一、GPS智能消防系统基本原理
    
    实现智能消防依赖GPS、GSM和GIS三种现代高新技术。

    GPS， 即全球定位系统，主要用于军事目的，可在任何时间、任何地点向用户提供三维位置、速度和时间的信息服务系统。它的全称是GOLOBAL POSITIONING SYSTEM，简称GPS。近几年来，GPS技术被广泛地应用于军事、科研，以及交通运输、测绘、通信、建筑、石油勘探等国民经济众多部门，甚至已深入到人们的日常生活中，如居民小区的智能化管理和医疗救护等等。

    GSM， 即无线移动通信系统，亦称公网无线通信技术或蜂窝网无线通信技术。它是我国覆盖面积最大，可靠性最强的无线移动通信系统。目前，我国已建成了世界上最大的GSM网，覆盖300多个地区、2000多个县市，可与30多个国家和地区自动漫游。它与GPS、GIS技术相结合，可应用于车辆的安全报警、监控和管理方面，也可以应用于智能消防系统。

    地理信息系统（GIS） 是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关数据的计算机系统。它以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供各种空间的和动态的地理信息，融计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。

    “GPS智能消防系统”是将GPS（全球卫星定位系统）、GIS（地理信息系统）、GSM（无线移动通信系统）和计算机、网络等现代高新技术集于一体的智能消防无线报警网络服务系统。它成功地解决了电信、建筑、供电、交通等公共设施建设协调发展的问题；由于消防指挥中心与用户单位联网，改变了过去传统、落后和被动的报警、接警、处警方式，实现了报警自动化、接警智能化、处警预案化、管理网络化、服务专业化、科技现代化，大大减少了中间环节，极大地提高了处警速度，真正做到了方便、快捷、安全、可靠，使人民生命、财产的安全以及警员生命的安全得到最大限度的保护。该系统不仅适用于消防系统，而且稍加改造就可成为 119、110、122“城市智能综合应急报警系统”。因此，该系统具有广阔的市场和发展前景。
    
    二、智能消防系统的主要功能

    1.报警功能。报警终端采用了当今最先进的传感技术，报警终端和报警接收机之间采用无线通信方式。所以，当发生火灾时，只需按一下手动按钮，报警信号就会迅速传送到报警接收机，并启动接收机的声光报警装置和通过转发器将信号传送到 119指挥中心（即消防支队，分中心是消防中队）。如果火灾现场无人按下按钮，各种智能传感器均能自动将报警信号传送到报警接收机，并最终将报警信号传送到 119指挥中心，从而实现消防指挥中心对火警的实时监测和发送，完成自动报警。

    2.信息记录和重放功能。接警中心按消防规定给每个用户制定出灭火预案（内容包括：用户名称、地址、核实电话、主管人员联络方式，行车路线、人员分布常态、水源等），并存储在中心数据库中。当用户报警时，中心的电脑便会自动显示相关用户的灭火预案资料（可随时打印出来），使警员迅速、准确地核警和处警。能自动、准确记录报警时间、地点、核警过程、处警程序及处警结果，录下指挥员的语音和现场情况，提供行车路线，重放行车轨迹及出警与灭火的全过程，不会出现误报、漏报。由于该系统在报警服务网络技术上做了特殊处理，还可对报警用户端、接警端的电脑工作状况、接警后工作人员的火警复核情况、处警结果等有准确、详实的纪录，做到责任分明，有案可查。

    由于采用了以 MAPINFO为开发平台的地理信息系统，因此可显示全防区的行政街道图，如有火警发生，在地图相应的位置上会有亮点闪烁。可根据需要逐级显示区域图，直至显示火警单位的平面图或火警楼层分布图。可以单独显示道路、水系、桥梁、燃气管道、自来水管道、电力线路等数据库中的相关信息，也可以同时显示警力分布、燃气管道、自来水管道、电力线路等信息，对用户所需要的重点部位或部分，如灭火战斗布署图等可进行放大处理。

