论三维可视化技术在消防安全重点单位灭火救援数字化预案编制中的应用

栾 涛

（淄博市公安消防支队，山东 淄博 255048）



论三维可视化技术在消防安全重点单位灭火救援数字化预案编制中的应用

栾 涛

（淄博市公安消防支队，山东 淄博 255048）

［摘 要］本文介绍了三维可视化技术在消防安全重点单位灭火救援数字化预案编制中的应用，阐述了数字化预案和三维可视化技术的定义，重点讲述了利用三维可视化技术编制的灭火救援数字化预案的优点、功能设计和应用前景。

［关键词］三维可视化；消防；灭火救援预案；数字化

0　引 言

随着社会经济和城市化建设的快速发展，各类火灾和突发事故日益增多，事故性质和处置方法也日趋复杂。以消防安全重点单位为主体制作的灭火救援预案仍停留在纯平面数据的基础上，现有的消防安全重点单位灭火救援信息资料很难直观地为指挥员提供准确、明了的指挥辅助信息。为进一步规范消防部队灭火救援预案编制、辖区情况熟悉和实战演练工作，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）》，首次提出了消防安全重点单位灭火救援预案数字化的编制要求。如何编制消防安全重点单位灭火救援数字化预案，为火灾及灾害事故处置提供准确、直观的基础数据，成为消防部队在灭火救援工作中急需解决的重要课题。

随着空间技术的迅速发展，尤其是计算机技术、通信技术的发展，三维可视化技术已经逐渐深入到各个应用领域，无论是军事或民用，都可看到它们的身影。笔者认为，三维可视化技术在消防安全重点单位灭火救援数字化预案建设中的应用将为消防部队熟悉重点单位情况、实施模拟演练训练、有效组织灭火救援提供有力保障。

1　灭火救援预案及三维可视化技术的基本概念

1.1灭火救援预案的定义及分类

灭火救援预案是针对辖区可能发生的火灾或其他灾害事故，立足保卫对象特点、灾情分析评估和现有执勤力量而预先制订的作战行动方案。根据响应分级、力量编成、指挥层次等实际需要，预案制订分为总队、支队、大（中）队3个层级，分别对应跨区域灭火救援预案、灭火救援类型预案和消防安全重点单位灭火救援预案。

2.2消防安全重点单位灭火救援数字化预案

消防安全重点单位灭火救援预案是根据辖区重点保卫对象情况制订的灭火救援预案，主要内容包括单位基本情况、重点提示事项、消防设施情况、初战展开部署、重点部位情况、相关图像资料及通信联络方式等。

数字化预案是通过采用先进的计算机技术、实景仿真技术、虚拟技术和数字通信技术，充分利用三维建模、图像采集、信息收集和仿真手段，将消防重点单位数字化、三维可视化，实现大规模场景显示和数据集成，达到为各级消防指挥员熟悉重点单位情况、实施模拟演练训练、有效组织灭火救援提供有力保障。

2.3三维可视化技术

三维可视化（3D Visualization）技术是20世纪80年代中期诞生的一门集计算机数据处理、图像显示的综合性前缘技术。三维可视化技术把描述物理现象的数据转化为图形、图像，并运用颜色、透视、动画和观察视点的实时改变等视觉表现形式，使人们能够观察到不可见的对象，洞察事物的内部结构。

2　三维可视化技术的主要优点

2.1直观性强

三维可视化图像就是人们经常所说的立体图。由于人们的眼睛所看见的物体是立体的，通过三维制作的物体更能符合人们的日常习惯，再利用计算机对三维模型进行渲染，让预案更能接近实物，给指挥员一个直观效果图。

2.2可靠性强

三维可视化技术制作的物体都要与实际物体形成一定的比例，既可以让指挥员感觉到这是“真实”的图片，同时也能指导消防官兵根据三维图去完成相应的工作。

2.3兼容性强

三维可视化应用的制作软件均能够识别平面CAD图纸，可以方便三维建模。目前，很多消防官兵都会制作CAD图纸，甚至很多单位都有现成的图纸资料，这很方便建立消防安全重点单位三维模型。

3　三维可视化数字预案的功能设计

利用三维可视化技术编制的消防安全重点单位灭火救援数字化预案，可以为各级指挥员提供翔实直观的单位基础资料，为灭火救援处置决策提供详细可靠的辅助决策信息。

三维出警路线图可以指引消防官兵选择最优路线，迅速、安全赶赴事故现场。利用定位技术，结合消防车高度及宽度、灾情位置、车辆位置、交通实时状况、矢量地理信息等数据实现消防车最优行驶路径的计算，依据自动捕捉到的道路限制通行数据通过移动终端对车辆进行导航。

单位总平面动画可以动态显示目标建筑与周边建设的相对位置关系及单位建筑周边的地貌地况，为指挥员对现场消防车辆及人员的部署提供有力支持。

单位外观三维动画可以全面显示单位周边千米水源情况及室外消防设施位置情况，如消火栓、接合器等，便于在灭火战斗中准确使用，如图1所示。

图1　单位外观图

单位内部平面三维动画可以直观表现建筑出口、内部结构和消防设施情况，如室内消火栓、消防通道、电梯、防火卷帘等，使消防官兵在进入建筑前即对内部情况有充分了解，为指挥员制定合理、有效的进攻路线提供支持，如图2所示。

图2　单位内部平面图

4　灭火救援数字化预案的应用前景

4.1为灭火救援指挥决策提供准确翔实的基础信息

当某个消防安全重点单位发生火灾时，消防部队各级指挥员可以通过数字化预案准确、快捷地查询事故单位的基本信息，并可以通过三维可视化动画直观、快速了解单位内部情况，为现场指挥、内部攻坚、有效处置灾害事故提供科学依据。

4.2为消防官兵熟悉单位及模拟演练提供技术支持

消防安全重点单位灭火救援数字化预案可以把重点单位的相关信息通过网络以三维动画的形式直观地显现给所有消防官兵，易理解、易记忆、易掌握，让官兵在营区就可以熟悉重点单位。同时，可以对数字化预案进行三维互动功能扩展，在平时训练中实现模拟演练，让官兵熟悉作战意图、任务分配和进攻线路，为实地演练打下坚实的基础。

4.3为灭火救援内部攻坚提供安全保障

针对现场环境复杂（如大型城市综合体等）的灾害事故，将单位数字化预案与官兵携带的具备室内定位导航和生命体征探测设备进行对接，依托已有的三维模型，实现室内位置图形化显示、语音通信等功能，并将相关数据通过3G/4G网络回传至现场指挥部，方便现场指挥员及时掌握内攻人员状况并进行远程指挥。

5　结 语

灭火救援预案制订是公安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。利用三维可视化技术编制的数字化预案具备可视性强、操作性高、提供信息直观的特点，能有效为灭火救援指挥提供高效、可靠的辅助信息支持。因此，为消防安全重点单位编制三维可视化灭火救援预案必将成为今后一个时期消防部队的一项重要工作，而每一份三维可视化灭火救援预案都将为成功处理相应灾害事故奠定坚实的基础。

主要参考文献

［1］公安部消防局.消防灭火救援［M］.北京：中国人民公安大学出版社，2003.

［2］韩新，汪永明.数字化灭火救援预案编制及应用技术研究［J］.安全与环境学报， 2004（1）.

doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.107

［中图分类号］TP311.52

［文献标识码］A

［文章编号］1673-0194（2016）12-0160-02

［收稿日期］2016-05-02