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基于实景三维数据的应急安全方案设计




一、 背景

随着城市化速率的不断增加,城市人口的不断集中。室内的公共建筑数量和体量不断增加,其内部空间的格局也愈加复杂,应急安全需要面对更大的难度和更高的要求。地理信息系统是公共安全应急指挥的系统中的基础支撑平台。数据库的深度和广度会极大影响公共安全应急指挥系统实战效果的发挥。实景三维数据能够在最大程度上还原现实世界的全部信息,是目前各类基础地理信息库建设的最具优势的数据选择,基于实景三维数据库开发面向应急系统的开发具有极大的优势。


二、 系统结构:

(1) 实景三维数据获取

采用移动SLAM扫描,获取室内外空间的全景纹理信息和点云位置信息。通过自动化的数据处理,建立室内外实景三维模型。

(2) 多源信息集成

完整和全面是数据库建设的基本要求。按照信息时间变化性,可分为固定信息和实时信息,按照空间特性可分为空间信息和属性信息。如室内实景三维模型作为相对固定的数据集,通过信息提取或叠加固定设施的位置信息,如管网(水、电、气管网)、医疗救援点、重要逃生通道和关隘等,可实现空间和属性信息的有效结合。从而获取真实环境的完整投影;在此基础上叠加实时信息,如人员的实时位置、监控视频数据等,完整还原场景信息,通过大数据分析建立知识库和规则库。以及建立由问题表述与程序实现模型库,联动应急系统的各个功能模块。

(3) 平台结构设计

面向公共智能化的应急安全管理系统,采用WebGIS架构,现场处置人员可从移动/PC端直接获得现场及交通图、行动计划、行进方向,以及其他多种必要的实时信息,通过大数据分析构建最佳方案。

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1平台结构


三、 应急管理中方案

应急管理是一项非常复杂的系统性工作,其过程不仅涉及对直接参与到应急救援行动中的人员和物资进行调配,还要在救援结束后进行分析评估,并安排和管理后续的恢复重建工作。是一个复杂的、多因素的、动态的统筹规划过程,需要大量信息的支持。因此位置信息数据挖掘可以在应急管理的多方面得到应用,诸如通过位置信息数据挖掘提供的关键信息能提供事故预警、确定应急救援目标位置、周边环境,进行资源调配、实时救援,评估救援方案和行为结果等。

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2应急管理流程



(1) 事故预警

一些人口密集聚集处,如宾馆、学校、医院、商场、影剧院等,经常有突发意外事件发生。通过对历年发生事故的数据分析建立事件区域事件预警机制,对人员位置信息的分析和预判,就可以对可能发生的踩踏事故、火灾或暴恐活动等进行有效的预警。

(2) 救援目标确定

系统一接收到事故发生的报警信息,需要在第一时间明确救援信息,调出实时的地理、属性信息。确定实施救援的对象和目的。分析区域内相关人员的运动轨迹,对安全目标和遇险目标进行人员统计,形成区域人员热力分布图,还可以作为政府公共部门发布紧急信息的关键渠道,对特定区域或手机号段发送警示短信或通知。


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3救援目标确定


(3) 应急预案分析

采集历史数据的建立通用应急预案模型库。包括判断事件的性质、预估人群数量、疏散区和疏散路线规划,各空间容纳人数分析、疏散时间预估等。当应急情况发生时可快速查找预案库,如已有预案可直接联动各应急部门进行行动部署。若无预案则可调动平台中的模块分析,组合和提出新方案。通过实景三维可最大程度还原现实,做出最符实际的分析结论。

(4) 应急资源调度

应急资源包括本地可用资源其他区域可流动的人力物资。通过大数据分析救援人员地理位置、移动速度,应急物资储备地点及数量,急救车、消防车等应急设备的运动轨迹,受灾群众的数量和聚集地点等得出最佳方案。帮助政府部门明确应急资源和救援人员的调度需求,设计紧急情景下物资调运和人员配置最优的线路设计,提高救援效率。 


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4应急资源调度


(5) 应急处置监控评估

通过对在应急处置过程中救灾人员、救援物资和受灾群体的位置数据、行动轨迹数据进行挖掘和分析,可以帮助上级管理部门对应急救援的过程实现全程监控,对异常的行为数据进行及时示警,并得出处置效率和成果的客观评估结果,总结灾害发生的时空规律,进一步智能优化配置应急资源,为下一步工作提供依据和经验。

此外,公众也可通过实景三维、定位导航技术获取自救方案,包括获取相应的设备、安全出口等位置信息,进行快速的导航路径的规划等。


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图 5导航路径规划


严重的公共事件需要城市的警力、消防等外援做进一步处理。采用的三维实景的平台也能为外部的救援方提供救援实施的有效帮助。表现在帮助救援人员快速了解现场环境,做好施救计划,规划施救路线,在施救过程中及时发现最近可用的设施,实现场内外人员的高效沟通等。


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