郭其云 付 強(qiáng)

1.中國人民警察大學(xué) 應(yīng)急救援管理研究中心 2.北京蜂鳥視圖科技有限公司

火災(zāi)是嚴(yán)重威脅人類生存和發(fā)展的常發(fā)性災(zāi)害之一，在消防應(yīng)急救援過程中，救援部門在指揮中心需要及時(shí)了解重大災(zāi)害事件現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，科學(xué)地部署警力、正確地指揮調(diào)度，對(duì)消防部門提高指揮決策的快速準(zhǔn)確性，增強(qiáng)快速反應(yīng)能力，及時(shí)挽救人民財(cái)產(chǎn)安全有著舉足輕重的意義。

2013年10月11日凌晨2時(shí)許，位于石景山區(qū)蘋果園南路的喜隆多商場(chǎng)開始著火，商場(chǎng)內(nèi)很多店鋪經(jīng)營(yíng)服裝紡織等易燃商品，大火整整燒了8個(gè)多小時(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，指揮中心共計(jì)調(diào)派了15個(gè)消防中隊(duì)的63輛消防車、300余名官兵進(jìn)行滅火，商場(chǎng)過火面積約1500m2，火災(zāi)直接財(cái)產(chǎn)損失估算值為人民幣1308.42萬元。

進(jìn)入21世紀(jì)后，互聯(lián)網(wǎng)成為電子地圖傳播和使用的新載體，三維電子地圖被賦予先進(jìn)的可視化信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的一種最新應(yīng)用技術(shù)，也是區(qū)域數(shù)字化建設(shè)的重要載體。室內(nèi)三維電子地圖可以有效地實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間信息的可視化展示與分析，在大型室內(nèi)復(fù)雜場(chǎng)景中起到了至關(guān)重要的作用，并為消防部門在執(zhí)勤備戰(zhàn)上提供輔助依據(jù)。

1 室內(nèi)火災(zāi)環(huán)境復(fù)雜、多樣，數(shù)據(jù)信息采集仍需有所突破

我國每年因自然災(zāi)害、事故災(zāi)害和社會(huì)安全事件造成上百萬人傷亡，經(jīng)濟(jì)損失6500億元左右。政府高度重視防災(zāi)減災(zāi)、安全生產(chǎn)、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域工作，成立專門工作機(jī)構(gòu)，編制相應(yīng)規(guī)章制度、工作方案與規(guī)劃，為各領(lǐng)域的應(yīng)急救援工作發(fā)揮了重要作用。

互聯(lián)網(wǎng)、通信、云服務(wù)等技術(shù)的快速發(fā)展，室內(nèi)外定位、三維電子地圖、空間信息可視化等先進(jìn)技術(shù)為消防應(yīng)急救援領(lǐng)域的信息化建設(shè)提供了有利支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防事件的綜合管理與應(yīng)急救援，以提升我國災(zāi)害事件的應(yīng)急處置效率及水平。

在室內(nèi)定位方面，由于環(huán)境復(fù)雜性和定位精度的高要求，很多問題還未被完全解決。國家衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心在國家863專項(xiàng)的支持下，建立了基于北斗/GPS的“廣域?qū)崟r(shí)精密定位原型示范系統(tǒng)”，促成了我國羲和定位系統(tǒng)的建立，具備室外亞米級(jí)、城市室內(nèi)優(yōu)于3m的無縫定位導(dǎo)航能力。

在多尺度地理空間信息融合與可視化方面：室外地圖數(shù)據(jù)在突發(fā)事件應(yīng)急管理救援中的應(yīng)用已成熟，但隨著我國城市的迅速發(fā)展，建筑物室內(nèi)空間數(shù)據(jù)的缺乏日益凸顯，各類災(zāi)害事件難以得到全面有效的數(shù)據(jù)支撐。

2 各國積極構(gòu)建消防救援應(yīng)急系統(tǒng)

近年來各國突發(fā)災(zāi)害事件頻發(fā)，應(yīng)急減災(zāi)越來越受到重視，目前國內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)和學(xué)者從管理機(jī)制、預(yù)警評(píng)估、應(yīng)急決策、指揮調(diào)度和應(yīng)急演練等方面進(jìn)行了多角度研究，形成了一系列應(yīng)急管理機(jī)制、預(yù)案及系統(tǒng)等，并在應(yīng)急救援工作中發(fā)揮了重要作用。

