浅谈GIS系统在消防实际工作中的应用

李瑛琦

摘要：GIS系统拥有强大的地理数字化或图形化采集—分析—决策功能，在消防救援站的日常工作中，有意识的将GIS系统加以利用，针对救援站以往在对救援站人员的培养、灭火预案的制作、模拟火灾的处置、熟悉单位内部信息、便于救援等方面起到了极为有力的作用。

关键词：GIS系统;消防工作;应用

随着当前中国社会经济的快速增长，建筑业也得到了飞速的发展。一些大中型城市的城市化水平急剧增加，据统计，当前我国的城市化水平已经超过了50%，我国建筑量亦超过世界总建筑的50%，北京的常住人口更是突破了2000万。这种情况在今后很长时间内依然会保持稳定的增长速度。在这种情况下，消防安全就显得尤为重要。消防救援队作为政府领导的一支重要的应急救援处置力量，随着职能的不断拓展，出警次数增多，出警种类复杂，而消防救援队在各基层救援站数量增长的基础上，总人数却没有随之变动，因此针对消防救援队来说，压力是逐年增大的。因此如何合理利用现代技术解决消防救援队实际问题显得尤为重要。

1  消防工作当前现状

1.1  消防救援队任务重

根据《中华人民共和国消防法》第36条规定：“国家综合性消防救援队、专职消防队按照国家标准配备消防装备，并承担火灾扑救工作。”第37条规定：“国家综合性消防救援队、专职消防队按照国家规定承担重大灾害事故和其他以抢险人员生命为主的应急救援工作。”我国地理条件复杂，气候异常多变，生态环境脆弱，经济建设处于迅速发展阶段，因此各种灾害事故普遍存在。明确消防救援队的抢险救援主要包括六个方面：

（1）参与处置各种化学危险品泄漏事故;（2）参加洪灾、风灾、地震等自然灾害的抢险救援;（3）参加空难、重大交通事故的抢险救援;（4）参加建筑物倒塌的抢险救人工作;（5）参加恐怖袭击和破坏等突发性事件的应急救援;（6）在有关单位和群众遇险求助时的救援救助工作。

从上述任务来看，消防救援队的任务具有多样性、复杂性、艰巨性三大特点，这使得消防救援队担负着极大的压力。因此如何合理分配出警力量，在最大限度保护人民群众生命财产安全的前提下，快速处理火灾及事故成了消防亟待解决的问题。

1.2  消防救援站当前现状

1.2.1  救援站整体人员年轻化，消防员尤其是专勤员的

“传帮带”工作难以开展

消防救援队按照现行体系，消防员来到救援站2年后，通过选拔，可以晋升四级消防士;四级消防士3年后，通过选拔，可以晋升三级消防士，三级消防士3年后，通过选拔，可以晋升二级消防士;二级消防士4年后，通过选拔，可以晋升一级消防士。就一般非特勤救援站而言（以北京市消防救援总队某消防救援支队某救援站为例），2018年救援站总消防员数为33人，去除后勤人员，总消防员数为28人，其中二级消防士仅2人，三级消防士仅4人，四级消防士6人左右;2020年救援站总消防员数量30人，去除后勤人员，总消防员数为26人，其中二级消防士仅1人，三级消防士仅2人，四级消防士5人左右。由上述可知，救援站消防员数量在逐年减少，中高级士官人数在配比也在逐年减少。且当前入伍兵源为00后，随着社会发展，全国经济水平逐年提高，部分消防员家中环境优越，其当兵为入党、考学、提干或体验部队生活的居多。此类消防员从一名新消防员成长为一名合格的消防员，其最少也需要一年的时间，上述情况使得部队的“传帮带”工作更难开展。

随着救援站整體人员年轻化，消防员服役年限逐年下降，专勤人员在此方面体现更加突出。专勤员的工作有以下几项：（1）熟悉电台、摄像、救援站接警出警管理系统等的操作与使用;（2）在救援站电话室工作，即负责接警，并时刻保持与出警人员的联系;（3）辖区内道路、水源、重点单位的情况，并在出警当中指路，确保迅速到达出警地点;（4）就火警处理情况进行实时录像，并将情况报总队119指挥系统。

就熟悉辖区内道路、水源、重点单位情况这一责任来说，大多救援站采用实地考察作图方式。即在训练阶段，由专勤班班长带领新消防员，以徒步或开车等方式，对整个辖区内的道路、水源及重点单位位置进行逐一观察，并由新消防员作图记录，熟悉之后再逐一整理。上述熟悉方式的比较老旧，耗时极长，并容易遗漏部分水源或道路情况，一旦水源或道路进行新建、翻修后，仍需再次观察、记录。且每名专勤员仅保存自己所作地图，并不与其他人员进行交流。且即使老的专勤员因工作需要调入新救援站时，仍需重新熟悉。

