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北京公安消防局救援训练管理系统的设计与实现

时间:2013-04-30 08:45来源:www.010lunwen.com 作者:wwj881024 点击:
通过建设消防救援模拟系统,加大灾害事故救援处理和控制的研究力度,综合运用工程技术及法律、经济、教育等手段,全面提高灾害应急管理和救援能力。

第1章绪论
   
1.1系统开发背景
    近年来,伴随迅猛发展的现代化城市建设,化学品爆炸、地铁火灾等特殊环境下的火灾频频发生。尤其是近几年来,国际、国内恐怖事件不断发生,火灾事故的多发性和抢险救援任务的艰巨性日显凸出,消防部队作为一支担负火灾及其它突发性灾害事故处置任务的专门力量,面临着如何做好消防救援工作的社会性难题。为减少人员伤亡、财产损失,提高在特殊火灾和灾害事故处置行动中的成功率,除了加强消防队伍建设和装备建设,更重要的是加强培训基地和模拟训练设施建设,推动训练手段的模拟化和训练场地的基地化,因此很有必要建设一套能逼真地模拟真实火灾环境的消防训练系统。为此,北京公安消防局提出了建立北京公安消防局救援训练管理系统,通过模拟训练,提高消防部队抢险救援能力。
   
1.2我国社会救援体系的现状
    加强社会应急救援体系建设,是完善突发事件应急管理机制的主要构成,是维护社会公共安全和国家安全的重大举措。随着社会的不断进步,应急救援工作已经成为显示城市基础设施水平和社会管理能力的标志性工程。特别是进入90年代以来,许多工业发达国家都建立了包括紧急救援法规、管理机构、指挥系统、应急队伍、资源保障等方面的应急救援管理体制。如美国在20年前就设立了由总统直接领导的“联邦紧急事务管理局”(FEMA )。全国有2600名专门人员,设10个分区,在每个城市按面积和人口密度设有大量的能承担救生、防灭火和其它灾害抢险救援任务的消防站,还设有直属的28个城市抢险救援队,分布于不同州的各类城市。德国是建立民防专业队较早的国家,全国除约6万人专门从事民防工作外,还有约150万消防救护和医疗救护、技术救援志愿人员。这支庞大的民防队伍均接受过一定专业技术训练,并按地区组成抢救队、消防队、维修队、卫生队、空中救护队。法国的民防专业队伍主要由一支近20万人的志愿消防队和一支由8万预备役人员组成的民事安全部队组成。民事安全部队现编成22个机动纵队、308个收容大队和108个民防连,分散在各防务区、大区和省,执行民事安全任务,战时可扩编到30多万人。而发达国家消防部门的职能也由传统的单一模式向多功能化立体方向发展,普遍承担了灭火、救护、防化、垮塌、爆炸、交通事故以及空难救援等抢险救援任务,灭火出动平均仅占这些国家消防队年出动总数的10%左右,其余90%左右都是应急救援。
    与国际上相比,我国目前对各类突发灾害性事件的应急反应和应急救援实行的是一种“分而治之”行业垂直领导体系,如消防、矿山、石油、民航等部门都根据相应的法律法规,分别对各自行业内的应急和救援活动进行了规定。这种单一灾害管理模式往往无法实现将现有人力、信息、技术、装备等资源整合共享的要求,极大削弱了应对各类突发事件的处置能力。
    从目前的救援体系来看,参战的多方救援力量因领导体制不同、隶属关系各异、利益差别等原因,在行动中缺乏组织上的严密性和纪律上的约束性,多头指挥、各自为战的格局依然没有打破。各个救援力量之间基本处于各自为战的状态,各种专业救援力量和相关职能部门之间不能实行整体联动,没有统一的调度、指挥和协调功能,缺少科学性和联动性,既造成了人力和物力的浪费,又耽误了宝贵的救援时间。这主要是由于缺乏统一高效的应急救援机制,缺乏统一组织指挥和综合协调能力,平时无法进行必要的合成训练和演练
    公安消防部队应当积极给党委、政府当好参谋助手,积极推动应急救援立法工作,建立起符合国情、利国利民的应急救援法律保障体系,切实将各类灾害事故的预防、各种社会抢险救援队伍建设以及发生灾害事故后的指挥机制等纳入法制轨道,建立对付突发事件的应急中心、协调机构,明确各级政府及主管部门在救援工作中的职能、权限、责任和义务,明确界定社会抢险救援的对象和范围,明确界定各种社会抢险救援队伍的关系、参与尺度和隶属关系,明确各类人员的职责分工及有关经费的落实等,逐步形成“政府领导、部门参与、统一指挥、协调配合”的社会应急救援联动机制。同时,要加大灾害事故预防和控制的研究力度,建设消防救援模拟系统,综合运用工程技术及法律、经济、教育等手段,全面提高灾害应急管理和救援能力。
   
