消防救援作戰(zhàn)指揮“數(shù)字一張圖”輔助決策系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

摘要：為了確保消防救援指揮工作能夠有效開展，提高消防救援隊伍的實戰(zhàn)指揮輔助決策能力，現(xiàn)設(shè)計一款功能完善、實用性強的“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)。首先，在分析系統(tǒng)應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計兩個方面入手，完成系統(tǒng)總體設(shè)計。其次，從用戶登錄功能設(shè)計、設(shè)備管理功能設(shè)計、視頻資料管理功能設(shè)計三個方面入手，完成系統(tǒng)功能模塊設(shè)計。最后，從作戰(zhàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用、接處警系統(tǒng)應(yīng)用、輔助決策系統(tǒng)應(yīng)用、戰(zhàn)評系統(tǒng)應(yīng)用四個方面入手，研究了“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)的具體應(yīng)用。結(jié)果表明：本文所設(shè)計的“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)運行正常、可靠、穩(wěn)定，各個功能模塊實現(xiàn)滿足設(shè)計相關(guān)要求。希望通過這次研究探索分析，為消防科學(xué)研發(fā)技術(shù)人員提供有效的借鑒和參考。關(guān)鍵詞：數(shù)字一張圖；消防救援決策輔助系統(tǒng)；運用；拓展隨著經(jīng)濟發(fā)展進程加快，當(dāng)前各類災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，對當(dāng)前消防救援指揮提出了更高的要求。由于火災(zāi)事故大多集中出現(xiàn)于商業(yè)中心、物資密集區(qū)等，這就增加了火災(zāi)蔓延速度，此處列舉不僅局限于火災(zāi)事故，當(dāng)前的消防救援隊伍面對的是全災(zāi)種，應(yīng)對的是大應(yīng)急。同時，還加大了消防救援的難度，所以在進行消防救援期間，消防救援指揮人員通過使用“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)，對現(xiàn)場救援情況進行科學(xué)地指揮和調(diào)度，而這一目標(biāo)的實現(xiàn)，離不開對“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用。通過設(shè)計和應(yīng)用該系統(tǒng)，可以遠程動態(tài)實時了解和掌握火情發(fā)展情況，確保消防救援指揮的有效性和科學(xué)性，便于相關(guān)人員結(jié)合現(xiàn)場火災(zāi)情況科學(xué)制定救援策略。因此，如何科學(xué)地設(shè)計和應(yīng)用“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)是消防科學(xué)研發(fā)技術(shù)人員需深入探討的問題。一、系統(tǒng)總體設(shè)計（一）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計如圖1所示，“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)主要由三個層級組成，第一層是數(shù)字采集層。主要是對重要的數(shù)據(jù)進行采集和整理，例如：圖片、圖像、文字等相關(guān)信息進行系統(tǒng)的采集和整理，然后將所整理的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲層儲存起來。在采集數(shù)據(jù)時，一般需要傳感器、攝像頭。借助互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲層，完整的保存數(shù)據(jù)。第二層數(shù)據(jù)存儲層，將采集層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，利用分布式文件系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行快速分析，對其進行分類儲存。該層需要滿足用戶數(shù)據(jù)訪問的需求，所以數(shù)據(jù)儲存必須具有拓展性、時效性和可靠性。同時，該層通過數(shù)據(jù)備份方式，對重要數(shù)據(jù)可以加密保護，避免其泄露。第三層數(shù)字展示層，即通過采集和存儲的數(shù)據(jù)，可以借助計算機數(shù)據(jù)分析功能，將數(shù)據(jù)以一定的圖形展現(xiàn)在用戶面前或管理層面前。