淺談GIS系統在消防實際工作中的應用

李瑛琦

摘要：GIS系統擁有強大的地理數字化或圖形化采集—分析—決策功能，在消防救援站的日常工作中，有意識的將GIS系統加以利用，針對救援站以往在對救援站人員的培養、滅火預案的制作、模擬火災的處置、熟悉單位內部信息、便于救援等方面起到了極為有力的作用。

關鍵詞：GIS系統;消防工作;應用

隨著當前中國社會經濟的快速增長，建筑業也得到了飛速的發展。一些大中型城市的城市化水平急劇增加，據統計，當前我國的城市化水平已經超過了50%，我國建筑量亦超過世界總建筑的50%，北京的常住人口更是突破了2000萬。這種情況在今后很長時間內依然會保持穩定的增長速度。在這種情況下，消防安全就顯得尤為重要。消防救援隊作為政府領導的一支重要的應急救援處置力量，隨著職能的不斷拓展，出警次數增多，出警種類復雜，而消防救援隊在各基層救援站數量增長的基礎上，總人數卻沒有隨之變動，因此針對消防救援隊來說，壓力是逐年增大的。因此如何合理利用現代技術解決消防救援隊實際問題顯得尤為重要。

1? 消防工作當前現狀

1.1? 消防救援隊任務重

根據《中華人民共和國消防法》第36條規定：“國家綜合性消防救援隊、專職消防隊按照國家標準配備消防裝備，并承擔火災撲救工作。”第37條規定：“國家綜合性消防救援隊、專職消防隊按照國家規定承擔重大災害事故和其他以搶險人員生命為主的應急救援工作。”我國地理條件復雜，氣候異常多變，生態環境脆弱，經濟建設處于迅速發展階段，因此各種災害事故普遍存在。明確消防救援隊的搶險救援主要包括六個方面：

（1）參與處置各種化學危險品泄漏事故;（2）參加洪災、風災、地震等自然災害的搶險救援;（3）參加空難、重大交通事故的搶險救援;（4）參加建筑物倒塌的搶險救人工作;（5）參加恐怖襲擊和破壞等突發性事件的應急救援;（6）在有關單位和群眾遇險求助時的救援救助工作。

從上述任務來看，消防救援隊的任務具有多樣性、復雜性、艱巨性三大特點，這使得消防救援隊擔負著極大的壓力。因此如何合理分配出警力量，在最大限度保護人民群眾生命財產安全的前提下，快速處理火災及事故成了消防亟待解決的問題。

1.2? 消防救援站當前現狀

1.2.1? 救援站整體人員年輕化，消防員尤其是專勤員的

“傳幫帶”工作難以開展

消防救援隊按照現行體系，消防員來到救援站2年后，通過選拔，可以晉升四級消防士;四級消防士3年后，通過選拔，可以晉升三級消防士，三級消防士3年后，通過選拔，可以晉升二級消防士;二級消防士4年后，通過選拔，可以晉升一級消防士。就一般非特勤救援站而言（以北京市消防救援總隊某消防救援支隊某救援站為例），2018年救援站總消防員數為33人，去除后勤人員，總消防員數為28人，其中二級消防士僅2人，三級消防士僅4人，四級消防士6人左右;2020年救援站總消防員數量30人，去除后勤人員，總消防員數為26人，其中二級消防士僅1人，三級消防士僅2人，四級消防士5人左右。由上述可知，救援站消防員數量在逐年減少，中高級士官人數在配比也在逐年減少。且當前入伍兵源為00后，隨著社會發展，全國經濟水平逐年提高，部分消防員家中環境優越，其當兵為入黨、考學、提干或體驗部隊生活的居多。此類消防員從一名新消防員成長為一名合格的消防員，其最少也需要一年的時間，上述情況使得部隊的“傳幫帶”工作更難開展。

