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摘要：1994年武当山被联合国世界文化遗产委员会列入“世界文化遗产名录”。如何利用现代高科技手段打造智慧消防救授指挥平台为武当山古建筑群保驾护航是武当山消防救援大队研究的主要课题，经过持续研究和不断改进，武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台在紫霄宫投入使用。
关键词：武当山;古建筑群;智慧消防平台
中图分类号：K879 文献标识码：B
文章编号：1001-9138-（2020）01-0069-73 收稿日期：2019-11-20
作者简介：王林，湖北省武当山旅游特区消防救援大队工程师。
周家山，湖北省十堰市郧阳区城市管理执法局工程师。
随着武当山旅游业的快速发展，武当山古建筑群消防安全环境日趋复杂，传统的技术方法已不能适应现代环境下的需要，为提高古建筑群消防安全的管理能力和防范火灾水平，武当山消防救援大队经过不断努力以现有消防科技为基础，结合当前先进消防设施创新研发了一套“武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台”。
公元2003年1月19日是湖北省武当山特区刻骨铭心的日子，当晚19时武当山出租后的遇真宫主殿荷叶殿发生火灾事故，导致遇真宫内的3间正殿、21间厢房在大火中被烧毁，过火面积160平方米。国家、省、市古建筑专家先后赶到武当山对遇真宫古建筑烧毁损失和重建进行评估，恢复原貌已不可能，专家们对此心痛不已。经查明遇真宫出租给当武馆，学员因使用电气线路、照明灯具不规范，导致电灯烤着周围易燃物品引发火灾。武当山遇真宫主殿荷叶殿的火灾事故被列入2003年中国10大火灾之一。这一事故敲响了“如何保护好世界文化遗产安全”的警钟。
1 武当山古建筑群
1.1 武当山古建筑发展史
武当山古建筑群建设始建于隋唐年间，大规模建设始于明朝时期，有“北建故宫，南建武当”之说。武当山是历代皇家道场，历经千百年的风雨和战火，方圆800里武当山古建筑群能保留下来的弘足珍贵，作为祖先遗留给子孙的宝贵财富，价值无法估量。武当山方圆八百里，最高峰天柱峰海拔1612米，是中国著名的道教名山。明朝永乐皇帝为宣扬“天人合一”“皇权神授”，不惜动用国家力量，派遣亲信大臣，军工民匠30余万人，在武当山大兴土木，历时12年，在400平方公里的深山老林，悬崖峭壁上建成9宫、9观、36庵堂、72岩庙等33组宏大的建筑群，总面积20多万平方米。武当山被封为“大岳太和山”，冠于五岳之上，明朝200多年间，武当山作为明王朝“祖宗创业精神之地”的“皇室家庙”，一直受到皇帝的庇护，并一直延续到清朝中期。
1.2 武当山古建筑布局
武当山古建筑群分布在以天柱峰为中心的群山之中，总体规划严密，主次分明，大小有序，布局合理，建筑位置注重环境选择，讲究山形山脉，聚气藏风，或小巧精致，或深藏山坳，或濒临险岩，达到了建筑与自然的高度合谐。
1.3 历史价值
武当山古建筑群是一部中国古代建筑的教科书，具有历久弥新的吸引力和感染力，武当山古建筑群是我国古代劳动人民在建筑史上的伟大创举，是古代规划、设计、建筑的典范。
2 武当山古建筑群消防安全管理的难点
武当山古建筑群存在火灾隐患的特点是古建筑群线长、点多、面广、分散，且山势陡峭、交通不便、水源溃乏、可燃物多、火灾负荷大，具体表现在以下几个方面。
2.1 线路老旧
遇真宫火灾事故主要是照明灯具烤燃易燃物引起。武当山古建筑群的建筑材料主要为条石、青砖、青瓦、木柱等，而木料的使用最为广泛，门窗、墙板、隔楼、房顶、雕龙画凤的装饰等全是木质材料，有些木料经过1000多年的历史已全部干透，遇上星星之火就大有火烧连营的势头，而这些古建筑群内的照明全靠电线输电，而电线使用由新线、旧线穿插使用，另外多向插座、电气设备、家电、大功率灯具等也充斥在古建筑群中的各个角落。
