劉亞靜，翟永強(qiáng),2，毛明江

（1.河北聯(lián)合大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009；2.河北省唐山市交通局，河北 唐山 063009；3.中建三局 第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430073）

火災(zāi)是發(fā)生最頻繁且極具毀滅性的災(zāi)害之一[1,2]。近年來，醫(yī)院、學(xué)校、賓館飯店、KTV、商場超市等公共場所火災(zāi)事件發(fā)生頻繁，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[3,4]。傳統(tǒng)的應(yīng)急救援體系，采用人工報(bào)警、接警的方式，存在救援速度慢、滅火效率低和人員疏散不及時(shí)的缺陷[5]。為了提高對公共場所的火災(zāi)事故發(fā)生的敏感度，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)事故處理的有效性[6,7]，急需利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，開發(fā)公共場所火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)。本文以WebGIS為技術(shù)手段，研究和開發(fā)了公共場所火災(zāi)事故發(fā)生后的應(yīng)急救援系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

本系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)是要建成針對公共場所火災(zāi)的應(yīng)急救援系統(tǒng)，服務(wù)于消防部門，實(shí)現(xiàn)信息查詢、管理、火災(zāi)分析、應(yīng)急調(diào)度。系統(tǒng)采用了唐山市消防信息和公共場所信息、醫(yī)院的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)面向消防部門，為他們提供快捷的、直觀的符合自己需要的數(shù)據(jù)與圖像等信息。系統(tǒng)長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)是不斷地引入國際上領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，并開拓新的相關(guān)服務(wù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)有：

1）全面支持公共場所消防信息的數(shù)據(jù)信息化。系統(tǒng)的功能集成了消防信息，包括消防栓基本信息、消防栓分布信息、各個地區(qū)查詢、消防栓覆蓋范圍分析等功能，可供用戶查詢。

2）全面、完整地管理各類數(shù)據(jù)。能實(shí)現(xiàn)各種信息的集成，為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更新提供平臺；系統(tǒng)具有快速、方便地對各類信息進(jìn)行查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)的功能。

3）能快速摸清火災(zāi)地區(qū)的空間分布，特別是確定火災(zāi)蔓延范圍的空間分布，能以電子地圖平臺為基礎(chǔ)，完善消防預(yù)警、發(fā)布、分析、輔助決策等功能。

本系統(tǒng)可以為消防部門提供更直觀、便捷的工作平臺，為業(yè)務(wù)的高效處理及決策支持提供有效工具。

2 總體功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Web技術(shù)，以及ESRI公司的ArcGIS系列軟件作為開發(fā)工具，通過ArcGIS Server Flex API進(jìn)行二次開發(fā)，結(jié)合ArcGIS for Server提供地圖服務(wù)，借助VS平臺和SQL+SDE數(shù)據(jù)庫，前端采用Flex技術(shù)和ActionScript語言。

系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)管理，各模塊相互獨(dú)立又互相聯(lián)系。根據(jù)公共場所應(yīng)急救援的工作流程及以上分析，基于WebGIS的應(yīng)急救援管理系統(tǒng)主要是由圖1所示的5個功能模塊組成。

1）地圖基本操作模塊。GIS地圖功能模塊為本系統(tǒng)的主要模塊，負(fù)責(zé)完成與地理地圖相關(guān)的漫游、縮放、定位、鷹眼、圖元選擇及自定義距離測量等功能。在地圖上直觀地提供事故的發(fā)生地點(diǎn)、事故現(xiàn)場周邊環(huán)境、事故可能影響范圍等宏觀因素，為應(yīng)急救援指揮提供決策與判斷所需的地理信息。同時(shí)可以在地圖上顯示事故場所有關(guān)的危險(xiǎn)物品或可能引起事故的危險(xiǎn)源，供應(yīng)急救援指揮了解事故可能造成的影響大小、范圍，能快速為應(yīng)急救援提供數(shù)據(jù)來源。

2）基本信息管理模塊。系統(tǒng)存儲了公共場所主要建筑的空間分布信息、屬性信息以及相應(yīng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，通過數(shù)據(jù)分析，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠快速了解火情發(fā)生地點(diǎn)及周邊的情況，了解消防裝備所在的位置和相關(guān)的消防通道。同時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對火災(zāi)現(xiàn)場的監(jiān)控，及時(shí)掌握各種數(shù)據(jù)，便于救援隊(duì)伍實(shí)時(shí)掌握火災(zāi)現(xiàn)場情況，對火災(zāi)蔓延進(jìn)行分析。

