基于GIS的消防路线规划系统设计

论文摘要

随着社会经济的发展,生活节奏的加快,越来越多的安全隐患也随之而来。火灾对社会造成的人身安全及财产损失呈逐年增长趋势。发生火灾时,时间就是生命。消防工作效率的高低与人身安全具有密不可分的关系。本文提出一种基于地理信息系统(Geographic Information System)GIS的消防路线规划方案。在学习GIS平台之后,利用ArcGIS平台建立了基于河北省石家庄市公共交通及消防资源地理数据库,并且对数据库中涉及的要素类字段进行了详细说明,为后文的数据分析提供数据基础。在最优路径算法方面,首先分析了经典蚁群算法的不足之处,进而从蚁群算法的信息素更新策略方面做出优化。针对经典蚁群算法收敛速度慢、容易陷入局部最优解的问题,本文提出添加辅助夹角因子、距离因子的解决办法。算法开始,蚂蚁首先估测当前位置与目标位置的欧几里得距离,算法运行过程中,蚂蚁实时比较当前所经过的距离与起始估测值的关系,根据实际距离与估测距离关系不同,结合蚂蚁当前行进方向与目标位置方向形成的夹角范围,选择相应的信息素更新策略。经验证,改进后的蚁群算法达到了加快算法收敛速度的效果。此外,针对消防过程中可能出现的水资源不足问题,提出增设消防供水点的解决方案,为火灾救援提供资源的保障。针对同一区域消防资源的调度问题,本文选取道路的距离属性作为成本。即发生火灾后,根据接警中心提供的火灾点位置信息,分析火灾点附近的消防资源,通过判断消防资源与火灾点的距离,选取距离较近的消防队出警。最后,本文利用ArcGIS提供的ArcEngine接口,选用Visiual Studio2010作为开发环境,对本文提出的方案进行了实验验证。实验结果验证了所提出的方案的正确性和有效性。该方案能够确保消防路线合理规划的基础上,缩短消防车辆救援时间,提高消防资源利用率,达到了提高整体消防作业效率的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 论文的组织结构
• 第2章 基本理论及相关研究
•   2.1 GIS系统
•     2.1.1 GIS系统构成
•     2.1.2 GIS数据模型
•     2.1.3 GIS网络数据集
•     2.1.4 GIS应用领域
•   2.2 最优路径算法
•     2.2.1 Dijkstra算法
•     2.2.2 A*最优路径算法
•     2.2.3 蚁群最优路径算法
•   2.3 三种算法优劣性比较
•   2.4 本章小结
• 第3章 系统总体设计
•   3.1 系统设计原则
•   3.2 系统需求分析
•   3.3 系统设计目标
•   3.4 系统功能模块设计
•   3.5 数据库表设计
•   3.6 本章小结
• 第4章 蚁群算法的改进
•   4.1 局部信息素更新优化策略
•   4.2 全局信息素更新优化策略
•   4.3 改进蚁群算法效率对比
•   4.4 本章小结
• 第5章 实验仿真及结果
•   5.1 实验环境介绍
•   5.2 实验数据准备
•   5.3 消防设施及服务区分析
•   5.4 消防车辆路线规划
•   5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴泽华

导师: 许向阳,段喜凤

关键词: 消防,蚁群算法,最优路径

来源: 河北科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 自然地理学和测绘学,建筑科学与工程,计算机软件及计算机应用,自动化技术

单位: 河北科技大学

分类号: P208;TP18;TU998.1

总页数: 59

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