1.3系统开发主要技术
    系统采用B/S体系结构,采用基于MVC的Struts框架进行开发,采用JavaScript, CSS, XML等技术,采用SQL Server 2005作为数据库服务器。

    1.  B/S结构
    B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器模式),是WEB兴起后的一种网络结构模式,WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端,将系统功能实现的核心部分集中到服务器上,简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器(Browser ),如Netscape Navigator或Internet Explorer服务器安装Oracle, Sybase, Informix或SQL Server等数据库。浏览器通过WebServe:同数据库进行数据交互。
    B/S结构是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下,用户工作界面是通过WWW浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量,降低了用户的总体成本(TCO)。以目前的技术看,局域网建立B/S结构的网络应用,并通过Internet/Intranet模式下数据库应用,相对易于把握、成本也是较低的。它是一次性到位的开发,能实现不同的人员,从不同的地点,以不同的接入方式(比如LAN, WAN, Internet/Intranet等)访问和操作共同的数据库;它能有效地保护数据平台和管理访问权限,服务器数据库也很安全。

    2.  Struts技术
    Struts是一个比较好的MVC框架,提供了对开发MVC系统的底层支持,MVC中,Model代表的是应用的业务逻辑(通过JavaBean} EJB组件实现),View是应用的表示层(由JSP页面产生),Controller是提供应用的处理过程控制(一般是一个Servlet ),通过这种设计模型把应用逻辑,处理过程和显示逻辑分成不同的组件实现,以实现代码重用和易于修改。Struts提供了Controlle:组件并且整合了其它技术来实现Model和Viewo Struts的核心组件。

      3 .CSS
    CSS是英语Cascading Style Sheets(层叠样式表单)的缩写,它是一种用来表现HTML或XML等文件式样的计算机语言。CSS目前最新版本为CSS3,能够真正做到网页表现与内容分离的一种样式设计语言。相对于传统HTML的表现而言,CSS能够对网页中的对象的位置排版进行像素级的精确控制,支持几乎所有的字体字号样式,拥有对网页对象盒模型的能力,并能够进行初步交互设计,是目前基于文本展示最优秀的表现设计语言。

    4. XML技术
    XML技术是一项国际标准,可以有效地统一现有网络系统中存在的多种管理接口。其次XML技术具有很强的灵活性,可以充分控制网络设备内嵌式管理代理,确保管理系统间,以及管理系统与被管理设备间进行复杂的交互式通信与操作,实现很多原有管理接口无法实现的管理操作。
    利用XML管理接口,网络管理系统还可以实现从被管理设备中读取故障信息和设备工作状态等多种管理数据的操作。新管理接口的采用可以大大提高管理软件,包括第三方管理软件与网络设备间进行管理信息交换的能力和效率,并可以方便地实现与网络管理系统的集成。
    而且由于XML技术本身采用了简单清晰的标记语言,在管理系统开发与集成过程中能比较简便地实施,这样新管理接口的采用反而还会降低整个管理系统的开发成本。

    5 .SQL Server 2005
    SQL Server2005是一个关系数据库管理系统,SQL Server 2005在通过数据库加密、更加安全的默认设置、加强的密码政策和细化许可控制、及加强的安全模型等特性,为企业数据提供最高级别的安全性。SQL Server 2005引进了一套集成的管理工具和管理应用编程接口,以提供易用性、可管理性、及对大型SQL Server配置的支持。SQL Server 2005提供一种新的XML数据类型,使在SQLServer数据库中存储XML片段或文件成为可能。
   
1.4本文主要工作
    此系统是应消防公共安全职能部门应急演练、培训教学和各种应急预案落实和考核的需求而开发的虚拟训练系统。系统是建立在虚拟现实、灾害仿真技术和网络基础之上,通过对灾害现场和灾害过程的模拟仿真,为参训者在计算机系统上提供执行各项应急救援任务的虚拟环境。参训者在此环境中按照职能和任务的不同,模拟不同的角色,各角色相互合作,协同训练,完成所设定的任务。系统分为两部分:一是管理系统,二是虚拟操作部分。虚拟操作部分是根据管理系统的信息生成场景进行操作,本文介绍管理系统的功能设计与实现过程。
    本文采用UML标准建模语言来描述北京公安消防局救援训练管理系统的设计与实现过程。本文首先介绍系统的开发背景,在需求调研基础上对系统进行介绍,并采用UML用例分析方式对系统功能需求进行分析;介绍管理系统技术架构和功能结构,并采用静态模型结构和动态时序图对系统部分功能详细设计进行描述;采用E R图描述系统数据模型,并介绍系统部分数据库表结构设计;展示系统部分实现功能和实现代码,并通过活动图描述系统功能实现过程,介绍系统测试原则和要求,最后对本文工作进行总结。
   