1.2.2  救火救援预案直观感不强

随着北京经济建设的持续发展，各类设施的逐步完善，救援站辖区内可能发生火灾的地点也在逐步增加。救援站一般会按照发生火灾的影响力、容易发生火灾并结合人民群众生命财产损失程度综合评价后，确定重点单位。灭火预案一般会将重点单位中容易发生火灾地点作为起火点，并针对此火灾制定灭火救援方案。这些灭火救援预案中，一般采用二维图片信息，其直观感不强，并无法用比例的方式对车辆的布阵及周边水源进行利用，无法对现场道路的情况及外围警戒的范围、疏散撤离的位置进行合理的标定。且救援站灭火救援预案信息比较孤立，仅本救援站人员可以使用，在各救援站联合救援时，支援救援站对其单位不熟悉，不利于救援行动的顺利开展。

1.2.3  救援站灭火训练实战性不强

消防救援站在日常的灭火救援作战中，为确保人民群众安全，一般会选择无人空旷地区（或救援站内部）进行假想演练，即以救援站内部某个位置为火灾发生地点，按照到达现场，外围警戒、布置阵地、掩护内攻的方式进行灭火演练。由于训练地点与实际单位不同，因此无法合理的模拟现场水源的真实位置，因此灭火演练的战场布置会与实际灭火作战存在偏差。

1.2.4  救援站与单位联合演练效果不明显

为确保救援站辖区内各类单位的安全，救援站会到单位进行授课，并与单位组织联合演习，有单位防火管理人员引导公司员工进行疏散演习，并有救援站人员进行车辆演习及出水。但自此联合演习对救援站来说，存在如下弊端。即演练中，为确保单位的清洁，并减少消防演练对单位造成的影响，大多救援站一般只进行外围布置阵地、不进行内攻演练，实际火灾发生后，可能会出现对单位内部不熟悉等情况，而影响灭火救援的情况。

基于当前消防救援工作存在的这些突出问题，用传统的方法去收集、管理、分析这些信息已经无法满足当前消防工作的需要，如何利用先进的计算机信息技术快速高效的去获取有价值的信息对消防工作是很有必要的，而GIS系统技术的空间可视化、空间导向功能以及利用空间思维提供处理辅助决策等功能可快速有效的去获取有价值的信息，来提升消防救援的快速反应与科学决策能力，确保各项消防救援任务的顺利完成。

2  GIS系统

2.1  GIS的概念

地理信息系统GIS技术是近些年迅速发展起来的一门空间信息分析技术。美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）对其定义为“GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理用途”。

2.2  GIS系统的特点

GIS系統具有多来源、多层次、快速度、深加工，多时态、多形式和多精度的特点[1]。

（1）多来源。GIS系统所接受的数据在形式上可以是图形、图象、数字或文字;其来源可以是地图、测量、RS、GPS（全球定位系统）和文字报告。其内容可以是救援站信息、道路情况、消火栓位置、单位情况和单位临近情况等，这使得GIS系统更加容易获取。

（2）多层次。GIS系统可以提供在空间上或内容上多层次的信息，可以从为微观、中观、宏观的上对主体进行服务。

（3）多时态。GIS系统的信息是动态的，便于不断更新的。它可以在不同的空间分布和数量构成上，体现将事物不同时期的演变过程，便于进行动态的分析与研究。

（4）深加工。GIS系统可以进行有效的空间分析，也可以对空间信息进行各种复杂的空间运算，将多源信息进行有效的整合，并通过图形和属性两方面数据的双向查询，帮助了解空间实体的空间分析特征与关系。在消防中，也易于对火场分布、战斗展开中，战场的布置等信息进行深层次分析。

（5）快速度。GIS系统的快速响应表现在两个方面。一方面3G技术（即地理信息系统—GIS、遥感技术—RS、全球定位系统—GPS）和通讯网络的结合，可以实时监测火场的发生与发展，便于消防救援站警力行动路线的决策;另一方面由于它具有很强的信息检索与综合能力，可大大缩短规划、管理、决策和分析的周期，可以对大型火灾中，联动机制的安排起到良好的推进作用。

（6）多形式。由于GIS系统同时管理图形与专业属性两种信息，因而可随时根据不同需求，进行灵活的转换。GIS系统不仅可以提供文字分析报告、效果图等，还可以提供电子地图、数字地图和多媒体等各种数字化产品。

（7）多精度。GIS系统可以不局限于传统的测绘精度标准，可灵活地采取适合的精度标准，以满足不同情况的需要。对于公安部消防局、消防总队、支队、救援站等不同管理层次的需求，都可以在同一GIS平台上管理。

