基于BIM和GIS技術的滅火救援數字化預案平臺研究

李超鵬　靳濤

摘要：以往的消防滅火救援預案僅依賴二維圖紙和文字等信息，造成預案信息不完整、查詢不便等弊端，本文將BIM技術與GIS技術融合運用于滅火救援數字化預案，說明了該平臺的總體設計方案和功能，可更有效的為消防指戰員提供直觀化、可視化的作戰預案，為消防輔助決策提供有力保障。

關鍵詞：BIM技術;GIS技術;數字化預案;滅火救援

中圖分類號：TU241.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0099-02

0 前言

滅火救援預案制定是消防部隊為做好執勤戰斗準備而開展的基礎性、經常性工作。隨著社會經濟快速發展，各類火災和突發事故日益增多，消防部隊滅火救援預案仍停留在電子文本甚至紙質文本的基礎上，很難為指揮員提供直觀、明確、可視化的輔助信息。2015年12月，公安部消防局制定了《公安消防部隊滅火救援數字化預案規定（試行）》，首次提出了滅火救援預案數字化的編制要求。本文在深入研究BIM（建筑信息模型）和GIS（地理信息系統）的基礎上，將GIS技術和BIM技術融合入滅火救援預案管理平臺中，實現了滅火救援預案從二維到三維、從宏觀到微觀、從信息片面到模型可視化、立體化的轉變，達到消防數據直觀化、決策分析科學化、滅火救援智慧化、桌面推演仿真化的目的。

1 BIM和GIS技術基礎

BIM技術即建筑信息模型（Building Information Modeling）技術，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，建立起三維的建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，具有可視化、模擬性、協調性、優化性和可出圖性等特點[1]。目前主流的BIM建模軟件有Autodesk公司的Revit、Bentley公司的Microstation、Dassault公司的CATIA、Nemetschek公司的ArchiCAD等。目前是國際通用的BIM標準是IFC，多數BIM軟件都采用其作為數據交換的標準。

GIS技術（地理信息系統）是基于計算機的工具，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數據的計算機系統[2]。GIS可以為滅火救援預案提供有效的可視化手段和輔助決策支持，能讓指戰員對建筑基本情況、周邊環境、消防水源和行車路線了如指掌，并為指調度提供決策依據。

隨著科技的發展，GIS和BIM的結合日益緊密，BIM用來整合和管理建筑物本身信息，GIS則整合建筑外部環境信息。把微觀領域的BIM信息和宏觀領域的GIS信息進行交換和相互操作，滿足查詢與分析空間信息的功能，可為滅火救援預案系統構建智能化的基礎平臺[3]。

2 平臺總體設計

滅火救援數字化預案平臺構架如圖1所示，由物理支撐層、數據層、應用支撐層和應用層組成，各層間上下連接，互為支撐。物理支撐層運用通過構架分布式服務器集群，搭建云計算平臺，提供動態易擴展且虛擬化的計算和存儲能力;數據層匯集各類基礎數據，為應用支撐層提供數據支撐;應用支撐層為消防指戰員提供數據查詢、展示的接口;應用層包括各個系統功能模塊;用戶層分角色和權限供指揮決策使用[4]。

3 平臺功能

3.1 數據融合

BIM軟件建立的BIM模型，通過數據融合功能導入，導入后的建筑三維模型數據和其屬性數據通過唯一ID進行關聯，原有的相關屬性信息被完好保存，可與GIS地理環境共享，實現建筑內部位置布局和方位模擬。BIM和GIS數據融合采用國內Supermap GIS系統，支持主流的BIM模型，可提供三維漫游、屬性查詢、三維空間分析等功能，可直接查看模型是幾何信息和非幾何信息，根據同一類型的元素查詢該類型的所有構件[5]。

3.2 基本情況

單位基本情況包括單位名稱、地址位置、聯系電話、建筑情況（包括結構、層數、高度、面積、耐火等級，可停車位置）、功能分區、毗鄰情況、重點提示內容、通信聯絡方式等文本內容，以表格或文字的形式展示。

3.3 三維分析

通過BIM三維分析功能可以直觀再現建筑地上、地下、外立面、內部結構等信息，可視化的獲取消防控制室、疏散設施、消防供水系統、消防滅火系統、各層平面圖等對滅火救援起關鍵作用的信息。

3.4 力量部署

通過設定災情等級，部署最佳疏散和救援路線、消防車輛停靠點，劃分戰斗區域和單元，分配器材裝備等資源，制定具體救援方案，明確應急聯動單位位置，確保人員、裝備、器材配置科學合理。

3.5 三維導航

可分為室外和室內導航。室外導航結合道路交通信息，分析最優救援路線，準確迅速尋找最近水源。室內導航利用BIM模型，基于定位技術，對大空間、大體量建筑進行室內導航，準確快速到達救援現場和關鍵部位，有利于滅火救援快速高效開展。

3.6 桌面推演

可以對災害現場進行三維模擬仿真，進行桌面推演，包括指揮演習、力量調動、力量部署、現場救援等，平臺可以根據推演的情況自動給出分數和定性說明，以便后期進行統計和評價。

4 結語

本文將BIM和GIS技術融合，運用于滅火救援數字化預案平臺，充分利用GIS宏觀展示和BIM微觀顯示的特點，區別于傳統的二維、紙質的滅火救援預案，全方位為消防指戰員提供直觀化、科學化的滅火救援預案，提高消防救援效率。而隨著軟硬件技術的飛速發展，BIM技術日趨成熟，由其帶來的行業價值也隨之激增。BIM和GIS優勢互補，兩者的結合將成為消防建設發展的重要趨勢，可以為指揮決策、消防設計、消防管理等諸多問題的解決提供新的思路[6]。

參考文獻

[1] 紀博雅，戚振強.國內BIM技術研究[J].科技管理研究，2015（6）：184-190.

[2] 周文，李倩楠，等.基于BIM和GIS的綜合管廊智能化管理平臺研究與實現[J].地理信息世界，2017（6）：97-100.

[3] 張璐.基于BIM與GIS技術的智慧校園平臺的構建[J].貴陽學院學報（自然科學版），2017（6）：17-19.

[4] 王佳，周小平，等.BIM在建筑消防中的應用[M].北京：中國電力出版社，2016：03-01.

[5] 陳雷鳴.基于BIM和GIS的智慧城市探索[J].土木建筑工程信息技術，2016（12）：91-95.

[6] 陳遠，任榮.基于BIM的建筑消防安全管理應用框架研究[J].圖學學報，2016（12）：816-821.

Research on Digital Preplan Platform for Fire Fighting and Rescue Based on BIM and GIS Technology

LI Chao-peng，JIN Tao

（Taiyuan Fire Rescue Detachment， Taiyuan Shanxi? 030002）

Abstract：Previous fire fighting and rescue plans only depended on two-dimensional drawings and text， which resulted in incomplete information and inconvenient query. This paper applies BIM technology and GIS technology to digital fire fighting and rescue plans， and illustrates the overall design scheme and functions of the platform， which can provide more effective visual combat plans for fire fighters， so as to eliminate them. Prevention of assistant decision-making provides a strong guarantee.

Key words：BIM technology; GIS technology; digital plan; fire fighting and rescue