2.2 房屋密集
武当山古建筑群共分六大景区，现有古建筑群129处，62个文物保护单位，分布在325平方公里范围内。古建筑群体房屋密集，抗御火灾能力较差。
2.3 线长面广
武当山最高峰天柱峰海拔1612米，从山下特区汉十公路右侧山门乘车上山至南岩宫有30公里，而从公路尽头南岩至主峰金殿还需要步行25公里的崎岖山路，有的路段靠铁链上山，从南岩步行至顶峰线长、面广，到处都是古建筑群，一旦发生火灾只能靠山上人力持械和机泵灭火自救，消防安全保障难度较大。
2.4 缺乏联动机制
消防监督巡查主要依靠人工巡查，消防警力有限，巡查难度大，效率不高。因为无统一的管理平台，信息沟通传输主要是依靠微信群，数据不能互通，业务覆盖面不全，不能满足现代化的消防监督管理。视频监控只作为普通治安监控使用，不具备与消防报警进行联动和报警现场的视频复核的功能。
2.5 没有统一的监管平台
武当山古建筑群各个消防管理处、微型消防站相对独立，信息不能互通，没有形成统一的监管的预警平台。
3 智慧消防平台的技术研发
3.1 选择紫霄宫建设平台
武当山紫霄宫位于武当山东南的展旗峰下，始建于北宋宣和年间（公元1119-1125年），明永乐十一年（公元1413年）重建，明嘉靖三十一年（公元1552年）擴建，清嘉庆八年至二十五年（公元1803-1820年）大修，是武当山八大宫观中规模宏大、保存完整的道教建筑之一。现存有建筑29栋，建筑面积6854平方米。中轴线上为五级阶地，由上而下递建龙虎殿、碑亭、十方堂、紫霄大殿、圣文母殿，两侧以配房等建筑分隔为三进院落，构成一组殿堂楼宇、鳞次栉比、主次分明的建筑群。宫的中部两翼为四合院式的道人居所。1982年2月24日，紫霄宫作为皇家庙观建筑群，被国务院公布为第二批全国重点文物保护单位。1984年，紫霄宫作为全国重点宗教活动场所对外开放。1994年12月，作为武当山古建筑群的一部分被联合国教科文组织列入《世界文化遗产名录》。 3.2 研究课题
主要包括消防设施运行状态监控;古建筑内部火灾防控技术;武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台;古建筑管理指挥调度技术。
3.3 关键技术的运用
3.3.1 物联网技术
通过无线独立烟感、温感、消防水源管理、电气火灾监控设备、用户信息传输装置等物联网技术对古建筑全面感知，智能研判，实时预警报警，通过物联网设备实时采集代替人工采集，提升管理效率。
3.3.2无线传输技术
消防物联网设备必须使用无线传输装置确保消防系统的稳定性与可靠性，大部分设备的传输采用NB-IOT、4G、433MHz等无线方式，设备供电均采用低压低功耗设备，以减少隐患。
3.3.3 云计算
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台，采用云服务技术，云服务具有绿色环保，安全性高、部署升级便捷等优势。
3.3.4 大数据技术
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台，采用大数据技术，汇聚消防物联网数据、消防监督管理数据、户籍化管理系统数据。
3.4 技术路线
技术路线如下图所示。
4 消防智慧平台的建设
4.1 建设统一平台
