摘要：城市的發(fā)展對于消防工作的要求越來越高。地理信息系統(tǒng)（GIS）對于空間數(shù)據(jù)的管理和分析能力為消防工作的滅火調(diào)度、指揮提供了極大的幫助。本文對城市消防地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析。指出地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于消防指揮勢在必行。
　　關(guān)鍵詞：城市消防，地理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)組織
　　1前言
　　隨著我國城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，文化生活豐富，城市防災(zāi)減災(zāi)保障體系建立的需求變得日益緊迫，消防保衛(wèi)的任務(wù)也日益復(fù)雜繁重。城市消防工作是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)工程[1,2]。
　　目前，我國正處于城市化的加速階段，城市人口和面積都處在快速發(fā)展和擴(kuò)張階段，各類緊急突發(fā)事件增多，火災(zāi)及其它災(zāi)害事故發(fā)生的概率大幅上升。在新形式下如何有效地維護(hù)社會治安，保證國家與人民的財(cái)產(chǎn)安全，成為消防部門的一個(gè)迫切任務(wù)和難題。城市火災(zāi)決策要求掌握大量準(zhǔn)確的綜合性基礎(chǔ)信息，并要求可隨時(shí)對這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速查詢，并能做進(jìn)一步綜合分析，這些數(shù)據(jù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)就是具有空間分布的特征。為此，引入專業(yè)的地理數(shù)據(jù)管理平臺GIS實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的管理，基于GIS的消防指揮信息支持系統(tǒng)的研發(fā)勢在必行，從而利用有限的人力、物力最大限度地減少損失[1-4]。
　　文章通過對已有的城市消防地理信息系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析，結(jié)合國家及相關(guān)行業(yè)規(guī)范要求，探討城市消防指揮地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　2城市消防地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
　　2.1系統(tǒng)總體構(gòu)架
　　消防地理信息系統(tǒng)主要包括：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層、GIS平臺層、業(yè)務(wù)組件層和應(yīng)用層四層。
　　•數(shù)據(jù)層：系統(tǒng)基于Oracle數(shù)據(jù)庫平臺，將電子地圖數(shù)據(jù)存放在“空間和屬性數(shù)據(jù)庫”中，“業(yè)務(wù)定義數(shù)據(jù)庫”用于存放系統(tǒng)定義的數(shù)據(jù)，如哪些業(yè)務(wù)要融入到GIS中，地圖需要標(biāo)注哪些對象，對象如何描述等數(shù)據(jù)，都存放在此。“業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫”用于存放與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的信息，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的映射。
　　•平臺層：GIS平臺軟件，它主要用于將關(guān)系型的記錄數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成可視化的圖形，同時(shí)封裝了對地圖通用的操作功能，對外提供二次開發(fā)接口，為具體地理信息應(yīng)用服務(wù)。
　　•組件層：該層將一個(gè)個(gè)的業(yè)務(wù)邏輯封裝成易部署的中間層業(yè)務(wù)組件，為應(yīng)用層提供服務(wù)。應(yīng)用層：面向最終用戶并為其它應(yīng)用系統(tǒng)提供服務(wù)。
　　•應(yīng)用層：在該層上規(guī)劃C/S專業(yè)應(yīng)用、WEBGIS綜合應(yīng)用、WebService對外服務(wù)和業(yè)務(wù)定義采集平臺軟件。其中，C/S專業(yè)應(yīng)用是針對消防指揮調(diào)度的業(yè)務(wù)需要定制開發(fā)的GIS桌面端應(yīng)用軟件。消防指揮調(diào)度屬于復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理，需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的運(yùn)算和復(fù)雜的分析運(yùn)算，因此需要采用C/S體系結(jié)構(gòu)。
