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(jì)及應(yīng)用

朱海

摘要：為了確保消防救援指揮工作能夠有效開(kāi)展，提高消防救援隊(duì)伍的實(shí)戰(zhàn)指揮輔助決策能力，現(xiàn)設(shè)計(jì)一款功能完善、實(shí)用性強(qiáng)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(jì)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面入手，完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。其次，從用戶登錄功能設(shè)計(jì)、設(shè)備管理功能設(shè)計(jì)、視頻資料管理功能設(shè)計(jì)三個(gè)方面入手，完成系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)。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(píng)系統(tǒng)應(yīng)用四個(gè)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(jì)的“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)運(yùn)行正常、可靠、穩(wěn)定，各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)計(jì)相關(guān)要求。希望通過(guò)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(yùn)用；拓展

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程加快，當(dāng)前各類災(zāi)害事故頻繁發(fā)生，對(duì)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(duì)伍面對(duì)的是全災(zāi)種，應(yīng)對(duì)的是大應(yīng)急。同時(shí)，還加大了消防救援的難度，所以在進(jìn)行消防救援期間，消防救援指揮人員通過(guò)使用“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)救援情況進(jìn)行科學(xué)地指揮和調(diào)度，而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，離不開(kāi)對(duì)“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。通過(guò)設(shè)計(jì)和應(yīng)用該系統(tǒng)，可以遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)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(chǎng)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(jì)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(wèn)題。

一、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

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(gè)層級(jí)組成，第一層是數(shù)字采集層。主要是對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和整理，例如：圖片、圖像、文字等相關(guān)信息進(jìn)行系統(tǒng)的采集和整理，然后將所整理的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層儲(chǔ)存起來(lái)。在采集數(shù)據(jù)時(shí)，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(chǔ)層，完整的保存數(shù)據(jù)。第二層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，將采集層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，利用分布式文件系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，對(duì)其進(jìn)行分類儲(chǔ)存。該層需要滿足用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)的需求，所以數(shù)據(jù)儲(chǔ)存必須具有拓展性、時(shí)效性和可靠性。同時(shí)，該層通過(guò)數(shù)據(jù)備份方式，對(duì)重要數(shù)據(jù)可以加密保護(hù)，避免其泄露。第三層數(shù)字展示層，即通過(guò)采集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，可以借助計(jì)算機(jī)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(diǎn)，以便于掌握實(shí)施情況，及時(shí)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(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建，方便用戶分類化管理個(gè)人基本信息，同時(shí)為系統(tǒng)數(shù)據(jù)備用提供了技術(shù)支持。因此，加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。對(duì)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(kù)主要用于對(duì)用戶名、登錄賬號(hào)、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(chǔ)和管理［2］?？傊?，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)的設(shè)計(jì)，一定要設(shè)計(jì)安全性能好、龐大儲(chǔ)存空間的數(shù)據(jù)庫(kù)，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(jì)

為了進(jìn)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(shí)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(jì)示意圖，完成對(duì)以下幾個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)。這些功能在實(shí)際設(shè)計(jì)中，所選用的開(kāi)發(fā)工具eclipse，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言以JAVA為主，整個(gè)web展示主要運(yùn)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(jì)

用戶登錄主流程如圖3所示。

由圖3可以得知，用戶注冊(cè)成功后登錄該系統(tǒng)時(shí)，在登錄界面的設(shè)計(jì)主要是為了滿足用戶的需求，對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證。登錄前輸入賬號(hào)和密碼，系統(tǒng)會(huì)對(duì)客戶端信息加以保密，防止跟蹤，同時(shí)可以安全的在內(nèi)網(wǎng)中保存和記憶賬號(hào)、密碼。當(dāng)用戶登錄時(shí)，服務(wù)器可以識(shí)別用戶信息，認(rèn)證通過(guò)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(shí)，系統(tǒng)會(huì)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(shí)，驗(yàn)證失敗，用戶將被限制訪問(wèn)［3］。

（二）設(shè)備管理功能設(shè)計(jì)

設(shè)備管理功能主要用于對(duì)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(wèn)該系統(tǒng)后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備資源信息的自動(dòng)化獲取。此時(shí)，當(dāng)用戶點(diǎn)擊在線用戶時(shí)，可以自動(dòng)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(jì)

