裴愛真

關(guān)鍵詞：森林火災(zāi);應(yīng)急產(chǎn)品;輔助引導(dǎo);設(shè)計

中圖分類號：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）12-0076-03

1森林火災(zāi)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計現(xiàn)狀

目前針對森林火災(zāi)逃生產(chǎn)品的設(shè)計極少，更多的逃生應(yīng)急產(chǎn)品使用場景為室內(nèi)，或是小型便攜的應(yīng)急產(chǎn)品。現(xiàn)市面上的逃生產(chǎn)品多為單一、扁平化，如生活中常見的消防應(yīng)急燈具和消防安全標(biāo)志（如圖1、圖2）。消防應(yīng)急燈具通常是在室內(nèi)突然斷電的時候提供暫時性的電源，以便人們可以看清周圍的環(huán)境，但光照輻射范圍小，且對于逃生應(yīng)急方面來說，不能起到輔助引導(dǎo)的作用，指引性弱。而相對具有指引性的消防安全標(biāo)志在逃生應(yīng)急方面是比較具有成效的，人們按照安全標(biāo)志的指引，在先前規(guī)定好的安全路線進(jìn)行逃生，的確是能提高一定的逃生率，但仍然存在著無法實時傳播的弊端，因為路線已經(jīng)事先規(guī)定好了，且大多數(shù)情況下只有一條路線，若逃生過程中在其路線上的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)雜物堵塞或是火勢蔓延，可能會直接導(dǎo)致無法逃生。

以上兩種逃生應(yīng)急產(chǎn)品雖為常見，但設(shè)計想法與概念急需更新迭代，目前有許多新興逃生應(yīng)急產(chǎn)品在設(shè)計競賽中初露頭角，不斷地為逃生應(yīng)急產(chǎn)品市場提供新思源。如某個設(shè)計競賽中的某個獲獎作品，提出了室內(nèi)電子火災(zāi)逃生系統(tǒng)（如圖3），在本質(zhì)上其實與森林逃生大同小異，但室內(nèi)環(huán)境更好操作，所以在一定程度上森林逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計難度大于室內(nèi)逃生應(yīng)急設(shè)計，而且也更少于后者。因此，對于森林火災(zāi)逃生中具有實際可視化、實時傳播性、明確指引性的產(chǎn)品設(shè)計，目前市場上可設(shè)計空白點較多，具有很大的發(fā)展前景。

2森林火災(zāi)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計思路

關(guān)于森林火災(zāi)引導(dǎo)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)按照以下設(shè)計思路進(jìn)行，即符合技術(shù)要求，滿足人們的心理需求，模糊產(chǎn)品邊界。首先，符合技術(shù)要求的前提是擁有龐大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，包括林地地形數(shù)據(jù)的處理，反映林地中地形崎嶇的數(shù)據(jù)，并基于現(xiàn)有的DEM數(shù)據(jù)系統(tǒng)，分析當(dāng)?shù)匾欢ǚ秶鷥?nèi)的詳細(xì)地勢變化、起伏狀態(tài)，排除不可行走的地區(qū)[2]。在這一基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行可行性的技術(shù)需求分析，即對發(fā)生火災(zāi)時的實地火勢蔓延情況、風(fēng)向的預(yù)測，以及后臺傳輸?shù)募皶r性。其次，在解決用戶迅速逃生的需求還需同時滿足人們的心理安全暗示需求，提升用戶的逃生自主度及其對產(chǎn)品的信任度。最后，模糊產(chǎn)品邊界是產(chǎn)品設(shè)計中與時俱進(jìn)的被倡導(dǎo)的設(shè)計思路之一，摒棄以往沉悶枯燥的傳統(tǒng)應(yīng)急產(chǎn)品印象，以新生優(yōu)美的造型和功能整合呈現(xiàn)在生活中。

2.1符合技術(shù)要求

第一，提前鎖定易燃區(qū)。用攝像捕獲樹枝和樹葉量，綜合評估一個地區(qū)的水分含量、生物量，從而計算該地區(qū)發(fā)生森林火災(zāi)的可能性。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時可以幫助逃生者躲避易燃區(qū)，減少無效逃生。如美國silviaTerra公司則運用衛(wèi)星圖像對全域樹木列表以15×15的精細(xì)化分析幫助規(guī)劃人員找出高風(fēng)險火災(zāi)區(qū)域進(jìn)行預(yù)防（如圖4）。

第二，風(fēng)向風(fēng)速檢測。對不同區(qū)域進(jìn)行風(fēng)向風(fēng)速的檢測，提高逃生引導(dǎo)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對應(yīng)，通過計算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。檢測儀上的兩個通道是相反方向，因此溫度對聲波產(chǎn)生的影響可以忽略不計[3]（如圖5）。

第三，火焰探測?；鹧嫣綔y器通過檢測火焰特殊波長的紫外線、紅外線、可見光等，同時配合火焰特征閃爍頻率來識別、檢測發(fā)現(xiàn)起火位置，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_。在火勢變大前，提前疏散人群并報警撲滅（如圖6）。

