GIS和GPS在城市消防指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用

PAGEIGIS和GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要GIS/GPS分別為地理信息系統(tǒng)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱。隨著這兩種技術(shù)地不斷發(fā)展，將GIS/GPS技術(shù)作為一種輔助決策的手段和工具已經(jīng)在各領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而其在消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在接處警定位，信息查詢，車輛動態(tài)管理等方面。基于GIS/GPS的城市消防通信指揮系統(tǒng)可以在火災(zāi)發(fā)生時，實時地獲取詳細(xì)的火警信息、消防實力的統(tǒng)計信息和消防救援車輛的位置及狀態(tài)信息等，從而將整個消防救援行動更形象、直觀地展現(xiàn)在指揮人員面前，使其真正做到運籌帷幄，全面提高搶險救援的指揮效率，達(dá)到輔助消防滅火救援指揮的目的。本文從城市消防通信指揮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，結(jié)合GIS/GPS的相關(guān)功能應(yīng)用，介紹了GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中所發(fā)揮的功能和重要作用。同時分析總結(jié)出系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用中存在著系統(tǒng)建設(shè)維護(hù)使用費用較高、與GIS/GPS相結(jié)合的無線通信傳輸速度受環(huán)境影響較大、GIS數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、更新滯后或更新較少、專業(yè)人員缺乏等影響系統(tǒng)效能發(fā)揮的瓶頸問題。針對存在的問題，結(jié)合GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的建設(shè)實際和個人所學(xué)知識，提出了個人關(guān)于解決這些問題的幾點對策。最后結(jié)合3G技術(shù)和開發(fā)移動指揮系統(tǒng)等談了幾點對系統(tǒng)未來發(fā)展的看法。關(guān)鍵詞消防；城市消防通信指揮系統(tǒng)；GIS；GPS；THEAPPLICATIONOFGIS/GPSINTHECITYFIRECOMMUNICATIONCOMMANDSYSTEMAbstractGIS/GPSaretheshortformforGeographicInformationSystemandGlobalPositioningSystem.WiththeGIS/GPStechnologycontinuousdevelopment,ithasbeenusedwidelyinvariousfieldsasameansandtooltosupportdecision-making,whileitismainlyusedinthefirelocating,informationinquiries,vehicledynamicmanagementetc.inthefirecommandsystem.BasedonGIS/GPSsystemofthecityfirecommunicationcommandsystemcangatherthedetailedfireinformationandstateinformationoffireenginesinreal-timewhenafiretakesplace.Itcandisplaytheprocessofthefirefightingrescueactionmoredramaticallyandintuitively.Withthehelpofthissystem,thefiredepartmentcanmakeadecisionmoreefficiently.ThisarticleanalyzedGIS/GPS’sfunctionsandimportanceinthefirecommandsystem,consideringthefirecommandsystem’sstructureandfunctionandcombingGIS/GPS-relatedapplications.MeanwhileithassummedupsomebottlenecksthataffectsystemperformanceinestablishingandapplyingtheGIS/GPS,suchasthehighcostoftheestablishmentandmaintenanceofthesystem,theenvironmentalimpactofthespeedofwirelesscommunicationwhichcombineswiththeGIS/GPS,thelowquality、updatelagorupdatelackofdatabase,thelackofprofessionalsandsoon.Thisarticleanalyzedandinquiredintothecausesofexistingproblemsandputforwardsomepersonalsolutionsconsideringtherealityofconstructingthefirecommandsystem.Finally,combining3Gtechnologyandtheexplorationofmobilecommandsystem,itdiscussedsomepersonalviewpointstowardsthefuturedevelopmentofthissystem.KeywordsFire;Thecityfirecommunicationcommandsystem;GIS;GPS;

