摘要：城市的發展對于消防工作的要求越來越高。地理信息系統（GIS）對于空間數據的管理和分析能力為消防工作的滅火調度、指揮提供了極大的幫助。本文對城市消防地理信息系統的結構、功能和關鍵問題進行了分析。指出地理信息系統應用于消防指揮勢在必行。
　　關鍵詞：城市消防，地理信息系統，數據組織
　　1前言
　　隨著我國城市規模的不斷擴大，社會經濟的快速發展，文化生活豐富，城市防災減災保障體系建立的需求變得日益緊迫，消防保衛的任務也日益復雜繁重。城市消防工作是一個錯綜復雜的系統工程[1,2]。
　　目前，我國正處于城市化的加速階段，城市人口和面積都處在快速發展和擴張階段，各類緊急突發事件增多，火災及其它災害事故發生的概率大幅上升。在新形式下如何有效地維護社會治安，保證國家與人民的財產安全，成為消防部門的一個迫切任務和難題。城市火災決策要求掌握大量準確的綜合性基礎信息，并要求可隨時對這些海量數據進行快速查詢，并能做進一步綜合分析，這些數據的另一個重要特點就是具有空間分布的特征。為此，引入專業的地理數據管理平臺GIS實現對復雜空間數據的管理，基于GIS的消防指揮信息支持系統的研發勢在必行，從而利用有限的人力、物力最大限度地減少損失[1-4]。
　　文章通過對已有的城市消防地理信息系統現狀的分析，結合國家及相關行業規范要求，探討城市消防指揮地理信息系統的設計與實現。
　　2城市消防地理信息系統的設計
　　2.1系統總體構架
　　消防地理信息系統主要包括：業務數據層、GIS平臺層、業務組件層和應用層四層。
　　•數據層：系統基于Oracle數據庫平臺，將電子地圖數據存放在“空間和屬性數據庫”中，“業務定義數據庫”用于存放系統定義的數據，如哪些業務要融入到GIS中，地圖需要標注哪些對象，對象如何描述等數據，都存放在此。“業務關聯數據庫”用于存放與其它業務系統數據關聯的信息，實現了空間數據與業系統數據的映射。
　　•平臺層：GIS平臺軟件，它主要用于將關系型的記錄數據，轉換成可視化的圖形，同時封裝了對地圖通用的操作功能，對外提供二次開發接口，為具體地理信息應用服務。
　　•組件層：該層將一個個的業務邏輯封裝成易部署的中間層業務組件，為應用層提供服務。應用層：面向最終用戶并為其它應用系統提供服務。
　　•應用層：在該層上規劃C/S專業應用、WEBGIS綜合應用、WebService對外服務和業務定義采集平臺軟件。其中，C/S專業應用是針對消防指揮調度的業務需要定制開發的GIS桌面端應用軟件。消防指揮調度屬于復雜的業務處理，需要進行大數據量的運算和復雜的分析運算，因此需要采用C/S體系結構。
　　
　　圖1消防地理信息系統總體構架
　　2.3系統功能設計
　　從實用角度出發，系統應具有如下功能。
　　（1）系統登錄功能接處警員在啟動本軟件后，將跳出登錄框，要求輸入接警員工號及密碼，進行身份和權限的認證
　　（2）基本操作功能主要指屏幕操作功能，可以對當前屏幕實時進行漫游、縮放、旋轉、屏幕剪取打印。
　　（3）查詢功能針對一些重要信息，如重點單位、街道小區、消防中隊等，根據用戶輸入的查詢條件，對用戶所選定的可查詢圖層，查詢出相似信息并列表顯示，可以對列排序，用戶可以從中選出所要定位的條目，然后在地圖中定位。
　　（4）定位分析功能包括定位和路徑分析功能。定位指報警電話進入后，自動根據報警電話的信息，通過查詢數據庫，在地圖上快速顯示報警電話的位置。路徑分析確定各消防中隊到著火地點的最佳路線，根據系統提供的路況、路寬及動態信息，確定各路段的阻抗值，顯示行車路線，計算里程和時間。
　　（5）集成功能包括GPS集成、視頻集成和GIS調度集成。1）GPS集成：在GPS和GIS之間建立合適的數據接口后，可以實現許多車輛監控、調度、報警、跟蹤、查詢等眾多功能。可以在接警的同時直觀看到有關車輛或者周邊車輛的信息，實時實現調度。2）視頻集成：實現視頻監控點圖層，通過視頻監控系統所開放的接口，進行圖像切換和控制。3）GIS調度集成：通過與與消防有線通信子系統的集成，可以實現直接通過電子地圖進行語音調度。
　　（6）數據維護功能可以對圖形和屬性數據進行維護，保證數據的有效性和實時性。
　　2.4數據體系的設計
