基于GIS技術(shù)的人防工程維護(hù)管理和戰(zhàn)時(shí)疏散系統(tǒng)方案研究

林 靜, 李 敬

(1.馬鞍山市人防工程建設(shè)管理中心，安徽 馬鞍山 243000；2.馬鞍山勘察設(shè)計(jì)協(xié)會，安徽 馬鞍山 243000)

0 引 言

人防工程起源于第一次世界大戰(zhàn)，當(dāng)時(shí)的空襲對后方城市、交通樞紐等重要目標(biāo)的破壞和威脅成為常態(tài)。為了更大限度地保留后方的有生力量，保護(hù)城市居民的生命安全，“要地防空”概念應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)期的英國最早在倫敦建立了獨(dú)立的防空體系，并將防空洞這類防空措施最早運(yùn)用起來[1]。第二次世界大戰(zhàn)中，由于同盟國之間廣泛采取了各類人防措施，使得人員和經(jīng)濟(jì)損失程度得到大大降低，并最終取得了二戰(zhàn)的勝利。

我國人防事業(yè)的出現(xiàn)，是為了應(yīng)對建國初期東南沿海和東北地區(qū)持續(xù)不斷的空襲騷擾，并于1950年10月31日，正式成立了新中國人民防空[2]。60多年來，在黨中央、國務(wù)院、中央軍委的共同領(lǐng)導(dǎo)下，逐漸形成了具有中國特色的人民防空體系，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。安徽省人民防空工作的在緊扣“戰(zhàn)時(shí)防空，平時(shí)服務(wù)，應(yīng)急支援”的定位中得到了長足發(fā)展，特別是黨的十八大以后，在習(xí)近平總書記系列重要講話精神的正確指引下，全省人防工作展開了新畫卷。2016年《安徽省人民防空辦公室關(guān)于人防工程平戰(zhàn)功能轉(zhuǎn)換要求的通知》進(jìn)一步明確了新建人防工程平戰(zhàn)設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)換的具體要求，提出了國家人防重點(diǎn)城市的各類防護(hù)、防化設(shè)備平時(shí)應(yīng)當(dāng)一次性施工安裝到位[3]，2017年《安徽省人民政府關(guān)于依法加強(qiáng)人民防空工作的意見》，分別從人防法治、規(guī)劃建設(shè)、戰(zhàn)備應(yīng)急、軍民融合等方面進(jìn)行了詳細(xì)部署[4]。全省人防工作總體向好，全面發(fā)展的局面逐步展開。

隨著人防工程建設(shè)總量和防護(hù)防化設(shè)備數(shù)量的大規(guī)模增長，人防工程在維護(hù)管理和戰(zhàn)時(shí)防空功能中面臨的矛盾愈加突出[5]，創(chuàng)新人防工程管理方式，合理地運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為人防工程維護(hù)管理和戰(zhàn)時(shí)疏散工作服務(wù)顯得十分必要。

1 需求調(diào)查和研究方向

為了更好地了解城市居民對人防工程概念和使用功能的認(rèn)識，本文設(shè)計(jì)了一份調(diào)查問卷，共收回有效答卷45份，其中男女比例為8∶7。問卷調(diào)查結(jié)果顯示：約七成居民在日常生活中接觸過人防工程相關(guān)標(biāo)志或標(biāo)牌信息(圖1)，并且半數(shù)以上居民清楚知道自家小區(qū)內(nèi)是否建設(shè)了人防工程(圖2)；七成以上居民表示，即使建設(shè)人防工程在一定時(shí)期內(nèi)對生活產(chǎn)生影響，也會支持人防工程的建設(shè)(圖3)；但是，如何在自家小區(qū)內(nèi)主動找到人防工程進(jìn)行戰(zhàn)時(shí)掩蔽，近七成居民表示不知道或者需要專業(yè)人士進(jìn)行引導(dǎo)(圖4)；八成以上居民對人防工程內(nèi)部使用的專用設(shè)備沒有任何概念(圖5)。

圖1 居民對人防工程相關(guān)標(biāo)志或標(biāo)牌知情系統(tǒng)圖

圖2 居民對自家小區(qū)人防工程知情率統(tǒng)計(jì)圖

圖3 人防工程建設(shè)支持率統(tǒng)計(jì)圖

圖4 戰(zhàn)時(shí)掩蔽知情率統(tǒng)計(jì)圖

圖5 人防工程專用設(shè)備知情率統(tǒng)計(jì)圖

問卷調(diào)查結(jié)果表明：人防工程的民意基礎(chǔ)雖然良好，但建設(shè)完成后如何使用，怎樣在戰(zhàn)時(shí)讓居民快速找到掩蔽場所，僅依靠設(shè)置的人防工程標(biāo)志標(biāo)牌，很難發(fā)揮太大作用，一旦發(fā)生戰(zhàn)爭，城市掩蔽場所需要配備數(shù)量龐大的引導(dǎo)員，屆時(shí)將大大影響疏散效率，造成留城居民不必要傷亡。本次抽樣調(diào)查樣本總量雖然較小，但呈現(xiàn)的結(jié)論與常州市政府2018年問卷調(diào)查結(jié)論幾乎一致，表明結(jié)果真實(shí)有效。