    3.指挥功能。一旦有火灾报警，在接警中心的电子地图上就会立即自动显示出报警点的准确位置（经度和纬度）和到达火警点的最佳行车路线。同时还可将预警信息、处警预案、出车单传给相关的消防中队、消防车，为他们迅速处警提前做好准备。由于接警端采用了高质量的全套自动化设计，因此对误报和恶意报警具有自动查询、检测、判断功能，对非法用户有自动停机和拒绝服务的功能。当用户报警时，接警中心的电脑就会自动显示出相关用户的灭火预案资料，内容包括：用户名称、地址、核实电话、与主管人员的联系方式、行车路线、内部详图、人员分布常态、逃生通道位置、可燃助燃物特点、消火栓、水源情况、出警及灭火警力部署等。这些资料是接警中心预先按消防规定为用户制定的，并存入中心数据库中。也可人工或自动编制出警方案，并打印出来供相关人员使用。

    火灾报警时，接警中心可随时调出全面、翔实反映本辖区消防系统的相关信息和资料。如：各消防中队的人员情况、消防器材配备情况、车辆情况，以及车辆调度表、驾驶人员调度表、消防人员值班表等相关资料。以上信息可根据情况变化随时更新，扩充。接警中心可根据火灾的类别、火势等级、气象条件、地理环境、消防水源、消防实力、火警单位的基本情况等相关因素，进行分析、判断，自动或人工联合编制出警方案，并向消防中队、消防车下达出动命令。一旦有火警，接警中心和消防移动端（消防车）之间可保持实时接收、显示相互传递的信息，接警中心、用户、警员可保持相互通话。

    4.消防移动端（消防车）功能。消防车上配有 GPS卫星定位自主导航仪。当接到报警时，车上配有的 GPS卫星定位自主导航仪就能显示出报警的地点、路线、用户名称等，调出报警用户的灭火预案资料，接通 GSM通话功能和监控中心通话，达到支队、中队、消防车三位一体，形成网络。同时，还能为消防车提供到达火警点的最佳行车路线。

    三、ArcGIS在智能消防系统中的应用

    美国环境系统研究公司（ESRI）从事GIS理论研究、产品开发及应用拓展已有三十余年的历史。ESRI 在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机主流技术之后，成功地推出了代表GIS最高技术水平的全系列GIS平台——ArcGIS系列。ArcGIS技术可以让救援指挥人员随时看到重要的实施数据。你可以在计算机上用鼠标轻易完成数据的增加、修改和更新。

    1.火警定位。ArcGIS作为火警受理和智能决策系统有力的辅助手段，主要完成报警信息定位、ArcGIS定位、信息查询统计、数据的分析显示，能够利用ArcGIS系统准确、迅速确定报警人的地点及火灾位置，通过优化选择和计算能确定最佳行车路线，另外通过车辆ArcGIS定位系统，能够在地图上实时观察车辆的行车轨迹，以判断车辆是否按照指定的路线行驶。

    2.消防队驻扎位置规划。消防队的布置工作是挑战性的，但往往被忽略，通常的方式是以几何半径距离大致确定其驻扎位置。由于ArcGIS基于图形方式，相关信息内容比较详细、精确，并且在计算机上能比较直观地反映各种数据实图，可以及时进行各种消防重点单位的选址、规划、建设，消防站点的规划，以及消防水源的建设规划。通过将各种规范数据输入计算机，ArcGIS系统将自动判断出规划的合理性及计算间距。以改变传统人为判断的失误和不准确。实际上，消防单位的工作不仅仅是保护财产的安全，还包括对急救服务、一天中的交通状况、紧急事故等在一定程度上进行预测。由于事故常常会在城市街道网络中变化发生，因此测试消防队位置和所能有效触及的范围十分重要。传统方式是让装备秒表的消防车沿街道开往指定的区域，并记录所用时间。这种方法受到多方面的限制，如车速、距离以及竞赛队员的责任意识。ArcGIS可以帮助有效地完成消防规划布置工作，这些工具可以在平均车速和指定时间内测试有效消防驻扎位置。

