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摘要：高层建筑普遍存在产权多元化、分散化运作模式较为普遍，人员高度密集、功能高度整合、设施高度集中，安全生产主体责任难明确、安全投入难落实、事故隐患难整改等“三高”、“三难”问题。宁波市测绘设计研究院与宁波市安全管理局通过合作，将三维仿真和GIS技术引入到对建筑安全设施的管理当中取得了良好的效果。
关键词：安全监管；三维仿真；信息共享；信息管理
High Building Information Management System
Abstract: High buildings prevalent diversified ownership, decentralized mode of operation is more common, personnel highly intensive, highly integrated functionality, highly centralized facilities. The safety responsibility is difficult to define, difficult to implement safety investment, accidents and other difficult rectification "three high "," three-pronged "problems. Ningbo Institute of Surveying and Mapping and Ningbo District Safety Administration through cooperation, the virtual reality and GIS technology into the management of construction safety facility which has achieved good results.
Key words: Safety supervision; virtual reality; Information sharing; Information management
中图分类号： TU714文献标识码： A
0引言
高层建筑普遍存在产权多元化、分散化运作模式较为普遍，人员高度密集、功能高度整合、设施高度集中，安全生产主体责任难明确、安全投入难落实、事故隐患难整改等“三高”、“三难”问题，如何破解这些难题，保障人民群众的生命财产安全，为经济社会的发展营造安全、和谐的良好环境已成为当前宁波中心城区安全生产工作的重要任务。在建立和完善高层建筑安全管理的体制和机制的同时，迫切需要运用现代化的实用管理工具，提高安全监管的信息化办公水平，使建立的机制和体制有效地运作起来。城市仿真技术应用于高层建筑安全监管信息系统成为了最佳选择，其实现了城市的立体化表达，将城市管理当前状况的平面式、粗旷式管理提升到了立体化、精细化管理的一个新阶段，并且能够为科学决策提供更加准确和详细的信息。
1设计思路
高层建筑安全监管信息系统的建设开始于2013年，其核心是应用地理信息与城市仿真技术实现高层建筑安全监管的精细化和三维可视化管理。通过地理信息共享平台机制实现各部门信息及时分享，从而促进部门间合作的协调性，和提高对应急事件的反应能力和处理效率。
整体系统的建设从三个方面进行了展开：一是三维信息系统的软件开发；二是建设三维建筑模型数据库和高层建筑安全信息数据库；三是数据与信息系统的整合，以及系统的部署。
2系统的设计与实现
2.1三维地理数据库的建设
三维地理数据库的建设是整个系统的核心内容，其包括三维地形地貌模型、三维建模模型、三维室内模型等。三维数据的制作主要采用了先进的数字摄影测量技术，以高分辨率正射影像数据和数字高程模型为基础制作三维地形地貌模型。另外通过摄影测量的Photo Model技术制作三维建筑模型，如图2所示, 所有三维建筑模型有准确的空间参考和几何精度，平面和高程精度均达到分米级，并且数据符合地理信息数据的结构要求，能够为地理空间分析服务提供支撑。
除了建筑外部建模以外，对重点建筑内部以及其消防与安全设施也进行了三维建模与建库，如图3所示。这样建筑的内部结构和消防设施在建筑内部的分布能够通过高层建筑安全监管信息系统非常直观地显示出来，方便管理。一旦发生紧急事件，信息系统对制定应急预案，进行应急指挥和实施消防救援起到了重要的作用。
2.2 系统的开发与功能
高层建筑安全监管信息系统能够结合三维空间信息数据实现全市高层建筑信息管理、安全应急等专业功能。为了保障信息的有效共享与传递，应急事件的及时处理，系统整体的架构是基于SOA新型软件应用服务概念，SOA是一种粗粒度、松耦合服务架构模型，是一种架构和组织IT基础结构及业务功能的方法，其基础是“Web-Service”技术。整个系统采用的编程技术不像传统组件技术那样依赖特定的对象模型协议，而是利用通用的Internet协议和数据格式来实现服务的访问，如HTTP传输协议、XML数据格式，从而保障系统可以很好地适应基于Internet计算要求的松散性，实现互联网环境下的分布式应用。
系统的功能实现主要包括三维地理信息基础功能与安全管理与应急专题功能。其中三维地理信息基础的一些功能主要包括以下三个方面:
1)三维空间数据管理，主要是海量三维数据的管理，包括三维数据库共享与发布，以及数据库的更新维护，数据访问的权限管理等。
2）空间信息的查询：能够按照高层建筑名称、区域、房屋类型、所属物业、办公等级、建筑高度等级等进行快速查找，如图3所示，点击模型即可查看该建筑视图信息、普查信息、周边环境、安全设施设备分布与统计、企业应急救援预案、企业与物业电话、安全隐患、执法记录、图像等信息，并且可以调入视频监控接口，实施了解现场情况。
3）空间分析功能：能够进行三维地理空间的精确量测，安全预案制定的所需的缓冲区分析,空间视线分析、洪水淹没分析、疏散路径分析等。
安全管理与应急专题功能主要包括：
1）网格化管理：实现对辖区范围内各区、镇/街道办等进行网格化空间定义，建立各网络安全管理架构系统并实行日常监管。
2）事故接警及应急救援：系统可以在接到报警后，通过对报警人姓名、报警人电话、报警单位、事故类型、事故描述及地理位置等信息进行空间分析，快速在地图上实现定位，并显示与之相关的警力、消防和医疗救助分布。
3）应急模拟：系统平台可以应急预案仿真模拟，针对事故多发地段，可以进行应急疏散模拟与人流路劲分析；仿真消防演练，火灾点最佳扑救位置分析等；对重大活动举办地进行安防布控预演模拟等。
4）辅助决策分析系统：政府监管部门接到事故报警后，救援人员可通过系统迅速的查看该事故救援辅助决策信息，包括：基本情况、普查情况、危险源、周边环境、危化品、企业应急预案、企业电话、政府救援方案、指挥中心、短信发送、专家系统、救援队伍、救援物资、安全隐患、执行记录、风险评估、企业视频、地图定位、事故模拟、上传照片及总结报告等信息，同时对事故报警信息进行科学管理和决策分析
2.3系统集成与部署
本系统的集成涉及到海量数据的管理，包括包括基础二维地理信息数据、航空遥感影像与数字高程模型、三维建筑模型、建筑安全信息等，总数量接近TB级。另外系统将对外提供7x24小时服务，对稳定性和安全性要求较高。并且系统提供多种在线功能服务，包括基础量算与空间分析、应急预案仿真模拟分析、信息检索与查询等、，这些功能网络与计算资源都比较高。
根据上述特点，本系统部署方式如图4所示，系统采用具备数据分布式部署、服务分布式部署、负载均衡和双机热备等能力。
目前该系统由市安监局、消防大队、和物业管理办公室共同使用，由于采用数据服务器分布式部署，所以三部门可以及时对各自负责的专题数据进行更新，并通过权限管理进行发布和共享，由市测绘设计研究院负责所有的地理信息数据的更新。
3 结语
高层建筑安全监管信息系统已经建立，但安全管理的信息化工作还处于起步阶段，对传统工作流程的创新，以及相应制度的保障才能发挥系统的作用，目前还需以下四点工作来完善：第一是建立多业主高层建筑电子档案，实施安全基础数据网上申报；第二是实现消防设施预警信息通过信息平台的自动传递；第三是建立消防安全设施多部门网上协同监管机制；第四是开展面对突发事件系统中的应急救援功能的扩展工作。
随着城市三维仿真信息系统的发展，其将成为智慧宁波公共信息服务平台，为宁波展现城市形象、政府招商引资,以及在旅游服务、电子政务、电子商务等方面可以都发挥重要作用。
参考文献
[1] 李清泉，杨必胜等．三维空间数据的实时获取、建模与可视化．武汉大学出版社，2003
[2] 朱庆，李逢春，张叶廷．三维城市模型的统一表示．长安大学学报(自然科学版)，2007年1月，27卷
[3] 周艳，朱庆，黄铎．三维城市模型中建筑物LOD模型研究．测绘科学，2006年9月，31卷(5期)
[4] 杨建思，杜志強，彭正洪等．数字城市三维景观模型的建模技术．武汉大学学报(工学版)，2003年6月，36卷(3期)
关键词：安全监管；三维仿真；信息共享；信息管理
High Building Information Management System
Abstract: High buildings prevalent diversified ownership, decentralized mode of operation is more common, personnel highly intensive, highly integrated functionality, highly centralized facilities. The safety responsibility is difficult to define, difficult to implement safety investment, accidents and other difficult rectification "three high "," three-pronged "problems. Ningbo Institute of Surveying and Mapping and Ningbo District Safety Administration through cooperation, the virtual reality and GIS technology into the management of construction safety facility which has achieved good results.