地理信息技術(shù)，是以建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對特定區(qū)域的空間對象進(jìn)行分析管理的信息系統(tǒng)，簡稱GIS[6]。GIS技術(shù)在城市居民日常出行中應(yīng)用廣泛，以各種導(dǎo)航類軟件最為常見。在人防工程領(lǐng)域合理利用GIS技術(shù)進(jìn)行人防空間信息定位、查詢、統(tǒng)計(jì)和分析，開發(fā)一套基于GIS技術(shù)的人防工程維護(hù)管理和疏散指揮系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)平時(shí)維護(hù)和戰(zhàn)時(shí)指揮工作的信息化與智能化，提高城市整體生存能力。

2 系統(tǒng)方案

針對調(diào)研結(jié)果的分析，結(jié)合作者在人防行業(yè)的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，人防工程管理工作當(dāng)前面臨主要問題如下：一是人防工程建設(shè)數(shù)量逐年增長，存量越來越大，在人員編制不調(diào)整，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)還是沿用傳統(tǒng)方法的情況下，工作量必然會越來越大，對人防工程專用設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作很難做到面面俱到；二是人防工程平時(shí)使用和后期監(jiān)管工作，依靠維護(hù)管理責(zé)任單位主動作為，容易造成管理滯后，需要設(shè)定自動提醒功能；三是人防工程戰(zhàn)時(shí)使用時(shí)，人員疏散方向和人防工程實(shí)際容量之間容易產(chǎn)生矛盾，現(xiàn)實(shí)情況中城市居民雖然知道人防工程但仍需在專業(yè)人員指揮下進(jìn)行定點(diǎn)疏散，如果缺乏統(tǒng)一調(diào)度，還特別容易造成疏散混亂、個(gè)別掩蔽場所超載、偏遠(yuǎn)掩蔽場所無法正常發(fā)揮使用等不良現(xiàn)象。

基于GIS技術(shù)，研發(fā)一套具備地圖查詢功能、人防工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢功能、維護(hù)監(jiān)管功能和疏散提示功能于一體的管理系統(tǒng)，著力解決人防工程管理工作存在的現(xiàn)實(shí)問題，將研發(fā)成果與城市居民實(shí)時(shí)共享，真正做到人防工程為民所用，為戰(zhàn)時(shí)防空襲斗爭打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.1 地圖查詢功能

地圖查詢功能是GIS技術(shù)最直觀的表達(dá)，基于本地市行政區(qū)劃地圖，將所有人防工程地理信息進(jìn)行錄入，可以非常形象地將本地區(qū)人防工程分布情況進(jìn)行展示。根據(jù)使用對象不同，面向用戶的賬號可以利用地圖查詢功能進(jìn)行基本的縮放、平移，點(diǎn)擊具體的人防工程圖標(biāo)，還可以立即展示該工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；主管部門分配的管理員賬號應(yīng)當(dāng)具備編輯功能，便于實(shí)時(shí)對新增工程和報(bào)廢工程進(jìn)行增刪。

2.2 人防工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢

根據(jù)人防工程分類，包含的主要內(nèi)容有：人防工程坐標(biāo)(地點(diǎn))、工程名稱、建設(shè)單位名稱、維護(hù)管理單位名稱、建筑面積、防護(hù)等級、豎向高度、平時(shí)功能、戰(zhàn)時(shí)功能、人防設(shè)備型號及數(shù)量等基本信息，做到圖文并茂，表格形式呈現(xiàn)，系統(tǒng)管理員在地圖上點(diǎn)擊某個(gè)具體人防工程，就能及時(shí)了解本工程基本信息，與安徽省人防工程質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)互通后，還可提供圖紙下載、竣工信息核驗(yàn)等附加功能。

2.3 維護(hù)保養(yǎng)提醒

華中科技大學(xué)劉翠麗，專門對人防工程專用設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)周期進(jìn)行了調(diào)查分析[7]。根據(jù)調(diào)查結(jié)論，人防門等防護(hù)設(shè)備的轉(zhuǎn)動件需要每年加注黃油，而人防門、濾毒風(fēng)管等的防銹、面漆和密封膠條更換等保養(yǎng)內(nèi)容可以3年1次，以二等人員掩蔽工程為例，每年維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用3～5元/m2。按照合理的維護(hù)保養(yǎng)期限，在系統(tǒng)中設(shè)定即將到期日前以短信的形式告知維護(hù)管理單位負(fù)責(zé)人，并提供預(yù)算金額進(jìn)行參考，便于維護(hù)管理單位定期開展維護(hù)保養(yǎng)工作，也為人防主管部門定期巡查人防工程維護(hù)管理情況提供了時(shí)間表，確保人防工程專用設(shè)備始終處于良好的使用狀態(tài)。