　　采用線分類法對消防地理信息進行分類，劃分為基礎地理信息、警用公共地理信息、業務專用地理信息三大門類。
　　（1）基礎地理信息
　　基礎地理信息是指從測繪部門獲取的一些最基礎的、為社會各行業和各公安業務部門所公用的常規地理信息（包含建筑物、道路、水系、植被等）。這些信息在應用系統中，主要發揮著背景地圖的作用和定位參考的作用。它來源于測繪部門，按測繪部門的國土代碼進行編碼，并有測繪部門進行維護。
　　（2）警用公共地理信息
　　警用公共地理信息是指與公安和消防業務密切相關、且可為公安、消防各業務部門開展地理信息應用所共同需要的一些公用性數據。每一類警用公共地理信息，按信息的業務歸口關系，由一個主要部門負責數據采集和圖層制作，并有多個單位協助其完成相關屬性信息的采集和完善。警用公共地理信息按照五要素方法進行劃分，描述其地理實體信息。
　　（3）業務專用地理信息
　　業務專用地理信息是指業務性特別強，僅與某一種公安業務密切相關的（或包含某種特定公安業務保密信息的）一些具有特殊業務用途的信息。
　　3關鍵問題分析
　　3.1最佳路徑選取
　　最佳路徑的選擇，需要根據消防部門的特殊要求，針對不同的火災等級選擇不同的路徑算法。一方面在接警過程中，通過接警員與報警者的交流，掌握關于火警類型和火警單位情況。另一方面，要求系統能夠實時更新道路信息，提供參考價值高的最優路徑，為消防部隊的應急反應提供可靠的支持。從而提高路徑選擇的效率。
　　最佳路徑選取算法是指在特定的網絡中搜索最優的達到目標的路徑。當網絡中的權值是一個常量時稱為靜態網絡，相應的兩點間的最優路徑算法稱為靜態最短路徑算法。在消防應急系統的應用中，實際上每天每個時間段道路的情況是實時變化的，但由于每個消防中隊管轄的區域并不是很大，消防力量到達受災地點的時間相對比較短，在這段時間里，路徑權重發生變化的可能性不大，所以在做出警路徑規劃時選擇的算法還是靜態最優路徑算法。只是在系統維護和管理時，要求數據管理員根據交通信息指揮中心提供的數據，實時的對路徑通行現狀進行調整，以確保系統路徑規劃的實時性和準確性。對于最短路徑選取算法，目前主要還是基于經典的Dijkstra算法，也是目前公認求解最短路徑問題的最經典算法[5,6]。
　　3.2火警地點定位
　　火警點快速、正確的定位對于實施及時有效的消防措施具有重要的意義。由于火警電話傳遞給消防部門的信息通常是不完全的。例如，報警者可能只知道該單位的電話或名稱，有時這些信息都不明確，只知道在某某路段或某某路與某某路的交叉口。這就要求消防地理信息系統應提供這樣的功能，即在信息源不夠充分的情況下也可以確定該單位的位置，具有模糊匹配功能。另一方面，需要設置完備的空間與屬性數據，根據屬性信息的要求可以查詢空間位置。根據屬性信息，如將光標移到某一位置上，可查出和這個位置有關的文字屬性信息。通過合理完備的數據組織，利用GIS提供的地理關系運算語言，就可以根據接收的地理坐標，與派生表中的數據進行比較，檢索出符合坐標值的單位名稱，提高火警點定位的效率。
　　3.3車輛跟蹤
　　利用全球衛星定位系統（GPS）可以提高消防調度指揮能力。GPS技術、無線通信技術和GIS相結合，為調度指揮提供準確、直觀的移動目標位置和狀態信息，提高對消防力量的動態指揮和管理能力，處理突發事件時能快速、準確地調度和指揮。
　　4結束語
　　文章針對城市消防工作進行了思考，提出建設城市消防地理信息系統應具備的主要功能，并對關鍵問題進行分析。需要說明的是在實際建設中，還應考慮不同城市關于消防指揮通信、接處警系統技術規范等，做好整個系統的設計。
　　根據《消防部隊通信指揮系統“十一五”建設規劃》，建立高效實用的消防指揮信息支持系統是發展我國消防事業和提高消防部隊滅火、救援工作效率的迫切要求，利用地理信息系統強大的空間數據管理和分析能力，可以有效滿足消防部隊消防工作的要求，是消防部隊信息化建設的需求。
　　
　　參考文獻
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　　[6]寧建紅.最短路徑算法效率研究[J].上海電機學院學報.2006,9(3):40-42.