隨著救援站整體人員年輕化，消防員服役年限逐年下降，專勤人員在此方面體現更加突出。專勤員的工作有以下幾項：（1）熟悉電臺、攝像、救援站接警出警管理系統等的操作與使用;（2）在救援站電話室工作，即負責接警，并時刻保持與出警人員的聯系;（3）轄區內道路、水源、重點單位的情況，并在出警當中指路，確保迅速到達出警地點;（4）就火警處理情況進行實時錄像，并將情況報總隊119指揮系統。

就熟悉轄區內道路、水源、重點單位情況這一責任來說，大多救援站采用實地考察作圖方式。即在訓練階段，由專勤班班長帶領新消防員，以徒步或開車等方式，對整個轄區內的道路、水源及重點單位位置進行逐一觀察，并由新消防員作圖記錄，熟悉之后再逐一整理。上述熟悉方式的比較老舊，耗時極長，并容易遺漏部分水源或道路情況，一旦水源或道路進行新建、翻修后，仍需再次觀察、記錄。且每名專勤員僅保存自己所作地圖，并不與其他人員進行交流。且即使老的專勤員因工作需要調入新救援站時，仍需重新熟悉。

1.2.2? 救火救援預案直觀感不強

隨著北京經濟建設的持續發展，各類設施的逐步完善，救援站轄區內可能發生火災的地點也在逐步增加。救援站一般會按照發生火災的影響力、容易發生火災并結合人民群眾生命財產損失程度綜合評價后，確定重點單位。滅火預案一般會將重點單位中容易發生火災地點作為起火點，并針對此火災制定滅火救援方案。這些滅火救援預案中，一般采用二維圖片信息，其直觀感不強，并無法用比例的方式對車輛的布陣及周邊水源進行利用，無法對現場道路的情況及外圍警戒的范圍、疏散撤離的位置進行合理的標定。且救援站滅火救援預案信息比較孤立，僅本救援站人員可以使用，在各救援站聯合救援時，支援救援站對其單位不熟悉，不利于救援行動的順利開展。

1.2.3? 救援站滅火訓練實戰性不強

消防救援站在日常的滅火救援作戰中，為確保人民群眾安全，一般會選擇無人空曠地區（或救援站內部）進行假想演練，即以救援站內部某個位置為火災發生地點，按照到達現場，外圍警戒、布置陣地、掩護內攻的方式進行滅火演練。由于訓練地點與實際單位不同，因此無法合理的模擬現場水源的真實位置，因此滅火演練的戰場布置會與實際滅火作戰存在偏差。

1.2.4? 救援站與單位聯合演練效果不明顯

為確保救援站轄區內各類單位的安全，救援站會到單位進行授課，并與單位組織聯合演習，有單位防火管理人員引導公司員工進行疏散演習，并有救援站人員進行車輛演習及出水。但自此聯合演習對救援站來說，存在如下弊端。即演練中，為確保單位的清潔，并減少消防演練對單位造成的影響，大多救援站一般只進行外圍布置陣地、不進行內攻演練，實際火災發生后，可能會出現對單位內部不熟悉等情況，而影響滅火救援的情況。

基于當前消防救援工作存在的這些突出問題，用傳統的方法去收集、管理、分析這些信息已經無法滿足當前消防工作的需要，如何利用先進的計算機信息技術快速高效的去獲取有價值的信息對消防工作是很有必要的，而GIS系統技術的空間可視化、空間導向功能以及利用空間思維提供處理輔助決策等功能可快速有效的去獲取有價值的信息，來提升消防救援的快速反應與科學決策能力，確保各項消防救援任務的順利完成。

2? GIS系統

2.1? GIS的概念

地理信息系統GIS技術是近些年迅速發展起來的一門空間信息分析技術。美國聯邦數字地圖協調委員會（FICCDC）對其定義為“GIS是由計算機硬件、軟件和不同的方法組成的系統，該系統設計用來支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理用途”。