　　
　　圖1消防地理信息系統(tǒng)總體構(gòu)架
　　2.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
　　從實(shí)用角度出發(fā)，系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能。
　　（1）系統(tǒng)登錄功能接處警員在啟動本軟件后，將跳出登錄框，要求輸入接警員工號及密碼，進(jìn)行身份和權(quán)限的認(rèn)證
　　（2）基本操作功能主要指屏幕操作功能，可以對當(dāng)前屏幕實(shí)時(shí)進(jìn)行漫游、縮放、旋轉(zhuǎn)、屏幕剪取打印。
　　（3）查詢功能針對一些重要信息，如重點(diǎn)單位、街道小區(qū)、消防中隊(duì)等，根據(jù)用戶輸入的查詢條件，對用戶所選定的可查詢圖層，查詢出相似信息并列表顯示，可以對列排序，用戶可以從中選出所要定位的條目，然后在地圖中定位。
　　（4）定位分析功能包括定位和路徑分析功能。定位指報(bào)警電話進(jìn)入后，自動根據(jù)報(bào)警電話的信息，通過查詢數(shù)據(jù)庫，在地圖上快速顯示報(bào)警電話的位置。路徑分析確定各消防中隊(duì)到著火地點(diǎn)的最佳路線，根據(jù)系統(tǒng)提供的路況、路寬及動態(tài)信息，確定各路段的阻抗值，顯示行車路線，計(jì)算里程和時(shí)間。
　　（5）集成功能包括GPS集成、視頻集成和GIS調(diào)度集成。1）GPS集成：在GPS和GIS之間建立合適的數(shù)據(jù)接口后，可以實(shí)現(xiàn)許多車輛監(jiān)控、調(diào)度、報(bào)警、跟蹤、查詢等眾多功能。可以在接警的同時(shí)直觀看到有關(guān)車輛或者周邊車輛的信息，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)度。2）視頻集成：實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控點(diǎn)圖層，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)所開放的接口，進(jìn)行圖像切換和控制。3）GIS調(diào)度集成：通過與與消防有線通信子系統(tǒng)的集成，可以實(shí)現(xiàn)直接通過電子地圖進(jìn)行語音調(diào)度。
　　（6）數(shù)據(jù)維護(hù)功能可以對圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，保證數(shù)據(jù)的有效性和實(shí)時(shí)性。
　　2.4數(shù)據(jù)體系的設(shè)計(jì)
　　采用線分類法對消防地理信息進(jìn)行分類，劃分為基礎(chǔ)地理信息、警用公共地理信息、業(yè)務(wù)專用地理信息三大門類。
　　（1）基礎(chǔ)地理信息
　　基礎(chǔ)地理信息是指從測繪部門獲取的一些最基礎(chǔ)的、為社會各行業(yè)和各公安業(yè)務(wù)部門所公用的常規(guī)地理信息（包含建筑物、道路、水系、植被等）。這些信息在應(yīng)用系統(tǒng)中，主要發(fā)揮著背景地圖的作用和定位參考的作用。它來源于測繪部門，按測繪部門的國土代碼進(jìn)行編碼，并有測繪部門進(jìn)行維護(hù)。
　　（2）警用公共地理信息
　　警用公共地理信息是指與公安和消防業(yè)務(wù)密切相關(guān)、且可為公安、消防各業(yè)務(wù)部門開展地理信息應(yīng)用所共同需要的一些公用性數(shù)據(jù)。每一類警用公共地理信息，按信息的業(yè)務(wù)歸口關(guān)系，由一個(gè)主要部門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和圖層制作，并有多個(gè)單位協(xié)助其完成相關(guān)屬性信息的采集和完善。警用公共地理信息按照五要素方法進(jìn)行劃分，描述其地理實(shí)體信息。
　　（3）業(yè)務(wù)專用地理信息
　　業(yè)務(wù)專用地理信息是指業(yè)務(wù)性特別強(qiáng)，僅與某一種公安業(yè)務(wù)密切相關(guān)的（或包含某種特定公安業(yè)務(wù)保密信息的）一些具有特殊業(yè)務(wù)用途的信息。
　　3關(guān)鍵問題分析
　　3.1最佳路徑選取