目錄中文摘要 I英文摘要 II目錄 III1緒論 12城市消防通信指揮系統(tǒng)概述 12.1城市消防通信指揮系統(tǒng)的含義 12.2城市消防通信指揮系統(tǒng)的構(gòu)成和功能 12.2.1城市消防通信指揮系統(tǒng)的構(gòu)成 12.2.2城市消防通信指揮系統(tǒng)的功能 23GIS/GPS概述 23.1GIS概述 23.1.1GIS系統(tǒng)的組成 23.1.2GIS系統(tǒng)的功能 23.2GPS概述 33.2.1GPS系統(tǒng)的組成 33.2.2GPS系統(tǒng)的特點 44GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用 54.1GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用 54.1.1GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中承擔(dān)的角色 54.1.2GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的功能 64.2GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用 74.2.1GPS在消防車輛監(jiān)控中的應(yīng)用 74.2.2GPS在消防數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用 84.3GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的結(jié)合應(yīng)用 94.3.1消防車輛的跟蹤定位 94.3.2出警路線規(guī)劃和導(dǎo)航 94.3.3信息查詢 94.3.4指揮與決策 95基于GIS/GPS城市消防通信指揮系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題及對策 95.1存在的問題 105.1.1建設(shè)和使用維護(hù)費用問題 105.1.2數(shù)據(jù)采集問題 105.1.3無線通信傳輸問題 105.1.4使用維護(hù)問題 105.2解決對策 105.2.1科學(xué)選擇系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享，盡可能節(jié)約建設(shè)費用 115.2.2提高對城市消防通信指揮系統(tǒng)重要性的認(rèn)識 115.2.3設(shè)計雙模式車載終端系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)傳輸問題 115.2.4培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人員 126GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)應(yīng)用的展望 126.1將該系統(tǒng)開發(fā)為移動系統(tǒng)，裝入各消防中隊的首車 126.2引進(jìn)新的無線通訊技術(shù) 127結(jié)束語 13參考文獻(xiàn) 14致謝 15第1頁共15頁1緒論隨著國民經(jīng)濟(jì)地發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，現(xiàn)代火災(zāi)和各種其它災(zāi)害事故隨著現(xiàn)代化城市布局的擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而呈現(xiàn)出立體化、復(fù)雜化、多樣化的趨勢，災(zāi)害性更大，城市消防的重要性越來越突出。然而，傳統(tǒng)的消防指揮系統(tǒng)還是停留在僅僅依靠一部電話的階段，信息化程度十分低下；接警人員對警情的判斷與調(diào)度完全靠個人的業(yè)務(wù)水平，主觀因素過大；從指揮中心接警員接警到最后的中隊出動消防車輛之間的時間比較長，嚴(yán)重影響了出警的速度，決策效率比較低；同時接警人員缺乏對火情詳細(xì)及消防實力分布等信息更為直觀地了解，并且在中隊消防車輛出動后，也很難對其進(jìn)行有效的監(jiān)控與管理。因此傳統(tǒng)的消防指揮模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代城市消防建設(shè)的要求。隨著互連網(wǎng)和通信技術(shù)地發(fā)展進(jìn)步，GIS和GPS技術(shù)地不斷成熟，建立基于GPS、GIS等先進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)代城市消防通信指揮系統(tǒng)，可以縮短火警處理時間，提高消防部隊的快速反應(yīng)能力，實現(xiàn)指揮決策的科學(xué)化，減少指令的傳遞環(huán)節(jié)，提高滅火戰(zhàn)斗的成功率。2城市消防通信指揮系統(tǒng)概述2.1城市消防通信指揮系統(tǒng)的含義城市消防通信指揮系統(tǒng)是覆蓋整個城市，連通城市消防通信指揮中心、消防站、城市移動消防通信指揮中心、消防安全重點單位及救災(zāi)相關(guān)單位等環(huán)節(jié)的，具有火災(zāi)報警、火警受理、通信調(diào)度和輔助決策指揮等功能的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備及其軟件組成的系統(tǒng)[1]。2.2城市消防通信指揮系統(tǒng)的構(gòu)成和功能2.2.1城市消防通信指揮系統(tǒng)的構(gòu)成城市消防通信指揮系統(tǒng)應(yīng)由下列子系統(tǒng)構(gòu)成[1]:（1）火警受理子系統(tǒng)，其主要組成部分應(yīng)有消防用程控交換機(jī)、火警受理臺、火警終端臺等及其應(yīng)用軟件。（2）城市火災(zāi)自動報警監(jiān)控子系統(tǒng)，其主要組成部分應(yīng)有城市火災(zāi)自動報警監(jiān)控臺及工作站、城市火災(zāi)自動報警發(fā)送機(jī)等及其應(yīng)用軟件。