數(shù)字化滅火救援預(yù)案平臺構(gòu)建與應(yīng)用研究

王莉英

摘要：本文將詳細(xì)闡述利用現(xiàn)有的各種數(shù)字技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建一個開放的、便于普及和應(yīng)用的消防安全重點單位滅火救援預(yù)案數(shù)字化平臺，以解決傳統(tǒng)滅火救援預(yù)案的實際問題，為滅火救援作戰(zhàn)快速提供實時準(zhǔn)確的輔助信息。

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

中圖分類號：TP303 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）02-0060-02

1 引言

滅火救援作戰(zhàn)過程中，滅火指揮員既要在第一時間了解起火現(xiàn)場的基本情況，又要根據(jù)掌握的情況和火情的變化，同時要在極短的時間內(nèi)提出一個相對全面的作戰(zhàn)方案并迅速下達(dá)作戰(zhàn)命令，這對指揮員的指揮能力要求極高。即便如此，命令的執(zhí)行者也很難在短時間內(nèi)詳細(xì)掌握火場情況。針對滅火救援作戰(zhàn)對象預(yù)先制定滅火救援預(yù)案作為現(xiàn)場決策的輔助和依據(jù)，指揮員就可以根據(jù)預(yù)案和現(xiàn)場情況變化，迅速形成作戰(zhàn)方案，更加科學(xué)、快速地開展滅火救援行動。

隨著通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、全景圖像技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的飛速發(fā)展，滅火救援預(yù)案的數(shù)字化基礎(chǔ)日漸成熟，滅火救援預(yù)案應(yīng)用的現(xiàn)存問題也倒逼應(yīng)急救援隊伍加快預(yù)案的數(shù)字化進(jìn)程。因此，如何做好數(shù)字化預(yù)案，如何用好數(shù)字化預(yù)案就成為當(dāng)前亟待解決的現(xiàn)實問題。

2 消防安全重點單位數(shù)字化預(yù)案平臺概述

滅火救援預(yù)案的數(shù)字化應(yīng)從“應(yīng)用手段數(shù)字化”和“制作內(nèi)容數(shù)字化”兩方面同時入手，前者是為了提高預(yù)案應(yīng)用效率和更新速度，便于指戰(zhàn)員在現(xiàn)場快速使用預(yù)案；后者是為了使預(yù)案內(nèi)容更加直觀，信息更加準(zhǔn)確、鮮活，便于指戰(zhàn)員更加快速的理解和掌握對象基本情況并做出判斷。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，需要一個載體來實現(xiàn)預(yù)案的采集、制作、管理、維護(hù)和應(yīng)用，因此，數(shù)字化預(yù)案平臺應(yīng)運而生[1]。

2.1 數(shù)字化預(yù)案平臺技術(shù)基礎(chǔ)

通過對消防安全重點單位滅火救援預(yù)案的內(nèi)容和特點進(jìn)行分析，構(gòu)建開放的、可持續(xù)的數(shù)字化預(yù)案平臺應(yīng)建立在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)甚至人工智能等新一代信息技術(shù)，更快速、更準(zhǔn)確地采集編制對象相關(guān)信息；多方式、多角度地展示編制對象動靜態(tài)信息；更高效、更科學(xué)地維護(hù)、管理和使用預(yù)案信息；通過大數(shù)據(jù)分析更精確地向使用者提供處置方案和輔助建議。

2.2 數(shù)字化預(yù)案平臺基本構(gòu)成

平臺可分為云系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺支撐層和預(yù)案業(yè)務(wù)應(yīng)用層三部分?；A(chǔ)設(shè)施層主要進(jìn)行計算，存儲，網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化，同時構(gòu)建云管理服務(wù)系統(tǒng)，對虛擬化資源統(tǒng)一進(jìn)行管理和自動化運維；平臺支撐層主要包括GIS系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件及運行環(huán)境等共通系統(tǒng)的搭建；預(yù)案業(yè)務(wù)應(yīng)用層主要是面向預(yù)案采集、查詢、管理、維護(hù)、應(yīng)用等業(yè)務(wù)的軟件開發(fā)。