第四，數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)傳輸分為有線傳輸與無線傳輸。在火場內(nèi)，極高的溫度會影響信息的傳遞。無線信息傳輸本身具有三大優(yōu)勢：綜合成本低、組網(wǎng)靈活、可擴(kuò)展性好，即插即用、維護(hù)費用低[4]。

2.2滿足人們的心理安全需求

第一，燈色暗示。人們平時過馬路都是紅燈停、綠燈行，其實這就暗示了紅燈代表危險、綠燈代表安全的意思。紅燈作為一種禁止危險的信號，可以使逃生者看到之后，便產(chǎn)生不可靠近的心理暗示。與此同時，人們視神經(jīng)細(xì)胞的擴(kuò)展反應(yīng)也會被紅色所影響，這種顏色會使人變的興奮，因而在設(shè)備中使用紅色信號燈來表示危險就會更加醒目，讓逃生者在很遠(yuǎn)的地方就能看見紅色信號燈，來引起逃生者的警覺。綠色則與紅色相反，即可產(chǎn)生安全的心理暗示，讓人不自覺靠近。

第二，控制燈光變色速度緩沖[5]。危險和安全的轉(zhuǎn)換若只在一線之間，不僅會讓人時刻處在緊繃害怕的狀態(tài)，產(chǎn)生精神紊亂，放棄抵抗火焰的侵襲。也容易產(chǎn)生僥幸心理，認(rèn)為這一刻的危險不代表下一刻的狀態(tài)，從而影響逃跑進(jìn)程。因此，通過燈格的方式來展示實地的安全程度，不僅可以更加準(zhǔn)確的體現(xiàn)出所處位置的危險程度，還能給逃生者一個緩沖的作用，讓人們能冷靜逃生。

第三，設(shè)置指示箭頭明確逃生路線。因為森林地勢復(fù)雜，因此哪怕逃生者知道大致的安全區(qū)，也容易繞遠(yuǎn)路逃生，并且在煙霧大的情況下容易看不見路，從而毫無章法的四處逃離。因此，設(shè)置具有強(qiáng)烈引導(dǎo)作用的指示箭頭，并且輔助綠色燈光無疑給人們打了一劑強(qiáng)心針，幫助人們高效逃生。

2.3模糊產(chǎn)品邊界

傳統(tǒng)的應(yīng)急產(chǎn)品大都會被設(shè)計得非常明顯，采用鮮艷的紅色進(jìn)行裝飾，同時外觀造型也被處理得很直白、線條分明。但隨著近幾年的設(shè)計趨勢發(fā)展，前沿理念提倡將應(yīng)急產(chǎn)品做的很優(yōu)美，或是與周邊環(huán)境相適應(yīng)。應(yīng)急產(chǎn)品的外觀及功能也應(yīng)該融入日常生活環(huán)境中，模糊產(chǎn)品邊界（如圖7）。

3森林火災(zāi)逃生應(yīng)急產(chǎn)品設(shè)計實踐

3.1造型設(shè)計

火災(zāi)逃生設(shè)備造型簡潔，下端采用旋轉(zhuǎn)式箭頭設(shè)計，整體大小比例適中，而森林中樹木較多且較高，所以設(shè)備的高度為6米可以讓用戶在較遠(yuǎn)的地方觀看到指示燈。同時設(shè)備采用灰色外形整體色調(diào)統(tǒng)一和諧，避免因路燈造型過于鮮艷而誤導(dǎo)逃生者，整體外觀輪廓采用圓柱形結(jié)合三角形結(jié)構(gòu)，保證路燈穩(wěn)固耐用，上端路燈指示部分較粗，給予逃生者更好的視覺判斷，可以快速準(zhǔn)確的作出相應(yīng)判斷，同時上端風(fēng)向風(fēng)速檢測儀為金屬材質(zhì)，形成材質(zhì)對比，對于用戶自行判斷風(fēng)向也具有引導(dǎo)作用，設(shè)備與森林環(huán)境相適應(yīng)，整體和諧統(tǒng)一，如圖8所示，產(chǎn)品尺寸如圖9所示。

3.2材質(zhì)設(shè)計

森林火災(zāi)逃生設(shè)備主要由燈柱、箭頭指示牌、三色可變燈環(huán)、太陽能板、攝像頭、風(fēng)速風(fēng)向儀、LED燈帶等7部分組成（如圖10）。其中在產(chǎn)品的主體外觀上采用鋁鎂合金的材質(zhì)，這種材料具有抗高溫、抗腐蝕的作用，同時在其表面進(jìn)行金屬噴涂工藝處理，可以保證產(chǎn)品不受大自然的腐蝕，造成生銹等問題，從而破壞產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)。在指示箭頭的表面采用PMMA亞克力材質(zhì)，這種材質(zhì)具有抗高溫、透光性良好等屬性，相比于傳統(tǒng)玻璃，它可以更長時間地經(jīng)受火焰的炙烤，不會像玻璃出現(xiàn)突然爆裂的現(xiàn)象。內(nèi)部使用LED燈光，可以進(jìn)行多色切換，清晰地指示逃生者向何處逃生。頂部具有兩個太陽能板，可以節(jié)約能源，提高資源利用效率。在頂部使用不銹鋼制成的風(fēng)向檢測儀可以快速精準(zhǔn)地確定風(fēng)向，傳輸至后臺進(jìn)行更加精準(zhǔn)的分析和判斷，如表1所示。

