数据05石伟 毕业论文

EMBED PBrush 本科毕业论文 题 目；基于GIS的大型公共场所 应急疏散模型研究 院 （系）：土木工程学院 专 业：地理信息系统专业 班 级：地理051 学生姓名：石伟 学生学号：2005011097 指导教师 蔡菲 完成日期：2009年 6月18日 目 录 IV摘 要 VABSTRACT 1 前 言 11.1选题背景和意义 11.2 相关行业的现状和发展 31.3 课题研究的主要内容 2 事故蔓延模型研究 42.1危险泄漏物在大气中的扩散 42.1.1 扩散参数 62.1.2 泄漏事故危险区域的确定及各分区的界定 82.2 火灾疏散区域 82.3 爆炸疏散区 92.3.1 物理爆炸的能量 112.3.2 爆炸冲击波及其伤害、破坏范围 3 系统的开发 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和平台选择 133.1 系统开发方式 133.1.1 本系统的开发方式 133.2 系统开发平台 133.2.1 SuperMap Deskpro 2008 概述 143.2.2 SuperMap Objects概述 143.2.3 .NET和C#的概述 4 大型公共场所应急疏散系统总体设计 154.1 大型公共场所应急疏散系统设计原则 154.2 大型公共场所应急疏散系统数据流程设计 164.3 大型公共场所应急疏散系统功能设计 164.3.1 系统结构组成 174.3.2 功能模块设计 184.4 大型公共场所应急疏散系统系统软件与数据准备 5大型公共场所应急疏散系统数据库建设 195.1 空间数据库的建立 235.2 属性数据库的建立 255.3 空间数据与属性数据的连接方式 6大型公共场所应急疏散系统界面设计 266.1 系统开始界面设计 276.2 系统登录界面设计 276.3 系统主界面设计 286.3.1 菜单栏设计 316.3.2 工具栏设计 316.3.3 状态栏设计 7大型公共场所应急疏散系统功能实现 327.1 系统基本功能的实现 327.1.1 系统登录界面功能实现 337.1.2 文件功能的实现 347.1.3 编辑功能的实现 357.1.4查询功能的实现 367.1.5 视图功能的实现 377.1.6 工具栏放大、缩小、漫游等功能的实现 387.1.7 量算功能的实现 397.2 系统特色功能的实现 397.2.1 馆内疏散功能的实现 457.2.2 紧急救援功能的实现 477.2.3 馆外疏散功能的实现 497.2.4 用户管理功能的实现 508 结 论 51谢 辞 52参考文献 摘 要 随着社会的飞速发展，人类的交往日加密切，提高政府和大型公共场所管理部门应对突发事件、事故和灾害的能力，既是关系人民群众安危的一项紧迫任务，也是有关政府安全的重要任务。基于上述情况，本文进行了基于GIS的大型公共场所应急疏散模型的研究。 本文中开发的大型公共场所应急疏散系统GIS模块是利用超图公司的SuperMap Objects 2008组件，用C#语言开发出来的应用程序。本系统以某宾馆内部设计图和济南电子地图为基础数据，利用电子监视系统、灾害蔓延模拟、GPS系统、GSM移动通信、疏散区 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 系统等技术系统，实现场内人员的紧急疏散、紧急救援、并为其选择最佳避难场所。其GIS模块关键问题及难点是根据群集动力学模型建立最佳疏散预案；灾害蔓延模拟供指挥人员决策分析；根据风速、风向、扩散速度等相关参数确定单重灾害和多种灾害发生时应急疏散范围；查询附近的避难场所并选出最佳路径；运用GPS对车辆实时动态跟踪并在地图中显示。通过模拟实例运用表明，该系统具有较强的适用性，可操作性和通用性，具有实际推广的应用价值。 关键词：多灾害模拟；应急疏散系统；SuperMap Objects 2008；疏散区分析；最佳路径 Research on the Emergency Evacuation Model in Large Public Places Based on GIS ABSTRACT With the rapid development of society, human days of the close contacts, and enhance the Government and management of large public places to deal with unexpected incidents, accidents and disasters is not only the safety of the people of an urgent task, but also the importance of safety for the government. Based on the above, this paper carried out a large-scale GIS-based emergency evacuation of a public place model. In this article places the development of large-scale public emergency evacuation system is the use of GIS Hypergraph module's components SuperMap Objects 2008, using C # language developed applications. The system of a hotel interior design plans and the Jinan-based digital map data, the use of electronic surveillance systems, the spread of simulated disasters, GPS system, GSM mobile communication, evacuation areas, such as systems analysis system, the realization of the emergency evacuation site personnel, emergency rescue and choose the best for their shelter. GIS module of its key issues and difficulties in the cluster dynamics model is based on the establishment of evacuation plans for the best; disasters, based on wind speed, wind direction, speed and other related parameters of single and multi-hazard disaster emergency evacuation at the time of scope; inquiries near the shelter and select the best path; the use of GPS vehicle tracking and real-time dynamic display on the map. Through the use of simulation examples show that the system has strong applicability, operability and versatility, the promotion of practical application value. Key Words: Multi-disaster simulation; Emergency evacuation systems; SuperMap Objects 2008；Analysis of the evacuation zone; The best path 1前 言 1.1选题背景和意义 早在工业革命的早期，一些工业发达国家就开始关注应急指挥问题。随着经济的发展和社会的进步，应急指挥工作已经成为整个国家危机处理的一个相当重要的组成部分。尤其是进入90年代以后，一些工业发达国家把应急指挥工作作为维护社会稳定、保障经济发展、提高人民生活质量的重要工作内容。事故应急指挥已成为维持国家管理能够正常运行的重要支撑体系之一，这些国家都已经建立了运行良好的应急指挥管理体制，包括应急指挥法规、管理机构、指挥系统、应急队伍、资源保障和公民知情权等方面，形成了比较完善的应急指挥体系，救援体系在减少和控制事故人员伤亡和财产损失方面发挥了重要作用，成为经济和社会工作中重要的政策支柱。 