美國遭受“9.11”事件后，為了解決行動(dòng)、資源、信息等不一致所造成的應(yīng)急效率不高問題，制定并通過了“2002國土安全法案”，成立了國土安全部。在整個(gè)國家層面上對(duì)應(yīng)急體系中的組織管理體系、機(jī)構(gòu)設(shè)置、指揮協(xié)調(diào)體系、法律和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)急預(yù)案體系、應(yīng)急平臺(tái)體系、應(yīng)急救援隊(duì)伍體系等進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃和規(guī)范，發(fā)布了“國家突發(fā)事件管理系統(tǒng)（NIMS）”和“國家應(yīng)急預(yù)案（NRP）”，并提出了聯(lián)邦各部門和州等地方政府針對(duì)突發(fā)事件應(yīng)急的培訓(xùn)和執(zhí)行計(jì)劃[1]。

日本政府從應(yīng)急信息化基礎(chǔ)設(shè)施抓起，充分應(yīng)用各種先進(jìn)的信息通信技術(shù)，構(gòu)筑應(yīng)急信息化體系，并于1996年5月正式設(shè)立內(nèi)閣信息中心，以24小時(shí)全天候編制，負(fù)責(zé)迅速搜集與傳達(dá)災(zāi)害相關(guān)的信息，并把防災(zāi)通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)作為一項(xiàng)重要任務(wù)[2]。日本防災(zāi)通訊網(wǎng)，如圖1。

習(xí)近平總書記在革命圣地井岡山視察時(shí)提出，“井岡山要在脫貧攻堅(jiān)中作示范、帶好頭”。如今，井岡山在全國600多個(gè)國家重點(diǎn)貧困縣中第一個(gè)“摘帽”。

圖1 日本防災(zāi)通訊網(wǎng)

當(dāng)前，世界大多數(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將可持續(xù)發(fā)展作為國家戰(zhàn)略，重視加強(qiáng)部門間環(huán)境應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制建設(shè)。英國的做法較為典型，通過在相關(guān)部門間建立環(huán)境應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，較好解決了應(yīng)急處置救援過程中次生環(huán)境突發(fā)事件的問題，從法制保障、應(yīng)急指揮、處置救援等方面強(qiáng)化突發(fā)事件應(yīng)對(duì)，強(qiáng)力推進(jìn)部門間應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制建設(shè)，增強(qiáng)了全社會(huì)預(yù)防和應(yīng)對(duì)重大突發(fā)事件的能力[3]。

3 基于大數(shù)據(jù)云計(jì)算，構(gòu)建公共安全領(lǐng)域應(yīng)用的新技術(shù)

2015年國務(wù)院提出《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》、《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動(dòng)綱要》，標(biāo)志制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃開始，并把大數(shù)據(jù)云計(jì)算提升至國家戰(zhàn)略層面。室內(nèi)三維電子地圖作為互聯(lián)網(wǎng)+的典型代表，經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展，已經(jīng)具備成熟的數(shù)據(jù)采集、云計(jì)算的技術(shù)特點(diǎn)：室內(nèi)空間數(shù)據(jù)采集分析，室內(nèi)物資信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，室內(nèi)空間人員定位，室內(nèi)空間路徑規(guī)劃，室內(nèi)空間可視化等。

通過室內(nèi)定位、室內(nèi)信息可視化等技術(shù)特點(diǎn)，做到整合信息數(shù)據(jù)，積谷防饑；實(shí)時(shí)掌握事件現(xiàn)場(chǎng)的空間信息，臨危不懼。結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的互聯(lián)網(wǎng)+的特色，使突發(fā)事件來臨之前，及時(shí)消滅安全隱患；突發(fā)事件來臨，實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)第一時(shí)間信息。

出于社會(huì)公共安全的需求，搭配室內(nèi)三維電子地圖充分采集與分析數(shù)據(jù)的技術(shù)，制定出行之有效的預(yù)案。室內(nèi)三維電子地圖的應(yīng)用，保證了公共安全領(lǐng)域應(yīng)急方案的數(shù)字化、信息化、智能化—分析日常采集上報(bào)的海量數(shù)據(jù)；及時(shí)更新室內(nèi)空間信息；實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)物資狀態(tài)；設(shè)定突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，大大改善消防監(jiān)督管理的狀況，有效地提升信息化在消防監(jiān)督管理、滅火作戰(zhàn)等方面的應(yīng)用水平。室內(nèi)三維電子地圖，如圖2。