    3.消防数据分析。统计分析火灾数据，以前统计都是简单、枯燥的文字说明，不如图形的直观、醒目，利用GIS可以在地图上直观地反映区域、行业火灾分布情况，以便制定科学的措施和对策，减少火灾事故的发生。通过建立基于 GIS的火灾隐患信息管理系统，既能形象地反映情况，又能便于动态管理，通过一些信息查询、分析评价与科学决策，能够对于城市突发性事件进行科学预测，一定会产生非常明显的社会效益和经济效益，为各级政府决策提供科学依据，便于各级安全监督部门有针对性地加强督查工作。在制定应急范围标准时，一项非常必要的工作是进行应急行动区域的统计分析。利用ArcGIS，可以对每一个来电，根据其位置进行地理编码，生成与来电相符的各种基于精确地图的数据信息。由GIS获取到的来电信息可以用于专业的统计分析和评估，ArcGIS 不仅可以根据应急时间进行分析，还可以根据工作量、火灾情况等诸多因素，要求快速产生救援缓冲区。

    4.快速制图和应急分析。ArcGIS提供的一个强大功能是能够为每一个事故进行地理编码，并直观地显示在相应管辖范围的地图上。消防部门可以根据地理编码数据进行各种决策，如：确定购买和安置消防设施，消防力量的合理分布，制定优化应急服务措施等。通过ArcGIS事故分析功能，可以制定防火需求，缓解火灾等决策。事故数据可以利用ArcGIS预先模拟和测试，或进行统一协调、实施。ArcGIS提供基于海量数据的快速查询和分析功能。ArcGIS避免了制作纸图需要的大量时间，从而快速解决问题。

    四、现行119GIS消防地理信息系统

    随着现代指挥系统的发展，以及社会信息化的发展，在现代化统计的社会信息系统中， 85%以上的数字均具有地理属性， Mapinfo地图信息系统用地图、图形和图表等信息表述形式，通过对数据库的查询、操纵来实现对各类信息等分析处理。可以将结果清晰的以地域分布和图表的形式显示出来，使用户能够身临其境。

    119指挥系统用Mapinfo可以成功的解决比例尺为 1:10000,1:2000，1:1000，1:500的地图的合成问题。地图的误差仅为 0.1mm，与航测地图的精确度完全一致，做到了高精度、高质量。它采用按钮控制，方便操作功能强大。

    通过此系统，可以在输出终端看到高清晰度、高质量的地理信息画面，能够快速在计算机显示屏上显示城市地理位置图、警区分布图、大型建筑物、公共服务设施分布图、人口密集区域等地图信息，可以多层显示、区域自动切换，系统控制人员对地理信息的画面可以任意搜索、放大、缩小查看，也可以通过指定所观看的地名显示出图像，当地图信息发生变化，可以修改相关地图。

    利用Mapinfo 的多层次地图显示功能，能够快速实现多窗口之间的地图切换：城市地图（包括商业、文化娱乐、人口密集场所、街道、重点单位平面图）。重点部位保卫部署图。

    能够快速在计算机显示屏上显示出以下文字信息：从地图上直接勘察建筑物群的名称、特性、道路、安全措施、概况、生产性质等。

    区域环境简介，包括地理特点、警力分布情况以及其他注意事项。演练情况记载，包括时间、部位、情况组织人。

    自动显示报警点的准确位置以及周围地图的同时，以文字说明报警来源、报警登记（包括类别、时间、部位、情况、原因）。

    利用Mapinfo 动态数据连接、查询功能，通过多种图形和文字信息等操作手段辅助，接受多种途径的报警，确定警情发生地点、自动完成警情分配。

    Mapinfo 提供多种数据显示方式，如饼图、直方图等等，方便指挥人员定期进行分类统计，对报警多发区强加防范，最大限度的减少损失。分析人员可以利用Mapinfo 的分层工具显示出重点防火单位，再逐层叠加该地区的消防设施分布图以及道路交通情况图等。此系统在119 指挥系统的应用，将给用户带来一个强有力的、可使数据地图化的动态工具，它提供给用户一个容易使用和容易修改的信息网络，并且可以节省开支，节约时间，提高效益。在使用MapInfo之前，很多119指挥系统工作只能依靠数据库程序相应的地理位置建立联系，使用户更方便的完成工作。

    除了图形以外，MapInfo 强有力的数据库连接功能可帮助用户与某一地点有关的所有数据建立联系，建立地图文件，分析功能可以大大提高 119指挥系统的工作效率，所有的数据可被选择、查看及比较。数据库可以从其它系统转入，或通过网络应用MapInfo的Data Link直接访问上述远程数据库。

(作者:胡兴军 子荫)