消防三維實(shí)戰(zhàn)指揮平臺方案

消防三維實(shí)戰(zhàn)指揮平臺方案

目錄

1行業(yè)背景及技術(shù)應(yīng)用........................................3

2系統(tǒng)概述及分析............................................3

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)..............................................4

3.1平臺架構(gòu)...................................................................4

3.2外部接口...................................................................5

3.3系統(tǒng)特性...................................................................5

3.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范...................................................................6

4系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)..............................................7

4.1三維電子沙盤系統(tǒng)...........................................................7

4.2三維預(yù)案管理系統(tǒng).........................................................15

4.3后臺管理系統(tǒng).............................................................20

5系統(tǒng)運(yùn)行軟硬件要求........................................20

1行業(yè)背景及技術(shù)應(yīng)用

在國內(nèi)當(dāng)前各級的消防工作中由于各方面因素的制約，事先建立的應(yīng)急預(yù)案

只停留在紙面或電子文檔階段，導(dǎo)致警情指揮處置時(shí)滅火救援與戰(zhàn)場環(huán)境間的信

息不對稱、力量調(diào)配不明確等各種現(xiàn)象。為有效解決這些問題，急切需要一種強(qiáng)

大的輔助手段為應(yīng)急預(yù)案提供有效的技術(shù)支持，為戰(zhàn)時(shí)滅火救援指揮工作提供真

實(shí)詳盡的決策支持。

系統(tǒng)以三維電子地圖、消防業(yè)務(wù)資源、數(shù)據(jù)監(jiān)控等為基礎(chǔ)支撐，利用三維可

視化技術(shù)，為消防部門提供在三維模擬環(huán)境中進(jìn)行戰(zhàn)時(shí)指揮和針對性預(yù)案編制，

為指揮人員的指揮作戰(zhàn)、正確分析了解災(zāi)情、制定決策方案，提供有力的支撐。

2系統(tǒng)概述及分析

消防實(shí)戰(zhàn)指揮平臺使用三維可視化技術(shù)對真實(shí)環(huán)境中的地理地貌、道路建筑、

消防設(shè)施等進(jìn)行展示，完整地還原在電子地圖環(huán)境中；系統(tǒng)在三維虛擬環(huán)境下對

場景進(jìn)行再現(xiàn)的同時(shí)，系統(tǒng)還提供區(qū)域內(nèi)重大危險(xiǎn)源、消防設(shè)置、裝置設(shè)備的快

速定位和信息的查詢展示功能，同時(shí)可以在地圖上放置各等級災(zāi)害模型，真實(shí)還

原災(zāi)害現(xiàn)場，并通過系統(tǒng)提供的空間測量、資源部署、態(tài)勢標(biāo)會(huì)、協(xié)同指揮等工

具和模型進(jìn)行消防預(yù)案編制、展示和現(xiàn)場指揮。

消

防

指

揮

作

戰(zhàn)

消防三維實(shí)戰(zhàn)指揮平臺具有豐富的信息集成和承載特性、良好的交互操作能

力、直觀的說明展示等特點(diǎn)。系統(tǒng)可以通過電腦鼠標(biāo)或手勢觸摸控制，以三維地

理信息、要圖標(biāo)繪、數(shù)據(jù)監(jiān)控等為基礎(chǔ)支撐，供消防部門進(jìn)行戰(zhàn)時(shí)指揮和預(yù)案推

演使用，為指揮人員的指揮作戰(zhàn)、正確分析災(zāi)情、制定決策方案，提供有力的支

撐。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1平臺架構(gòu)

本平臺包含三維電子沙盤系統(tǒng)與三維預(yù)案管理系統(tǒng)

?三維預(yù)案管理系統(tǒng)主要用于三維預(yù)案的編輯、管理與審核；

?三維電子沙盤系統(tǒng)在平時(shí)用于三維預(yù)案的展示，在戰(zhàn)時(shí)用于三維預(yù)案的

推演和警情的跟蹤、研判與指揮；

本平臺需要與三維電子地圖數(shù)據(jù)、道路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、消防業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和預(yù)案庫數(shù)