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台将应急管理各个子系统有机结合、有效实时联动分析，实现人工采集监管到物联网自动采集监管的转型。对潜在隐患和问题可以及早发现提醒排查;对火灾事故发生后的通报疏散进行及时准确处理;为火灾发生后的救灾、疏散、逃生提供实时技术支持，减少人员和财产的损失。平台可以实现移动化办公，系统支持报警处理任务APP、微信公众号、电话、短信等推送方式，及时将消防报警信息的具体情况发送给指定的人员，如果确认为真实火情，可以通过移动终端APP功能实现一键报警将信息上报到119接处警系统。
4.2 建设消防管理一张图
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台建设统一的电子地图，景区森林部分采用卫星地图，古建筑群部分采用三维立体建模，可以将古建筑直观立体的呈现出来，能实现古建筑的详细信息，建筑结构、消防重点部位、消防报警设备、消防资源的具体分布点位，实现一张图可视化管理。地图能够加入收集分类的武当山地区的轨迹、线路、小地名，在电子地图里面能够按类型显示，包括野外线路的难度等级显示。
4.3 指挥中心建设
建设一套完善的应急作战指挥中心，通过大屏幕显示系统可以实现对整个武当山文物古建筑群内各个系统所需要显示的信息进行动态展示，可随时对各种采集到的监控信号、网络信号及各种计算机图形信息进行任意叠加、漫游、缩放等显示和分析，能够直观、完整、准确、清晰、灵活地显示任意有关来自各方面的信息，便于及时做出判断和处理，实现实时监控和集中指挥、统一管控的目的。
当物联网设备报警后能快速定位到具体地理位置，并且能通过三维立体模型查看周边环境信息，逃生路线、救援路线的规划，可以知道周边的消防水源、灭火器、微型消防站、消防警力的分布、调取现场的视频监控实时画面，与微型消防站联动，快速响应，迅速组织灭火救援，实现可视化灭火救援。
5 主要技术指标
5.1 “一张图”管理
通过研发建设统一的消防电子地图，利用信息采集技术将文物古建筑三维建模、GPS路径采集的道路情况、水源分布、消防设施分布、微型消防站分布等信息通过图层集成到一张地图上，当物联网设备报警后能快速定位到具体地理位置，并且能通过三维立体模型查看周边环境信息，逃生路线、救援路线的规划，可以知道周边的消防水源、灭火器、消防微站、消防警力的分布、调取现场的视频监控实时画面，与微型消防站联动，快速响应，迅速组织灭火救援，实现可视化灭火救援。
5.2 高度自动化
可以极大提高古建筑火灾系统的防控等级，降低对古建筑消防安全的人力投入，同时提高文物保护管理人员的管理水平、监管能力、报警速度和救援速度的功能。
5.3 实时监测报警
利用烟感、温感和视频联动技术可以有效分析、判断真假火警。
5.4 监控消防供水
对消防水池、消火栓进行全面实时监控，解决古建筑消防水源监控难、监管难的问题。
5.5 减少布线难题
在减少布线的同时降低电气火灾发生的概率。
5.6 系统自动定位
具有与GPS/北斗自动定位功能，报警的同时自动定位，减少报警中间环节，可以有效提高消防部门的救援速度，一旦发生火灾，通过物联网系统实现火灾发生地周边救援力量、最佳交通路线的获取，微型消防站的联动。
5.7 有利于监督和维护
通过平台大数据分析对消防技术服务机构进行统一监督，督促各消防技术服务机构规范化服务，使社会第三方对消防设施设备有效检测和维护，提升武当山文物古建筑群消防設施完好率，从而提升防火监督工作效能。
综上所述《武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台》可对武当山古建筑群进行全天候外部和内部火灾防控、人员巡护、人工预警、智能图像识别与报警、智能灭火、消防管控系统集中管理和指挥、消防水源监控补给、减少电气火灾隐患点功能。该系统的投入使用将可以减少消防和相关单位人员的巡查和核查成本，提高对武当山古建筑群消防预警和应急处置的响应速度，提高救援效率，降低火灾突发事件带来的经济损失和人员伤亡。利用先进的技术手段为武当山古建筑群保驾护航，具有十分现实的意义和必要性，对全国范围内古建筑群火灾防控以及救援具有重要意义。
