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基于3D地图的应急指挥调度平台价值分析
2014/11/28 9:32:00      来源:《中国安防》    作者:袁旭昌
    面对日益频发的突发安全事故,如果能够在第一时间使相关救援部门在指挥中心或指挥车内看到实时传输的现场图像,及时了解重大灾害事件现场实况,科学地部署警力,正确地进行指挥调度,对提高指挥决策的快速准确性、增强快速反应能力、及时挽救人民财产安全有着举足轻重的意义。

  如何在第一时间得到最全面最可靠的信息是重中之重,除了语音、视频外,指挥调度系统也离不开地图,就像作战指挥一样,没有地图就没有了指挥调度的平台。地图的功能、性能、操作的方便直观性、数据资料的集成度、相互通信的方便性,对于指挥调度起着越来越重要的作用。与二维地图相比,3D地图所包含的信息量要丰富得多,如果与视频监控、语音调度、报警系统结合,将会对应急指挥调度平台的未来发展产生重要的影响。
  【关键词】3D地图应急指挥调度
  一、我国应急指挥调度的现状
  近年来,随着突发事故越来越多样化,灾害现场越来越大,对信息和通信的要求越来越高,迫切需要一个完善和高效的指挥系统来保证救援工作。我国很多地方都利用集成的数字化、信息化、网络化技术,建立起先进的应急救援联动指挥中心,以快速的信息通讯网络、完整的基础信息数据、先进的指挥系统为基础,对资源进行整合调配,甚至在相当一部分地市还建立了“三台合一”的指挥系统。
  二、目前应急指挥调度方案分析
  指挥调度的目标是将事发现场的信息实时地传递给决策指挥人员供调度指挥参考,同时,调度指挥命令可以顺畅地下发到被调度指挥的单位及人员,从而实现将突发事件的危害降到最低,甚至消灭在萌芽状态。
  从这个角度来看,在指挥调度平台中现场信息的掌握非常重要,是调度指挥人员的决策依据。目前对现场信息的掌握主要依靠现场人员的语音通话、视频监控信息、地理位置信息等,笔者认为这些信息还不够直观,甚至大量的现场重要信息很难被指挥中心的决策人员知悉。
  比如智能建筑内的火灾救援,如何疏散,如何灭火,消防人员应该从哪个位置进入现场等等,因为火灾现场的烟雾等复杂因素的干扰,指挥人员对大楼内部的情况很难把控,指挥调度就可能失去了科学性。如果结合了3D可视化地图,就能直观看到大楼的哪个位置发生了火情,在火情的早期还能通过视频监控看到火情的大小,当火情蔓延开来后,还能通过大楼各个方位的烟感及视频监控信息得到整个大楼的火势图。从而得出安全通道和危险通道,方便救援人员进行人员的疏散。即便是大楼内部的监控系统因为大火已经无法使用,指挥中心以及救援人员依然可以依据3D模型知道大楼的内部结构,便于对各个房间进行搜救。
  宇视科技是国内第一家推出3D可视化指挥调度的安防企业,自2013年9月份推出以来,以直观、资源聚合、应急处理及时、指挥调度方便而深受用户好评,目前已广泛应用于核电站、监狱、智能楼宇等多个行业。在初期阶段,受制于建模成本较高,在大批量应用方面受到了一些限制,针对这个问题,宇视科技开发了3D模型的生成工具,大大降低了3D建模的成本,为3D可视化指挥调度系统的广泛应用扫清了障碍。
  三、3D可视化地图的特点

  图13D可视化地图示例
  3D地图是一种全新的信息组织方式,利用三维仿真环境来模拟我们真实生活的世界,如图1所示。它包含了我们熟悉的空间信息,以及我们关心的工具、设施、系统等,屏蔽了无关信息的干扰,从而提供了一种非常直观、友好,甚至是非常有趣的用户界面。
  在3D地图中,可以集成门禁、报警、卡口、消防、电话、对讲等各种子系统,并用直观的可视化的方式呈现给用户,避免语义抽象导致的逻辑思维过程,因为和我们的真实体验如此相似,从而大幅提升了我们处置问题的效率,达到所见即所得的效果。
  作为应急指挥平台的一部分,3D地图和之前的系统相比最大的特点在于其基于空间的有机集成。之前的应急指挥系统可能会涉及到视频监控、门禁控制、消防报警管理等,虽然可能也集成在一个大的系统中,但是在事件处理时,很多时候需要进入到各个子系统分别去处理。
  3D地图的首要特点是系统集成是基于空间的,系统所集成的设备的位置甚至使用方式和真实环境一样,这一点决定了这个系统可以按照现实中的操作习惯来操作,而不需要经过太多的学习和思维转换,进而保证了系统的易操作性,最终保证了应急指挥的最短响应时间。
  3D地图的第二个特点是系统的集成是有机的,而不是各个子系统的简单罗列,这样处理报警时整个过程是自然的。比如说某个房间出现了火警,则整个地图可迅速定位到该房间,保安看到房间布置有摄像机,可以顺手打开实况查看火警,如果看到房间有人需要疏散,而门是关闭的,则可以顺手将门禁打开,整个处置过程就好像在现场一样。
  四、3D地图在消防应急中的独特价值