（3）消防有線（無線）通信子系統(tǒng)，其主要組成部分應(yīng)有119火警電話中繼、消防有線通信設(shè)備、消防無線通信設(shè)備和其他輔助設(shè)備等。（4）火場指揮子系統(tǒng)，其主要組成部分應(yīng)有火場指揮臺、消防車輛動態(tài)管理裝置及終端機(jī)、車輛圖像傳輸裝置、其他輔助設(shè)備及其應(yīng)用軟件。（5）消防信息綜合管理子系統(tǒng)，其主要組成部分應(yīng)有消防信息管理工作站和相關(guān)數(shù)據(jù)庫的管理維護(hù)應(yīng)用軟件。（6）模擬訓(xùn)練子系統(tǒng)，其主要組成部分應(yīng)有訓(xùn)練模擬工作站和滅火救援訓(xùn)練應(yīng)用軟件。2.2.2城市消防通信指揮系統(tǒng)的功能城市消防通信指揮系統(tǒng)的功能主要有以下幾個方面：（1）利用公用或?qū)Ｓ玫耐ㄐ啪W(wǎng)或通過城市火災(zāi)自動報警監(jiān)控子系統(tǒng)向城市消防通信指揮中心報告火警。（2）自動或人工實現(xiàn)火警辯識、出動方案編制、出動命令下達(dá)等火警受理流程。（3）利用有線或無線通信網(wǎng)，進(jìn)行語音通信、數(shù)據(jù)通信和圖像通信。（4）在火場及災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行全市消防實力調(diào)度。（5）利用系統(tǒng)資源進(jìn)行滅火救援指揮訓(xùn)練模擬。（6）利用系統(tǒng)資源，對消防地理、氣象、消防水源、消防實力、消防安全重點單位基本情況、各類火災(zāi)和災(zāi)害事故特征、化學(xué)危險品、滅火救援戰(zhàn)術(shù)技術(shù)等信息進(jìn)行采集、存儲、檢索、處理、顯示、傳輸和分析。綜合上述結(jié)構(gòu)和功能介紹，GIS和GPS技術(shù)是建設(shè)城市消防通信指揮系統(tǒng)不可缺少的兩種支撐技術(shù)，該兩種技術(shù)的引入能夠更好地實現(xiàn)城市消防通信指揮系統(tǒng)功能的發(fā)揮。3GIS/GPS概述3.1GIS概述地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem）是融合計算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，用來存儲和處理空間信息的高新技術(shù)。它把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來，根據(jù)用戶的需要將空間信息及其屬性信息準(zhǔn)確真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足用戶對各種空間信息的要求，并借助其獨有的空間分析功能和可視化表達(dá)功能，進(jìn)行各種輔助決策[2]。3.1.1GIS系統(tǒng)的組成GIS由計算機(jī)硬件系統(tǒng)、計算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)（或空間數(shù)據(jù)）和系統(tǒng)維護(hù)人員四個部分構(gòu)成[2]。其核心部分為計算機(jī)系統(tǒng)，包括軟件和硬件?？臻g數(shù)據(jù)反映GIS的地理內(nèi)容，而管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示方式。3.1.2GIS系統(tǒng)的功能GIS系統(tǒng)具有以下五方面功能：(1)直觀、便捷地集成各種屬性數(shù)據(jù)由于地物的空間位置具有客觀性，而地物本身又具有紛繁復(fù)雜的特性，除了具有自然特性以外，還具有社會經(jīng)濟(jì)特性。描述這些特性的屬性數(shù)據(jù)非常豐富，但都可以通過具有同一坐標(biāo)參考系統(tǒng)的空間位置進(jìn)行統(tǒng)一組織。GIS為各種數(shù)據(jù)的集成提供了統(tǒng)一的框架，在此基礎(chǔ)上可以直觀表達(dá)地物及其空間關(guān)系。

（2）高效管理信息資源GIS是一個具有結(jié)構(gòu)和功能的系統(tǒng)，能獲取和輸入空間數(shù)據(jù)，并進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的處理和分析并將結(jié)果按一定的方式輸出。通過這種方式，各個行業(yè)的信息資源都可以按各自的要求進(jìn)行處理，從而提高了信息資源的管理和利用效率。各個行業(yè)信息系統(tǒng)的建設(shè)就是典型的例子，如林業(yè)資源管理信息系統(tǒng)、自來水設(shè)施管理信息系統(tǒng)、污染源管理信息系統(tǒng)、地下水資源管理信息系統(tǒng)等。（3）提供輔助決策采用GIS的重要目的是輔助解決空間問題，其核心功能是空間分析，通過空間分析為各類用戶提供管理和商業(yè)上的輔助決策。如疾病、林火等突發(fā)事件的監(jiān)測與預(yù)警、設(shè)施故障處理、基站選址等。（4）制作地圖GIS是在計算機(jī)輔助制圖基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門技術(shù)，是地圖制作的重要工具。采用GIS可以制作符號，對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種渲染，高效、高性能、高度自動化是GIS制圖的重要特點。