平臺主要是通過PC端和移動端進(jìn)行應(yīng)用。PC端一般用于日常的預(yù)案數(shù)據(jù)批量維護(hù)、管理、審核、查詢、統(tǒng)計和關(guān)鍵信息和方案推送等，也可在大型現(xiàn)場指揮車中進(jìn)行使用。移動端的使用者主要為各救援隊站和現(xiàn)場指揮人員，一般用于預(yù)案信息的采集更新、現(xiàn)場查閱、方案推送、遠(yuǎn)程指揮等。為滿足上述需求，應(yīng)用軟件要針對PC端和移動端分別開發(fā)，PC端主要開發(fā)預(yù)案應(yīng)用系統(tǒng)和預(yù)案維護(hù)管理系統(tǒng)；移動端主要開發(fā)預(yù)案采集APP和預(yù)案應(yīng)用APP。

2.3 數(shù)字化預(yù)案內(nèi)容與表現(xiàn)形式

數(shù)字化滅火救援預(yù)案其內(nèi)容組成與傳統(tǒng)預(yù)案并無根本區(qū)別，同樣包括預(yù)案編制對象信息、消防力量資源信息和滅火救援行動信息（或處置措施）三大部分，區(qū)別在于內(nèi)容的表現(xiàn)方式不同。

2.3.1 預(yù)案編制對象信息

預(yù)案編制對象信息在本文平臺中指的就是消防安全重點單位基本信息。以往單位基本信息主要是依靠表格、文字描述以及平面圖或照片來體現(xiàn)，但很多信息無法靠上述方式直觀、準(zhǔn)確、完整地體現(xiàn)。數(shù)字化預(yù)案平臺要解決上述問題，可采取以下措施：（1）使用地理信息系統(tǒng)來表現(xiàn)重點單位的位置信息、毗鄰建筑及道路信息、單位內(nèi)部建筑群分布信息、安全出口信息；（2）將傳統(tǒng)預(yù)案中表格或文本信息“字段化”，“字段化”的信息便于移動端軟件采集、更新和維護(hù)，使預(yù)案能夠常用常新；（3）使用全景圖像漫游技術(shù)、三維可視化技術(shù)或虛擬現(xiàn)實技術(shù)來展示建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息和消防設(shè)施信息，不同級別的重點單位應(yīng)選擇不同的表現(xiàn)方式，便于快速普及推廣；（4）將重點單位視頻監(jiān)控系統(tǒng)和消防控制室實時設(shè)備信息接入平臺，這樣使得滅火救援預(yù)案從原先的靜態(tài)信息預(yù)案轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧莆諏崟r數(shù)據(jù)的動態(tài)預(yù)案，極大地提升了滅火救援預(yù)案的實用價值和現(xiàn)場指揮的參考價值。

2.3.2 消防力量資源信息

消防力量資源信息是指針對重點單位的可調(diào)用救援力量、單位周邊公共消防設(shè)施以及相應(yīng)聯(lián)動力量等。傳統(tǒng)預(yù)案中消防力量資源信息是針對單個重點單位單獨制作的，由于消防力量資源有限，導(dǎo)致各預(yù)案中該類信息重復(fù)率極高。由于數(shù)字化預(yù)案平臺基于地理信息系統(tǒng)，因此，可將各類消防力量資源作為單獨的業(yè)務(wù)圖層，統(tǒng)一在GIS上展示。消防力量資源信息包含多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，主要有執(zhí)勤隊站信息、消防水源信息、消防車輛基本信息、消防器材基本信息、滅火藥劑儲備信息、聯(lián)動力量基本信息等。

2.3.3 滅火救援行動信息

傳統(tǒng)預(yù)案體現(xiàn)滅火救援行動信息有兩種方式：（1）根據(jù)災(zāi)害類型制定類型預(yù)案，針對一類災(zāi)害特點編制處置程序、處置措施和注意事項等內(nèi)容；（2）針對具體重點單位的某一重點部位，編制力量部署、計算槍炮數(shù)量、部署陣地位置、確定進(jìn)攻路線和處置程序等。數(shù)字化預(yù)案平臺中存儲了大量的字段化的編制對象基本信息、消防力量資源信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如平臺內(nèi)置一套與“關(guān)鍵數(shù)據(jù)”相對應(yīng)的處置措施和注意事項庫，通過系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的計算法則，平臺可通過對任何消防安全重點單位的“關(guān)鍵數(shù)據(jù)”進(jìn)行檢索，按照法則對應(yīng)處置措施，最終形成一套針對具體重點單位信息和災(zāi)害類型處置對策的完整的滅火救援行動方案。這套行動方案不僅考慮到類型災(zāi)害的處置，同時也考慮到具體單位的情況，使得行動方案比類型預(yù)案中的處置措施更有針對性，也比設(shè)定某一重點部位的處置措施更具概括性，整體方案的可操作性更強(qiáng)。