圖2 室內(nèi)三維電子地圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4 建立可視化消防系統(tǒng)，推動(dòng)消防應(yīng)急救援發(fā)展

由于消防部門滅火作戰(zhàn)、消防監(jiān)督、社會(huì)宣傳等工作的需要，消防部門需要對(duì)諸多的單位、高層場(chǎng)所以及城市公共消防設(shè)施數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和統(tǒng)計(jì)。目前這些數(shù)據(jù)信息量巨大且離散，具有無法精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)、傳達(dá)等問題，為消防應(yīng)急救援工作的分析研判帶來一定難度，指揮中心也無法有效掌握各參戰(zhàn)消防部門的具體位置，參戰(zhàn)力量容易出現(xiàn)各自為戰(zhàn)現(xiàn)象，不能形成整體合力和高壓態(tài)勢(shì)。

集成室內(nèi)外定位、三維可視化、臨機(jī)決策以及應(yīng)急演練等科技成果，建設(shè)以三維室內(nèi)電子地圖消防應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)與指揮系統(tǒng)在消防救援中，充分利用大數(shù)據(jù)資源，為作戰(zhàn)指揮提供強(qiáng)力支撐。

基于室內(nèi)三維電子地圖的廣泛應(yīng)用，針對(duì)“防”、“消”兩大方面建立消防應(yīng)急救援管理系統(tǒng)：

（1）“防”——數(shù)字化預(yù)案管理系統(tǒng)。

通過“防控一張圖”的概念，對(duì)重點(diǎn)單位的信息采集、對(duì)作戰(zhàn)力量的信息收集、輔助現(xiàn)場(chǎng)疏散的線路展示、消防水資源位置信息匯總及作戰(zhàn)方案的演示及文檔說明。實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)單位信息資源的高效整合與應(yīng)用，從而提供預(yù)選處置方案、滅火救援預(yù)案、實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)例重現(xiàn)、模擬演練等信息服務(wù)。為指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，為演練、實(shí)戰(zhàn)提供輔助決策作用，如圖3、4。

圖3 火災(zāi)救援預(yù)案

圖4 救援演習(xí)

（2）“消”——指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)。

戰(zhàn)前，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)匯總室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，查看現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各類信息進(jìn)行整理、分析，精準(zhǔn)評(píng)估災(zāi)情。同時(shí)，將消防隊(duì)伍和相關(guān)應(yīng)急部門納入指揮調(diào)度平臺(tái)，根據(jù)災(zāi)情、等級(jí)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)整體調(diào)度、精準(zhǔn)調(diào)度。

戰(zhàn)中，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，提供災(zāi)情處置決策輔助信息，升級(jí)優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)作戰(zhàn)力量編成，部署作戰(zhàn)行動(dòng)，通過移動(dòng)指揮終端實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮中心對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的信息支持和交互，以及災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的救援力量掌握和協(xié)同，全面提升指揮決策效率。

戰(zhàn)后，可視化記錄參戰(zhàn)力量、車輛裝備、相關(guān)物資保障等數(shù)據(jù)，自動(dòng)更新上傳作戰(zhàn)信息及災(zāi)情處置情況，分析評(píng)估作戰(zhàn)行動(dòng)效能，為戰(zhàn)評(píng)總結(jié)提供強(qiáng)力依據(jù)。圍繞消防大數(shù)據(jù)建設(shè)總體規(guī)劃，打通互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通道，建立多維度分析評(píng)估模型，提供可視化展示結(jié)果。消防滅火救援?dāng)?shù)字化管理平臺(tái)，如圖5。

圖5 消防滅火救援?dāng)?shù)字化管理平臺(tái)

以預(yù)案管理系統(tǒng)、指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)為核心，“防”與“消”兩個(gè)方面實(shí)時(shí)掌握室內(nèi)三維電子地圖內(nèi)的所有空間信息，為消防救援應(yīng)急領(lǐng)域提供新的互聯(lián)網(wǎng)方式。