本系统将实现灾害动态模拟、疏散区分析、最短路径分析等功能，辅助进行疏散调度指挥管理，实现公共场所疏散调度的现代化、智能化、科学化，以保障安全、快速、有序地疏散人群。 1.2 相关行业的现状和发展 国内外对于大型公共场所突发事件人员安全疏散的研究主要集中在模型的开发并利用计算机进行仿真方面，疏散模型的开发大致可以分为宏观和微观模型两类： ⑴考虑人的行为特征的微观离散模型 将要研究建筑物平面划分为较细的直角坐标网，用来确定疏散人员的具体位置和所在网格的物理特性，然后采用拉格朗法对每一时刻每一个个体运动的速度进行分析，可以做到跟踪每一个人的运动轨迹，确定疏散时间。在网格模型的基础上，引入了描述人员信息掌握程度(对周围环境解越多，就越清楚最短路径位置)和心理状态的参数(情绪越慌乱，越容易取不理智的行为，越容易偏离最短路);从而使它具有模拟不同状况下人员疏散的动态能力。CeceliaWdghtBrown在他的博士论文中应用微粒群算法设计了磁悬浮车站人员疏散的时间。文中作者把要疏散的人员看成一个有大小积的三维粒子，每个微粒的运动模式都由其自身的最优历史记录和所在群的最优历史记录加以决定，直到所有的粒子都达到最优解，即所有人员安撤离。为了表征粒子的特征，在文章中每个粒子都被赋予一定的速度用来 表人的不同年龄、性别等;在粒子间增加斥力作用，避免了人员之间的相碰撞。另外在遇到障碍物的时候，程序中设置了引导。该方法很好的解决多候车室立体空间疏散情况的模拟，但仍不能够揭示疏散过程中存在的问题。潘忠、王长波、谢步森认为疏散是在连续空间上进似的，人员可以以个人预测疏散时间最短为原则来实时选择路径，以及提出一种参考吸引力的疏散出口选择方法。认为人员可以在平面上处于任何一个位置，且可以朝任何方向运动。微观离散模型能够很好的描述了紧急疏散过程中个人行为，能够描述人移动轨迹，方便计算疏散时间，而且具有较高的精度。但是在紧急疏散的过程中各通道、场所拥挤堵塞状况难以描述，不容易找出疏散瓶颈，对研究疏散堵塞情况作用不大。另外在大型公共场所，由于需要疏散的人群较大，划分的网格也相当大，计算仿真时间较长。 ⑵不考虑人的行为特征的网络模型: stokoMamada，KaZuhisaMakino、王振、刘茂等提出了紧急疏散的离散时间动态网络模型。在网络模型中，节点用来表示房间、大厅或交叉点，弧段用来表示走廊、楼梯或两个节点之间的连接;把有大量人的位置看作网络的源节点，把出口和安全位置作为疏散的最终目的地，通过这样抽象以后，就可以把人员的疏散描述为网络模型。基于上述网络模型的基础， M.Carey、E.subrabm耐an提出了基于时变的动态网络模型。由于要考虑到突发事件造成道路堵塞或者通行能力下降时，可能导致应急疏散网络随时间而改变。基于时变的网络模型以很好的描述随时间变化的动态网络。 lanaL.Hamza研究了地面交通网络疏散问题，并提出了通过动态调整疏散策略来实现最优疏散效果。模型STEMS首先根据突发事件发生的地点、范围给出最佳疏散策略，然后通过传感器、探测器等设备获得网络持续的交通流变化状况，然后根据路网状况相对调整疏散策略，从而保持疏散网络以最大流形式流动。该模型能够根据路网状况动态的调整疏散策略，避免了堵塞的加剧，在一定程度上起到了预防堵塞的作用。宁宣熙、吴薇薇等在文献中利用随机仿真试验得到不同网络改造情况下对网络饱和流的概率分布的影响，为网络的改扩建提供了较高的参考价值。网络疏散模型是一种基于图论的数学模型，在研究人员疏散的过程中不考虑个人的行为，能够很好的描述疏散过程中流的情况，从而各通道、场所拥挤堵塞状况可以形象描述，容易找出疏散瓶颈，并且计算仿真效率高，对研究疏散堵塞情况有重要的利用价值。 大型公共场所应急疏散模型的发展，其中的一个方面就是疏散模型的开发和模型预测能力的改进。疏散模型方面的研究的一个明显趋势就是未来的模型将包含更多的行为细节，注重人的行为因素，并考虑残疾人的疏散行为和对整体疏散时间的影响。目前仍不断有一些疏散模型开发的报道，一些重点考虑人的相互作用因素并能预测人的个体疏散行为和追踪个体疏散轨迹的模型被开发出来。此外，研究人员针对前期开发的模型在使用范围和功能上做了一些拓展，克服了其在使用中的局限性，并将其应用到安全设计、模拟疏散和火灾案例分析中。如EXrr89、EXDUS、CRISP等模型的一些功能改进及其成功应用的实例。 1.3 课题研究的主要内容 本文综合运用地理信息系统、程序算法设计，计算机图形学的理论和方法。主要分析和设计了应急数据库的内容和实现。在应急决策支持模型方面，重点研 究了多灾害事故模型，即有毒化学品在空气中的扩散模型，火灾和爆炸模型，以及它们各自的伤害分区，并提出基于当量长度来分析疏散路径。最后开发了基于GIS平台的大型公共场所应急疏散系统软件。 2 事故蔓延模型研究 在大型公共场所应急救援过程中，存在着大量的问题要求指挥人员必须立刻做出决策进行指挥；同时，心理学家的研究表明，决策者在同时考虑10个以上的变动或者矛盾因素时，或者考虑20-40个单项因素时，将会感到十分困难。在应急救援的过程中，指挥部高层决策者往往需要考虑几十个复杂的决策因素，以往那种依靠个人经验和直觉的决策方式远远不能满足现代管理决策的需求。空间决策支持系统将GIS、决策支持系统、数据库、模型库、历史资料分析等有机地结合起来，可以对决策全过程或主要环节提供全面、有效的支持。因此，必须引入空间决策支持技术进行辅助决策。 2.1危险泄漏物在大气中的扩散 液体、气体泄漏后在泄漏源附近扩散，在泄源上方形成气团，气团将在大气中进一步扩散，影响广大区域。因此，气团在大气中的扩散成为重大事故后果分析的重要内容。气团在大气中的扩散情况与气团自身性质有关。当气团密度小于空气密度时，气团将向上扩散而不会影响下面的居民；当气团密度大于空气密度时，气团将沿着地面扩散，危害很大。在后果分析中，我们仅考虑其密度接近于或大于空气密度的气团的扩散。除了气团本身性质外，气团的扩散还受大气稳定度(描述大气对情况的参数，主要取决于太阳辐射等)、风速、风向、地表粗糙度(反映地表地形、建筑物影响风流局部紊流情况的参数)等因素影响，呈现十分复杂的函数关系。 2.1.1 扩散参数 大气中物质扩散参数是空气稳定度、风速和表面粗糙度的函数。风速和表面 粗糙度两个因素合并可影响局部紊流。风可以增大大气的紊流，同时可以加速扩散。而地面粗糙度使吹过它的风引起紊流，因而影响扩散。由于设计表面粗糙度的扩散模式过于复杂，以至于不能广泛的应用。此处只研究简化的模式扩散参数的确定方法，在简化的情况下，扩散参数只需要由大气稳定度来确定 ⑴大气稳定度 大气稳定度是按照大气中垂直温度变化率来下定义的，是指大气层稳定的程度。它影响了气团扩散过程中的形状和大小。目前通常使用Richardson法、Pasquill法和Turner法来确定大气稳定度的分类。其中Pasquill法最简单易行，故在研究中采用了这种方法。帕斯奎尔(Pasquill)法根据五类地面风速、三类日间的日射和两类夜间云量把扩散天气分成六类，即不稳定、不稳定、弱不稳定、中性、较稳定和稳定。它们分别用英文字母A、B、C、D、E和F表示。因为该方法可以利用一般的气象参数来确定大气稳定度等级，从而得到了广泛的应用。取值如表2-1所示。 表2-1帕斯奎尔稳定度分类 地面风速（在10m处）/(m/s) 白天日射 阴云密布的白天或夜晚 夜晚的云量 强 中 弱 薄云遮天或低云>3/8 <3/8云量（*） <2 A A-B B D - - 2 A-B B C E F 4 B B-C D E 6 C C-D D D >6 D *云量的定义为当地可见的天空上被云覆盖的比例 对帕斯奎尔模型的几点说明： ①对于平坦开阔地直接查上表； ②对于城市远郊区，D、E、F级稳定度向不稳定方向提半级； ③工业区及丘陵山区城市，C级提到B级;D、E、F向上提一级半； ④非工业区的城市，C提到B一C;D、E、F向上提一级。 按照上表，根据当地的气象情况就可以得到大气稳定度的级别，为确定扩散 系数提供依据。 ⑵扩散系数 扩散系数δx ，δy ,δz 表示了由于气团顺风漂移，而使气体大小得到增大， 它们是高斯扩散模型的重要参数。扩散系数是由泄漏源到计算点的下风向距离和 大气稳定度的函数，也与泄漏源的高等及地面粗糙度等因素有关。我国国标《制 定地方大气污染物排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的技术原则和方法》GB3840-83中推荐使用P-G扩散 曲线法确定。P-G扩散曲线法是吉福特(Gifford)在Pasquill扩散参数估算方法 的基础上，将它修改为表示扩散参数的曲线，用近幂函数表示。在这种方法中， 将δy ,δz 表示为下风距离x的幂函数，如下表示： 　　　　　　　　 δy=axb δz=cxd 式中，a，b，c，d取决于大气稳定度和地面粗糙度的系数，取值可按表2-2来 取。 　　　　　　　　　　　 