　　最佳路徑的選擇，需要根據(jù)消防部門的特殊要求，針對不同的火災(zāi)等級選擇不同的路徑算法。一方面在接警過程中，通過接警員與報(bào)警者的交流，掌握關(guān)于火警類型和火警單位情況。另一方面，要求系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)更新道路信息，提供參考價(jià)值高的最優(yōu)路徑，為消防部隊(duì)的應(yīng)急反應(yīng)提供可靠的支持。從而提高路徑選擇的效率。
　　最佳路徑選取算法是指在特定的網(wǎng)絡(luò)中搜索最優(yōu)的達(dá)到目標(biāo)的路徑。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值是一個(gè)常量時(shí)稱為靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的兩點(diǎn)間的最優(yōu)路徑算法稱為靜態(tài)最短路徑算法。在消防應(yīng)急系統(tǒng)的應(yīng)用中，實(shí)際上每天每個(gè)時(shí)間段道路的情況是實(shí)時(shí)變化的，但由于每個(gè)消防中隊(duì)管轄的區(qū)域并不是很大，消防力量到達(dá)受災(zāi)地點(diǎn)的時(shí)間相對比較短，在這段時(shí)間里，路徑權(quán)重發(fā)生變化的可能性不大，所以在做出警路徑規(guī)劃時(shí)選擇的算法還是靜態(tài)最優(yōu)路徑算法。只是在系統(tǒng)維護(hù)和管理時(shí)，要求數(shù)據(jù)管理員根據(jù)交通信息指揮中心提供的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的對路徑通行現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整，以確保系統(tǒng)路徑規(guī)劃的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。對于最短路徑選取算法，目前主要還是基于經(jīng)典的Dijkstra算法，也是目前公認(rèn)求解最短路徑問題的最經(jīng)典算法[5,6]。
　　3.2火警地點(diǎn)定位
　　火警點(diǎn)快速、正確的定位對于實(shí)施及時(shí)有效的消防措施具有重要的意義。由于火警電話傳遞給消防部門的信息通常是不完全的。例如，報(bào)警者可能只知道該單位的電話或名稱，有時(shí)這些信息都不明確，只知道在某某路段或某某路與某某路的交叉口。這就要求消防地理信息系統(tǒng)應(yīng)提供這樣的功能，即在信息源不夠充分的情況下也可以確定該單位的位置，具有模糊匹配功能。另一方面，需要設(shè)置完備的空間與屬性數(shù)據(jù)，根據(jù)屬性信息的要求可以查詢空間位置。根據(jù)屬性信息，如將光標(biāo)移到某一位置上，可查出和這個(gè)位置有關(guān)的文字屬性信息。通過合理完備的數(shù)據(jù)組織，利用GIS提供的地理關(guān)系運(yùn)算語言，就可以根據(jù)接收的地理坐標(biāo)，與派生表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，檢索出符合坐標(biāo)值的單位名稱，提高火警點(diǎn)定位的效率。
　　3.3車輛跟蹤
　　利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）可以提高消防調(diào)度指揮能力。GPS技術(shù)、無線通信技術(shù)和GIS相結(jié)合，為調(diào)度指揮提供準(zhǔn)確、直觀的移動目標(biāo)位置和狀態(tài)信息，提高對消防力量的動態(tài)指揮和管理能力，處理突發(fā)事件時(shí)能快速、準(zhǔn)確地調(diào)度和指揮。
　　4結(jié)束語
　　文章針對城市消防工作進(jìn)行了思考，提出建設(shè)城市消防地理信息系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能，并對關(guān)鍵問題進(jìn)行分析。需要說明的是在實(shí)際建設(shè)中，還應(yīng)考慮不同城市關(guān)于消防指揮通信、接處警系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范等，做好整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)《消防部隊(duì)通信指揮系統(tǒng)“十一五”建設(shè)規(guī)劃》，建立高效實(shí)用的消防指揮信息支持系統(tǒng)是發(fā)展我國消防事業(yè)和提高消防部隊(duì)滅火、救援工作效率的迫切要求，利用地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理和分析能力，可以有效滿足消防部隊(duì)消防工作的要求，是消防部隊(duì)信息化建設(shè)的需求。
　　
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