（5）提供與獲得空間位置相關(guān)的服務(wù)通過GIS可提供和獲得與空間位置相關(guān)的服務(wù)，如獲得一定范圍、精度和一定要素的空間數(shù)據(jù)或地圖，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地理位置（如地名和路線）查詢，還可通過嵌入式設(shè)備和無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位置查詢、監(jiān)控和導(dǎo)航等。3.2GPS概述全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)是美國國防部研制的新一代位置導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)可向人類提供高精度的導(dǎo)航、定位和授時服務(wù)。如今，GPS已經(jīng)成為當(dāng)今世界上最實用，也是應(yīng)用最廣泛的全球精密導(dǎo)航、指揮和調(diào)度系統(tǒng)，并在車輛管理系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。3.2.1GPS系統(tǒng)的組成GPS系統(tǒng)主要由三部分組成，即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分[2]。（1）GPS衛(wèi)星星座部分是由24顆沿距地球20200公里高度的軌道運行的衛(wèi)星組成，其中3顆為在軌的備用衛(wèi)星。每個GPS衛(wèi)星都有四個高精度的原子鐘，同時還有一個實時更新的數(shù)據(jù)庫，記載著其他衛(wèi)星現(xiàn)在的位置和運行軌跡。（2）地面監(jiān)控部分，主要由分布在全球的5個地面站組成，包括衛(wèi)星監(jiān)控站、主控站和信息注入站。GPS衛(wèi)星是一動態(tài)已知點，衛(wèi)星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷描述衛(wèi)星運動及其軌道的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標(biāo)準(zhǔn)。這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間，求出鐘差然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。（3）GPS接收機(jī)主要由GPS接收天線、GPS接收主機(jī)及電源組成。GPS接收器同時收聽3～12顆衛(wèi)星的信號,從而判斷地面上或接近地面的物體的位置,還有它們的移動速度和方向等。GPS接收器利用GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號確定衛(wèi)星在太空中的位置,并根據(jù)無線電波傳送的時間來計算它們間的距離。等計算出至少3～4個衛(wèi)星的相對位置后,GPS接收器就可以用三角學(xué)來算出自己的位置。3.2.2GPS系統(tǒng)的特點GPS具有以下六大特點[3]：(1)測站間無需通視GPS測量不要求測站之間互相通視，只需測站上空開闊即可，因此可節(jié)省大量的建造費用。由于無需點間通視,點位位置可根據(jù)需要，可稀可密，使選點工作甚為靈活，也可省去經(jīng)典大地網(wǎng)中的傳算點、過渡點的測量工作。(2)定位精度高應(yīng)用實踐證明，GPS相對定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)1х10-6～2х10-6，100～500km可達(dá)10-6～10–7，隨著觀測技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法的改善，可望在大于1000km以上的距離上，相對定位精度達(dá)到或優(yōu)于10-8。(3)觀測時間短隨著GPS系統(tǒng)地不斷完善，軟件地不斷更新。目前，20km以內(nèi)相對靜態(tài)定位，僅需15～20min；快速靜態(tài)相對定位測量時，當(dāng)每個流動站與基準(zhǔn)站相距在15km以內(nèi)時，流動站觀測時間只需1～2min；動態(tài)相對定位測量時，流動站出發(fā)時觀測1～2min，然后可隨時定位，每站觀測僅需幾秒鐘。(4)可提供三維坐標(biāo)GPS測量中，在精度測量平面位置的同時，可以精確測量觀測站的大地高程。GPS測量的這一特點，不僅為研究大地水準(zhǔn)面的形狀和確定地面點的高程開辟了新途徑。同時，也為其在航空物探、精密導(dǎo)航中的應(yīng)用，提供了重要的高程數(shù)據(jù)。(5)操作簡便隨著GPS接收機(jī)不斷改進(jìn)，自動化程度越來越高，有的已達(dá)“傻瓜化”的程度；接收機(jī)的體積越來越小，重量越來越輕，極大地減輕測量工作者的工作緊張程度和勞動強(qiáng)度，使野外工作變得輕松愉快。(6)全天候作業(yè)目前GPS觀測可在一天24小時內(nèi)的任何時間進(jìn)行，不受陰天黑夜、起霧刮風(fēng)、下雨下雪等氣候的影響。鑒于GIS/GPS的功能，把GIS/GPS引入城市消防通信指揮系統(tǒng)中，將大大地提高消防部隊的管理水平和作戰(zhàn)能力。利用GIS/GPS的指揮系統(tǒng)能夠在消防指揮中心的大屏幕上，通過二維或三維地圖，實時了解出警車輛的情況，并借助無線通信，實現(xiàn)實時、快速調(diào)度、狀態(tài)監(jiān)控與行動指揮。同時可利用共享的數(shù)據(jù)資料庫，方便及時地查詢消防有關(guān)的各類信息，可為指揮員提供相關(guān)的輔助決策，實現(xiàn)指揮決策的科學(xué)化，提高指揮的效率和部隊的快速反應(yīng)能力。4GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用根據(jù)城市消防通信指揮系統(tǒng)的功能建設(shè)要求、消防部隊的作戰(zhàn)特點和GIS/GPS技術(shù)所能提供的功能決定了GIS/GPS在消防指揮系統(tǒng)中能夠得到廣泛地應(yīng)用。4.1GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用4.1.1GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中承擔(dān)的角色GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中，GIS所承擔(dān)的角色主要為兩個方面：（1）信息的基本表現(xiàn)手段在消防指揮系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)具備直觀、清晰、大容量地顯示具有空間分布特征的消防信息的能力。