據(jù)和CTI呼叫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對接。

本平臺下的三個(gè)系統(tǒng)均采用C/S（客戶端與服務(wù)器）架構(gòu)，客戶端提供用戶

界面、操作邏輯處理,服務(wù)端提供數(shù)據(jù)存儲與訪問、用戶身份與權(quán)限驗(yàn)證等功能。

3.2外部接口

3.2.1指揮系統(tǒng)接口

三維電子沙盤系統(tǒng)和預(yù)案管理系統(tǒng)需要接入指揮系統(tǒng)，通過固定接口從預(yù)案

庫系統(tǒng)中獲取文字預(yù)案數(shù)據(jù)，并將編輯完成并通過審核的三維預(yù)案存入預(yù)案庫。

三維電子沙盤通過固定接口實(shí)時(shí)獲取指揮系統(tǒng)中的消防業(yè)務(wù)圖層信息，對消

防業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

3.2.2大數(shù)據(jù)接口

三維電子沙盤通過固定接口實(shí)時(shí)獲取大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的三維電子地圖與對電

子地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。同時(shí)通過視頻系統(tǒng)的接口訪問道路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

3.2.3CTI呼叫中心系統(tǒng)接口

三維電子沙盤與CTI呼叫中心系統(tǒng)對接，通過選擇電子沙盤上的警力（車輛

/人員），并點(diǎn)擊呼叫選項(xiàng)，可以直接通過CTI接口向?qū)?yīng)的車輛/人員的通訊終

端發(fā)出呼叫，支持個(gè)呼叫和組呼。

3.3系統(tǒng)特性

＞安全性

C/S系統(tǒng)架構(gòu)，用戶數(shù)據(jù)存儲于服務(wù)端，數(shù)據(jù)安全易于管理。

＞標(biāo)準(zhǔn)性

系統(tǒng)的信息分類資料編碼、符號符合國家和部頒標(biāo)準(zhǔn)；

＞先進(jìn)性

系統(tǒng)采用先進(jìn)的虛擬仿真技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)建和體驗(yàn)三維虛擬世界的

模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真。

＞通用性

系統(tǒng)使用的各種模型全部采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并使用3Dmax進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，保

證了模型資源的高度通用性和可重復(fù)使用性。

＞擴(kuò)展性

系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，很容易對現(xiàn)行系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。

＞開放性

系統(tǒng)采用基于C++平臺的應(yīng)用程序接口，和OpenGL技術(shù)的開源的OSG平

臺，保證了系統(tǒng)的高度開放性。

＞方便性

系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)簡潔明了，人性化的UI設(shè)計(jì)和簡潔的功能操作，同時(shí)保證系

統(tǒng)使用者對系統(tǒng)的方便使用。

＞靈活性

系統(tǒng)即可采用C/S架構(gòu)將用戶端與數(shù)據(jù)分離，也可完全采用單機(jī)版將系統(tǒng)數(shù)

據(jù)存儲在系統(tǒng)本地。同時(shí)平臺豐富的各項(xiàng)功能還可根據(jù)用戶的需求進(jìn)行靈活自由

的組裝集成，滿足用戶的個(gè)性需求。

3.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)必須按照國際、國家和本地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。本設(shè)計(jì)

將依據(jù)和參照以下的設(shè)計(jì)規(guī)范和要求進(jìn)行：

＞《視頻安防監(jiān)控?cái)?shù)字錄像設(shè)備》(GB20815-2006)

＞《視頻安防系統(tǒng)技術(shù)要求》(GA/T367-2001)

＞《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)

＞《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》(GB16806-2006)

＞三維可視化相關(guān)技術(shù)規(guī)范

4系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

4.1三維電子沙盤系統(tǒng)

三維電子沙盤系統(tǒng)基于三維模擬仿真環(huán)境，將三維電子地圖、地理信息、重

點(diǎn)單位信息、消防資源、監(jiān)控視頻、預(yù)案庫等數(shù)據(jù)進(jìn)行集成和整合，包含三維地

圖展示、消防業(yè)務(wù)圖層查看、視頻監(jiān)控查看、事故模擬、空間測量、態(tài)勢標(biāo)繪、

預(yù)案展示、應(yīng)急救援推演、楊同會(huì)商和警力調(diào)度跟蹤等功能模塊。

4.1.1三維地圖展示與控制

接入電子地圖，實(shí)現(xiàn)基于電子地圖的三維場景展示。并通過鼠標(biāo)鍵盤或觸摸

屏對三維電子沙盤的進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)和縮放操作，實(shí)現(xiàn)對場景的查看。