Key words: Safety supervision; virtual reality; Information sharing; Information management
中图分类号： TU714文献标识码： A
0引言
高层建筑普遍存在产权多元化、分散化运作模式较为普遍，人员高度密集、功能高度整合、设施高度集中，安全生产主体责任难明确、安全投入难落实、事故隐患难整改等“三高”、“三难”问题，如何破解这些难题，保障人民群众的生命财产安全，为经济社会的发展营造安全、和谐的良好环境已成为当前宁波中心城区安全生产工作的重要任务。在建立和完善高层建筑安全管理的体制和机制的同时，迫切需要运用现代化的实用管理工具，提高安全监管的信息化办公水平，使建立的机制和体制有效地运作起来。城市仿真技术应用于高层建筑安全监管信息系统成为了最佳选择，其实现了城市的立体化表达，将城市管理当前状况的平面式、粗旷式管理提升到了立体化、精细化管理的一个新阶段，并且能够为科学决策提供更加准确和详细的信息。
1设计思路
高层建筑安全监管信息系统的建设开始于2013年，其核心是应用地理信息与城市仿真技术实现高层建筑安全监管的精细化和三维可视化管理。通过地理信息共享平台机制实现各部门信息及时分享，从而促进部门间合作的协调性，和提高对应急事件的反应能力和处理效率。
整体系统的建设从三个方面进行了展开：一是三维信息系统的软件开发；二是建设三维建筑模型数据库和高层建筑安全信息数据库；三是数据与信息系统的整合，以及系统的部署。
2系统的设计与实现
2.1三维地理数据库的建设
三维地理数据库的建设是整个系统的核心内容，其包括三维地形地貌模型、三维建模模型、三维室内模型等。三维数据的制作主要采用了先进的数字摄影测量技术，以高分辨率正射影像数据和数字高程模型为基础制作三维地形地貌模型。另外通过摄影测量的Photo Model技术制作三维建筑模型，如图2所示, 所有三维建筑模型有准确的空间参考和几何精度，平面和高程精度均达到分米级，并且数据符合地理信息数据的结构要求，能够为地理空间分析服务提供支撑。
除了建筑外部建模以外，对重点建筑内部以及其消防与安全设施也进行了三维建模与建库，如图3所示。这样建筑的内部结构和消防设施在建筑内部的分布能够通过高层建筑安全监管信息系统非常直观地显示出来，方便管理。一旦发生紧急事件，信息系统对制定应急预案，进行应急指挥和实施消防救援起到了重要的作用。
2.2 系统的开发与功能
高层建筑安全监管信息系统能够结合三维空间信息数据实现全市高层建筑信息管理、安全应急等专业功能。为了保障信息的有效共享与传递，应急事件的及时处理，系统整体的架构是基于SOA新型软件应用服务概念，SOA是一种粗粒度、松耦合服务架构模型，是一种架构和组织IT基础结构及业务功能的方法，其基础是“Web-Service”技术。整个系统采用的编程技术不像传统组件技术那样依赖特定的对象模型协议，而是利用通用的Internet协议和数据格式来实现服务的访问，如HTTP传输协议、XML数据格式，从而保障系统可以很好地适应基于Internet计算要求的松散性，实现互联网环境下的分布式应用。
系统的功能实现主要包括三维地理信息基础功能与安全管理与应急专题功能。其中三维地理信息基础的一些功能主要包括以下三个方面:
1)三维空间数据管理，主要是海量三维数据的管理，包括三维数据库共享与发布，以及数据库的更新维护，数据访问的权限管理等。