3.3功能設(shè)計

通過后端數(shù)據(jù)傳輸，來控制每個設(shè)備的高效運作。一方面，日常使用時作為景區(qū)的道路指引;另一方面，在發(fā)生火災(zāi)時，通過后臺數(shù)據(jù)分析及發(fā)送控制路燈的燈光顏色及箭頭指引，在發(fā)生火災(zāi)時可以快速幫助游客進(jìn)行逃生，避免造成生命危險。

3.3.1應(yīng)急模式

在應(yīng)急模式下，路燈頂部為紅色滿格亮燈，下面箭頭為綠色指引安全通道。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，頂部的指示燈為滿格狀態(tài)，在距離2—4Km之外的逃生者可以及時看到，遠(yuǎn)離這個方向，同時可以結(jié)合距離自己較近路燈下方的箭頭，通過自己的判斷結(jié)合路燈的指引選擇最佳的逃生路線（如圖11、圖12）。

3.3.2日常模式

在白天路燈就如正常一般，箭頭當(dāng)做景區(qū)游覽指示牌，指引游客去往不同的景點游玩，同時替代傳統(tǒng)指示牌，一燈兩用達(dá)到節(jié)約材料，綠色循環(huán)可持續(xù)的使用，也為景區(qū)替換節(jié)約了成本，同時提高了景區(qū)游玩的安全性（如圖13、圖14）。

3.4逃生路線規(guī)劃

每一個路燈都是一個數(shù)據(jù)收集站，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時每個路燈將自身檢索到的火焰情況，風(fēng)速風(fēng)向傳輸至后臺，后臺通過大數(shù)據(jù)分析反饋于路燈，采取不同的燈光變化及變換箭頭指引的方向引導(dǎo)游客逃生（如圖15）。

森林火災(zāi)發(fā)生后，火焰探測器監(jiān)測火災(zāi)的發(fā)生，將信息傳輸給后臺，后臺開啟燈柱的應(yīng)急模式并報警。應(yīng)急指示燈在亮燈的同時還擁有可旋轉(zhuǎn)箭頭指示逃生的方向，每一個指示燈上的箭頭均指向離本身最近的滿格綠燈的方向，擇優(yōu)提供逃生路線。當(dāng)風(fēng)向發(fā)生變化而改變火勢蔓延方向時，后臺接收實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并重新規(guī)劃最優(yōu)逃生路線，并發(fā)送到各個指示燈處，此時指示箭頭則會作出相應(yīng)調(diào)整，為人們重新指引逃生方向。

用不同的燈光顏色（紅與綠）以及燈光條亮格數(shù)量的變化來反映實時的火勢情況?；馂?zāi)發(fā)生時，通過后臺對風(fēng)向，火勢蔓延方向以及易燃區(qū)的躲避計算，火源中心處紅燈亮滿格燈，隨著距離變遠(yuǎn)火勢強(qiáng)度變?nèi)?，火源附近的紅燈亮格變少。無火處亮綠燈，距離火源中心越遠(yuǎn)綠燈亮格越多，直至最安全的地方綠燈全亮。當(dāng)逃生者離滿格綠燈處越近說明能越快完全逃生。根據(jù)物理原理，光在空氣中傳播時會發(fā)生散射。在相同的介質(zhì)下，光的波長越短，散射效果越強(qiáng)，反之亦然。在所有可見光中，紅光的波長最長，空氣對紅光的散射效果最弱，并且可以傳播的更遠(yuǎn)。特別是在下雨天或大霧天，空氣的透明度顯著降低，并且紅光的影響更加明顯。最后，燈柱材料選擇抗高溫，強(qiáng)度高的金屬合金材料，可以抵抗發(fā)生火災(zāi)時的高溫。

4結(jié)語

由2019年的涼山森林火災(zāi)引發(fā)的深思，希望能為森林景區(qū)的火災(zāi)狀況提出有價值的創(chuàng)想，從森林系統(tǒng)角度研究逃生指引機(jī)制和逃生指引。在應(yīng)急逃生方面，便于人們快速地做出安全逃生判斷。在火情方面，利于人們直觀得到火勢的實時信息。此次研究希望能填補(bǔ)森林火災(zāi)中輔助逃生產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計的空白，通過可旋轉(zhuǎn)變化的指示箭頭使人們更直觀地了解火勢的實時變化情況，引導(dǎo)出更安全的逃生路線，同時提出讓被困者在逃生中由被動方轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃降母拍?，有效地提高了被困者的自救率，增加了人們的逃生時間。以期為現(xiàn)有的森林火災(zāi)逃生措施提供了一個新的方向，具有一定社會價值與科研價值，大大減少森林防火和火災(zāi)救援的成本，減少人員傷亡率，體現(xiàn)了對人們生命的關(guān)懷重視。