2.2? GIS系統的特點

GIS系統具有多來源、多層次、快速度、深加工，多時態、多形式和多精度的特點[1]。

（1）多來源。GIS系統所接受的數據在形式上可以是圖形、圖象、數字或文字;其來源可以是地圖、測量、RS、GPS（全球定位系統）和文字報告。其內容可以是救援站信息、道路情況、消火栓位置、單位情況和單位臨近情況等，這使得GIS系統更加容易獲取。

（2）多層次。GIS系統可以提供在空間上或內容上多層次的信息，可以從為微觀、中觀、宏觀的上對主體進行服務。

（3）多時態。GIS系統的信息是動態的，便于不斷更新的。它可以在不同的空間分布和數量構成上，體現將事物不同時期的演變過程，便于進行動態的分析與研究。

（4）深加工。GIS系統可以進行有效的空間分析，也可以對空間信息進行各種復雜的空間運算，將多源信息進行有效的整合，并通過圖形和屬性兩方面數據的雙向查詢，幫助了解空間實體的空間分析特征與關系。在消防中，也易于對火場分布、戰斗展開中，戰場的布置等信息進行深層次分析。

（5）快速度。GIS系統的快速響應表現在兩個方面。一方面3G技術（即地理信息系統—GIS、遙感技術—RS、全球定位系統—GPS）和通訊網絡的結合，可以實時監測火場的發生與發展，便于消防救援站警力行動路線的決策;另一方面由于它具有很強的信息檢索與綜合能力，可大大縮短規劃、管理、決策和分析的周期，可以對大型火災中，聯動機制的安排起到良好的推進作用。

（6）多形式。由于GIS系統同時管理圖形與專業屬性兩種信息，因而可隨時根據不同需求，進行靈活的轉換。GIS系統不僅可以提供文字分析報告、效果圖等，還可以提供電子地圖、數字地圖和多媒體等各種數字化產品。

（7）多精度。GIS系統可以不局限于傳統的測繪精度標準，可靈活地采取適合的精度標準，以滿足不同情況的需要。對于公安部消防局、消防總隊、支隊、救援站等不同管理層次的需求，都可以在同一GIS平臺上管理。

由于上述特點使得GIS系統在各個領域得到了有效的應用，已在森林防火安全、地下水、考古、軍事、交通、礦業等各個領域進行了合理的運用，起到了良好的效果。

我國頒布的強制性標準《消防通信指揮系統設計規范》中明確規定，消防通信指揮系統必須建設消防GIS。當前GIS系統技術在火警的定位、消防規劃、分析消防信息數據、制定滅火預案、模式演練、通信指揮等方面都起到了很大的作用。

3? GIS系統在消防上的應用

3.1? GIS系統對救援站轄區的幫助

通過GIS系統的強大電子地圖數據庫，救援站專勤人員可以使用mapinfo對消防轄區的地理位置以及消火栓樁、消防用水點位進行分析并記錄數據，并建立信息庫[2]，以便對救援站的指揮員、專勤員及后方供水人員進行隨時查閱，可以對救援站的“傳幫帶”工作進行有力的推動。在培養新到救援站的專勤人員時，可以通過GIS的現實模擬功能，將水源、道路、重點單位的情況具象化，并取代以往的實地考察、再作圖記錄的方法。GIS系統合理使用，可以使得專勤員的培訓時間大大減少，使救援站新到兵源更加快速的融入，有效提升救援站戰斗力。

此外，對于救援站在出警時的道路選擇，通過GIS系統，將轄區內，甚至北京市所有道路的起點、終點和交叉點都定義為道路節點的話，那么火災地點必在兩個道路節點之間，將離火災地點最近的那個道路節點視作著火點，考慮道路擁堵狀況，對道路進行加權，并計算時間，可以在出警時做最佳路徑規劃[3]。通過GIS技術可以使救援站以最快速度到達起火點，進一步減小火災造成的人民群眾生命財產損失。