表2-2扩散系数 稳定度级别 扩散系数 a b c d A 0.527 0.865 0.28 0.90 B 0.371 0.866 0.23 0.85 C 0.209 0.897 0.22 0.80 D 0.123 0.905 0.20 0.76 E 0.098 0.902 0.15 0.73 F 0.065 0.902 0.12 0.67 2.1.2 泄漏事故危险区域的确定及各分区的界定 有毒物质弥散在大气中超过一定的浓度并持续一定时间，会使接触人群发生中毒导致伤残、死亡或其他病理生理反应。距泄漏源愈近，浓度愈高，暴露时间愈长，伤亡愈大。对事故危害范围的估算，可为救援指挥提供科学依据。 ⑴ 伤害区域的划分 毒气泄漏事故发生后，在传播过程中由于风的摆动、建筑物的阻挡及地形的影响，毒气云的传播轨迹为摆动的带形，其外接扇形区即为危害地域。扇形的扩散角一般取40度，但实际危害面积要小得多，约为一个12度夹角的带形区，其面积为 S=π/8L2+1.2xL+0.15x2 式中，L—毒气云的初始直径km x—危害纵深km，指毒气云全剂量失去对人员轻度伤害作用的距离。 为了便于分析，重大毒气泄漏事故的伤害范围可划分为4个区，分别为： a.致死区：本区内人员如无防护并未及时逃离，其中半数左右人员中毒死亡。 b.重伤区：本区内人员将蒙受重度或中度中毒，须住院治疗，个别会中毒死 c.致伤区： d.吸入反应区：本区内一部分人员有吸入反应症状，一般在脱离接触后24 小时内恢复正常。 ⑵ 泄漏事故危险区域各分区的界定 己知毒气泄漏后有毒气体的时空分布时，利用英国卫生安全执行局提出的毒负荷(Toxic load，简称TL)的概念，可估算对人的伤害程度，推算出危险分区。毒负荷是毒物浓度与接触时间的函数，表达式为： TL=KCntm 式中，TL—毒负荷，决定了受害者的中毒程度ppm.s K—靶剂量有关的系数，通常情况下小于1 C—有毒物质的浓度ppm n一修正系数，反映毒物浓度在中毒效应中的作用 t一人员接触有毒物质的时间s m一修正系数，反映接触时间在中毒效应中的作用 任意时刻有毒气体的浓度可利用前面介绍的扩散模型计算得到，而接触时间则依据下述原则确定： a. 在毒气云中的暴露时间等于浓度大于人的最大忍受浓度LC0的毒气云经过时间； b.对于连续泄漏，在泄漏源周围人员无任何准备的情况下，人在毒气云中的 暴露时间等于毒气泄漏持续时间; c. 对于连续泄漏，如果泄漏源周围人员经过化学事故防护教育，接到报警后能采取有效防护措施或转入安全地带，可按事故发生到采取安全防护措施或疏散进入安全区所需时间确定人在毒气云中的暴露时间。 2.2 火灾疏散区域 火灾通过热辐射的方式影响周围 环境。放火灾产生的热辐射强度足够大时，可使周围的物体燃烧或变形。强烈的热辐射可能烧死、烧伤人员，造成重大的人员财产损失。热辐射造成伤害或损失的情况取决于人员或物体处辐射热的多少。可以按单位表面积受到的热辐射功率大小，即入射热辐射通量来计算热辐射量。热源辐射通量可按下式计算： Q=ηQ0Hc 式中，Q—辐射通量Kw /m3 η—泄漏因子，可取0.35 Q0—泄漏速度kg/s HC—燃烧热J/kg 表2-3为不同入射热辐射通量造成损失的情况 表2-3不同入射热辐射通量造成损失 入射通量（Kw/m3） 对设备的损坏 对人的损害 37.5 操作设备全部损坏 1%死亡/10秒 25 在无火焰、长时间辐射，木材燃烧的最小能量重大损伤/10秒 重大损伤/10秒 100%死亡/1分钟 12.5 有火焰是，木材燃烧塑料溶化 的最低能量 一度烧伤/10分钟 1%死亡/1分钟 4.0 20秒以上感觉疼痛 1.6 长期辐射无不舒服 因此可以根据辐射热入射通量对周围人员和设备等损害将火灾发生点周围的区域划分为：死亡区(入射热强度I>37.5)、重伤区(入射热强度I>25)、轻伤区(入射热强度I>12.5)、感觉区(辐射热强度I>4)等几个区域来评价火灾事故的后果。 2.3 爆炸疏散区 爆炸是物质的一种非常剧烈的物理、化学变化，也是大量能量在短时间迅速或急剧转化成机械功的现象。它通常是借助于气体膨胀来实现。从物质运动形势来看，爆炸就是物质剧烈运动的一种表现。物质运动急剧加速，由一种状态迅速的转变成另一种状态，并在瞬间释放大量的能量。一般将爆炸过程分为两个阶段：第一阶段是物质的能量以一定的形式（定容、绝热）转变为增压缩能；第二阶段强压缩能急剧绝热膨胀对外做功，引起作用介质变形、移动和破坏。从大型公共场所爆炸事故来看，有以下几种化学爆炸类型： ⑴ 蒸气云团的可燃混合气体遇火源突然燃烧，是在无限空间中的气体爆 炸； ⑵ 受限空间内可燃混合气体的爆炸； 总之，发生化学爆炸时会释放出大量的化学能，爆炸影响范围较大;而物理 爆炸仅释放出机械能，其影响范围较小。 2.3.1 物理爆炸的能量 物理爆炸，如压力容器破裂时，气体膨胀所释放的能量（即爆破能量）不仅与气体压力和容器的容积有关，而且与介质在容器内的物性相态相关。因为有的介质以气态存在，如空气、氧气、氢气等；有的以液态存在，如液氨、液氯等液化气体、高温饱和水等。容积与压力相同而相态不同的介质，在容器破裂时产生的爆破能量也不同，而且爆炸过程也不完全相同，其能量计算公式也不同。 ⑴ 压缩气体与水蒸气容器爆破能量 当压力容器中介质为压缩气体，即以气态形式存在而发生物理爆炸时，其释 放的爆炸能E为： 式中，E一气体爆破能量kJ P一爆炸时容器内部介质的压力MPa V一压力容器的容积m3 k一气体的绝热指数，即气体的定压比热与定容比热之比。 表2-4列出了常见气体的热容比。 表2-8常用气体绝热指数 气体名称 k值 气体名称 k值 空气 1.4 丙烯 1.15 氮气 1.4 一氧化碳 1.395 氧气 1.391 二氧化碳 1.295 氢气 1.412 一氧化氮 1.4 甲烷 1.315 一氧化二氮 1.274 乙烷 1.18 二氧化氮 1.31 丙烷 1.13 氢氰酸 1.31 正丁烷 1.10 硫化氢 1.32 乙烯 1.22 二氧化硫 1.25 ⑵ 当盛装液化气体的压力容器发生爆炸时，除了气体的急剧膨胀外，尚有液体的激烈蒸发过程。过热状态下液体在容器破裂时放出的爆炸能E可按下式计算： E=[(H1-H2)-(S1-S2)T1]W 式中， H1一爆炸前液化气体的焓kJ/kg H2一大气压力下饱和液化气体的焓kJ/kg S1一爆炸前液化气体的熵kJ/kg S2一大气压力下饱和液化气体的熵kJ/kg W 一 饱和液化气体的质量kg T1一介质在大气压力下的沸点K 压力容器爆炸时，爆炸能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能三种形式表现出来，即 E=E1+E2+E3 式中， E一压力容器爆炸时释放的总能量J E1 一冲击波能量J E2一碎片能量J E 一容器残余变形能量J 由于容器残余变形能量与其余两种形式能量相比可以忽略不计，所以近似的 认为： E=E1+E2 根据一些实验研究，可以按下述公式计算爆炸时的冲击波能量和碎片能量E2 E1=FE E2=(1-F)E 其中F为碎片破裂能屈服系数，对于脆性破裂，F=0.2，对于塑性破裂，F=0.6。 2.3.2 爆炸冲击波及其伤害、破坏范围 压力容器爆炸时，爆破能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能量和容器残余变形能量三种形式表现出来。后二者所消耗的能量只占总爆破能量的3%一15%。冲击波以爆炸源为中心向外传播，冲击波超压逐渐衰减。冲击波超压大于某一破坏压力的范围即为冲击波影响范围，一般以冲击波影响半径来量度 。 冲击波是由压缩波叠加形成的，是波阵面以突进形式在介质中传播的压缩波。容器破裂时，器内的高压气体大量冲出，使它周围的空气受到冲击波而发生扰动，使其状态（压力、密度、温度等）发生突跃变化，其传播速度大于扰动介质的声速，这种扰动在空气中的传播就成为冲击波。在离爆破中心一定距离的地方，空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化。开始时，压力突然升高，产生一个很大的正压力，接着又迅速衰减，在很短时间内正压降至负压。如此反复循环数次，压力渐次衰减下去。开始时产生的最大正压力即是冲击波波阵面上的超压Δp。多数情况下，冲击波的伤害、破坏作用是由超压引起的。超压Δp可以到数个甚至数十个大气压。冲击波伤害、破坏作用准则有:超压准则、冲量准则、超压一冲量准则等。 ⑴ 压力容器爆炸的冲击波影响半径 压力容器爆炸时冲击波影响半径R可以按下式计算： R=0.022r1E1+d/2 式中， r1一影响半径变化率 E1一冲击波能量J D一压力容器直径m 上式中的影响半径变化率r1可查。 ⑵ 蒸汽云团爆炸的冲击波影响半径 根据荷兰应用科研院(TNo)的建议，可以按照下式计算蒸汽云团爆炸的冲击 波影响半径R： R=CS(NE)1/3 式中，R一损害半径m E一爆炸能量J，可按下式取，E=VHC V一参与反应的可燃气体的体积m3 HC一可燃气体的高燃烧热值kJ /m3，取值情况查表2-9 N一效率因子，冲击波能量与总能量的比率，一般N=10% CS一经验常数，取决于损坏等级，查表2-10 表2-9某些气体的高燃烧热值kJ /m3 气体名称 高燃烧热值 气体名称 高燃烧热值 氢气 12770 乙烯 64019 氨气 17250 乙炔 58985 苯 47843 丙烷 101828 一氧化碳 17250 丙烯 94375 甲烷 39860 正丁烷 134026 乙烷 70425 丁烯 121883 表2-10损坏等级 损坏等级 C值mJ 设备损坏 人员伤害 1 0.03 重创建筑物和加工设备 1%死于肺部伤害 >50%耳膜破裂 >50%被碎片击伤 2 0.06 建筑物外表可修复性破坏 1%耳膜破裂 1%被碎片击伤 3 0.15 玻璃破裂 被碎玻璃击伤 4 0.4 10%玻璃破碎 3 系统的开发设计和平台选择 3.1 系统开发方式 地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型：一是应用型地理信息系统，以某一专业、领域或工作为主要内容，包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统；二是工具型地理信息系统，也就是GIS工具软件包，如ARC/INFO等，具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等GIS基本功能。而如何针对不同的应用目标，高效地开发出既合乎需要又具有方便美观丰富的界面形式的地理信息系统，是我们非常关心的问题。 3.1.1 本系统的开发方式 经过分析本系统采用应用型开发方式，GIS应用程序的一般开发方式有：独立开发、单纯二次开发和集成二次开发，其中集成二次开发具有独立开发和单纯二次开发的优点，其充分利用了专业 GIS 软件所具有的功能，更为重要的是具有较强的灵活性和可扩展性，能够满足不同具体用户的需求，对开发人员的GIS 专业技术要求不高，并且有利于 GIS 应用系统的推广和使用，所以本系统选择集成二次开发。 3.2 系统开发平台 在地理信息系统应用软件的开发中，采用组件GIS软件开发是必然的趋势。这主要是由于在开发语言平台下嵌入ActiveX控件，可实现快速小型的组件重用，代码共享，从而提高编程效率。在具体的开发过程中，要根据经济条件、硬件配置及时间等因素综合考虑择优选取。 3.2.1 SuperMap Deskpro 2008 概述 SuperMap桌面平台产品是基于SuperMap GIS核心技术研制开发的一体化的GIS桌面软件，是SuperMap GIS系列产品的重要组成部分，它界面友好、简单易用，不仅可以很轻松地完成对空间数据的浏览、编辑、查询、输出等操作，而且还能完成拓扑处理、三维建模、空间分析等较高级的 GIS 功能。 3.2.2 SuperMap Objects概述 SuperMap Objects 2008由若干ActiveX控件和数量众多的自动化对象（Automation Objects）构成，因此可以方便地嵌入到流行的可视化高级开发语言环境中进行二次开发。开发人员可以充分发挥Visual Basic、Visual C++、C++ Builder、PowerBuilder、Visual Basic.Net、Visual C#.Net和Delphi等高级开发工具在面向对象编程、可视化程序设计等方面的优势，结合各种第三方ActiveX组件，轻松开发出各种GIS系统。SuperMap Objects 2008不仅结构合理、数据模型齐全，功能完善强大，而且直接支持多种关系型大型数据库，支持多种数据格式。所以SuperMap Objects 2008 完全能够胜任各种大型GIS系统建设，是GIS系统建设的理想选择。 3.2.3 .NET和C#的概述 .NET首先是一个开发平台，是一个面向网络、支持各种用户终端的开发平台环境，它定义了一个公用语言子集（CLS），这是为符合语言的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的语言与类库之间提供无缝集成的混合语言，.NET的核心内容之一就是要搭建起第三代因特网平台，这个网络平台将解决网站之间的协同合作问题，从而最大限度地获取信息。在.NET平台上，不同的网站之间通过相关的协定联系在一起，网站之间形成自动交流，协同工作，提供最全面的服务。 C#程序语言是一种现代的面向对象的程序开发语言。它与C和C++有着很大程度上的相似性，它使得程序员能够在新的微软.NET平台上快速开发出种类丰富的应用程序。.NET平台提供了大量的工具和服务，能够最大限度地发掘和使用计算及通信能力。 4 大型公共场所应急疏散系统总体设计 大型公共场所应急疏散系统是融计算机图形和数据为一体，存储、处理和分析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，根据需要准确、真实、图文并茂地输出给用户，满足场所管理部门对场所的运行管理、设计和信息查询的需要，借助其强大的空间分析功能和可视化表达，实现公共场所疏散调度的现代化、智能化、科学化，以保障安全、快速、有序地疏散人群。 4.1 大型公共场所应急疏散系统设计原则 本系统在设计时要求要具有以下几个原则： ⑴实用性原则：实用性主要体现在所设计的系统能用来解决实际问题满足系统应急疏散的要求；性能上，系统操作方便，容易维护，兼容性强。 ⑵拓展性原则系统和数据符合疏散系统不断更新、拓展的需要，能持续扩充和升级。 ⑶安全性原则：系统应具有较高的安全保密性，应建立空间数据和属性数据信息的备份和恢复机制，保证对于操作用户权限设定的安全性以及对数据操作的安全性。 ⑷标准化原则：数据的分类编码严格遵循国家和行业标准，制订适合本系统的分类 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，系统开发采取开放路线，遵循软件工程标准。 ⑸系统具有个性化 ⑹界面具有良好的交互性 ⑺能够有效地完成所涉及的系统中的各模块 ⑻系统具有较高的执行效率和可伸缩性 4.2 大型公共场所应急疏散系统数据流程设计 大型公共场所应急疏散系统是一个十分庞大而且非常复杂的系统工程，它所涉及的专业较多、数据量大，而且整个的操作流程也是十分复杂的。根据实际调研和分析并结合大型场所信息管理的特点、工作流程和系统要实现的功能。按照软件工程数据流程图的绘制方法，绘制该系统的数据流。其主要工作内容如下： ⑴工作地图制作，依据宾馆内部设计图（.dwg）和济南政区图（.dwg）通过AutoCAD和MapGIS平台软件间的数据交换接口，整理出宾馆内部平面图和济南政区图，再通过MapGIS和SuperMap Deskpro 2008的数据交换接口，并录入到空间数据库中。 ⑵ 属性数据结构设计，主要完成宾馆面、路线网的属性数据表设计。 ⑶系统分析与设计包括功能模块设计，数据库结构设计，数据结构设计和程序设计。 ⑷系统代码设计及编写。主要包括数据分类和编码，完成空间数据的存储和管理。 ⑸系统定性试验对设计软件产品进行功能检验和测试。 ⑹编写地下管网信息管理系统技术报告、使用说明书。 在建立一个实用的地理信息系统过程中，从数据准备到系统完成，必须经过各种数据转换，每个转换都有可能改变原有的信息，因此每次的数据转换都要由一定的数据精度的控制。 4.3 大型公共场所应急疏散系统功能设计 本课题的最终实现目标是用户即大型公共场所管理部门可以在该地理信息系统的电子地图上可方便、快捷、形象地展示危险源基本属性、空间位置；危险物品基本属性和空间位置；发生事故时，系统能提供基于GIS的事故模拟分析，将事可能影响的范围在地图上直观的、实时动态的显示出来，为大型公共场所管理部门形象、直观地提供有关数据，为领导及时准确地决策提供系统的技术支持；系统提供的不仅是简单的文字和数据，还有一幅幅空间图形或图像；系统的分析统计功能方便领导做出科学的决策；系统具有强大的信息查询、数据统计及报表输出功能；实现了属性数据与空间数据的互连互查，真正将数据地图化。 4.3.1 系统结构组成 大型公共场所应急疏散系统的总体架构如下图4.1所示： 图4.1 总体构架图 4.3.2 功能模块设计 ⑴ 场内人员的紧急疏散: eq \o\ac(○,1)根据群集动力学模型建立最佳疏散预案 eq \o\ac(○,2)灾害蔓延动态模拟供指挥人员决策分析 eq \o\ac(○,3)多窗口及鹰眼显示实现多目标跟踪 eq \o\ac(○,5)设有查询功能，查询人员分布、路口通道、危险物品存放点等 eq \o\ac(○,6)能对路网中的故障点进行分析选出修改后的最佳路径 ⑵ 紧急救援: eq \o\ac(○,1)确定受困群众位置组织人员施救 eq \o\ac(○,2)查询附近医院请求医疗救援,并为其选择最佳路径 ⑶ 选择最佳避难场所： eq \o\ac(○,1)根据风速、风向、扩散速度等相关参数确定疏散区域（如果有多种灾害发生要进行叠加分析） eq \o\ac(○,2)查询附近的避难场所并选出最佳路径 eq \o\ac(○,3)运用GPS对车辆实时动态跟踪并在地图中显示 4.4 大型公共场所应急疏散系统系统软件与数据准备 ⑴ SuperMap Deskpro 2008基础平台软件 ⑵ SuperMap Objects 2008组件 ⑶ Visual Studio2005开发环境 ⑸ 宾馆内部设计图（.dwg） ⑹ 济南政区图（.wl） 5 大型公共场所应急疏散系统数据库建设 数据是大型公共场所应急疏散系统中最基础的部分，从外部获取数据资料存入数据库中，再利用计算机来提取、处理数据是本系统的基本功能，其中处理的数据分为两类，一类是和空间位置、空间关系有关的数据，称为空间数据一类是地理元素中非空间的属性信息，称为属性数据。