采用GIS系統(tǒng)是實現(xiàn)這種功能的有效手段。GIS利用其空間可視化、空間導(dǎo)向功能，配合消防通信指揮系統(tǒng)中不同子系統(tǒng)的各個業(yè)務(wù)處理進(jìn)程，多層次、高清晰度、高質(zhì)量、區(qū)域自動切換地顯示包含城市地圖、街道分布、主要單位分布、重點消防單位分布、水源分布、消防水栓分布、消防中隊、消防車輛動態(tài)分布等信息的廣域消防地圖、接警消防地圖，滅火戰(zhàn)區(qū)地圖、滅火預(yù)案圖等。使消防指揮人員直觀、方便地獲得消防指揮的全方位，多層次的信息集合。（2）案件處理的輔助決策服務(wù)GIS利用其空間思維能力，具有很強(qiáng)的信息檢索與綜合能力，從而可以提供案件處理輔助決策功能比如根據(jù)火災(zāi)發(fā)生地點，消防力量的實時分布，交通狀況，計算最佳消防力量調(diào)配方案，最佳行車路徑，從而顯著提高消防通信指揮的快速反應(yīng)與科學(xué)決策能力，加快接處警速度，適應(yīng)撲救危及城市安全的重大惡性火災(zāi)的火警受理與聯(lián)合作戰(zhàn)的需要，確保各項消防搶險救災(zāi)任務(wù)的完成[5]。如圖1：基于GIS的城市消防指揮輔助決策系統(tǒng)基于GIS的城市消防指揮輔助決策系統(tǒng)文件系統(tǒng)地圖顯示信息查詢要素定位數(shù)據(jù)維護(hù)數(shù)據(jù)分析打開文件關(guān)閉文件保存文件放大縮小漫游圖層控制空間數(shù)據(jù)查詢屬性數(shù)據(jù)查詢空間數(shù)據(jù)維護(hù)屬性數(shù)據(jù)維護(hù)最佳路徑分析緩沖區(qū)分析消防應(yīng)用模型名稱定位道路交叉路口定位圖1系統(tǒng)功能圖框4.1.2GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的功能GIS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的功能主要有以下六個方面：（1）GIS信息瀏覽功能具有無級縮放、漫游、測距以及圖層顯示控制功能，結(jié)合業(yè)務(wù)需要，可以在多窗口之間快速地、多層次地、全矢量化切換顯示內(nèi)容。如廣域消防地圖，接警消防地圖，滅火戰(zhàn)區(qū)地圖，滅火預(yù)案圖等。（2）GIS信息查詢功能通過界面對地圖上的各地理對象進(jìn)行位置查詢和屬性查詢，在地圖上可以直接查看各地理對象，如道路、新村小區(qū)、各類主要單位、重點消防單位、水源、消火栓、消防中隊的位置信息和屬性信息，如主要單位或建筑群的地址、名稱、特性、周圍道路、消防設(shè)施、消防概述、生產(chǎn)性質(zhì)、區(qū)域環(huán)境等信息。（3）與GPS接口功能通過與GPS接口功能，實時獲得所有消防車輛的位置信息和狀態(tài)信息，實現(xiàn)消防車輛的實時監(jiān)控管理。（4）案件定位功能根據(jù)119指揮中心街道的報警信息，自動聚焦案發(fā)地點，并以其為中心顯示報警地點周邊范圍內(nèi)的道路、水源、比鄰單位、消防車輛部署等相關(guān)信息，并且可以接收消防車輛的GPS信息，顯示案件周圍的消防車輛動態(tài)位置。（5）案件處理輔助決策功能根據(jù)火災(zāi)地點到個消防力量所在位置的情況，為接處警人員提供案件最佳出警車輛調(diào)度方案，并提供最佳路徑。如有預(yù)案則按設(shè)定的原則計算并顯示進(jìn)攻路線，車輛停靠水源的情況。（6）案件信息查詢功能可根據(jù)用戶要求，在電子地圖上顯示本區(qū)域在某一段時間內(nèi)，火災(zāi)的數(shù)量及地理分布情況。使案件處理人員能夠直觀地獲悉各類火災(zāi)的案發(fā)分布情況，為合理地部署消防力量，遏制火災(zāi)多發(fā)地區(qū)的發(fā)案率提供科學(xué)決策的依據(jù)。GIS技術(shù)的應(yīng)用，可以讓指揮人員和現(xiàn)場救援人員看到重要的實時數(shù)據(jù)，在計算機(jī)上完成數(shù)據(jù)的增加、修改、更新和打印輸出或者顯示在屏幕上。利用計算機(jī)建模技術(shù)，可以快速的產(chǎn)生多個救援方案并進(jìn)行分析，最后得出最優(yōu)方案[6]。而一旦建立了GIS數(shù)據(jù)庫，實施方案的審閱和分析就可以隨時方便地進(jìn)行，這時的行動方案不再只是一件就事論事的事情，而是一個可以連續(xù)的過程，可以為以后處理類似的情況提供參考。借助基于GIS技術(shù)的消防信息系統(tǒng)，可以完成火情分析、行動計劃制定和快速行動實施。這些工具使指揮人員迅速準(zhǔn)確地得到相關(guān)信息，如：搶險設(shè)備、消防隊、車輛狀態(tài)、行動路線等。GIS對空間信息的管理和分析功能可以使繁瑣復(fù)雜的消防管理工作變得輕松而有條理。4.2GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的應(yīng)用近年來，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)在消防通信指揮系統(tǒng)的建設(shè)中得到了普遍重視和發(fā)展。各地的消防車輛動態(tài)管理系統(tǒng)普遍是利用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，通過車載電臺或GSM/GPRS及CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，將滅火出動途中、滅火戰(zhàn)斗中的消防車輛的行駛路線、車輛位置及狀態(tài)信息實時傳遞到消防調(diào)度指揮中心，在指揮中心的電子地圖上顯示出行車路線和消防車輛位置及狀態(tài)信息。指揮中心的調(diào)度員根據(jù)情況，通過無線通訊設(shè)備，及時對參戰(zhàn)車輛進(jìn)行調(diào)度指揮和行車路線矯正。4.2.1GPS在消防車輛監(jiān)控中的應(yīng)用車輛監(jiān)控系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對消防車輛的定位監(jiān)控和管理。