4.1.2消防業(yè)務(wù)圖層查看

通過對場景內(nèi)圖層的選擇，單獨(dú)對場景內(nèi)區(qū)域企業(yè)、重大危險(xiǎn)源、設(shè)施設(shè)備、

應(yīng)急物資和重點(diǎn)建筑物位置分布進(jìn)行快速定位查詢，所查詢區(qū)域高亮閃爍顯示,

并顯示查詢目標(biāo)屬性信息，且支持手動(dòng)編輯更改。

4.1.2.1重點(diǎn)單位信息

4.1.2.2重大危險(xiǎn)源信息

4.1.2.3裝置設(shè)施設(shè)備信息

4.1.2.4救援物資圖層

4.1.3視頻監(jiān)控

電子地圖系統(tǒng)可接入公安、交通、企業(yè)的監(jiān)控?cái)z像，在三維空間中標(biāo)記出監(jiān)

控?cái)z像頭的位置。在地圖中點(diǎn)擊監(jiān)控?cái)z像頭的標(biāo)記，可直接彈出視頻窗口，播放

該攝像頭的監(jiān)控畫面。

4.1.4事故模擬

系統(tǒng)提供事故模擬功能，能夠根據(jù)天氣、風(fēng)力、燃燒物性質(zhì)等參數(shù)，對包括

燃燒、爆炸、泄露擴(kuò)散等事故的影響范圍和態(tài)勢在三維空間進(jìn)行模擬表現(xiàn)，為救

援排兵布陣與應(yīng)急預(yù)案的制定提供輔助支撐。該功能除了在戰(zhàn)時(shí)使用外，也可以

用于平時(shí)的預(yù)案推演與指揮訓(xùn)練。

4.1.5空間測量

利用系統(tǒng)提供的測量工具可以對場景內(nèi)的點(diǎn)間距離、物體高度、場景面積進(jìn)

行測量。空間測量工具能夠充分發(fā)揮三維電子地圖對三維空間信息集成的優(yōu)勢,

在方案確認(rèn)、方案推演、救援輔助等應(yīng)用場景中利用空間測量工具獲取現(xiàn)場環(huán)境

中的面積、距離、長度、高度等信息，從而為提出更加科學(xué)有效的方案和決策提

供依據(jù)。

＞任意多邊形的空間面積測量，深入了解現(xiàn)場區(qū)域面積情況。

＞任意折線方式的多點(diǎn)聯(lián)合距離測量，對現(xiàn)場的位置距離信息進(jìn)行判斷。

＞點(diǎn)高程高度測量，獲取某目標(biāo)對象的空間高度，為推演決策提供數(shù)據(jù)依

據(jù)。

4.1.6態(tài)勢標(biāo)繪

在電子地圖的三維場景中實(shí)現(xiàn)圖形（包括位置點(diǎn)、警戒線、箭頭、多邊形、

圓形等）與文字標(biāo)繪，用來表現(xiàn)地點(diǎn)、范圍、路線等態(tài)勢信息，是三維電子地圖

中最基本的功能，所形成的各類空間地理信息標(biāo)繪結(jié)果可以直接進(jìn)行切屏保存,

為指揮方案的生成、展示與傳遞提供輔助。

4.1.7預(yù)案展示

連接預(yù)案庫，顯示預(yù)案列表，支持對預(yù)案列表進(jìn)行檢索。選擇并打開要查看

的文本預(yù)案或三維預(yù)案，可符預(yù)案中的警情位置、災(zāi)害類型、消防資源、警力部

署、應(yīng)急指令等信息在三維電子沙盤上進(jìn)行三維可視化展示，具體展示內(nèi)容如下:

1）通過在三維地圖中的警情發(fā)生位置處顯示不同的圖標(biāo)或三維災(zāi)害特效來表

示災(zāi)害發(fā)生位置與類型；

2）在三維地圖上以圖標(biāo)的形式顯示消防資源和消防單位的位置；

3）以圖標(biāo)或三維模型的形式在三維地圖上標(biāo)記警力部署位置和類型；

4）以指令列表或指令執(zhí)行動(dòng)畫的方式展示各警力的應(yīng)急指令。

4.1.8應(yīng)急救援推演

當(dāng)打開預(yù)案并展示后，還可以根據(jù)警情的現(xiàn)狀與發(fā)展,對警力部署進(jìn)行調(diào)整,

結(jié)合災(zāi)害模擬仿真功能可實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場情況的還原、研判與救援方案推演。系統(tǒng)中

提供包括消防車輛、救援裝備、人員等物資配置，可在電子地圖的三維場景中根

據(jù)推演的需要進(jìn)行擺放部署，展示被困人員、救援裝備與警力的分布情況、數(shù)量，

并可操作其執(zhí)行相應(yīng)的指令（如移動(dòng)、鋪設(shè)水帶、噴水、架云梯等）。

4.1.9指揮調(diào)度

4.1.9.1協(xié)同會(huì)商

當(dāng)發(fā)生警情時(shí)，多個(gè)三維電子沙盤系統(tǒng)之間可以通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行在線會(huì)商