2）空间信息的查询：能够按照高层建筑名称、区域、房屋类型、所属物业、办公等级、建筑高度等级等进行快速查找，如图3所示，点击模型即可查看该建筑视图信息、普查信息、周边环境、安全设施设备分布与统计、企业应急救援预案、企业与物业电话、安全隐患、执法记录、图像等信息，并且可以调入视频监控接口，实施了解现场情况。
3）空间分析功能：能够进行三维地理空间的精确量测，安全预案制定的所需的缓冲区分析,空间视线分析、洪水淹没分析、疏散路径分析等。
安全管理与应急专题功能主要包括：
1）网格化管理：实现对辖区范围内各区、镇/街道办等进行网格化空间定义，建立各网络安全管理架构系统并实行日常监管。
2）事故接警及应急救援：系统可以在接到报警后，通过对报警人姓名、报警人电话、报警单位、事故类型、事故描述及地理位置等信息进行空间分析，快速在地图上实现定位，并显示与之相关的警力、消防和医疗救助分布。
3）应急模拟：系统平台可以应急预案仿真模拟，针对事故多发地段，可以进行应急疏散模拟与人流路劲分析；仿真消防演练，火灾点最佳扑救位置分析等；对重大活动举办地进行安防布控预演模拟等。
4）辅助决策分析系统：政府监管部门接到事故报警后，救援人员可通过系统迅速的查看该事故救援辅助决策信息，包括：基本情况、普查情况、危险源、周边环境、危化品、企业应急预案、企业电话、政府救援方案、指挥中心、短信发送、专家系统、救援队伍、救援物资、安全隐患、执行记录、风险评估、企业视频、地图定位、事故模拟、上传照片及总结报告等信息，同时对事故报警信息进行科学管理和决策分析
2.3系统集成与部署
本系统的集成涉及到海量数据的管理，包括包括基础二维地理信息数据、航空遥感影像与数字高程模型、三维建筑模型、建筑安全信息等，总数量接近TB级。另外系统将对外提供7x24小时服务，对稳定性和安全性要求较高。并且系统提供多种在线功能服务，包括基础量算与空间分析、应急预案仿真模拟分析、信息检索与查询等、，这些功能网络与计算资源都比较高。
根据上述特点，本系统部署方式如图4所示，系统采用具备数据分布式部署、服务分布式部署、负载均衡和双机热备等能力。
目前该系统由市安监局、消防大队、和物业管理办公室共同使用，由于采用数据服务器分布式部署，所以三部门可以及时对各自负责的专题数据进行更新，并通过权限管理进行发布和共享，由市测绘设计研究院负责所有的地理信息数据的更新。
3 结语
高层建筑安全监管信息系统已经建立，但安全管理的信息化工作还处于起步阶段，对传统工作流程的创新，以及相应制度的保障才能发挥系统的作用，目前还需以下四点工作来完善：第一是建立多业主高层建筑电子档案，实施安全基础数据网上申报；第二是实现消防设施预警信息通过信息平台的自动传递；第三是建立消防安全设施多部门网上协同监管机制；第四是开展面对突发事件系统中的应急救援功能的扩展工作。
随着城市三维仿真信息系统的发展，其将成为智慧宁波公共信息服务平台，为宁波展现城市形象、政府招商引资,以及在旅游服务、电子政务、电子商务等方面可以都发挥重要作用。
参考文献
[1] 李清泉，杨必胜等．三维空间数据的实时获取、建模与可视化．武汉大学出版社，2003
[2] 朱庆，李逢春，张叶廷．三维城市模型的统一表示．长安大学学报(自然科学版)，2007年1月，27卷
[3] 周艳，朱庆，黄铎．三维城市模型中建筑物LOD模型研究．测绘科学，2006年9月，31卷(5期)
[4] 杨建思，杜志強，彭正洪等．数字城市三维景观模型的建模技术．武汉大学学报(工学版)，2003年6月，36卷(3期)