  图23D地图对某大楼的模拟
  基于3D的应急指挥系统,在面对大楼内出现火警或者大规模断电等突发情况时,优势很明显。3D可视化地图因为仿真了真实的环境,所以相比于二维地图或者没有任何地图的“凭空”指挥要快速高效得多,如图2所示。
  在火警发生的第一时间(可通过高敏度烟感报警器触发),可以立即在3D可视化地图上清晰看到火警发生的具体位置,比如具体哪个楼层的哪个房间,并按照预案立即打开可视范围能覆盖火警地点的所有摄像机,第一时间观察到火情的大小以及现场的情况。如图3所示,火警发生时,能立即弹出火警发生现场的图像,并将大楼内的所有门禁同时打开,便于人员的疏散(防火门可由指挥人员根据现场情况选择开启或关闭)。

  图3火灾发生时的现场界面
  在了解大楼内情况时,可通过视频监控系统进行查看,但是在紧急情况下,如果通过传统的视频监控系统来查看视频,操作不直观,比如如果想到大楼的第一层第三个会议室查看情况,在系统中找到这个摄像机恐怕也需要些时间,但在3D可视化地图上,可以到达所见即所得的效果。只要进入到3D地图所在的房间(可通过快捷操作一步进入),对摄像机进行点击即可直接查看,如图4所示。

  图4通过3D地图快速查看相关画面
  而在实际应用中,这个还不是最快的方法,最快的方法是不需要点击,当进入房间后,所看到的就是真实的视频图像,就像我们真的打开门进入到房间一样,这个需要3D地图的视频贴图功能来实现,如图5所示:

  图5视频贴图
  视频贴图的另外一个重要应用是发现大楼内的监控盲区,可以认为在摄像机的可视范围内都是真实的现场图像,而对于盲区系统会自动使用图片来代替,还能将盲区用不同的颜色标注出来,方便后期添加点位。
  在人员疏散阶段,可以通过视频与语音系统(在3D地图上已经集成),观察了解是否有人员被困,然后通过广播系统将他们疏散到安全区域。如果没有人员被困,可考虑关闭防火门(可在3D地图上直接操作)防止火势的蔓延。通过烟感设备、视频设备感知到的火情,可以自动生成大楼火势图,并能用不同颜色标示出大楼的危险区域和安全区域,对于人员的疏散以及下一步救援人员的进入都具备指导意义。
  某些场所如果安装有人数统计视频分析功能,则对人员疏散就更加有意义,可以让指挥调度中心明确哪些区域还有人没有撤离,如图6所示:

  图6人数统计视频分析
  在消防救援人员到达现场时,在3D地图上可以标示出大楼中各个消防设备的位置,比如消防栓到消防车的距离,需要多长的消防管道。通过大楼的火势图可以了解大楼的安全区域与危险区域。
  在灭火阶段,根据日常管理收集的数据,3D可视化平台会根据各个区域易燃易爆物品的分布情况,划分需要重点保卫的区域,并用不同颜色标示出来。比如一个大商场里边,第三层东区销售的是衣服和家具,人员也可能比较密集,标示为红色,需要重点保卫,防止火势蔓延过来;西区是健身和游泳池,标示为绿色,相对优先级低一些。
  在救援人员进入大楼内开始搜救时,因为消防人员对于大楼的内部结构不熟悉,另外大楼内可能烟雾弥漫,可见度比较低,救援人员可通过3D可视化地图终端(可选择腰挂式设备),根据设定的搜索任务进行自动导航。比如建立的搜索任务是某个楼层,则系统会自动引导救援人员对整个楼层进行遍历搜索,搜救的路线会在地图上绘制出来,当救援人员靠近一些重要区域或重要设备时,3D还能报警提示,比如经过灭火器时,会提示附件有一个灭火器。当救援人员到达靠近房间的位置时,会自动提示已经靠近房间位置,建议进屋搜救。搜索完毕后,通过系统确认,该房间就会被标注为搜索完毕,这个信息也会同步到指挥中心。这样在指挥调度中心对于大楼的搜救情况就会一目了然,可根据搜救进度调度指挥,增派人手等。
  五、结语
  本文主要对3D可视化地图在应急指挥调度中的价值进行了分析,并探讨了未来应急指挥调度平台发展的方向。实际上,3D地图对于气体泄漏、危化物品爆炸、矿难井下救援等等应急指挥都有非常重要的启发和借鉴意义。

编辑:侯雨婷
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