在消防中隊接到出警命令，消防救援車輛出動后，采用GPS對車輛進(jìn)行定位，實時將車輛的位置、行車軌跡、狀態(tài)等信息通過移動網(wǎng)絡(luò)傳送至消防通信指揮中心，自動在GIS平臺的電子地圖上標(biāo)注車輛的運動軌跡和預(yù)計到達(dá)時間計算，同時允許接警員對救援車輛的位置、速度、運動方向、車輛狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控和查詢。該模塊主要由車載信息系統(tǒng)、監(jiān)控中心系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)三部分組成，其中車載信息系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)是系統(tǒng)核心部分[8]。（1）車載信息系統(tǒng)是車輛監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，也是系統(tǒng)調(diào)度指令的最終執(zhí)行者。車載系統(tǒng)所處的環(huán)境最為復(fù)雜，可靠性要求又非常高，所以這部分也是整個系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部分。系統(tǒng)主要由信息處理系統(tǒng)，GPRS數(shù)據(jù)通信模塊、GPS接收模塊、多媒體顯示模塊以及語音模塊等部分組成。該系統(tǒng)能夠根據(jù)滅火路線或訓(xùn)練任務(wù)路線指定的行車路線進(jìn)行車輛的自動導(dǎo)航；能夠?qū)囕v進(jìn)行精確定位，并通過無線網(wǎng)絡(luò)（GPRS）將其位置信息實時地發(fā)給監(jiān)控中心；能夠?qū)崟r地將車輛的自身狀態(tài)信息發(fā)給監(jiān)控中心；能夠在車輛遇到道路受阻、車輛故障或交通事故等緊急情況時，自動向監(jiān)控中心發(fā)送報警信號和求救信號；能夠執(zhí)行監(jiān)控中心下達(dá)的行動命令，如矯正行車路線、調(diào)整車輛運行狀態(tài)等。（2）監(jiān)控中心系統(tǒng)是整個車輛監(jiān)控系統(tǒng)的信息處理中心，也是整個消防指揮系統(tǒng)的重要組成部分。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r接收車載系統(tǒng)發(fā)過來的車輛位置及狀態(tài)信息，并將數(shù)據(jù)解碼處理后保存入庫，同時具有對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行維護(hù)管理的功能；能夠?qū)Χ鄠€車輛、單個車輛的位置進(jìn)行定位跟蹤，并根據(jù)要求將車輛的位置、行駛速度、精確時間等信息實時地顯示在監(jiān)控中心的電子地圖上；能夠?qū)囕v進(jìn)行管理等功能。如圖2：圖2車載監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[8]4.2.2GPS在消防數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是對分布在全市的消防栓、水源點以及重點消防保衛(wèi)單位的位置、狀態(tài)及其屬性（主要包括轄區(qū)中隊、詳細(xì)地址、所在道路、編號等信息）以及消防車輛位置及狀態(tài)信息（如待命、出動、行車、到場、出水、供水、收隊、返回等）進(jìn)行采集、維護(hù)和管理，同時為消防指揮中的地理信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其主要由GPS采集器和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)兩個部分組成。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3：圖3GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[9]GPS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的C/S體系結(jié)構(gòu)，首先利用手持或車載的GPS采集器實地對消防栓、水源、消防重點保護(hù)單位的位置、狀態(tài)和屬性信息以及消防車輛的位置和狀態(tài)信息進(jìn)行采集，然后通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)實時地傳送到位于指揮中心的數(shù)據(jù)接收處理服務(wù)器，數(shù)據(jù)接收處理服務(wù)器對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼后，將其保存在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，然后就可以提供位置信息。用戶可以通過數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)來顯示、編輯和查詢所采集的相關(guān)信息。4.3GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)中的結(jié)合應(yīng)用GIS/GPS技術(shù)在城市消防通信指揮系統(tǒng)中有各自特點和功能的同時，將兩者相結(jié)合應(yīng)用于消防指揮系統(tǒng)中，可以更好地發(fā)揮其作用，應(yīng)用主要有以下幾個方面：4.3.1消防車輛的跟蹤定位利用GPS和GIS技術(shù)可以實時顯示出車輛的實際位置、行駛速度、精確時間等信息，并任意放大、縮小、換圖；可以隨目標(biāo)移動，使目標(biāo)始終保持在屏幕上；還可實現(xiàn)多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤，實時地掌握消防出警車輛的動態(tài)信息以便進(jìn)行合理力量調(diào)度和監(jiān)控管理。