这两种类型的数据如何建立，并且如何建立二者之间的联系对于整个系统来说是至关重要的。这也是大型公共场所应急疏散系统应具有的基本功能。 5.1 空间数据库的建立 本系统需要两类空间数局，一种是宾馆内部设计图，另一种是济南政区图，由于两种数据的建库方法相同，故在此只介绍宾馆内部设计图的建库方法。 ⑴ 利用AutoCAD打开宾馆的平面图,如图5.1。 图5.1 宾馆平面图 ⑵ 选择文件—＞另存为 把此文件保存为（*.dxf）格式，即AutoCAD与MapGis的交换格式。然后打开MapGis 6.7 ，点击图形处理 —＞文件转换，点击输入—＞装入DXF，点击另存为，即把*.dxf转为MapGis格式。见图5.2. 图5.2 文件转换成MapGis格式 ⑶ 对线文件进行必要编辑并进行拓扑错误检查、拓扑重建形成最终可用的数据文件。 ⑷ 利用MapGis的文件转换功能，将MapGis格式的文件转换成*.shape格式（SuperMap Deskpro 2008支持的格式） ⑸ 利用SuperMap Deskpro 2008平台将处理好的数据文件录入到空间数据库中。具体步骤为，打开SuperMap Deskpro 2008，新建一个工作空间即宾馆，并新建一个*.SDB格式的数据源也命名为宾馆，在数据源宾馆上右击—＞导入数据集，将所有矢量化完的数据导入数据源，如图5.3所示 图5.3 空间数据入库 ⑹ 接下来就要为所有的图层配准，具体步骤为，单击数据处理—＞配准—＞新建配准窗口，设置需要配准的图层和要输出的图层，把条件设为至少为四个控制点，然后选择控制点进行配准，最后点击工具条上的计算误差，最后点击配准，如果配准的中误差大于1米，则需再次配准，知道满足要求为止。如图5.4 图5.4 配准 ⑺ 双击数据集，在图例面板中点击右键—＞风格设置，设置点、线或面图层的风格，也可以为图层设置专题图，具体步骤为右键点击数据集—＞专题图向导，可以设置单值专题图、点密度专题图、统计专题图、标签专题图等，最后保存为地图，命名为宾馆。如图 5.5 图5.5 宾馆地图 ⑻ 以上便完成了宾馆内部设计图的入库操作，重复以上步骤亦能完成济南政区图的入库操作。 5.2 属性数据库的建立 不同数据集的属性是不相同的，因此必须根据不同数据集的不同需求，建立相应的属性数据库。 ⑴ 宾馆区图层：根据系统功能设置，要在宾馆区图层上查询重要设施存放区、易燃易爆物存放区、区域面积、区域容纳量等信息，因此设置了标注、SmArea、容纳量、描述等字段，如图5.6 所示 图5.6 宾馆区属性表结构 ⑵ 路线网图层：要根据此图层进行最短路径分析，因此在此图层设了长度、宽度、人流量字段作为最短路径分析的参数。如图5.7 图5.7 路线网图层 5.3 空间数据与属性数据的连接方式 由前面的介绍我们已经了解到目前数据库存储的数据包括空间数据和属性数据，它们之间有密切的联系，因此，如何实现两者之间的连接、查询和管理，是数据库管理系统必须解决的问题。 对于空间数据与属性数据之间的连接，大型公共场所应急疏散系统只采用了一种连接方式： 利用SuperMap Deskpro 2008平台软件数据存储结构的特点将图形数据与相应的属性数据一同存储。因为在SuperMap Deskpro 2008软件中图形数据形成之始便自动生成了一个附带的属性表，初始的属性表中只有图形要素的ID和一些要素的几何属性，并且图形要素与属性数据之间才在双向指针参照，且由一个数据库管理系统来控制，使图形要素与属性数据间的交互查询显示更加的灵活方便。因此，可以修改初始的属性表的属性结构，添加所需的属性字段，另外SuperMap Deskpro 2008软件还提供了导入属性结构的功能，使得属性结构的修改更加的方便快捷，软件也提供了属性数据的连接与合并。属性结构修改完后即可为各图形要素的对应字段添加属性值完成图形数据与属性数据的链接。 6 大型公共场所应急疏散系统界面设计 界面是应用系统和用户实现交互的接口，它体现了用户对系统的整体感觉，界面的友好与否对用户能否接受系统有着重要的作用。 系统界面设计的重点： ⑴界面设计重点应该合理分布界面的功能布局，并要确保各个窗口的风格连贯一致，尤其对于操作的分步提示窗口要完全一致，一致性是指窗口布局、图标大小、字体颜色、按钮排列顺序等要相符合。 ⑵界面的主菜单和工具菜单的转换使用。系统操作时的常用工具如地图加载、缩放、漫游、选择、加点、图层控制等常用功能一直在工具栏中，对于一些不常用的工具可让用户自主选择加载。 6.1 系统开始界面设计 开始界面是在加载应用程序时，呈现给用户的第一感觉，应充分体现大型公共场所应急疏散这一主题和严肃而庄重的氛围，本系统设计的开始界面如图6.1 图6.1 开始界面 6.2 系统登录界面设计 登陆界面主要完成对用户登陆信息的验证，判断用户是否为合法用户。本系统的登陆界面如图6.2，登录界面要判断用户类型、用户名和密码，只有这三者同时符合才能顺利加载主界面，其中用户类型分三种：系统管理员、高级用户和普通用户，三者的权限分别为系统管理员：登陆系统使用界面负责系统用户登陆信息的管理并可对数据进行编辑；高级用户：登陆系统使用界面可对数据进行编辑；普通用户：只可登陆系统使用界面。登录界面如图6.2 图6.2 登录界面 6.3 系统主界面设计 本系统界面的菜单栏有文件、编辑、查询、视图、馆内疏散、紧急救援、馆外疏散、用户管理、帮助主菜单，并设有工具栏和状态栏。界面如图6.3所示 图6.3 主界面 6.3.1 菜单栏设计 ⑴ 文件：主要完成打开工作空间、保存工作空间、另存工作空间、打印地图和对出系统的功能，界面如图6.4所示 图6.4 文件菜单 ⑵ 编辑：主要完成在编辑过程中的撤销、恢复操作，以及修改属性，点、线、面的添加和删除操作。界面如图6.5所示 图6.5 编辑菜单 ⑶ 查询：主要完成条件查询、点选查询、矩形查询、多边形查询、圆形查询功能。界面如图6.6所示 图6.6 查询菜单 ⑷ 视图：主要完成鹰眼、工作空间和全屏的控制。界面如图6.7所示 图6.7 视图菜单 ⑸ 馆内疏散：主要功能有，人口分布（生成密度图、条件查询）、重要设施查询、通道动态管理、疏散路径查询、火灾区（监控窗口、火灾区控制），界面如图6.8所示 图6.8 馆内疏散菜单 ⑹紧急救援菜单：主要有医疗单位分析、消防单位分析、生成受困区域功能，界面如图6.9所示 图6.9 紧急救援菜单 ⑺馆外疏散菜单：主要有疏散区分析、道路动态管理、避难场所分析功能，界面如图6.10所示 图6.10 馆外疏散菜单 ⑻用户管理菜单：就用户管理一项功能，在此就不截图了。 ⑼帮助菜单：主要有内容、索引、搜索、关于功能，见图6.10 图6.10 帮助菜单 6.3.2 工具栏设计 工具栏的设计如图6.11所示 图6.11 工具栏 按照从左到右的顺序，现对工具栏中各按钮的功能介绍如下： ⑴ 打开：打开工作区间 ⑵ 保存：保存工作区间 ⑶ 输出：将工作区中的地图输出为图片 ⑷ 撤销、恢复：进行编辑操作中撤销上一操作，或恢复操作 ⑸ 放大、缩小、自由缩放、漫游、全图：执行相应操作 ⑹ 点选、矩形选择、多边形选择、圆形选择：执行相应的查询操作 ⑺ 清空选择、清空路径：取消所选择的图形，在路径查询中清空路径 ⑻ 鹰眼控制、工作空间控制、属性控制：控制鹰眼、工作空间、属性的显视 ⑼ 距离、面积、角度量测：量测图上距离、面积、和角度 ⑽ 帮助、退出系统：查看相应帮助和退出系统 6.3.3 状态栏设计 状态栏设计如图6.12所示 图6.12 状态栏 7 大型公共场所应急疏散系统功能实现 系统的功能实现主要是基于SuperMap平台二次开发体系中提供的多个控件，通过调用控件内置的方法和属性完实现功能。平台还提供多个对象列表，用户根据需要选用表中的对象来实现相应的功能。更为强大的是平台提供了大量的工具集如通用编辑工具集（MainEdit）、网络分析工具集（NetAnalysis）等。每一种标准工具都由常量和值相对应，在代码中可用其常量或值，应该注意的是在使用工具前应使用MxEditorConnector控件的AddGroupTool()方法将工具所属的工具集加载到程序中。 7.1 系统基本功能的实现 系统的基本功能是系统不可或缺的一部分，其包括放大、缩小、漫游、基本查询、鹰眼、专题图输出、打印、文件的打开、文件的保存、系统的登录、图形编辑、距离量算、面积量算、角度量算等功能。 7.1.1 系统登录界面功能实现 此界面功能实现的关键点是连接用户登陆信息表（如表7.1）和验证用户输入的登陆信息是否正确，以决定用户是否能进入主系统。 