2.4 平時(shí)使用情況和財(cái)務(wù)監(jiān)管

人防工程產(chǎn)權(quán)歸屬和平時(shí)使用的管理問題，一直是學(xué)術(shù)界爭論不休的話題，而且《人民防空法》和《物權(quán)法》都回避了人防工程的產(chǎn)權(quán)歸屬問題[8]。近年來，安徽省在人防工程維護(hù)管理模式上進(jìn)行了一系列探索和創(chuàng)新，出臺了《關(guān)于加強(qiáng)人民防空工程維護(hù)管理工作的實(shí)施意見》(皖人防〔2017〕92號)，根據(jù)維護(hù)管理責(zé)任主體的不同，設(shè)定了不同的經(jīng)費(fèi)保障渠道，人防工程特別是城市住宅小區(qū)依法配建的防空地下室，平時(shí)使用情況和開發(fā)利用收益應(yīng)當(dāng)納入人防主管部門的監(jiān)管。根據(jù)《人民防空工程平時(shí)開發(fā)利用管理辦法》(國人防〔2001〕211號)人防工程平時(shí)使用證實(shí)行定期審驗(yàn)制度，在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)可以向系統(tǒng)管理員進(jìn)行平時(shí)使用證到期提醒。如今，隨著私家車保有量的不斷增長，人防地下室的停車需求也不斷攀升，在系統(tǒng)后臺預(yù)留每個(gè)人防工程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接口和維護(hù)管理單位財(cái)務(wù)管理接口，既可以通過研發(fā)的管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)閱人防地下室停車位使用情況，還能對人防地下室車位租賃收益的列支情況進(jìn)行審核，確保人防專用設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)資金落實(shí)。

2.5 戰(zhàn)時(shí)疏散路徑選擇

戰(zhàn)時(shí)人員疏散應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持就近原則，正常疏散時(shí)間建議控制在10～15 min。常規(guī)的人員撤離疏散方式有兩種：一是組織人民群眾采用步行的方式轉(zhuǎn)移至最近的人防工程中進(jìn)行掩蔽；二是居民區(qū)周圍沒有比較近的人防工程，提前將人員集中至臨時(shí)聚集點(diǎn)，安排車輛從臨時(shí)聚集點(diǎn)將人民群眾轉(zhuǎn)移至指定的人防工程進(jìn)行掩蔽。基于上述兩種疏散方式，湖南大學(xué)吳仕剛建立了緩沖區(qū)分析數(shù)學(xué)模型[9]，該模型以點(diǎn)對點(diǎn)最短路徑算法為基礎(chǔ)，以每個(gè)人防工程為圓心，設(shè)定最大疏散時(shí)間為常數(shù)Tmax，人員步行速度為v，傳統(tǒng)緩沖區(qū)覆蓋范圍就是以R=v×Tmax為半徑的圓形區(qū)域。改進(jìn)的緩沖區(qū)覆蓋范圍同時(shí)考慮戰(zhàn)時(shí)道路損毀情況，加入道路阻礙權(quán)值，在設(shè)定疏散時(shí)間上限為T的前提下，通過系統(tǒng)計(jì)算出人員疏散的具體路徑。在系統(tǒng)建立時(shí)，除了可以引用該模型計(jì)算方法外，還可以基于GIS技術(shù)及時(shí)獲取緩沖區(qū)范圍內(nèi)人員的手機(jī)地理位置信號，在戰(zhàn)時(shí)指揮疏散的人員數(shù)量不足情況下，系統(tǒng)可以聯(lián)合電信運(yùn)營商或微信小程序直接向附近居民推送疏散路徑或臨時(shí)聚集點(diǎn)等相關(guān)信息，做到無人指揮、及時(shí)有序疏散。

3 結(jié)束語

人防工程建設(shè)在人民群眾中擁有堅(jiān)實(shí)的民意基礎(chǔ)，人防工作的開展也普遍取得了良好的社會效應(yīng)，這些得益于近年來我省人防工程宣教工作的深入開展。然而，囿于人防工程各類數(shù)據(jù)容易涉及國家秘密的特點(diǎn)，很難在宣教工作的同時(shí)，向公眾開放更多的人防工程信息。這樣直接導(dǎo)致人民群眾對人防工程缺乏更專業(yè)的認(rèn)識，甚至不能做到戰(zhàn)時(shí)自主掩蔽。

根據(jù)有關(guān)國際條約，戰(zhàn)爭中應(yīng)當(dāng)保護(hù)平民免遭空襲，戰(zhàn)爭國之間通過空襲摧毀居民區(qū)也是最不經(jīng)濟(jì)的行為，為確保戰(zhàn)爭時(shí)期留城居民掩蔽需求，一個(gè)地區(qū)的人防工程，尤其是二等人員掩蔽工程建議向所有居民公開位置信息，部分取消相關(guān)保密規(guī)定。借助當(dāng)前信息化技術(shù)飛速發(fā)展的快車，通過本文分析的技術(shù)手段，將人防工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通信手段，在平時(shí)為主管部門維護(hù)管理工作的監(jiān)管提供服務(wù)，在戰(zhàn)時(shí)為人民群眾的疏散轉(zhuǎn)移提供指引信息，將會對人防工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和戰(zhàn)備效益起到極大的促進(jìn)作用。