由于上述特点使得GIS系统在各个领域得到了有效的应用，已在森林防火安全、地下水、考古、军事、交通、矿业等各个领域进行了合理的运用，起到了良好的效果。

我国颁布的强制性标准《消防通信指挥系统设计规范》中明确规定，消防通信指挥系统必须建设消防GIS。当前GIS系统技术在火警的定位、消防规划、分析消防信息数据、制定灭火预案、模式演练、通信指挥等方面都起到了很大的作用。

3  GIS系统在消防上的应用

3.1  GIS系统对救援站辖区的帮助

通过GIS系统的强大电子地图数据库，救援站专勤人员可以使用mapinfo对消防辖区的地理位置以及消火栓桩、消防用水点位进行分析并记录数据，并建立信息库[2]，以便对救援站的指挥员、专勤员及后方供水人员进行随时查阅，可以对救援站的“传帮带”工作进行有力的推动。在培养新到救援站的专勤人员时，可以通过GIS的现实模拟功能，将水源、道路、重点单位的情况具象化，并取代以往的实地考察、再作图记录的方法。GIS系统合理使用，可以使得专勤员的培训时间大大减少，使救援站新到兵源更加快速的融入，有效提升救援站战斗力。

此外，对于救援站在出警时的道路选择，通过GIS系统，将辖区内，甚至北京市所有道路的起点、终点和交叉点都定义为道路节点的话，那么火灾地点必在两个道路节点之间，将离火灾地点最近的那个道路节点视作着火点，考虑道路拥堵状况，对道路进行加权，并计算时间，可以在出警时做最佳路径规划[3]。通过GIS技术可以使救援站以最快速度到达起火点，进一步减小火灾造成的人民群众生命财产损失。

3.2  GIS系统模拟火灾预案

相比于以往消防灭火预案中的二维图形模拟，GIS系统可以利用强大的数据存储功能，并利用地理位置的影像学，甚至立体成像功能，可以对消防灭火预案中，火灾重点单位的情况进行再现，对整个重点单位火灾的分析与处理过程、车辆的布阵及周边水源的利用、现场道路的情况及外围警戒的合理范围、疏散撤离的位置做进一步的规定，极为有效的提高了火灾预案的针对性，也可以通过此种方式对火灾进行有效的模拟，并可以更为直观的对火灾预案中的处理方案进行有效的分析。因此利用GIS系统进行火灾预案的制定与修改，也可以便于各救援站之间的交流，并对类似火灾起到极为有效的参考作用。各救援站联合作战时，也可以方便增员队伍对现场火灾情况的判断。

3.3  利用GIS系统和VR技术，实现对现场火灾的模拟与处置

随着当前GIS系统的逐步发展，人类已经初步实现了对地理环境的仿真，这种仿真能够较好的重现现实景观。且许云等已经研究逐步将VR技术与GIS系统联合，来对火灾进行进一步的模拟。这种技术有效的重现火灾现场或模拟假定火灾现场，且可将附近水源、消火栓、道路及外围信息情况完全的进行重现。这种GIS系统的有效利用，可以使救援站指挥员更加详细的研究火场车辆部署、灭火战场布置、供水等情况，加强了对火灾模拟演练的针对性、有效性，更加便于查找指挥中的不足，并加以提高。

3.4  GIS系统对人员的疏散与演练

通过GIS系统和BIM系统的有效结合[4]，即利用GIS系统可以有效的对单位外围的各类情况进行详细模拟，联合BIM系统（Building Information Model/Modeling，即建筑信息模型系统）对建筑物内部情况（包括房间、道路、墻壁消火栓及灭火器位置、安全疏散出口位置等信息）进行详细的模拟，使救援站在模拟演练过程中，不仅仅局限于只在单位外部进行演练，也可以对单位内部道路、房屋结构，墙壁消火栓、灭火器位置等利于灭火的有效信息进一步的掌握，这些信息对单位发生火灾后的内攻、救援可以起到极大的帮助作用。

4  结语

GIS系统拥有强大的地理数字化或图形化采集—分析—决策系统，在消防救援站的日常工作中，有意识的将GIS系统加以利用，针对救援站以往存在的一些问题，即对救援站人员的培养、灭火预案的制作、模拟火灾的处置、熟悉单位内部信息、便于火灾现场的救援等方面起到了极为有力的帮助作用，是提高消防救援站的工作效率的一种极为有效的方法。

参考文献：

[1]张延林，宋宏光.GIS在森林防火中的应用[J].森林工程，2008，

4（03）：29-31.

[2]王洋.GIS技术在消防调度指挥信息系统中的应用研究[J].信息化建设，2016，4（02）：32.

[3]李强，黄莎白.GIS环境下的最佳路径规划[J].信息与控制，2000，4（01）：76-81.

[4]王林，皇甫冬梅，贾真.BIM技术对高层建筑消防指挥救援的影响[J].施工技术，2015，44（18）：49-52.

[5]冯佳莹，方磊，王立幼.基于GIS+BIM技术的智慧消防管理平台设计与实现[J].中国建设信息化，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