表7.1 用户登录信息表 ⑴连接Access数据表 设置用户信息表的存储位置、数据库名和数据表名点击“登录”完成数据表的连接，其实现关键代码为： static public string path = Application.StartupPath + "\\属性数据\\用户信息.mdb"; static public OleDbConnection conn = new OleDbConnection(); public void initial() { if(conn.State==ConnectionState.Open) { return;} else { conn.ConnectionString = "Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;" + "Data Source=" + 属性数据库连接.path; conn.Open(); } } ⑵用户登陆信息验证 在登陆窗体（如图5.1）中输入用户名和密码，点击“登陆”后，在程序后台通过代码将用户输入的信息与用户登陆信息表中已存在的用户信息核对，正确便进入主系统否则反馈错误信息。功能实现关键代码为： OleDbDataAdapter adapter = new OleDbDataAdapter("SELECT 用户类型,用户名,密码 FROM 用户信息表 WHERE 用户类型=" + "'" + cbstyle.SelectedItem.ToString().Trim() + "'", connection); OleDbCommandBuilder builder = new OleDbCommandBuilder(adapter); if (findrow == null) { MessageBox.Show("该用户不存在,请确保用户类型选择正确!", "提示信息"); …… } else if (findrow["密码"].ToString() != tbcode.Text) { MessageBox.Show("用户名和密码不一致，请重新输入！", "提示信息"); …… } 7.1.2 文件功能的实现 本菜单的主要功能主要是对工作空间的打开、保存、另存，和打印地图。打开工作空间：要加载一个OpenFileDialog控件，具体实现的关键代码为： OpenFileDialog dlg = new OpenFileDialog(); dlg.Filter = "工作空间(.smw)|*.smw|所有文件 (*.*)|*.*"; blopen = this.Workspace.Open(stropenpath, ""); ………… 保存、另存工作空间：两者都要用到SaveFileDialog控件,具体实现的关键代码为： this.dlgFileSave.Title = "保存工作空间"; this.dlgFileSave.Filter = "工作空间(.smw)|*.smw"; blnSave =this.Workspace.Save();//保存工作空间 blnSaveAs =this.Workspace.SaveAs(strSavePath, true, false, "");//另存工作空间 ………… 打印地图：this.SuperMap1.PrintMap(1, false, true, false, true) 7.1.3 编辑功能的实现 编辑菜单功能只有在用户类型为系统管理员和高级用户时才可用,主要作用是可以对点、线、面图层的图形以及属性进行修改，以保证数据的实时更新。用法是首先使对象图层可编辑（图层的编辑状态在工具栏中可以显示，如图7.3），然后点击菜单栏中的相应菜单，即可进行相应操作，点击右键可退出，点击撤销菜单和恢复菜单可以撤销和恢复相应操作。 图7.2 编辑状态显示 添加点的关键代码： this.SuperMap1.Action=seAction.scaEditCreatePoint; 添加线的关键代码： this.SuperMap1.Action = seAction.scaEditCreatePolyline; 添加面的关键代码： this.SuperMap1.Action = seAction.scaEditCreatePolygon; 撤销操作的关键代码：this.SuperMap1.Undo(); 恢复操作的关键代码：this.SuperMap1.Redo(); 在此以添加面为例， 如图7.3所示 图7.3 添加面 7.1.4查询功能的实现 为了满足各种查询功能的需要，本系统设有点选、矩形选择、多边形选择、圆形选择四项功能。查询的结果将在SuperGridView 控件（SuperGridView 控件用于显示属性数据，通常属性数据以记录集的方式提供，可以很快的速度将记录集中的所有数据显示出来，且可以直接修改）中显示出来，可以按住Shift键进行多选，点击右键清空选择并退出功能。 点选的关键代码为： this.SuperMap1.Action = seAction.scaSelect; 矩形选择的关键代码为： this.SuperMap1.Action = seAction.scaRectSelect; 多边形选择的关键代码为：this.SuperMap1.Action = seAction.scaRegionSelect; 圆形选择的关键代码为： this.SuperMap1.Action = seAction.scaCircleSelect; ………… this.SuperGridView.Connect(objRecordset); 查询功能的实现如图7.4所示 图7.4 点查询结果 7.1.5 视图功能的实现 视图菜单主要是方便用户进行各种操作，主要的功能有控制鹰眼的显示和全屏显示功能。只要单击鹰眼菜单栏就可以控制鹰眼的显示与否，并且鹰眼的显示是从右到左，隐藏是从左往右逐步进行的，有很好的视觉效果。全屏显示将地图显示最大化，方便用户进行精确操作。 鹰眼的实现：鹰眼的实现要加一个SuperMap 控件（SuperMap 控件为 SuperMap Objects 组件式 GIS 核心控件之一，用于显示地图、地图图层管理、地图放大、缩小等；SuperMap 控件亦用于完成地图编辑以及其他与地图有关的操作），关键代码为： //生成鹰眼矩形框 ………… soTrackingLayer objTrackLayer; objTrackLayer = SuperMap2.TrackingLayer; objTrackLayer.ClearEvents(); objGeometry = (soGeometry)objGeoLine; objTrackLayer.AddEvent(objGeometry, objStyle, ""); //控制鹰眼显示 private void EyeControl() { if (bShowEye) { this.mnuEyeContr.Checked = false; bShowEye = false; timer1.Enabled = false; timer2.Enabled = true; timer2.Start(); } ………… } 效果图如图7.5所示 图7.5 鹰眼 全屏功能的实现：效果图如图7.6所示 图7.6 全屏视图 7.1.6 工具栏放大、缩小、漫游等功能的实现 其实现的关键代码为： 放大：this.SuperMap1.Action = seAction.scaZoomIn; 缩小：this.SuperMap1.Action = seAction.scaZoomOut; 漫游：this.SuperMap1.Action = seAction.scaPan; 自由缩放：this.SuperMap1.Action = seAction.scaZoomFree; 全图：this.SuperMap1.ViewEntire(); 7.1.7 量算功能的实现 量算功能包括距离量算、面积量算和角度量算，方便用户根据需要获得相应信息，其实现的关键代码为： 距离量算：SuperMap1.Action = seAction.scaTrackPolyline; 面积量算：SuperMap1.Action = seAction.scaTrackPolygon; 角度量算：SuperMap1.Action = seAction.scaTrackPolyline; 面积量算功能实现如图7.7 图7.7 面积量算 7.2 系统特色功能的实现 7.2.1 馆内疏散功能的实现 馆内疏散功能是本系统的特色功能，用于宾馆内的安全疏散。主要设置了生成人口点密度图、人口分布条件查询、重要设施查询、通道动态管理、自定义出口的疏散路径查询、自动寻找出口的疏散路径查询、火灾区监控、火灾区显示功能。现将有些功能的具体实现和用法介绍如下： ⑴ 生成人口密度图：此功能让决策者对人口的分布有明确了解，对人口密度大的区域给以重视，初步判断疏散时可能造成拥挤的路段，从而提出对策。