3.2? GIS系統模擬火災預案

相比于以往消防滅火預案中的二維圖形模擬，GIS系統可以利用強大的數據存儲功能，并利用地理位置的影像學，甚至立體成像功能，可以對消防滅火預案中，火災重點單位的情況進行再現，對整個重點單位火災的分析與處理過程、車輛的布陣及周邊水源的利用、現場道路的情況及外圍警戒的合理范圍、疏散撤離的位置做進一步的規定，極為有效的提高了火災預案的針對性，也可以通過此種方式對火災進行有效的模擬，并可以更為直觀的對火災預案中的處理方案進行有效的分析。因此利用GIS系統進行火災預案的制定與修改，也可以便于各救援站之間的交流，并對類似火災起到極為有效的參考作用。各救援站聯合作戰時，也可以方便增員隊伍對現場火災情況的判斷。

3.3? 利用GIS系統和VR技術，實現對現場火災的模擬與處置

隨著當前GIS系統的逐步發展，人類已經初步實現了對地理環境的仿真，這種仿真能夠較好的重現現實景觀。且許云等已經研究逐步將VR技術與GIS系統聯合，來對火災進行進一步的模擬。這種技術有效的重現火災現場或模擬假定火災現場，且可將附近水源、消火栓、道路及外圍信息情況完全的進行重現。這種GIS系統的有效利用，可以使救援站指揮員更加詳細的研究火場車輛部署、滅火戰場布置、供水等情況，加強了對火災模擬演練的針對性、有效性，更加便于查找指揮中的不足，并加以提高。

3.4? GIS系統對人員的疏散與演練

通過GIS系統和BIM系統的有效結合[4]，即利用GIS系統可以有效的對單位外圍的各類情況進行詳細模擬，聯合BIM系統（Building Information Model/Modeling，即建筑信息模型系統）對建筑物內部情況（包括房間、道路、墻壁消火栓及滅火器位置、安全疏散出口位置等信息）進行詳細的模擬，使救援站在模擬演練過程中，不僅僅局限于只在單位外部進行演練，也可以對單位內部道路、房屋結構，墻壁消火栓、滅火器位置等利于滅火的有效信息進一步的掌握，這些信息對單位發生火災后的內攻、救援可以起到極大的幫助作用。

4? 結語

GIS系統擁有強大的地理數字化或圖形化采集—分析—決策系統，在消防救援站的日常工作中，有意識的將GIS系統加以利用，針對救援站以往存在的一些問題，即對救援站人員的培養、滅火預案的制作、模擬火災的處置、熟悉單位內部信息、便于火災現場的救援等方面起到了極為有力的幫助作用，是提高消防救援站的工作效率的一種極為有效的方法。

參考文獻：

[1]張延林，宋宏光.GIS在森林防火中的應用[J].森林工程，2008，

4（03）：29-31.

[2]王洋.GIS技術在消防調度指揮信息系統中的應用研究[J].信息化建設，2016，4（02）：32.

[3]李強，黃莎白.GIS環境下的最佳路徑規劃[J].信息與控制，2000，4（01）：76-81.

[4]王林，皇甫冬梅，賈真.BIM技術對高層建筑消防指揮救援的影響[J].施工技術，2015，44（18）：49-52.

[5]馮佳瑩，方磊，王立幼.基于GIS+BIM技術的智慧消防管理平臺設計與實現[J].中國建設信息化，2021，4（06）：82-83.

Talking about the application of GIS system in fire protection work Li Yingqi

Chaoyang District Fire and Rescue Brigade of Beijing

Abstract： The GIS system has powerful geographic digitalization or graphical “collection， analysis， decision， making” functions. In the daily work of the fire and rescue station， the GIS system have played a very powerful role by being consciously used， aiming at the training of fire and rescue station personnel and the preparation of fire fighting plans， simulating fire disposal， familiarizing with the internal information of the unit， facilitating rescue， etc.

Keywords：GIS system; fire protection work; application