管理層或用戶端能快速清晰的掌握數(shù)據(jù)特點，以便于掌握實施情況，及時采取防御措施［1］。圖1“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)架構(gòu)示意圖（二）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和構(gòu)建，方便用戶分類化管理個人基本信息，同時為系統(tǒng)數(shù)據(jù)備用提供了技術(shù)支持。因此，加強對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計顯得尤為重要。對于“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)而言，其數(shù)據(jù)庫主要用于對用戶名、登錄賬號、設(shè)備品牌、在線設(shè)備、離線設(shè)備等相關(guān)信息的安全化存儲和管理［2］?？傊?，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)處理方面發(fā)揮著重要的作用。技術(shù)人員一定要高度重視系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，一定要設(shè)計安全性能好、龐大儲存空間的數(shù)據(jù)庫，以滿足后期工作中數(shù)據(jù)處理的需求。二、系統(tǒng)功能模塊設(shè)計為了進一步提高“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性，技術(shù)人員必須要嚴(yán)格按照如圖2所示的系統(tǒng)功能模塊設(shè)計示意圖，完成對以下幾個功能模塊的設(shè)計。這些功能在實際設(shè)計中，所選用的開發(fā)工具eclipse，開發(fā)語言以JAVA為主，整個web展示主要運用了以下三種技術(shù)，分別是JSP技術(shù)、Spring技術(shù)和Hibernate技術(shù)。（一）用戶登錄功能設(shè)計用戶登錄主流程如圖3所示。由圖3可以得知，用戶注冊成功后登錄該系統(tǒng)時，在登錄界面的設(shè)計主要是為了滿足用戶的需求，對用戶的身份進行認(rèn)證。登錄前輸入賬號和密碼，系統(tǒng)會對客戶端信息加以保密，防止跟蹤，同時可以安全的在內(nèi)網(wǎng)中保存和記憶賬號、密碼。當(dāng)用戶登錄時，服務(wù)器可以識別用戶信息，認(rèn)證通過后用戶才能解鎖權(quán)限，獲取用戶想要獲取的信息。當(dāng)用戶登錄獲取信息時，系統(tǒng)會為用戶加載和呈現(xiàn)相應(yīng)的檢索模塊。但是，當(dāng)用戶名與密碼不匹配時，驗證失敗，用戶將被限制訪問［3］。（二）設(shè)備管理功能設(shè)計設(shè)備管理功能主要用于對設(shè)備ID、設(shè)備列表、設(shè)備狀態(tài)等信息的管理，當(dāng)用戶正常登錄和訪問該系統(tǒng)后，可以實現(xiàn)對當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備資源信息的自動化獲取。此時，當(dāng)用戶點擊在線用戶時，可以自動獲取和了解當(dāng)前系統(tǒng)在線用戶名、IP地址等相關(guān)信息。（三）視頻資料管理功能設(shè)計該功能在實際設(shè)計中，主要用到了分屏技術(shù)，采用無線傳輸?shù)姆绞?，向支隊、總隊安全、可靠地傳輸便攜設(shè)備所采集的視頻信息，此時，上級單位可以利用投影墻，向相關(guān)人員播放所接收到的多個現(xiàn)場實時視頻或者一個實時視頻［4］。三、系統(tǒng)具體應(yīng)用（一）作戰(zhàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用作戰(zhàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要包含基礎(chǔ)地圖地理系統(tǒng)、執(zhí)勤實力系統(tǒng)、水源管理系統(tǒng)、數(shù)字化預(yù)案系統(tǒng)、音視頻及共享數(shù)據(jù)系統(tǒng)五個子系統(tǒng)，這五個子系統(tǒng)的具體應(yīng)用情況如下：（1）基礎(chǔ)地圖地理系統(tǒng)應(yīng)用［5］。該子系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，主要是在參照高德商用地圖底層數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上，確?；ヂ?lián)網(wǎng)地圖數(shù)據(jù)更新的及時性和有效性，同時在相關(guān)政府應(yīng)急部門的配合下，完成對GIS平臺的搭建。（2）執(zhí)勤實力系統(tǒng)應(yīng)用。