論三維可視化技術(shù)在消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案編制中的應(yīng)用

欒 濤

（淄博市公安消防支隊(duì)，山東 淄博 255048）

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論三維可視化技術(shù)在消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案編制中的應(yīng)用

欒 濤

（淄博市公安消防支隊(duì)，山東 淄博 255048）

［摘 要］本文介紹了三維可視化技術(shù)在消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案編制中的應(yīng)用，闡述了數(shù)字化預(yù)案和三維可視化技術(shù)的定義，重點(diǎn)講述了利用三維可視化技術(shù)編制的滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案的優(yōu)點(diǎn)、功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用前景。

［關(guān)鍵詞］三維可視化；消防；滅火救援預(yù)案；數(shù)字化

0　引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化建設(shè)的快速發(fā)展，各類(lèi)火災(zāi)和突發(fā)事故日益增多，事故性質(zhì)和處置方法也日趨復(fù)雜。以消防安全重點(diǎn)單位為主體制作的滅火救援預(yù)案仍停留在純平面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)有的消防安全重點(diǎn)單位滅火救援信息資料很難直觀地為指揮員提供準(zhǔn)確、明了的指揮輔助信息。為進(jìn)一步規(guī)范消防部隊(duì)滅火救援預(yù)案編制、轄區(qū)情況熟悉和實(shí)戰(zhàn)演練工作，2015年12月，公安部消防局制定了《公安消防部隊(duì)滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案規(guī)定（試行）》，首次提出了消防安全重點(diǎn)單位滅火救援預(yù)案數(shù)字化的編制要求。如何編制消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案，為火災(zāi)及災(zāi)害事故處置提供準(zhǔn)確、直觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，成為消防部隊(duì)在滅火救援工作中急需解決的重要課題。

隨著空間技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，三維可視化技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，無(wú)論是軍事或民用，都可看到它們的身影。筆者認(rèn)為，三維可視化技術(shù)在消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案建設(shè)中的應(yīng)用將為消防部隊(duì)熟悉重點(diǎn)單位情況、實(shí)施模擬演練訓(xùn)練、有效組織滅火救援提供有力保障。

1　滅火救援預(yù)案及三維可視化技術(shù)的基本概念

1.1滅火救援預(yù)案的定義及分類(lèi)

滅火救援預(yù)案是針對(duì)轄區(qū)可能發(fā)生的火災(zāi)或其他災(zāi)害事故，立足保衛(wèi)對(duì)象特點(diǎn)、災(zāi)情分析評(píng)估和現(xiàn)有執(zhí)勤力量而預(yù)先制訂的作戰(zhàn)行動(dòng)方案。根據(jù)響應(yīng)分級(jí)、力量編成、指揮層次等實(shí)際需要，預(yù)案制訂分為總隊(duì)、支隊(duì)、大（中）隊(duì)3個(gè)層級(jí)，分別對(duì)應(yīng)跨區(qū)域滅火救援預(yù)案、滅火救援類(lèi)型預(yù)案和消防安全重點(diǎn)單位滅火救援預(yù)案。

2.2消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案

消防安全重點(diǎn)單位滅火救援預(yù)案是根據(jù)轄區(qū)重點(diǎn)保衛(wèi)對(duì)象情況制訂的滅火救援預(yù)案，主要內(nèi)容包括單位基本情況、重點(diǎn)提示事項(xiàng)、消防設(shè)施情況、初戰(zhàn)展開(kāi)部署、重點(diǎn)部位情況、相關(guān)圖像資料及通信聯(lián)絡(luò)方式等。

數(shù)字化預(yù)案是通過(guò)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)景仿真技術(shù)、虛擬技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)，充分利用三維建模、圖像采集、信息收集和仿真手段，將消防重點(diǎn)單位數(shù)字化、三維可視化，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模場(chǎng)景顯示和數(shù)據(jù)集成，達(dá)到為各級(jí)消防指揮員熟悉重點(diǎn)單位情況、實(shí)施模擬演練訓(xùn)練、有效組織滅火救援提供有力保障。

2.3三維可視化技術(shù)

三維可視化（3D Visualization）技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期誕生的一門(mén)集計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、圖像顯示的綜合性前緣技術(shù)。三維可視化技術(shù)把描述物理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形、圖像，并運(yùn)用顏色、透視、動(dòng)畫(huà)和觀察視點(diǎn)的實(shí)時(shí)改變等視覺(jué)表現(xiàn)形式，使人們能夠觀察到不可見(jiàn)的對(duì)象，洞察事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2　三維可視化技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)

2.1直觀性強(qiáng)

三維可視化圖像就是人們經(jīng)常所說(shuō)的立體圖。由于人們的眼睛所看見(jiàn)的物體是立體的，通過(guò)三維制作的物體更能符合人們的日常習(xí)慣，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)三維模型進(jìn)行渲染，讓預(yù)案更能接近實(shí)物，給指揮員一個(gè)直觀效果圖。

2.2可靠性強(qiáng)

三維可視化技術(shù)制作的物體都要與實(shí)際物體形成一定的比例，既可以讓指揮員感覺(jué)到這是“真實(shí)”的圖片，同時(shí)也能指導(dǎo)消防官兵根據(jù)三維圖去完成相應(yīng)的工作。

2.3兼容性強(qiáng)

