三维技术在消防工作中的应用与实现浅析

三维技术在消防工作中的应用与实现浅析摘要：随着现代科学技术的飞速发展，人类社会已经进入了信息时代，作为核心技术的计算机技术经过50年的发展，已经广泛应用于商业、军事、社会生活等各个领域。

伴随着网络技术的迅猛发展，以及在各个领域
中的广泛应用，单纯的二维图形界面已经不能满足用户对信息的需求，在
这种形势下三维技术应运而生，并逐步推广。

尤其是2022年网上世博会
的出现，使人们认识到了三维技术的强大与魅力。

网上世博会直观呈现了2022年上海世博园区的三维场景，访问者可通过拖曳鼠标对世博园区的
全貌进行观赏。

本文将就三维技术在消防工作中的应用与实现进行了简单
探讨。

一、三维技术在消防工作中的应用
（一）被困人员与消防灭火人员的定位。

由于消防人员必须首先对火
情进行勘察，且火灾发生后，一般建筑物内部会有大量浓烟，人的视线受阻，造成被困人员逃生无法辨别方向，逃生困难，消防救援人员难以进入
建筑物内部、难以发现被困人员，甚至复杂建筑会造成消防救援人员被困，甚至伤亡。

2022年元旦浙江萧山致3名消防员牺牲的火灾中，消防员视
线受阻，无法迅速逃生。

而接应消防员也无法快速找到被困消防员，这是
造成消防人员牺牲的一个重要原因。

采用无线三维定位技术能够快速准确
定位深入火场内部的消防人员，结合建筑物的三维模型，能够通过对讲机
等通信方式，引导消防人员安全快速撤离建筑物内部，避免人员伤亡。

同时，若发生火灾地点为宾馆、医院、学校等人员密集场所，可以在建筑物
内部放置廉价无线发射装置。

火灾发生后，被困人员打开无线定位发射装
置呼救。

结合接收定位系统，就可以使消防人员在不进入火场的情况下，
通过消防系统对建筑物内各个传感器实时采集的数据进行科学分析，并配
合摄像头等监控设备，可以获取发生火灾的具体位置、通道的走向、火势
的大小、火场内被困人员所在的位置等信息，并把这些信息标注在三维建
筑物模型上，制定科学营救方案，迅速将人员救出，节约搜寻人员的宝贵
时间。

（二）、建筑物三维结构灭火救援预案的制定能够大大增强灭火救援
预案的针对性与有效性。

目前消防部队的灭火预案主要采用二维图形显示
方式，这种显示方式不能准确的反映建筑物的外形、通道的走向、门窗的
位置等关键信息。

一旦发生火灾只能靠消防人员的经验和侦察才能确定建
筑物的建筑结构，安全出口的位置以及火灾的分布等情况。

在此之前消防
人员对于其管辖区内的建筑没有确切的了解。

采用三维建筑数字模型，不
仅在发生火灾之后可以为救火人员提供直观的详细信息，而且能在日常熟
悉灭火救援预案的过程中对建筑物结构、重点部位、通道等情况有直观感受，便于在日后真正灭火战斗中快速准确展开。

结合虚拟化技术，消防员
也可以在虚拟现实系统中进行灭火救援训练，从而使消防员对战斗编成、
技战术进行熟悉，实现真正的网上练兵，提升战斗力，最大限度减少灾害
损失。

（三）、災害应急逃生系统的建设。

以酒店为例，建立三维建筑模型后，每位前来住宿的客人可以将三维建筑模型数据通过NFC近场通信装置、WI-FI无线系统导入智能手机中，并根据自己所住房间自动生成多条逃生
通道。

灾害发生后，灾害范围信息通过无线网络传输至旅客智能手机上。

旅客根据实际情况制定科学逃生路线，避开已被火灾封死的安全通道，并
根据不依赖GPS的“时间及惯性测量单元”（TIMU）和NFC近场通信标记
点不断修正自己在整个复杂建筑物中的位置信息，从而在烟雾环境下快速
逃生，实现真正的安全通道。

二、建筑三维模型化的实现
虚拟现实建模语言（VRML）是随着虚拟现实技术的发展而诞生的一门新型语言。

作为3Dma某作为典型代表，目前应用较为广泛。

但是一个虚拟建筑是一个极其复杂的模型，利用3Dma某对一个建筑物进行建模，需要耗费大量人力，且精确度不能保障。

随着科技的进步，拍照式三维扫描仪崭露头角。

三维扫描仪在现代工业生产，先进制造技术方面发挥着越来越重要的作用。

采用三维扫描仪不仅能够缩短设计时间，降低设计难度，更能够保证工业设计和工业生产的科学性准确性，降低风险，提高现代设计水平。

三维光学扫描仪按照其原理分为两类，一种是“照相式”，一种是“激光式”。

“激光式”扫描仪属于较早的产品，由扫描仪发出一束激光光带，光带照射到被测物体上并在被测物体上移动时，就可以采集出物体的实际形状。

“激光式”扫描仪一般要配备关节臂。

“照相式”扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪，与传统的激光扫描仪和三座标测量系统比较，其测量速度提高了数十倍。

由于有效的控制了整合误差，整体测量精度也大大提高。

其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表面，借助两个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理，可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。

其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技术使扫描范围可达12M，而扫描大型工件甚至建筑则变得高效、轻松和容易。

拍照式三维扫描仪以快速、准确的优势，后来者居上，大大降低了建筑物三维化所需时间及成本。

综上所述，三维技术在消防工作中能够发挥巨大作用，且技术条件已经满足，消防部门应紧紧抓住机遇，推动三维技术在消防事业中不断深入发展，大展身手。