仅为1.8米/公顷。东北林区现有防火道路年久失修，路况较差，部分桥梁与涵洞毁坏严重，通行能力不足。缺乏统一的森林火险预警平台，大面积林区瞭望塔数量不足，火情瞭望覆盖率仅为68.1%，林区现有防火通讯覆盖率仅为70%，存在较大通信盲区。《全国森林防火规划（2016—2025年）》六大建设任务中，已将防火道路纳入其中。“十三五”期间，中央累计投资11.42亿元，在东北、内蒙古重点国有林区建设防火道路近4000千米，投资建成水源地超过500处。计划“十四五”期间，全国建设以水灭火水源地约8000处，航空消防取水水源地约110处。我们可以在国家推进林区道路网建设的同时，同步推进防火树种的种植，扩大适宜防火林带范围和种类。现在关于防火林带的理论与实践更有据可考，可选择乡土树种，即适应性强、树冠结构紧密、栽培容易、生长快的树种。如南方选择木荷、火力楠、大叶相思、油茶等；风景区可采用冬青、青冈栎、石栎等；北方可采用稠李、黑桦、落叶松、椴树、水曲柳等；灌木树种有山梅花、刺五加、接骨木等。在路网建设的同时，一并进行立体监测网设置，安装“森林眼”火情监测系统，将森林防火区划分为网络管理，实现对重点地区、无人地区全覆盖。实现“道路＋科技＋生物”三防防火体系。