和協(xié)同指揮。用戶在指揮大廳三維電子沙盤上執(zhí)行的操作、標(biāo)繪與推演的內(nèi)容,

可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)同步到現(xiàn)場指揮部，指揮車和各級受理席的三維電子沙盤上，從

而實(shí)現(xiàn)聯(lián)合指揮和指令下達(dá)的目的。

4.1.9.2CTI呼叫

三維電子沙盤與CTI呼叫中心系統(tǒng)對接，通過選擇電子沙盤上的警力（車輛

/人員），并點(diǎn)擊呼叫選項(xiàng)，可以直接通過CTI接口向?qū)?yīng)的車輛/人員的通訊終

端發(fā)出呼叫，支持個(gè)呼叫和組呼。

4.1.9.3指令發(fā)布

三維電子沙盤中可以選擇電子沙盤上的警力（單個(gè)車輛/人員或組織機(jī)構(gòu)），

并以文字、語音或標(biāo)繪的方式向該警力發(fā)送調(diào)派指令。所發(fā)布的調(diào)派指令將推送

到各級單位受理席的三維電子沙盤系統(tǒng)上，由各級單位的受理席完成最終調(diào)派。

4.1.10警力調(diào)度跟蹤

接入警力調(diào)度數(shù)據(jù)和車輛GPS監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)出警車輛的編號實(shí)時(shí)獲取其

GPS數(shù)據(jù)并在三維地圖上標(biāo)記出車輛的當(dāng)前位置。

結(jié)合視頻監(jiān)控功能，在三維地圖上標(biāo)記出出警車輛當(dāng)前位置周邊的監(jiān)控?cái)z像

頭，當(dāng)車輛接近攝像頭位置時(shí)可以自動(dòng)打開攝像頭的監(jiān)控畫面，當(dāng)消防車遠(yuǎn)離攝

像頭位置時(shí)可以自動(dòng)關(guān)閉已打開的攝像頭的監(jiān)控畫面。

4?2三維預(yù)案管理系統(tǒng)

三維預(yù)案管理系統(tǒng)用于三維可視化預(yù)案的編制、推演與管理工作。支持創(chuàng)建

和編輯三維可視化預(yù)案，并對可視化預(yù)案進(jìn)行保存與播放。系統(tǒng)還支持導(dǎo)入文字

預(yù)案并轉(zhuǎn)化為三維可視化預(yù)案。

三維預(yù)案管理系統(tǒng)通過權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)分隊(duì)、中隊(duì)和大隊(duì)的多級權(quán)限劃分,

從低到高實(shí)現(xiàn)預(yù)案的多級編制、審批和管理。

4.2.1預(yù)案編制

系統(tǒng)可以編制三維預(yù)案，預(yù)案內(nèi)容可以由大隊(duì)、中隊(duì)、分隊(duì)受理席受理警情

或預(yù)案庫中已有的文字預(yù)案中摘取部分預(yù)案來制作成三維的預(yù)案。預(yù)案內(nèi)容包括

災(zāi)情的定義、發(fā)生地點(diǎn)（單位）、應(yīng)急物資、資源分布情況、應(yīng)急力量和應(yīng)急措

施等在三維地圖上的展示。分隊(duì)、中隊(duì)和大隊(duì)受理席中下級機(jī)構(gòu)只能編制基于自

身資源力量的預(yù)案，而上級機(jī)構(gòu)編制的預(yù)案中可以調(diào)用下級機(jī)構(gòu)的資源力量。

4.2.1.1資源信息同步

資源信息同步來自消防指揮系統(tǒng)消防業(yè)務(wù)圖層信息，通過接口定時(shí)進(jìn)行更新,

主要內(nèi)同包括企業(yè)坐標(biāo)和區(qū)域的水源、泡沫泵房等，在預(yù)案編輯和事故處置時(shí)查

閱使用。資源在場景中以氣泡方式標(biāo)注位置，點(diǎn)擊氣泡查看詳細(xì)信息…

4.2.1.2重點(diǎn)單位選擇

新建預(yù)案首先需要打開電子地圖，通過顯示重點(diǎn)單位圖層，或打開區(qū)域內(nèi)重

點(diǎn)單位列表選擇事故發(fā)生的重點(diǎn)單位。

4.2.1.3災(zāi)害設(shè)置

根據(jù)文字預(yù)案和警情受理中提取災(zāi)害發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、現(xiàn)場情況等信息,