3 數(shù)字化預(yù)案平臺建設(shè)和應(yīng)用的注意事項

3.1 底層地圖的選擇

數(shù)字化預(yù)案平臺中大量數(shù)據(jù)和功能都基于地理信息系統(tǒng)，因此，底層地圖的選擇極為重要。筆者對基于ArcGIS平臺的底層地圖和主流互聯(lián)網(wǎng)地圖進(jìn)行了比較，ArcGIS平臺雖然其編程組建較為完善，但其底圖需要不斷的更換和更新，無論如何，其更新速度也無法超越目前的主流互聯(lián)網(wǎng)地圖平臺?？紤]到平臺底圖信息的更新質(zhì)量和更新成本，在建立數(shù)字化預(yù)案平臺時，推薦使用互聯(lián)網(wǎng)開放地圖平臺。

3.2 動態(tài)信息的引入

數(shù)字化預(yù)案平臺無論是在外部的地理圖層信息還是三維可視化模塊中，均可引入重點單位視頻信息和建筑消防設(shè)備的動態(tài)信息。上述動態(tài)信息的引入徹底改變了滅火救援預(yù)案信息均為靜態(tài)信息的傳統(tǒng)，使指戰(zhàn)員可通過預(yù)案平臺，掌握現(xiàn)場內(nèi)部的實時信息，將極大提高滅火救援行動的針對性和準(zhǔn)確性。各地建設(shè)數(shù)字化預(yù)案平臺與建設(shè)單位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)時，應(yīng)統(tǒng)籌考慮，如果已分別建立，應(yīng)相互融合。

3.3 三維可視化模塊的制作

三維可視化或虛擬現(xiàn)實技術(shù)現(xiàn)已日趨成熟，針對千萬噸級石化企業(yè)、國家戰(zhàn)略儲庫、重要會議場館、超大型綜合體等重點單位，建立基于三維可視化模型的重點單位數(shù)字化預(yù)案，其直觀性、實用性極強(qiáng)，單位整體結(jié)構(gòu)信息、消防設(shè)施信息、功能區(qū)域信息、結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息等有更為直接的了解。在三維可視化模型基礎(chǔ)上，開發(fā)災(zāi)害模擬、力量部署、動態(tài)消防信息接入、處置方案管理、網(wǎng)上協(xié)同練兵等消防業(yè)務(wù)特有功能，使得三維可視化模塊具備日常熟悉、沙盤推演、協(xié)同演練等重要作用[2]。

三維可視化模塊制作中有三點值得特別注意：（1）三維模塊的制作成本較高，各地需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況選擇危險性極高的重點單位作為編制對象，其余重點單位的內(nèi)部信息展示可通過全景圖片漫游等成本低廉的方式完成。（2）三維可視化模塊并不是絕對獨立的，其模塊內(nèi)部各類信息均應(yīng)跟數(shù)字化預(yù)案平臺的字段信息聯(lián)動，兩者實現(xiàn)同步，才能做到更好地更新和應(yīng)用。（3）部分單位和科研機(jī)構(gòu)對于三維可視化模塊的研究過于偏重災(zāi)害的數(shù)值模擬和計算，想通過輸入各種參數(shù)使災(zāi)害模擬的趨近于真實，數(shù)字化預(yù)案平臺的三維可視化模塊不應(yīng)向此方向發(fā)展。因此，在構(gòu)建數(shù)字化預(yù)案平臺時，要避免方向上的偏差。

4 結(jié)語

滅火救援預(yù)案的編制和應(yīng)用涉及應(yīng)急救援隊滅火救援的整個過程和全部要素，是執(zhí)勤戰(zhàn)斗準(zhǔn)備工作中極為重要的一部分。數(shù)字化滅火救援預(yù)案平臺，作為應(yīng)急救援大數(shù)據(jù)平臺的重要組成部分，將在日后的信息化作戰(zhàn)中發(fā)揮重要作用。本文對數(shù)字化滅火救援預(yù)案平臺的整體框架、應(yīng)用的技術(shù)和注意事項進(jìn)行了闡述，勾勒了一個開放的、可持續(xù)發(fā)展的數(shù)字化滅火救援預(yù)案平臺的雛形，以期為各地應(yīng)急救援隊數(shù)字化預(yù)案平臺的建設(shè)和發(fā)展提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]公安部消防局.中國消防手冊第十卷：火災(zāi)撲救[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006.

[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，安全與環(huán)境學(xué)報，2004，（1）：45-48.