实现方法是应用SuperMap Deskpro 2008中的专题图向导功能生成统计专题图，如图7.7。 图7.7 人口密度图 ⑵ 重要设施查询：当发生火灾时，应该明确易燃易爆物（如易燃杂物、餐厅煤气）、重要设施（如机房、管理中心、配电室、消防控制中心）、电子监控设施（监控器）、消防设施（如消防栓、灭火器）、楼梯的位置和详细信息，以减少生命财产损失和尽快引导疏散。 当双击所查设备时，就在地图上闪烁三次然后红色高亮显示（便于用户尽快找到目标），点击信息按钮（见标注）还可以查看相应信息。可参见图7.8 图7.8 重要设施查询 在重要设施查询窗体中引入了TreeView控件，实现此功能的关键代码为： ………… strSQL = "SmID=" + ClickedNode.Tag.ToString() ; objRt = objDatasetVector.Query(strSQL, true, null, "");//查询相应对象 ………… // 显示相应对象 if (objGeo.Type == seGeometryType.scgPoint) { mainform.SuperMap1.TrackingLayer.AddEvent((soGeometry)objGeoPoint, objStyle, null); } else if (objGeo.Type == seGeometryType.scgRegion) {mainform.SuperMap1.TrackingLayer.AddEvent((soGeometry)objGeoRegion, objStyle, null); } ………… //显示相应信息 mainform.SuperGridView.Connect(objRt); mainform.SuperGridView.SysFieldVisible = true; mainform.SuperGridView.Update(); ⑶ 自定义出口的最短路径查询：当在地图上自主选择疏散点，系统即会选出经过这些点的最短路径，并用蓝色线标出。因为本宾馆有六个出口，当有一个出口出现堵塞、毁坏、中断等情况时，我们可以人为选择其他出口，并找到最佳逃跑路径。在此用到了SuperAnalyst 控件（SuperAnalyst 是 SuperMap Objects 组件式 GIS 中集中提供各种复杂和高级空间分析功能的控件。可以完成地理空间数据的网络分析、栅格代数运算、地形表面分析等常用和专业的分析功能）。此功能的操作步骤为：点击疏散路径查询—>自定义出口，然后点击疏散点，最后右击，即可生成最短路径。 关键代码实现如下： //自定义（用户选择起点和终点）最短路径查询 this.strSelectState = "RouteQueryM"; this.SuperMap1.Action = seAction.scaSelect; objPathResult = new soPathResultSetting();//可以通过设置该对象来灵活得到最佳路经分析、旅行商分析、最近设施查找和物流配送等分析的结果。 ………… path = this.objNetworkAnalyst.PathEx2(objPoints, 1, objPathResult, objPathInfo);//1,权重最优 ………… private void ShowPath() { //显示路径 this.objLongArrayEdges = objPathInfo.ResultEdgeIDs; ………… for (int i = 1; i <= objLongArrayEdges.Count; i++) { soRecordset objRd = objDtv.Query(strSql, true, null, ""); soGeometry objGeo = objRd.GetGeometry(); objTLy.AddEvent(objGeo, this.objStyle, ""); ………… } } 功能实现如图7.10 图7.10 自定义路径查询 ⑷ 自动寻找出口的最短路径查询：在以往的研究中，大多数人只研究单出口的最短路径查询，而本系统的研究对象—宾馆有六个出口，为了解决实际的应用问题，我提出了改进方法。基本思想是，疏散点到每个出口都有一个最短路径，找出所有最短路径中权重（权重的计算方法是:Q= L/MaxL-W/MaxW+Num人×S人/(W×L)，其中L为道路长度；MaxL为最长道路的长度；W为道路宽度；MaxW为最宽道路的宽度；Num人为人流量；S人=1.2；）和最小的那条，到每个出口生成最短路径的方法与自定义的方法相同，在此不再赘述。具体操作方法：先点击一个疏散点，然后右击，即可生成最短路径。关键代码实现如下： ………… this.objNetworkAnalyst.PathEx2(objPoints, 1, objPathResult1, objPathInfo1);//1,权重最优 ………… if (SumCost < MinCost) { MinCost = SumCost; this.objNetworkAnalyst.PathEx2(objPoints, 1, objPathResult, objPathInfo);//1,权重最优 } } 功能实现如图7.11 图7.11 多出口最短路径查询 ⑸ 通道动态管理：在紧急疏散中各种突发事件频繁发生，如疏散通道因火灾、人群拥挤等发生道路中断，此时必须在图上表示出来，以重新分析最佳疏散路径、组织人员及时疏导阻塞路段等。具体操作方法：点击通道动态管理—>选择添加中断通道或删除指定中断通道或删除全部中断通道。关键代码实现如下： a:添加中断通道 objRtBrokenRoad.SetFieldValue("NetWorkID", iID.ToString()); b:删除指定中断通道 soDatasetVector objDtvBrokenRoad= (soDatasetVector)this.Workspace.Datasources[1].Datasets["中断通道"]; string strSQLBroken = "NetWorkID =" + iID.ToString(); soRecordset objRtBrokenRoad = objDtvBrokenRoad.Query(strSQLBroken, true, null, ""); ………… objRtBrokenRoad.DeleteAll(); objRtBrokenRoad.Update(); c: 删除全部中断通道 objRtBrokenRoad.DeleteAll(); objRtBrokenRoad.Update(); 添加中断通道功能实现如图7.12 图7.12 添加中断通道 ⑹ 灾害区控制菜单：当发生突发性灾害时，我们可以根据监控器和现场人员的报告确定灾害区的范围，从而将此范围实时的绘制在图上，可以对灾情蔓延动态播放，当灾情得到控制可以将控制区绘制出来，最后还可以生成损失报告。以方便管理人员组织施救、组织疏散、灾情控制、事后评估。此功能的实现需要用到SuperMap Object的叠加功能soOverlayAnalyst 对象（该对象用于对输入的两个数据集或者数据集与对象，记录集之间进行各种叠加分析运算，如求交，求并，裁剪，擦除等）。关键代码的实现如下： //绘制灾害区 mainform.SuperMap1.Layers.SetEditableLayer("绘图区@宾馆"); mainform.SuperMap1.Action = seAction.scaEditCreatePolygonEx; ………… //绘制控制区 mainform.SuperMap1.Layers.SetEditableLayer("控火区@宾馆"); mainform.SuperMap1.Action = seAction.scaEditCreatePolygonEx; ………… //叠加分析 objOverlayAnalyst.Update(objFireDtv, objDrawDtv, objMediumDtv); 此功能的具体操作是：点选灾害区在图上绘制灾害区，点击叠加分析即可生成灾害的叠加区域，点击生成报告即可获得受灾报告，点击播放即可看到灾害蔓延的动态画面。具体的功能键如图7.13 图7.13 火灾蔓延 功能的实际应用如图7.14和图7.15 图7.14 灾害蔓延模拟 图7.15 灾害损失报告 7.2.2 紧急救援功能的实现 医疗单位分析：查找一定范围并且满足一定医疗条件的医院，系统生成医院到宾馆的最佳路径和行驶报告（经过那些道路和该如何走）。使宾馆的得到最快、最佳的医疗救援。具体功能的实现如图7.15、7.16和7.17 图7.15 查找满足条件的医院 图7.16 最短路径分析 图7.17 路径详情 7.2.3 馆外疏散功能的实现 ⑴ 疏散区分析：此功能是对第二章—事故蔓延模型研究（火灾模型、毒气模型、爆炸模型）的实际应用，通过用户输入相应的参数生成疏散区域，当多灾害同时发生时可以进行叠加分析，以便将受灾群众疏散到安全区域。