執(zhí)勤實力系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，主要用于對干部、文員、專家?guī)臁⒙?lián)動單位、車輛、滅火藥劑等信息的全面化采集和匯聚，并自動生成執(zhí)勤實力數(shù)據(jù)圖層。（3）水源管理系統(tǒng)應(yīng)用。水源管理系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，主要用于對消防部門水源檢查相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集以及水利部門相關(guān)自然資源的匯聚，確保共享的及時性和有效性。（4）數(shù)字化預(yù)案系統(tǒng)應(yīng)用。數(shù)字化預(yù)案系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，主要用于對各種數(shù)字化預(yù)案信息的全面化采集，并完成對數(shù)據(jù)共享模塊和演練模塊的統(tǒng)一創(chuàng)建，為數(shù)據(jù)共享第三方提供重要的數(shù)據(jù)支撐，同時還能科學(xué)地評估滅火救援實地演練情況。（5）音視頻及共享數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用［6］。音視頻及共享數(shù)據(jù)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，主要用于對衛(wèi)星、車輛定位、對講機等相關(guān)信息的實時加載和處理，同時還能實現(xiàn)對高速卡口監(jiān)控、行業(yè)單位相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化匯聚。（二）接處警系統(tǒng)應(yīng)用接處警系統(tǒng)主要包含以下幾個模塊：（1）數(shù)字化報警模塊。該模塊主要是在參照傳統(tǒng)119電話報警的前提下，對微信報警內(nèi)容進行擴展，指導(dǎo)報警人采用圖像、動畫、視頻、文字等多種形式，進行精準(zhǔn)報警。此外，通過利用攝像機報警系統(tǒng)，開展自動巡查工作，便于相關(guān)人員在第一時間內(nèi)及時發(fā)現(xiàn)火源，并進行相關(guān)報警操作，在此基礎(chǔ)上，將以上報警方式所形成的警情完整、有效地顯示在一張圖上。（2）警情預(yù)判識別模塊。該模塊主要用于對報警人位置和關(guān)鍵字等信息的自動化比對，并完成對相關(guān)報警警情的合并，縮短接警調(diào)度員處理警情時間。此外，還要結(jié)合報警時段、災(zāi)情類別，對當(dāng)前災(zāi)情等級進行科學(xué)判斷。（3）輔助調(diào)度模塊。該模塊主要用于對相關(guān)調(diào)度信息的推送，確保這些信息安全、可靠地傳輸?shù)较谰仍尽缁鹁仍?、微型消防站中。同時，各個作戰(zhàn)單元通過使用各種移動設(shè)備，對相關(guān)作戰(zhàn)信息進行接收、查詢和上報［7］。（三）輔助決策系統(tǒng)應(yīng)用輔助決策系統(tǒng)主要包含以下幾個模塊；（1）最優(yōu)出警路線分析模塊。通過應(yīng)用該模塊，可以實現(xiàn)對道路通過能力、道路臨時管制情況等信息的全面化采集，并向出動中隊推送所確定好的最優(yōu)出警路徑，一旦出動車輛行駛路線偏離所設(shè)置好的標(biāo)準(zhǔn)路線后，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警聲，以引起相關(guān)人員的注意。（2）情報支援模塊。通過應(yīng)用該模塊，可以結(jié)合災(zāi)害現(xiàn)場相關(guān)信息，完成對預(yù)案等相關(guān)信息的自動化匹配和推送。同時，根據(jù)所采集好的災(zāi)害事故相關(guān)信息，科學(xué)地估算和了解滅火救援力量、滅火藥劑需量等信息，并精確地測定危險化學(xué)品蔓延情況、警戒范圍，完成對建筑倒塌計算模型的構(gòu)建。（3）協(xié)同作戰(zhàn)模塊。通過利用該模塊，可以確保該系統(tǒng)與110/120等應(yīng)急指揮平臺以及水、電、燃氣等調(diào)度平臺之間建立良好的通信關(guān)系和數(shù)據(jù)交互關(guān)系，確保整個警情處于互通互融的狀態(tài)，確保各個應(yīng)急聯(lián)動力量之間能夠有效地互通。（4）安全保障模塊。通過應(yīng)用該模塊，可以在分析影響消防救援人員人身安全相關(guān)要素的基礎(chǔ)上，對災(zāi)害安全等級進行科學(xué)評估，并對消防救援人員體征實時信息、建筑物位移、火災(zāi)蔓延情況等相關(guān)信息進行全面化采集，并做好對這些預(yù)警信息的及時化、有效化推送，為后期消防救援決策的制定打下堅實的基礎(chǔ)［8］。結(jié)束語綜上所述，在信息時代背景下，本文所設(shè)計的“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)，用到了