構(gòu)建“防”——預(yù)案管理系統(tǒng)，可通過基礎(chǔ)建設(shè)、警務(wù)決策、合成監(jiān)管、全民消防4個(gè)基礎(chǔ)框架，運(yùn)用大數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，在室內(nèi)三維電子地圖中直接查看上傳數(shù)據(jù)，解決消防警力信息接受有限，場(chǎng)景空間數(shù)據(jù)變化不明、消防設(shè)備設(shè)施實(shí)時(shí)狀態(tài)不清，實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警不及時(shí)等信息與數(shù)據(jù)接收不明的問題。

構(gòu)建“消”——指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)，可直接調(diào)看突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的室內(nèi)三維地圖，了解該場(chǎng)景內(nèi)的所有人、物實(shí)時(shí)情況，及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)物資狀態(tài)信息不明，消防警力單兵身體狀態(tài)不明確，CAD圖表達(dá)效果不直觀，事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施空間信息接收有限等室內(nèi)空間信息接收問題。將消防應(yīng)急救援可視化系統(tǒng)嵌入室內(nèi)三維電子地圖，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間信息與單獨(dú)人、物信息實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)，完成及時(shí)查看，減少人員與財(cái)產(chǎn)損失。

室內(nèi)三維電子地圖在“防”與“消”兩大系統(tǒng)中，起到實(shí)時(shí)查看作戰(zhàn)力量與事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)各方每個(gè)細(xì)節(jié)信息的作用，對(duì)消防應(yīng)急救援的所需要做到每個(gè)精準(zhǔn)信息了如指掌。經(jīng)過大數(shù)據(jù)云計(jì)算的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，成功匹配作戰(zhàn)力量與事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)雙方信息，解決消防部門對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況掌握不清的問題。

5 室內(nèi)三維電子地圖在國內(nèi)應(yīng)用已進(jìn)一步優(yōu)化

室內(nèi)三維電子地圖在國內(nèi)的使用已初具規(guī)模，不僅適用于消防應(yīng)急救援領(lǐng)域，在公共安全服務(wù)領(lǐng)域也得到大量的應(yīng)用。但對(duì)于室內(nèi)三維電子的應(yīng)用也存在著一些行業(yè)痛點(diǎn)，比如制圖周期長(zhǎng)，設(shè)備普及率低，修圖改圖成本消耗較高。國內(nèi)室內(nèi)地圖行業(yè)也存在著較大的挑戰(zhàn)，面對(duì)需求量逐漸增大的國內(nèi)情況，提高室內(nèi)三維電子地圖的質(zhì)量、提升室內(nèi)三維電子地圖的效果、開發(fā)更多室內(nèi)三維電子地圖的應(yīng)用功能成為了當(dāng)務(wù)之急。

北京蜂鳥視圖科技有限公司對(duì)室內(nèi)三維電子地圖進(jìn)行革新，并開發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的室內(nèi)三維電子地圖引擎以及地圖編輯器。在商業(yè)領(lǐng)域，優(yōu)化室內(nèi)三維電子地圖效果，并進(jìn)一步推動(dòng)其發(fā)展趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在：一是制圖流程簡(jiǎn)約化，在消防驗(yàn)收?qǐng)D、建筑物CAD等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上可以快速生成室內(nèi)三維電子地圖并輔以簡(jiǎn)單易用的地圖編輯工具，社會(huì)機(jī)構(gòu)及消防戰(zhàn)士經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可制圖；二是制作成本低，可以支持海量的室內(nèi)三維地圖的制作和調(diào)用；三是各種調(diào)用接口豐富，可以方便對(duì)接各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器或嵌入現(xiàn)有的各種信息系統(tǒng)。目前已在湖北、新疆等地的消防部門試用，效果突出。

消防應(yīng)急救援，在危難來臨之際，總是沖在第一線以保證社會(huì)的安全，解救更多的受難人群。具備物聯(lián)網(wǎng)化特點(diǎn)的室內(nèi)三維電子地圖，可為消防應(yīng)急救援領(lǐng)域提高作戰(zhàn)效率，并同時(shí)保證受困人群與消防官兵的人身安全，降低發(fā)生二次突發(fā)事件的風(fēng)險(xiǎn)，為社會(huì)帶來更多的安全保障。