火灾疏散区分为：死亡区、重伤区、轻伤区、感觉区四个等级，毒气疏散区分为：致死区、重伤区、致伤区、吸入反应区四个等级，爆炸疏散区分为：死亡区、重伤区、轻伤区、感觉区四个等级，当多灾害发生时分为：死亡区、重伤区、轻伤区、感觉区四个等级。火灾模型的参数有：风速、燃烧热、泄漏因子、泄漏速度、空气干燥度；毒气模型的参数有：地面风速、发生时间、天气情况、地面粗糙度；爆炸模型的参数有：气体名称、气体体积、效率因子、损坏等级。 现在列举一个单一灾害火灾的实例： 首先：点击疏散区分析，输入相应参数，见图7.18 图7.18 参数设置 其次，点击确定，生成疏散区域，如图7.1 图7.19 疏散区 ⑵ 车辆导航：为了让灾害中受伤的人员尽快得到医疗救治，需要在救护车上安上GPS，将位置信息和车辆行驶信息通过GSM无线网络发送到系统中，当路途中遇到阻碍时，可根据发来的信息由本系统生成最佳行驶方案。 功能实现如图7.20 图7.20 车辆导航 7.2.4 用户管理功能的实现 本系统的用户分：系统管理员、高级用户和普通用户三种，其中系统管理员可以添加、删除和修改用户信息。具体功能的实现如图7.21 图7.21 用户管理 8 结 论 本课题旨在探讨有关大型公共场所应急疏散系统的设计与实现问题。选用的基础数据是宾馆内部设计图和济南政区图。本系统采用可视化开发平台Visual Studio.NET和C#编程语言与超图软件提供的二次开发组件相结合的二次开发方式，是一种开发周期短、成本低的应用GIS软件开发方式。 大型公共场所应急疏散系统作为一个简单的应用系统，是以专业超图平台软件为基础，除了实现放大、缩小、漫游、图形的编辑、属性值的修改等基本功能，还实现了建立最佳疏散预案、灾害蔓延模拟、根据风速、风向、扩散速度等相关参数确定单重灾害和多种灾害发生时应急疏散范围、查询附近的避难场所并选出最佳路径、运用GPS对车辆实时动态跟踪并在地图中显示、用户信息管理等特殊功能，当然了由于开发水平有限，在开发过程中遇到短时期内无法解决的困难，使得系统不是很完美，如多次进行叠加分析等，但我相信随着以后的工作和学习，系统会原来越来越完善。 由于时间有限，本系统的基础数据不完善，有待进一步搜集和整理，软件界面应再进一步完善和美化；空间数据库采用的是超图SuperMap Deskpro 2008的 *smv格式文件型数据库，此数据库的缺点是存储能力不大，不能用在商业领域，因此应进一步采用SQL Server数据库，此数据库有利于数据的管理与调用，可以实现数据的实时、动态、高效的读取和写入，而且存储容量较大；在网络分析方面还需要进一步编写程序进行调整完善。该系统仅仅考虑了单机应用，在以后的开发完善过程中应该不断完善其功能，应该面向用户，结合管理者的实际要求，加强网络功能。该设计是旨在建立一个校园地下管网信息管理系统的地理信息平台，提供一种地理信息专业的应用思路，目的是为了更好的发挥GIS在大型公共场所应急疏散领域的作用，实现公共场所疏散调度的现代化、智能化、科学化，以保障安全、快速、有序地疏散人群。 谢 辞 感谢我的指导教师蔡菲老师，她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，蔡老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。借此机会向蔡老师表示衷心的感谢！同时，也要真诚的感谢我的各位任课老师，在我的学习期间精心授业解惑，不仅传授了专业知识，还以严谨的治学态度与求真务实的作风让我深受感动，使我终身受益，在此表示深深的感谢! 在即将毕业离校之际，回顾大学四年美好时光，我要感谢在同窗好友在生活上给予的关心和帮助，感谢老师在学业和人生道路上给予的指点和教诲，同窗之谊和师生之情，我将终生难忘！ 最后，我要感谢我的家人，正是他们默默无闻的奉献和始终如一的支持和鼓励，才使我有信心和毅力完成全部的学业。 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。我会在以后的工作和学习中，以自己的努力来回报曾经关心、帮助和支持过我的所有老师、同学、家人和朋友！ 参考文献 [1]卢兆明,林鹏,黄河潮.基于GIS的都市应急疏散系统[J]. 中国公共安全·学术版,2005,(2):35-40. [2]李仁杰，张军海，刘劲松.乔瑞波.城市居民防空疏散调度模拟系统设计与实现[J]. 测绘通报,2005,(4):53-55,66. [3]邹亮，任爱珠，张新.基于GIS的灾害疏散模拟及救援调度[J]. 自然灾害学报,2006,15(6):141-145. [4] 何建敏，刘春林，曹杰，等．应急管理与应急系统——选址、调度与算法[M]．北京：科学出版社，2005．85-91. [5] 张新长，曾广鸿，张青年. 城市地理信息系统[M],科学出版社，2001:65-89. [6]苏建中．有毒气体泄漏灾难程度估算初探[J].中国安全科学学报,1993,3(4)：176-180. [7]钱新明，冯长根．易燃易爆危险物质泄漏扩散仿真及其应用的研究[J]，中国安全科 学学报，1997，7(3)：30-33 [8]温丽敏．重大事故应急疏散研究[D]，沈阳东北大学博士学位论文，2000 [9]朱雾平，苟永华．城市火灾扑救调度最佳路径分析[J]．火灾科学，2002，11(4)： 2001-2005 [10]徐国庆．可燃及毒性气体泄漏扩散的研究[M]，大连理工大学，1998 [11]王媛援．空间智能决策支持系统在应急保障中的研究及应用[D]．重庆：重庆大学， 2005，6 [12]穆振海．基于C/S模式的应急救援信息管理系统的设计与实现桂林航天工业高等专科 学校学报，2006年第3期 [13]崔超产，黎忠文．GIS在城市重大危险源管理中的应用，安全与环境工程，200l.8(12) [14]刘铁民．城市安全地理信息系统设计与开发，科学出版社，2004 [15]郑晓阳．基于SDSS的感潮河口城市水灾减灾辅助决策研究[D]，上海：华东师范大学， 2005，5 [16]吴薇薇，宁宣熙.基于改善紧急疏散网络流通能力的仿真研究IJI.中国 管理科学，2006，14(3):86一90· [17]吴薇薇，宁宣熙.紧急疏散网络防堵塞改造研究[Jl.系统工程学报，2006， 21(3):244一248， [18]胡忠日.安全疏散研究的国内外动态和发展趋势IJ1，消防理论研究， 2001，6:7·8 [19]田玉敏.火灾中人员的行为及其模拟计算方法研究闭.安全与环境学报， 2以场(02):26一30 [20]范维澄，孙金华，陆守香等著.火灾风险评估方法学网.北京:科学出肛 社，2004，6. [21]张成才，秦昆．GIS空间分析理论与方法，2004 [22] 萨师煊，王珊. 数据库系统概论[M] 高等教育出版社.北京：2001:20-135. [23]宋关福,钟耳顺.组件式地理信息系统研究与开发[J].中国图形图像学报.1993,(3):2013-2058. [24]陈俊，宫鹏．实用地理信息系统.科学出版社，1998.2. [25] S Gwynne，E R Galea，M Owen，P J L Tence，LFilippidis．A review of the methodology 0gies used in the computer simulation of evacuation from the built environment[J]．Building and Environment，1999，34：741-749． [26] Shefi Y，Mahmassani H，Powell W B．A transportation ne twork evacuation model[A]．Transp．Res．[C]．Part A，1982，16(3):209—218． [27] LeoC J，PreayR L．Numerical simulation of macroscopic continuum traffic models[A]．TranspRes．[c]．PartB，1992，26B(3):207—220． [28] Michalopoulos P G，Bests D E，Lin J．Analysis of interrupted flow by finit difference methods[J]．Transportation Research，1984：18B： 409—421． 车辆 宾馆 医院 控制区 清空蔓延记录 灾害损失报告 出口 出口 信息按钮 鹰眼 开发单位 比例尺显示 坐标显示 数据库 导航数据 地图数据 建立最佳疏散方案 场内人员紧急疏散 大型公共场所应急疏散系统 灾害蔓延动态模拟 确定避难场所 确定疏散区域 请求医疗救援 车辆实时动态跟踪 对受困人员组织施救 最短路径分析 馆内中要物品查询 选择最佳避难场所 紧急救援 PAGE