該功能在實(shí)際設(shè)計(jì)中，主要用到了分屏技術(shù)，采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，向支?duì)、總隊(duì)安全、可靠地傳輸便攜設(shè)備所采集的視頻信息，此時(shí)，上級(jí)單位可以利用投影墻，向相關(guān)人員播放所接收到的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻或者一個(gè)實(shí)時(shí)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(shí)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(gè)子系統(tǒng)，這五個(gè)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(shí)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(shí)性和有效性，同時(shí)在相關(guān)政府應(yīng)急部門的配合下，完成對(duì)GIS平臺(tái)的搭建。（2）執(zhí)勤實(shí)力系統(tǒng)應(yīng)用。執(zhí)勤實(shí)力系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，主要用于對(duì)干部、文員、專家?guī)?、?lián)動(dòng)單位、車輛、滅火藥劑等信息的全面化采集和匯聚，并自動(dòng)生成執(zhí)勤實(shí)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(shí)際應(yīng)用中，主要用于對(duì)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(shí)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(shí)際應(yīng)用中，主要用于對(duì)各種數(shù)字化預(yù)案信息的全面化采集，并完成對(duì)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(shí)還能科學(xué)地評(píng)估滅火救援實(shí)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(shí)際應(yīng)用中，主要用于對(duì)衛(wèi)星、車輛定位、對(duì)講機(jī)等相關(guān)信息的實(shí)時(shí)加載和處理，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)模塊：（1）數(shù)字化報(bào)警模塊。該模塊主要是在參照傳統(tǒng)119電話報(bào)警的前提下，對(duì)微信報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)展，指導(dǎo)報(bào)警人采用圖像、動(dòng)畫、視頻、文字等多種形式，進(jìn)行精準(zhǔn)報(bào)警。此外，通過(guò)利用攝像機(jī)報(bào)警系統(tǒng)，開(kāi)展自動(dòng)巡查工作，便于相關(guān)人員在第一時(shí)間內(nèi)及時(shí)發(fā)現(xiàn)火源，并進(jìn)行相關(guān)報(bào)警操作，在此基礎(chǔ)上，將以上報(bào)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(shí)別模塊。該模塊主要用于對(duì)報(bào)警人位置和關(guān)鍵字等信息的自動(dòng)化比對(duì)，并完成對(duì)相關(guān)報(bào)警警情的合并，縮短接警調(diào)度員處理警情時(shí)間。此外，還要結(jié)合報(bào)警時(shí)段、災(zāi)情類別，對(duì)當(dāng)前災(zāi)情等級(jí)進(jìn)行科學(xué)判斷。（3）輔助調(diào)度模塊。該模塊主要用于對(duì)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(shí)，各個(gè)作戰(zhàn)單元通過(guò)使用各種移動(dòng)設(shè)備，對(duì)相關(guān)作戰(zhàn)信息進(jìn)行接收、查詢和上報(bào)［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(gè)模塊；（1）最優(yōu)出警路線分析模塊。通過(guò)應(yīng)用該模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路通過(guò)能力、道路臨時(shí)管制情況等信息的全面化采集，并向出動(dòng)中隊(duì)推送所確定好的最優(yōu)出警路徑，一旦出動(dòng)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(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲，以引起相關(guān)人員的注意。（2）情報(bào)支援模塊。通過(guò)應(yīng)用該模塊，可以結(jié)合災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)信息，完成對(duì)預(yù)案等相關(guān)信息的自動(dòng)化匹配和推送。同時(shí)，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(cè)定危險(xiǎn)化學(xué)品蔓延情況、警戒范圍，完成對(duì)建筑倒塌計(jì)算模型的構(gòu)建。（3）協(xié)同作戰(zhàn)模塊。通過(guò)利用該模塊，可以確保該系統(tǒng)與110/120等應(yīng)急指揮平臺(tái)以及水、電、燃?xì)獾日{(diào)度平臺(tái)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(gè)警情處于互通互融的狀態(tài)，確保各個(gè)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)力量之間能夠有效地互通。（4）安全保障模塊。通過(guò)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(duì)災(zāi)害安全等級(jí)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，并對(duì)消防救援人員體征實(shí)時(shí)信息、建筑物位移、火災(zāi)蔓延情況等相關(guān)信息進(jìn)行全面化采集，并做好對(duì)這些預(yù)警信息的及時(shí)化、有效化推送，為后期消防救援決策的制定打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［8］。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在信息時(shí)代背景下，本文所設(shè)計(jì)的“數(shù)字一張圖”消防救援決策輔助系統(tǒng)，用到了Activity組件、Service組件、BroadcastReceiver組件、ContentProvider組件Android平臺(tái)四大組件以及Java編程語(yǔ)言等相關(guān)技術(shù)，將視頻信號(hào)安全、可靠地傳輸?shù)皆O(shè)備采集前端中，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景和單場(chǎng)景的自動(dòng)化切換。同時(shí)，該系統(tǒng)主要是由設(shè)備管理功能、視頻資料管理功能等功能組成，確保圖像傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和有效性，極大地提高了用戶的使用體驗(yàn)。

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