基于BIM和GIS技术的灭火救援数字化预案平台研究

李超鹏　靳涛

摘要：以往的消防灭火救援预案仅依赖二维图纸和文字等信息，造成预案信息不完整、查询不便等弊端，本文将BIM技术与GIS技术融合运用于灭火救援数字化预案，说明了该平台的总体设计方案和功能，可更有效的为消防指战员提供直观化、可视化的作战预案，为消防辅助决策提供有力保障。

关键词：BIM技术;GIS技术;数字化预案;灭火救援

中图分类号：TU241.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0099-02

0 前言

灭火救援预案制定是消防部队为做好执勤战斗准备而开展的基础性、经常性工作。随着社会经济快速发展，各类火灾和突发事故日益增多，消防部队灭火救援预案仍停留在电子文本甚至纸质文本的基础上，很难为指挥员提供直观、明确、可视化的辅助信息。2015年12月，公安部消防局制定了《公安消防部队灭火救援数字化预案规定（试行）》，首次提出了灭火救援预案数字化的编制要求。本文在深入研究BIM（建筑信息模型）和GIS（地理信息系统）的基础上，将GIS技术和BIM技术融合入灭火救援预案管理平台中，实现了灭火救援预案从二维到三维、从宏观到微观、从信息片面到模型可视化、立体化的转变，达到消防数据直观化、决策分析科学化、灭火救援智慧化、桌面推演仿真化的目的。

1 BIM和GIS技术基础

BIM技术即建筑信息模型（Building Information Modeling）技术，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，具有可视化、模拟性、协调性、优化性和可出图性等特点[1]。目前主流的BIM建模软件有Autodesk公司的Revit、Bentley公司的Microstation、Dassault公司的CATIA、Nemetschek公司的ArchiCAD等。目前是国际通用的BIM标准是IFC，多数BIM软件都采用其作为数据交换的标准。

GIS技术（地理信息系统）是基于计算机的工具，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统[2]。GIS可以为灭火救援预案提供有效的可视化手段和辅助决策支持，能让指战员对建筑基本情况、周边环境、消防水源和行车路线了如指掌，并为指调度提供决策依据。

随着科技的发展，GIS和BIM的结合日益紧密，BIM用来整合和管理建筑物本身信息，GIS则整合建筑外部环境信息。把微观领域的BIM信息和宏观领域的GIS信息进行交换和相互操作，满足查询与分析空间信息的功能，可为灭火救援预案系统构建智能化的基础平台[3]。

2 平台总体设计

灭火救援数字化预案平台构架如图1所示，由物理支撑层、数据层、应用支撑层和应用层组成，各层间上下连接，互为支撑。物理支撑层运用通过构架分布式服务器集群，搭建云计算平台，提供动态易扩展且虚拟化的计算和存储能力;数据层汇集各类基础数据，为应用支撑层提供数据支撑;应用支撑层为消防指战员提供数据查询、展示的接口;应用层包括各个系统功能模块;用户层分角色和权限供指挥决策使用[4]。

3 平台功能

3.1 数据融合

BIM软件建立的BIM模型，通过数据融合功能导入，导入后的建筑三维模型数据和其属性数据通过唯一ID进行关联，原有的相关属性信息被完好保存，可与GIS地理环境共享，实现建筑内部位置布局和方位模拟。BIM和GIS数据融合采用国内Supermap GIS系统，支持主流的BIM模型，可提供三维漫游、属性查询、三维空间分析等功能，可直接查看模型是几何信息和非几何信息，根据同一类型的元素查询该类型的所有构件[5]。

3.2 基本情况

单位基本情况包括单位名称、地址位置、联系电话、建筑情况（包括结构、层数、高度、面积、耐火等级，可停车位置）、功能分区、毗邻情况、重点提示内容、通信联络方式等文本内容，以表格或文字的形式展示。

3.3 三维分析

通過BIM三维分析功能可以直观再现建筑地上、地下、外立面、内部结构等信息，可视化的获取消防控制室、疏散设施、消防供水系统、消防灭火系统、各层平面图等对灭火救援起关键作用的信息。

3.4 力量部署

通过设定灾情等级，部署最佳疏散和救援路线、消防车辆停靠点，划分战斗区域和单元，分配器材装备等资源，制定具体救援方案，明确应急联动单位位置，确保人员、装备、器材配置科学合理。

3.5 三维导航

可分为室外和室内导航。室外导航结合道路交通信息，分析最优救援路线，准确迅速寻找最近水源。室内导航利用BIM模型，基于定位技术，对大空间、大体量建筑进行室内导航，准确快速到达救援现场和关键部位，有利于灭火救援快速高效开展。

3.6 桌面推演

可以对灾害现场进行三维模拟仿真，进行桌面推演，包括指挥演习、力量调动、力量部署、现场救援等，平台可以根据推演的情况自动给出分数和定性说明，以便后期进行统计和评价。

4 结语

本文将BIM和GIS技术融合，运用于灭火救援数字化预案平台，充分利用GIS宏观展示和BIM微观显示的特点，区别于传统的二维、纸质的灭火救援预案，全方位为消防指战员提供直观化、科学化的灭火救援预案，提高消防救援效率。而随着软硬件技术的飞速发展，BIM技术日趋成熟，由其带来的行业价值也随之激增。BIM和GIS优势互补，两者的结合将成为消防建设发展的重要趋势，可以为指挥决策、消防设计、消防管理等诸多问题的解决提供新的思路[6]。

参考文献

[1] 纪博雅，戚振强.国内BIM技术研究[J].科技管理研究，2015（6）：184-190.

[2] 周文，李倩楠，等.基于BIM和GIS的综合管廊智能化管理平台研究与实现[J].地理信息世界，2017（6）：97-100.

[3] 張璐.基于BIM与GIS技术的智慧校园平台的构建[J].贵阳学院学报（自然科学版），2017（6）：17-19.

[4] 王佳，周小平，等.BIM在建筑消防中的应用[M].北京：中国电力出版社，2016：03-01.

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

[6] 陈远，任荣.基于BIM的建筑消防安全管理应用框架研究[J].图学学报，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