关键词：武当山;古建筑群;智慧消防平台
中图分类号：K879 文献标识码：B
文章编号：1001-9138-（2020）01-0069-73 收稿日期：2019-11-20
作者简介：王林，湖北省武当山旅游特区消防救援大队工程师。
周家山，湖北省十堰市郧阳区城市管理执法局工程师。
随着武当山旅游业的快速发展，武当山古建筑群消防安全环境日趋复杂，传统的技术方法已不能适应现代环境下的需要，为提高古建筑群消防安全的管理能力和防范火灾水平，武当山消防救援大队经过不断努力以现有消防科技为基础，结合当前先进消防设施创新研发了一套“武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台”。
公元2003年1月19日是湖北省武当山特区刻骨铭心的日子，当晚19时武当山出租后的遇真宫主殿荷叶殿发生火灾事故，导致遇真宫内的3间正殿、21间厢房在大火中被烧毁，过火面积160平方米。国家、省、市古建筑专家先后赶到武当山对遇真宫古建筑烧毁损失和重建进行评估，恢复原貌已不可能，专家们对此心痛不已。经查明遇真宫出租给当武馆，学员因使用电气线路、照明灯具不规范，导致电灯烤着周围易燃物品引发火灾。武当山遇真宫主殿荷叶殿的火灾事故被列入2003年中国10大火灾之一。这一事故敲响了“如何保护好世界文化遗产安全”的警钟。
1 武当山古建筑群
1.1 武当山古建筑发展史
武当山古建筑群建设始建于隋唐年间，大规模建设始于明朝时期，有“北建故宫，南建武当”之说。武当山是历代皇家道场，历经千百年的风雨和战火，方圆800里武当山古建筑群能保留下来的弘足珍贵，作为祖先遗留给子孙的宝贵财富，价值无法估量。武当山方圆八百里，最高峰天柱峰海拔1612米，是中国著名的道教名山。明朝永乐皇帝为宣扬“天人合一”“皇权神授”，不惜动用国家力量，派遣亲信大臣，军工民匠30余万人，在武当山大兴土木，历时12年，在400平方公里的深山老林，悬崖峭壁上建成9宫、9观、36庵堂、72岩庙等33组宏大的建筑群，总面积20多万平方米。武当山被封为“大岳太和山”，冠于五岳之上，明朝200多年间，武当山作为明王朝“祖宗创业精神之地”的“皇室家庙”，一直受到皇帝的庇护，并一直延续到清朝中期。
1.2 武当山古建筑布局
武当山古建筑群分布在以天柱峰为中心的群山之中，总体规划严密，主次分明，大小有序，布局合理，建筑位置注重环境选择，讲究山形山脉，聚气藏风，或小巧精致，或深藏山坳，或濒临险岩，达到了建筑与自然的高度合谐。
1.3 历史价值
武当山古建筑群是一部中国古代建筑的教科书，具有历久弥新的吸引力和感染力，武当山古建筑群是我国古代劳动人民在建筑史上的伟大创举，是古代规划、设计、建筑的典范。
2 武当山古建筑群消防安全管理的难点
武当山古建筑群存在火灾隐患的特点是古建筑群线长、点多、面广、分散，且山势陡峭、交通不便、水源溃乏、可燃物多、火灾负荷大，具体表现在以下几个方面。
2.1 线路老旧
遇真宫火灾事故主要是照明灯具烤燃易燃物引起。武当山古建筑群的建筑材料主要为条石、青砖、青瓦、木柱等，而木料的使用最为广泛，门窗、墙板、隔楼、房顶、雕龙画凤的装饰等全是木质材料，有些木料经过1000多年的历史已全部干透，遇上星星之火就大有火烧连营的势头，而这些古建筑群内的照明全靠电线输电，而电线使用由新线、旧线穿插使用，另外多向插座、电气设备、家电、大功率灯具等也充斥在古建筑群中的各个角落。