4.3.2出警路線規(guī)劃和導(dǎo)航利用GIS/GPS技術(shù)，根據(jù)報警地點，設(shè)計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線等。路線規(guī)劃好之后，利用GPS的三維導(dǎo)航功能，通過顯示器顯示設(shè)計路線以及出警車輛的運行路線和運行方法，最大限度地縮短出警的時間[10]。4.3.3信息查詢通過GPS的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以為消防指揮系統(tǒng)中的GIS數(shù)據(jù)庫提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的同時，能夠定期對消防栓、水源點及消防重點單位進(jìn)行實地檢查，使其位置、狀態(tài)及屬性數(shù)據(jù)與中心數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)信息保持統(tǒng)一，確保整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，從而能夠更加準(zhǔn)確地在地圖上查看各地理對象，各類主要單位、水源、消防中隊的位置和屬性信息。4.3.4指揮與決策指揮中心通過GIS/GPS可以實時監(jiān)測到消防車輛的情況，根據(jù)火災(zāi)地點為接處警人員提供案件最佳的火災(zāi)車輛調(diào)度方案，并可根據(jù)道路情況設(shè)計出最佳的行車路線，從而調(diào)度員能夠在火警受理時全面掌握情況，科學(xué)調(diào)度滅火力量，提高消防通信指揮的快速反應(yīng)與科學(xué)決策能力。5基于GIS/GPS城市消防通信指揮系統(tǒng)建設(shè)中存在問題及對策5.1存在的問題5.1.1建設(shè)和使用維護(hù)費用問題雖然GIS/GPS技術(shù)應(yīng)用在消防中，可以帶來許多好處，但是基于GIS/GPS的城市消防通信指揮系統(tǒng)的建設(shè)投入費用較大，通常前期投入就得幾千萬，后期還得定期向系統(tǒng)開發(fā)商交付好幾百萬的使用維護(hù)費用，資金的投入相當(dāng)巨大。對于經(jīng)濟(jì)相對落后的地區(qū)要建立融合GIS/GPS于一體的城市消防通信指揮系統(tǒng)存在一定難度。5.1.2數(shù)據(jù)采集問題消防部門購買的城市電子地圖，沒有或只含有極少的消防信息，這些信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消防指揮的需要。消防數(shù)據(jù)要靠自已采集，如消防水源、消火栓的分布情況等。消防部門為采集專業(yè)數(shù)據(jù)投入很大的人力、物力、財力，但是在采集過程中受到人力不足以及水平不高所限，普遍數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、更新滯后或更新較少。隨著城市建設(shè)的日新月異，有些道路、建筑的變化沒有及時地在系統(tǒng)中進(jìn)行更新，很可能在關(guān)鍵時刻由于道路信息有誤而導(dǎo)致延誤時間。5.1.3無線通信傳輸問題消防指揮系統(tǒng)具有較高的實時性要求，選用何種無線通信方式與GPS、GIS技術(shù)相結(jié)合是決定消防指揮系統(tǒng)能否做出快速、準(zhǔn)確響應(yīng)的關(guān)鍵問題。目前常用的兩種通信方式為公眾移動通信系統(tǒng)（如：GSM、CDMA）和專業(yè)移動通信系統(tǒng)（如：集群）[10]。但是這兩種無線通信系統(tǒng)都存在各自的不足：公眾移動通信系統(tǒng)存在信令接續(xù)時間，數(shù)據(jù)傳輸會有一定的時延。而且，受到公眾網(wǎng)絡(luò)通信量的影響，在使用高峰期，時延會更長；而集群通信目前大多采用模擬方式為主，在城市中通信時容易受到外界的干擾，經(jīng)常會由于地形或地勢的原因而產(chǎn)生通信盲區(qū)，而采用數(shù)字集群方式，建設(shè)費用又很高。因此，不能時刻保證城市消防通信指揮系統(tǒng)在指揮調(diào)度中快速響應(yīng)的要求。5.1.4使用維護(hù)問題由于城市消防通信指揮系統(tǒng)中的GIS/GPS系統(tǒng)大都是由供應(yīng)商開發(fā)設(shè)計，專業(yè)數(shù)據(jù)由消防部門自行采集。在系統(tǒng)的研發(fā)過程中，消防部門沒有參與其中，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性不太了解，對系統(tǒng)的功能不能完全掌握。相關(guān)專業(yè)人才的缺乏以及技術(shù)人員的流動，造成系統(tǒng)使用率低，維護(hù)困難。個別地方消防指揮系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，很長時間不能得到維修，甚至停用。系統(tǒng)使用率較低，不能得到有效維護(hù)。5.2解決對策通過在《消防通信》、《消防指揮自動化》等專業(yè)課中對GIS/GPS的知識和其在消防部隊中應(yīng)用等方面地了解和學(xué)習(xí)，結(jié)合自身在消防部隊見習(xí)、實習(xí)中的一些經(jīng)歷，我認(rèn)為應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：5.2.1科學(xué)選擇系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享，盡可能節(jié)約建設(shè)費用在城市消防通信指揮系統(tǒng)建設(shè)過程中，要考慮到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)有機(jī)結(jié)合起來。要做到量體裁衣，量力而行，不能貪大求全，一味追求性能先進(jìn)，而忽視了經(jīng)濟(jì)實力和系統(tǒng)建成后帶來的巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，綜合考慮各種因素，建設(shè)科學(xué)、高效的城市消防通信指揮系統(tǒng)。