1.5本文的组织结构
    本文共分为五个章节,介绍了系统的开发背景,系统需求分析,系统设计和系统的实现与测试,并对本文工作进行了总结。文章具体结构安排如下:
    第1章绪论,首先介绍了系统开发背景,分析了我国社会救援体系现状,介绍了系统开发主要技术,并对本文的主要工作作了分析。
    第2章需求分析,对系统进行了简单介绍,并分析了系统功能需求,介绍了系统非功能性需求。
    第3章系统设计,介绍了系统技术架构,系统功能结构、系统详细设计和数据库设计。
    第4章系统实现与测试,展示了系统功能实现效果图和部分功能实现代码,介绍了系统测试的原则和要求。
 第5章总结与展望,对北京公安消防局救援训练管理系统进行了简单的总结。

第2章 需求分析......................... 18-32
2.1 系统简介...................... 18-19
2.2 角色说明........................ 19
2.3 功能需求分析.................... 19-30
2.3.1 创建训练................... 20-22
2.3.2 加入训练................. 22-23
2.3.3 编写模版..................... 23-24
2.3.4 讨论模版................ 24-25
2.3.5 观看录像...................... 25
2.3.6 参考预案................... 25-26
2.3.7 上传录像................... 26-27
2.3.8 下载中心..................... 27-28
2.3.9 系统管理 .....................28-30
2.4 系统非功能性...............30-32
第3章 系统设计......................... 32-47
3.1 管理系统技术.................. 32-33
3.2 系统功能结构........................ 33-34
3.3 系统详细设计................... 34-42
3.3.1 训练模版详细设计 .........................35-37
3.3.2 训练详细设计.................... 37-40
3.3.3 参考预案详................. 40-42
3.4 数据库设计 ......................42-47
3.4.1 数据模型................... 43-44
3.4.2 数据库表结构.................. 44-47
第4章 系统实现与测试........................ 47-61
.............................................................  
   
总结与展望
    计算机模拟技术具有真实、互动、情节化的独有特性,可以降低演习成本,丰富演练内容,增加情况变化,便于分析、评估,强化重要技能,利于养成良好的战术素养。计算机模拟技术在消防训练方面的应用具有非常广阔的前景,它用数字化的形式,模拟真实的世界,能直观地训练消防人员如何应对复杂变化的各种情况,提高消防战斗员的综合素质,缩短消防员的训练周期,迅速提高消防部队战斗力。
    本文采用UML标准建模语言来描述北京公安消防局救援训练管理系统的设计与实现过程。本文首先介绍了系统的开发背景,在需求调研基础上对系统进行了介绍,并采用UML用例分析方式对系统功能需求进行了分析;介绍了管理系统技术架构和功能结构,并采用静态模型结构和动态时序图对系统部分功能详细设计进行了描述;采用E R图描述了系统数据模型,并介绍了系统部分数据库表结构设计;展示了系统部分实现功能和实现代码,并通过活动图描述了系统功能实现过程。消防救援训练管理系统采用B/S体系结构,采用Struts, JSP, Servlet,XML等技术设计实现,采用SQL Server 2005作为数据库服务器,实现了管理者创建训练、参训人员加入训练、管理员编写训练模版、上传参考预案、观察员上传录像、管理员用户管理等功能;实现了搜索模版,选择模版,等待加入训练等功能;通过编写模版,实现了训练场景、附属资源、参与角色等的设置;实现了参考预案、系统插件、训练场景、录像的上传及下载,为系统创建3D模拟训练场景提供基础支持。
    通过建设消防救援模拟系统,加大灾害事故救援处理和控制的研究力度,综合运用工程技术及法律、经济、教育等手段,全面提高灾害应急管理和救援能力。
 由于技术水平等原因,本文只介绍了北京公安消防局救援训练管理系统中信息管理部分的实现内容,对虚拟技术和仿真技术只作了简单介绍,下一步中,将进行虚拟和仿真技术的研究,完成系统3D模拟训练场景的制作,全面实现消防模拟救援训练系统,为消防救援工作提供依据。

参考文献
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