2.2 房屋密集
武当山古建筑群共分六大景区，现有古建筑群129处，62个文物保护单位，分布在325平方公里范围内。古建筑群体房屋密集，抗御火灾能力较差。
2.3 线长面广
武当山最高峰天柱峰海拔1612米，从山下特区汉十公路右侧山门乘车上山至南岩宫有30公里，而从公路尽头南岩至主峰金殿还需要步行25公里的崎岖山路，有的路段靠铁链上山，从南岩步行至顶峰线长、面广，到处都是古建筑群，一旦发生火灾只能靠山上人力持械和机泵灭火自救，消防安全保障难度较大。
2.4 缺乏联动机制
消防监督巡查主要依靠人工巡查，消防警力有限，巡查难度大，效率不高。因为无统一的管理平台，信息沟通传输主要是依靠微信群，数据不能互通，业务覆盖面不全，不能满足现代化的消防监督管理。视频监控只作为普通治安监控使用，不具备与消防报警进行联动和报警现场的视频复核的功能。
2.5 没有统一的监管平台
武当山古建筑群各个消防管理处、微型消防站相对独立，信息不能互通，没有形成统一的监管的预警平台。
3 智慧消防平台的技术研发
3.1 选择紫霄宫建设平台
武当山紫霄宫位于武当山东南的展旗峰下，始建于北宋宣和年间（公元1119-1125年），明永乐十一年（公元1413年）重建，明嘉靖三十一年（公元1552年）擴建，清嘉庆八年至二十五年（公元1803-1820年）大修，是武当山八大宫观中规模宏大、保存完整的道教建筑之一。现存有建筑29栋，建筑面积6854平方米。中轴线上为五级阶地，由上而下递建龙虎殿、碑亭、十方堂、紫霄大殿、圣文母殿，两侧以配房等建筑分隔为三进院落，构成一组殿堂楼宇、鳞次栉比、主次分明的建筑群。宫的中部两翼为四合院式的道人居所。1982年2月24日，紫霄宫作为皇家庙观建筑群，被国务院公布为第二批全国重点文物保护单位。1984年，紫霄宫作为全国重点宗教活动场所对外开放。1994年12月，作为武当山古建筑群的一部分被联合国教科文组织列入《世界文化遗产名录》。 3.2 研究课题
主要包括消防设施运行状态监控;古建筑内部火灾防控技术;武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台;古建筑管理指挥调度技术。
3.3 关键技术的运用
3.3.1 物联网技术
通过无线独立烟感、温感、消防水源管理、电气火灾监控设备、用户信息传输装置等物联网技术对古建筑全面感知，智能研判，实时预警报警，通过物联网设备实时采集代替人工采集，提升管理效率。
3.3.2无线传输技术
消防物联网设备必须使用无线传输装置确保消防系统的稳定性与可靠性，大部分设备的传输采用NB-IOT、4G、433MHz等无线方式，设备供电均采用低压低功耗设备，以减少隐患。
3.3.3 云计算
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台，采用云服务技术，云服务具有绿色环保，安全性高、部署升级便捷等优势。
3.3.4 大数据技术
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台，采用大数据技术，汇聚消防物联网数据、消防监督管理数据、户籍化管理系统数据。
3.4 技术路线
技术路线如下图所示。
4 消防智慧平台的建设
4.1 建设统一平台
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台将应急管理各个子系统有机结合、有效实时联动分析，实现人工采集监管到物联网自动采集监管的转型。对潜在隐患和问题可以及早发现提醒排查;对火灾事故发生后的通报疏散进行及时准确处理;为火灾发生后的救灾、疏散、逃生提供实时技术支持，减少人员和财产的损失。平台可以实现移动化办公，系统支持报警处理任务APP、微信公众号、电话、短信等推送方式，及时将消防报警信息的具体情况发送给指定的人员，如果确认为真实火情，可以通过移动终端APP功能实现一键报警将信息上报到119接处警系统。