同時在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)中實現(xiàn)與公安、醫(yī)療救護(hù)、供電、自來水、燃?xì)?、國土資源等部門的資源實現(xiàn)共享，避免出現(xiàn)低水平重復(fù)建設(shè)。另外，在系統(tǒng)建設(shè)過程中盡量選擇擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)（如我國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)），減少對國外相關(guān)技術(shù)的依賴，這樣不僅可以使得系統(tǒng)在一些關(guān)鍵時期不受到國外技術(shù)的限制，還能夠大大降低建設(shè)的投入成本。5.2.2提高對城市消防通信指揮系統(tǒng)重要性的認(rèn)識目前一些地方政府對建設(shè)城市消防通信指揮系統(tǒng)的重要程度認(rèn)識不夠，認(rèn)為建設(shè)城市消防通信指揮系統(tǒng)的投入大，而實際作用小，使得在此方面的建設(shè)投入資金較少。所以我們消防部門要加大城市消防通信指揮系統(tǒng)重要性的宣傳力度，給地方政府做相關(guān)的工作報告，及時匯報消防的發(fā)展情況，提高地方政府對消防的重視程度，盡可能多地得到地方政府的資金支持。5.2.3設(shè)計雙模式車載終端系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)傳輸問題公眾移動通信系統(tǒng)具有使用費用低廉、容量大、安全可靠性高、可實現(xiàn)跨區(qū)漫游等特點。集群通信在數(shù)據(jù)傳輸方面，信令接續(xù)速度快，響應(yīng)時間短，非常適合需要快速響應(yīng)的行業(yè)應(yīng)用。鑒于公眾移動通信系統(tǒng)和專業(yè)移動通信系統(tǒng)的優(yōu)缺點采用雙模式的體制，即無線通信平臺采用雙模式組網(wǎng)，將集群專網(wǎng)和移動公網(wǎng)相結(jié)合，發(fā)揮兩網(wǎng)優(yōu)勢。在集群系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)優(yōu)先利用集群系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞和語音通訊。在集群系統(tǒng)的覆蓋區(qū)外，車載終端自動切換到GPRS網(wǎng)絡(luò)，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸信息和進(jìn)行通訊聯(lián)系。雙模式車載終端集成了集群車載臺和GPRS終端，與車載通信控制單元通過485總線方式連接，共用GPS接收板、報警控制單元和車載顯示終端，具備兩種通訊系統(tǒng)的功能。終端根據(jù)自動檢測的無線信號選擇無線通道，當(dāng)在集群系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)優(yōu)先使用專網(wǎng)通訊，在集群系統(tǒng)覆蓋范圍外，自動切換至GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊，如圖4（GPRS通信模塊接口單元主要處理GPRS系統(tǒng)的信令協(xié)議,實現(xiàn)GPRS系統(tǒng)的語音通訊和數(shù)據(jù)收發(fā)等功能；MDT車載顯示終端用于接收、顯示和儲存中心下發(fā)的漢字信息；通訊控制單元CCU實現(xiàn)不同單元之間的通信控制和轉(zhuǎn)換，以及在兩種模式下的控制和轉(zhuǎn)換；電源模塊將汽車電瓶電源轉(zhuǎn)換為5V電壓為各個模塊供電）圖4雙模終端示意圖5.2.4培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人員GIS/GPS技術(shù)及計算機(jī)系統(tǒng)科技含量高，特別是軟件開發(fā)和維護(hù)需要專業(yè)人員來完成。因此，消防部門要注意培養(yǎng)和引進(jìn)通信、計算機(jī)等相關(guān)專業(yè)人才，充實消防隊伍，改善消防部隊的知識結(jié)構(gòu)。要定期組織人員進(jìn)行培訓(xùn)，使得系統(tǒng)使用人員能夠熟練運用系統(tǒng)功能最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)作用。6GIS/GPS在城市消防通信指揮系統(tǒng)應(yīng)用的展望6.1將該系統(tǒng)開發(fā)為移動系統(tǒng)，裝入各消防中隊的首車在消防中隊出警過程中，經(jīng)常需要報警人員出來接車將消防隊帶到發(fā)生事故的地點，但有時當(dāng)遇到報警人員并不是當(dāng)事人打完119報警后就離開現(xiàn)場，無法出來接車或者中隊在出警過程中無法與報警人員取得聯(lián)系獲得具體的位置；再者報警人員由于緊張說不清具體位置等情況時，消防中隊只能根據(jù)指揮中心所描述的大概情況出動，有時不能快速準(zhǔn)確地到達(dá)事故地點進(jìn)行滅火救援。如果能將該系統(tǒng)開發(fā)為移動裝備安裝在消防中隊出警時的首車上，在接到報警后指揮中心將相關(guān)情況發(fā)送到此車載系統(tǒng)上，在車輛行駛過程中能夠根據(jù)案發(fā)地點和道路情況制定出最佳的行車路線，及時準(zhǔn)確地到達(dá)事故現(xiàn)場，縮短行車時間，為滅火救援戰(zhàn)斗贏得時間。同時減輕了指揮中心的工作壓力，提高了工作效率。另一方面，該車載的GIS/GPS系統(tǒng)還可以作為一個GPS接收機(jī)，在每個作戰(zhàn)消防隊員上配置定位系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)室外監(jiān)控，而且最關(guān)鍵的是當(dāng)消防隊員在室內(nèi)火場時，外界指揮仍能對消防隊員進(jìn)行必要的安全監(jiān)控與作戰(zhàn)指揮，從而更有利于在保障人民財產(chǎn)安全的同時，也保