基于MAPGIS建立智能火警系統分析

韓亞魁　趙一紅

摘要：現代科技的發展和進步,大量新型材料層出不窮,隨之而引起的火災也出現了很多新型化趨勢,利用傳統火災的救援模式已滿足不了現代社會的需要。僅靠消防人員的經驗對火情起源進行分析，一般速度慢而且不夠精確,甚至會延誤戰機，失去最佳的搶險時間。以計算機技術為依托，采用MAPGIS組件進行二次開發的智能火警系統，則可以快速、準確地定位出火災點的位置，迅速地調度指揮周邊地消防中隊出警救援，并可以對火災損失進行分析統計。用MAPGIS強大的繪圖能力和空間數據管理能力,使用新型計算機專題圖繪制功能,不僅可以方便用戶深入了解火災，而且可以提高消防指揮部門的信息化指揮水平。

關鍵詞：MAPGIS智能火警系統空間信息

引言

智能火災報警系統就是基于MAPGIS技術去構建的一種新型的地理信息應用平臺。該系統利用計算機可視化軟件技術，采用開發工具VS2008、C#語音和組件式MAPGIS控件與消防調度指揮管理業務流程緊密結合，同時并用組件式軟件集成開發技術，將消防調度指揮信息數據的采集、定位、管理、分析與出警等功能融為一體，是一種能適應于多種情況下消防調度指揮的GIS軟件平臺。系統充分利用ＶＳ２００８軟件開發工具高效、方便的編程能力以及C#的簡單方便和MAPGIS靈活的空間數據可視化管理分析功能，大大提高消防調度指揮信息系統的開發效率。同時系統采用強大的SQL數據庫和MAPGIS的GDB數據庫作為系統的屬性數據庫，實現了系統與其他消防指揮信息系統間相互網絡通訊的解決途徑。

1 數據庫設計

由于智能火警系統是建立在空間數據的基礎上的，系統數據庫的建立在系統建設過程中具有重要的地位。首先獲取全市消防栓信息、煤氣管道、自來水管道、消防水源、消防局和其他各種相關實體的信息(包括空間和屬性信息)，對它們進行矢量化，建構完整的空間信息系統電子地圖，將一張地圖分成不同圖層。通過ＭＡＰＧＩＳ提供的ＧＤＢ數據庫和ＳＱＬ數據庫來管理這些數據[1]。

2 系統功能結構設計

系統在功能結果開發設計過程中充分考慮智能火警系統在消防調度指揮管理中實際應用價值。系統的總體設計結構是按照軟件工程的設計思想，保證了系統總體結構的科學性和合理性。采用由下而上的方法，首先從消防中隊的出警方案的實際調查出發，研究其可能涉及的數據資料，確定其實體的屬性，找出其相對應的圖層空間信息。然后逐級向上綜合，并且盡可能地由一些相對獨立、功能單一的模塊按照層次結構組成[2]。根據系統總體目標及設計原則，以及系統所要具備的功能，將整個系統分成以下幾個功能模塊：

2.1圖層管理：該模塊能分別對點、線、區等空間要素和圖形屬性數據進行編輯，并添加專題圖繪制和輸出功能。此外特別添加了消防標志標繪功能，能用專用符號、代字、象形符號等圖形化的語言在地圖上直觀描述火災事件點與消防設施的空間位置及信息。

2.2數據管理：用戶可以在地圖窗口中手動選擇事故點的具體位置，也可以把火災點的空間坐標自動定位在地圖圖層相應位置。選擇地圖上相應圖元，在彈出的窗口中進行數據錄入與修改，把相應的修改數據保存到后臺ＧＤＢ數據庫中[3]

2.3空間查詢模塊：將圖元屬性數據與圖元進行連接，在選擇相應屬性時，圖形與屬性就能達到聯動效果。例如：我們在屬性視窗內選擇“**市消防大隊”時，在地圖視窗內該圖元就會自動跳轉到地圖中央，高亮閃爍。此外我們還可以進行模糊查詢，精確查詢等。這樣就大大提高了查詢空間地物的速度。

2.4空間分析：利用計算機技術與ＭＡＰＧＩＳ強大的數據管理與分析能力，我們可以構造一定的模型。通過MAPGIS提供的緩沖區分析和疊加分析[4]，計算出受著火點影響的范圍，并在自動在地圖中繪制出該影響區域。通過緩沖區分析會自動建立火災點周圍一定寬度范圍內的緩沖區多邊形圖層，然后建立該圖層與目標圖層的疊加，進行分析而得到受火災影響的范圍和強度。與此同時我們還可以將分析結果以圖片或者表格的形式導出幫助消防人員分析。其中表格內容為受該著火點影響的單位、設施以及受影響的級別等。利用MAPGIS的網絡分析功能，我們可以很容易地確定距離該著火點最近的消防局[5]。系統會自動計算并在地圖視窗內繪制出最佳路徑。我們還可以以圖片和文本的形式將最佳路徑信息輸出。這樣以來就大大提高了搶險效率，為盡快撲滅火災贏得了寶貴的時間。

2.5損失統計：因為我們保存在MAPGIS的GDB數據庫中的地圖要素都具有特定的屬性信息。例如：火災載荷狀態、建筑物容積率、建筑物造價、材料等信息。結合上著火點的火勢強度以及著火時的氣候因素如風向、溫度、空氣濕度等天氣條件，我們可以計算出火災可能帶來的損失，并自動以表格的形式顯示。通過此功能消防人員就能直觀地了解到火災帶來的損失。當然我們也可以手動輸入數據對地圖上某一建筑物或某一區域經行火災損失模擬，以便消防人員進行合理的分析消防力量的部署。

2.6安全評價：利用專業的評價模型對某一個單位經行安全評價可以很方便查出火災安全隱患，為火災預警提供最有利的資料。

對于城市單體建筑物安全評價, 采用多級指標體系。

其評價步驟如下:

(1) 劃定指標根據起火、損失、滅火三方面情況, 將危險性劃分為危險度、危害度以及安全度三個指標, 記為U 1、U 2、U 3。

(2) 建立評價集。對于系統的火災危險性, 設評價集為危險(V 1) , 較危險(V 2) , 中等(V 3) , 較安全(V 4) , 安全(V 5) 五個等級。

(3) 對各指標進行一級綜合評價。設各項指標評價因素的權重分配為A k 的確定由專家評分再取均值, 然后歸一化而獲得。在第一級評估結果的基礎上進行二級評估。得出系統的綜合評價結果后, 可根據最大隸屬度原則進行模糊識別或按照擇近原則歸類, 確定系統的危險等級[6]。如果某建筑物或單位的危險級別比較高則可以警告其進行火災隱患排查，最大限度地減少損失。

結束語

通過二次開發將MAPGIS技術應用于消防調度指揮管理中，不僅實現了空間數據的分析查詢，還為消防救援提供了良好的優化解決方案，為人民的生命財產提供了一層保障。

參考文獻

[1]謝政.網絡算法與復雜性分析[M].長沙:國防科技大學出版社,2003

[2]王云飛.矢量空間數據庫引擎(SVSDE)的結構設計與開發[D].北京:中國地質大學.2009

[3]張耿 消防信息化之我見--消防綜合指揮中心平臺[J]中國科技信息2011(17)

[4]余明,艾廷華.地理信息系統導論[D].北京:清華大學出版社,2009.3

[5]J.L.Wybo,F.Guarniari and B.Richard.Forest fire risk assessment methods and decision support[J].Safety Science,1995,20(1):61-70

[6]劉卓洋.基于GIS的消防指揮信息支持系統設計與實現[D].河北:河北理工大學，2007