4.2 建设消防管理一张图
武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台建设统一的电子地图，景区森林部分采用卫星地图，古建筑群部分采用三维立体建模，可以将古建筑直观立体的呈现出来，能实现古建筑的详细信息，建筑结构、消防重点部位、消防报警设备、消防资源的具体分布点位，实现一张图可视化管理。地图能够加入收集分类的武当山地区的轨迹、线路、小地名，在电子地图里面能够按类型显示，包括野外线路的难度等级显示。
4.3 指挥中心建设
建设一套完善的应急作战指挥中心，通过大屏幕显示系统可以实现对整个武当山文物古建筑群内各个系统所需要显示的信息进行动态展示，可随时对各种采集到的监控信号、网络信号及各种计算机图形信息进行任意叠加、漫游、缩放等显示和分析，能够直观、完整、准确、清晰、灵活地显示任意有关来自各方面的信息，便于及时做出判断和处理，实现实时监控和集中指挥、统一管控的目的。
当物联网设备报警后能快速定位到具体地理位置，并且能通过三维立体模型查看周边环境信息，逃生路线、救援路线的规划，可以知道周边的消防水源、灭火器、微型消防站、消防警力的分布、调取现场的视频监控实时画面，与微型消防站联动，快速响应，迅速组织灭火救援，实现可视化灭火救援。
5 主要技术指标
5.1 “一张图”管理
通过研发建设统一的消防电子地图，利用信息采集技术将文物古建筑三维建模、GPS路径采集的道路情况、水源分布、消防设施分布、微型消防站分布等信息通过图层集成到一张地图上，当物联网设备报警后能快速定位到具体地理位置，并且能通过三维立体模型查看周边环境信息，逃生路线、救援路线的规划，可以知道周边的消防水源、灭火器、消防微站、消防警力的分布、调取现场的视频监控实时画面，与微型消防站联动，快速响应，迅速组织灭火救援，实现可视化灭火救援。
5.2 高度自动化
可以极大提高古建筑火灾系统的防控等级，降低对古建筑消防安全的人力投入，同时提高文物保护管理人员的管理水平、监管能力、报警速度和救援速度的功能。
5.3 实时监测报警
利用烟感、温感和视频联动技术可以有效分析、判断真假火警。
5.4 监控消防供水
对消防水池、消火栓进行全面实时监控，解决古建筑消防水源监控难、监管难的问题。
5.5 减少布线难题
在减少布线的同时降低电气火灾发生的概率。
5.6 系统自动定位
具有与GPS/北斗自动定位功能，报警的同时自动定位，减少报警中间环节，可以有效提高消防部门的救援速度，一旦发生火灾，通过物联网系统实现火灾发生地周边救援力量、最佳交通路线的获取，微型消防站的联动。
5.7 有利于监督和维护
通过平台大数据分析对消防技术服务机构进行统一监督，督促各消防技术服务机构规范化服务，使社会第三方对消防设施设备有效检测和维护，提升武当山文物古建筑群消防設施完好率，从而提升防火监督工作效能。
综上所述《武当山古建筑群智慧消防救援指挥平台》可对武当山古建筑群进行全天候外部和内部火灾防控、人员巡护、人工预警、智能图像识别与报警、智能灭火、消防管控系统集中管理和指挥、消防水源监控补给、减少电气火灾隐患点功能。该系统的投入使用将可以减少消防和相关单位人员的巡查和核查成本，提高对武当山古建筑群消防预警和应急处置的响应速度，提高救援效率，降低火灾突发事件带来的经济损失和人员伤亡。利用先进的技术手段为武当山古建筑群保驾护航，具有十分现实的意义和必要性，对全国范围内古建筑群火灾防控以及救援具有重要意义。