三維可視化應(yīng)用的制作軟件均能夠識(shí)別平面CAD圖紙，可以方便三維建模。目前，很多消防官兵都會(huì)制作CAD圖紙，甚至很多單位都有現(xiàn)成的圖紙資料，這很方便建立消防安全重點(diǎn)單位三維模型。

3　三維可視化數(shù)字預(yù)案的功能設(shè)計(jì)

利用三維可視化技術(shù)編制的消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案，可以為各級(jí)指揮員提供翔實(shí)直觀的單位基礎(chǔ)資料，為滅火救援處置決策提供詳細(xì)可靠的輔助決策信息。

三維出警路線圖可以指引消防官兵選擇最優(yōu)路線，迅速、安全趕赴事故現(xiàn)場(chǎng)。利用定位技術(shù)，結(jié)合消防車(chē)高度及寬度、災(zāi)情位置、車(chē)輛位置、交通實(shí)時(shí)狀況、矢量地理信息等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)消防車(chē)最優(yōu)行駛路徑的計(jì)算，依據(jù)自動(dòng)捕捉到的道路限制通行數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)終端對(duì)車(chē)輛進(jìn)行導(dǎo)航。

單位總平面動(dòng)畫(huà)可以動(dòng)態(tài)顯示目標(biāo)建筑與周邊建設(shè)的相對(duì)位置關(guān)系及單位建筑周邊的地貌地況，為指揮員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)消防車(chē)輛及人員的部署提供有力支持。

單位外觀三維動(dòng)畫(huà)可以全面顯示單位周邊千米水源情況及室外消防設(shè)施位置情況，如消火栓、接合器等，便于在滅火戰(zhàn)斗中準(zhǔn)確使用，如圖1所示。

圖1　單位外觀圖

單位內(nèi)部平面三維動(dòng)畫(huà)可以直觀表現(xiàn)建筑出口、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和消防設(shè)施情況，如室內(nèi)消火栓、消防通道、電梯、防火卷簾等，使消防官兵在進(jìn)入建筑前即對(duì)內(nèi)部情況有充分了解，為指揮員制定合理、有效的進(jìn)攻路線提供支持，如圖2所示。

圖2　單位內(nèi)部平面圖

4　滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案的應(yīng)用前景

4.1為滅火救援指揮決策提供準(zhǔn)確翔實(shí)的基礎(chǔ)信息

當(dāng)某個(gè)消防安全重點(diǎn)單位發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防部隊(duì)各級(jí)指揮員可以通過(guò)數(shù)字化預(yù)案準(zhǔn)確、快捷地查詢(xún)事故單位的基本信息，并可以通過(guò)三維可視化動(dòng)畫(huà)直觀、快速了解單位內(nèi)部情況，為現(xiàn)場(chǎng)指揮、內(nèi)部攻堅(jiān)、有效處置災(zāi)害事故提供科學(xué)依據(jù)。

4.2為消防官兵熟悉單位及模擬演練提供技術(shù)支持

消防安全重點(diǎn)單位滅火救援?dāng)?shù)字化預(yù)案可以把重點(diǎn)單位的相關(guān)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以三維動(dòng)畫(huà)的形式直觀地顯現(xiàn)給所有消防官兵，易理解、易記憶、易掌握，讓官兵在營(yíng)區(qū)就可以熟悉重點(diǎn)單位。同時(shí)，可以對(duì)數(shù)字化預(yù)案進(jìn)行三維互動(dòng)功能擴(kuò)展，在平時(shí)訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)模擬演練，讓官兵熟悉作戰(zhàn)意圖、任務(wù)分配和進(jìn)攻線路，為實(shí)地演練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.3為滅火救援內(nèi)部攻堅(jiān)提供安全保障

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜（如大型城市綜合體等）的災(zāi)害事故，將單位數(shù)字化預(yù)案與官兵攜帶的具備室內(nèi)定位導(dǎo)航和生命體征探測(cè)設(shè)備進(jìn)行對(duì)接，依托已有的三維模型，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)位置圖形化顯示、語(yǔ)音通信等功能，并將相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)回傳至現(xiàn)場(chǎng)指揮部，方便現(xiàn)場(chǎng)指揮員及時(shí)掌握內(nèi)攻人員狀況并進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮。

5　結(jié) 語(yǔ)

滅火救援預(yù)案制訂是公安消防部隊(duì)為做好執(zhí)勤戰(zhàn)斗準(zhǔn)備而開(kāi)展的基礎(chǔ)性、經(jīng)常性工作。利用三維可視化技術(shù)編制的數(shù)字化預(yù)案具備可視性強(qiáng)、操作性高、提供信息直觀的特點(diǎn)，能有效為滅火救援指揮提供高效、可靠的輔助信息支持。因此，為消防安全重點(diǎn)單位編制三維可視化滅火救援預(yù)案必將成為今后一個(gè)時(shí)期消防部隊(duì)的一項(xiàng)重要工作，而每一份三維可視化滅火救援預(yù)案都將為成功處理相應(yīng)災(zāi)害事故奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

主要參考文獻(xiàn)

［1］公安部消防局.消防滅火救援［M］.北京：中國(guó)人民公安大學(xué)出版社，2003.

［2］韓新，汪永明.數(shù)字化滅火救援預(yù)案編制及應(yīng)用技術(shù)研究［J］.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)， 2004（1）.

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.107

［中圖分類(lèi)號(hào)］TP311.52

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

［文章編號(hào)］1673-0194（2016）12-0160-02

［收稿日期］2016-05-02