由編輯人員在事故仿真模擬模型中選擇相應(yīng)事故災(zāi)害，并在電子地圖中向?yàn)?zāi)害發(fā)

生區(qū)域添加災(zāi)害模型C

4.2.1.4應(yīng)急人員信息

以樹狀結(jié)構(gòu)顯示事故發(fā)生區(qū)域的安全、消防相關(guān)責(zé)任人、聯(lián)系人及單位的組

織結(jié)構(gòu)。應(yīng)急人員信息和組織結(jié)構(gòu)可以在系統(tǒng)管理中進(jìn)行維護(hù)或通過接口從外部

系統(tǒng)獲取并定時(shí)刷新。

4.2.1.5消防力■選擇

在電子地圖上以圖層氣泡標(biāo)注各級消防力量（消防人員、車輛），編制預(yù)案

時(shí)可以在事發(fā)地點(diǎn)附近點(diǎn)擊消防力量氣泡，查看消防力量具體情況，并選擇需要

派遣到事故現(xiàn)場的消防力量。

4.2.1.6操作指導(dǎo)

在彈框以樹狀結(jié)構(gòu)分別顯示該事故處理相關(guān)的規(guī)章、制度，已經(jīng)最佳處置流

程，同時(shí)在地圖場景內(nèi)對應(yīng)急處置力量進(jìn)行部署，形成處置預(yù)案格局。

4.2.1.7預(yù)案保存

當(dāng)安排好處置格局后既可以將編輯完成的預(yù)案進(jìn)行保存并提交審核。

4.2.2預(yù)案審核與管理

預(yù)案提交審核后，系統(tǒng)將對擁有審批權(quán)限的用戶進(jìn)行提醒，審核用戶登錄系

統(tǒng)后可對待審批的三維預(yù)案進(jìn)行查看，判斷預(yù)案是否合理可行，決定預(yù)案是否予

以審批通過，如果未審批通過需要填寫未通過理由和整改意見。

預(yù)案未通過審批，系統(tǒng)將提示提交者，提交者可以查看未通過理由和整改意

見，并對預(yù)案進(jìn)行整改后再次提交。

經(jīng)審核通過的三維預(yù)案，將存入預(yù)案庫中，參照文字預(yù)案編制的三維預(yù)案保

持與原文字預(yù)案相同文件名稱，由警情生成的預(yù)案單獨(dú)以時(shí)間名稱命名。

預(yù)案審批與管理支持分隊(duì)、中隊(duì)和大隊(duì)的分級審批與管理。各級單位提交的

預(yù)案需由上級單位進(jìn)行審批。審批通過的預(yù)案，各級單位可以進(jìn)行修改和刪除,

但是修改之后需要重新提交審批，刪除時(shí)也會(huì)先提交審批，待審批通過后才會(huì)刪

除。

4.2.3預(yù)案查看

系統(tǒng)可連接預(yù)案庫，顯示預(yù)案列表，支持對預(yù)案列表進(jìn)行檢索。選擇并打開

要查看的三維預(yù)案，可將預(yù)案中的警情位置、災(zāi)害類型、消防資源、警力部署、

應(yīng)急指令等信息在三維電子沙盤上進(jìn)行三維可視化展示，具體展示內(nèi)容如下：

1）通過在三維地圖中的警情發(fā)生位置處顯示不同的圖標(biāo)或三維災(zāi)害特效來表

示災(zāi)害發(fā)生位置與類型；

2）在三維地圖上以圖標(biāo)的形式顯示消防資源和消防單位的位置；

3）以圖標(biāo)或三維模型的形式在三維地圖上標(biāo)記警力部署位置和類型；

4）以指令列表或指令執(zhí)行動(dòng)畫的方式展示各警力的應(yīng)急指令。

查看預(yù)案的同時(shí)可以對預(yù)案進(jìn)行編輯。重新編輯后的預(yù)案需要進(jìn)行重新審核。

4.2.4文字預(yù)案轉(zhuǎn)換

系統(tǒng)可連接預(yù)案庫，并導(dǎo)入文字預(yù)案，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)捕捉文字預(yù)案中的關(guān)鍵信

息（警情類型、地點(diǎn)、重點(diǎn)單位信息、應(yīng)急資源信息、警力調(diào)度信息和處置指令

等），并根據(jù)這些信息生成初步的三維預(yù)案，用戶可通過預(yù)案編制功能對其進(jìn)行

調(diào)整修改，最后保存并提交審核。

4.2.5后臺管理系統(tǒng)

系統(tǒng)提供登陸角色權(quán)限控制、外部融合系