3）應(yīng)急救援模塊。應(yīng)急救援是針對火災(zāi)發(fā)生時(shí)的緊急情況制定的應(yīng)急處理預(yù)案。應(yīng)急救援預(yù)案主要是對應(yīng)急機(jī)構(gòu)、人員與職責(zé)、技術(shù)與裝備、設(shè)施與物資、指揮與協(xié)調(diào)和救援行動等方面預(yù)先作出的科學(xué)而有效的具體安排和要求，指導(dǎo)應(yīng)急部門和人員快速、有序、高效地開展應(yīng)急救援行動，防止因應(yīng)急行動組織不力而導(dǎo)致救援場面混亂或延誤最佳應(yīng)急救援時(shí)機(jī)，最大限度地降低災(zāi)害造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

4）逃生路線分析模塊與應(yīng)急救援車輛調(diào)度模塊。基于GIS的最短路徑分析原理，首先可以為被困人群提供最佳的逃生疏散路徑，同時(shí)可以利用緩沖分析原理分析出離著火點(diǎn)最近的消防救援隊(duì)伍的方位，為救援隊(duì)伍提供最快捷的救援路徑。除此之外，消防人員可以查看公共場所內(nèi)部的消防設(shè)施分布，指揮被困人員充分利用消防資源，在剛剛發(fā)生火災(zāi)而救援人員未達(dá)到現(xiàn)場時(shí)實(shí)施自救。

5）火災(zāi)事故評估模塊。火災(zāi)事故評估主要包括火災(zāi)災(zāi)情評估、災(zāi)情損失報(bào)告和救援搶險(xiǎn)總結(jié)。主要是對火災(zāi)發(fā)生后，事故造成的災(zāi)情進(jìn)行評估，對人民生命財(cái)產(chǎn)等造成的損失給以評估，方便保險(xiǎn)理賠，以及對救援搶險(xiǎn)工作進(jìn)行總結(jié)。

圖1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)是公共場所火災(zāi)應(yīng)急救援系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)采用屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式共同管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

1）空間數(shù)據(jù)。系統(tǒng)使用唐山市市區(qū)地圖作為地圖底圖，進(jìn)行地圖矢量化，并且對我校校園以及第五教學(xué)樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)矢量化。消防機(jī)構(gòu)信息、消防栓信息、醫(yī)院信息、公共場所信息等各類信息分別作為不同圖層，供系統(tǒng)使用；屬性數(shù)據(jù)，如小區(qū)名稱、醫(yī)院名稱、消防栓等屬性則可通過互聯(lián)網(wǎng)資源得到，將其添加至唐山市市區(qū)矢量地圖相應(yīng)圖層上，然后對地圖進(jìn)行坐標(biāo)系選擇、配準(zhǔn)、地圖修飾、建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集等相關(guān)處理，最終得到滿足系統(tǒng)功能應(yīng)用的數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 地圖圖層數(shù)據(jù)

表2 屬性數(shù)據(jù)表

2）屬性數(shù)據(jù)。地圖上對應(yīng)的數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息使用SQL Server數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲，根據(jù)地圖上要素的編碼和數(shù)據(jù)庫中的具體信息相對應(yīng)，進(jìn)行詳細(xì)信息的查詢。詳細(xì)信息無法獲得的采用數(shù)據(jù)模擬進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。

3）屬性數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。主要數(shù)據(jù)表有用戶表、權(quán)限表、用戶權(quán)限關(guān)系表、醫(yī)院表、消防表、公共場所表。屬性表中數(shù)據(jù)主要用于提供系統(tǒng)中各種實(shí)體進(jìn)行屬性查詢和用圖來進(jìn)行屬性查詢，以及以屬性來查詢圖形功能，給系統(tǒng)所有功能提供數(shù)據(jù)源。如表2所示。

4 系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)

1）基本信息查詢功能。本系統(tǒng)提供了3種基本查詢功能，可以方便用戶快速在地圖上定位，方便用戶按所感興趣的不同屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢選擇?？臻g查詢可以讓用戶查詢某一點(diǎn)、線、面的不同距離的空間覆蓋要素。查詢功能根據(jù)系統(tǒng)需要，細(xì)分為公共場所查詢、消防機(jī)構(gòu)查詢、醫(yī)療機(jī)構(gòu)查詢、消防設(shè)備查詢4個子查詢。

2）應(yīng)急救援功能。根據(jù)火災(zāi)模擬功能針對火災(zāi)危險(xiǎn)性、火災(zāi)蔓延進(jìn)行分析，通過緩沖區(qū)分析實(shí)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生地起火蔓延情況，實(shí)現(xiàn)模擬著火點(diǎn)，添加起始點(diǎn)，分析最佳路徑，如遇道路障礙，重新分析路徑。最短路徑實(shí)現(xiàn)運(yùn)用Network Analysis分析功能。

系統(tǒng)采用WebGIS為技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了公共場所基本信息管理、應(yīng)急救援消防設(shè)備、消防通道管理以及人員合理疏散、醫(yī)療救援場所查詢以及最優(yōu)路徑分析、救援車調(diào)度等功能。系統(tǒng)可應(yīng)用于學(xué)校、醫(yī)院、商場、超市、娛樂場所等人員密集的場所的應(yīng)急救援管理。

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