Ứng dụng GIS trong công tác chữa cháy khu vực đô thị

” Nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ GIS xây dựng cơ sở dữ liệu và đưa ra các giải pháp nhanh nhằm phụ vụ công tác chữa cháy khẩn cấp khu vực đô thị cho cơ quan Phòng cháy chữa cháy (PCCC) như việc xác định các tuyến đường tối ưu từ vị trí của Trụ sở cơ quan PCCC tới vị trí có sự cố cháy nổ. Với việc sử dụng chức năng truy vấn (query), vị trí xảy ra cháy nổ và việc xác định các tuyến đường tối ưu được mô hình hóa dựa trên khoảng cách, thời gian, độ dốc của đường bộ và sự chậm trễ trong thời gian di chuyển. Ngoài việc sử dụng những phép phân tích không gian và thuộc tính này để kịp thời đáp ứng công tác chữa cháy khẩn cấp, cơ quan PCCC còn có thể thực hiện phân tích về số lượng và phân bố không gian của khu vực lấy nước chữa cháy (Trụ nước chữa cháy, hệ thống thủy văn) là đề tài nghiên cứu của nhóm nghiên cứu: Nguyễn Thị Thắm, Nguyễn Thị Thoa, Nguyễn Thị Thùy Linh, Lương Thị Thùy Linh, Nguyễn Bá Duy, Phạm Thị Thanh Hòa – Khoa Trắc địa – Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội.“

Sau đây chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về ứng dụng GIS trong công tác chữa cháy khu vực đô thị

1. Giới thiệu

Cháy nổ tại khu vực đô thị hiện đã, đang và sẽ luôn là một trong những vấn đề đáng lo ngại với mọi quốc gia, mọi nền kinh tế. Ở Việt Nam, những thiệt hại về con người và tài sản bị phá hủy bởi hỏa hoạn hàng năm ước đến gần 800 tỉ đồng (Việt Cường, 2013).

Chính vì lí do trên, cho đến nay hầu hết các thành phố ở nước ta cơ quan Phòng cháy Chữa cháy (PCCC) đã được thành lập đến cấp quận (huyện), trực thuộc sở PCCC (Cục PCCC) với mục đích kiểm soát nhanh nhất sự bùng phát của các đám cháy, cũng như thực hiện các nhiệm vụ về công tác quản lý và giám sát cháy nổ (tổ chức các hoạt động giáo dục quần chúng về các biện pháp an toàn phòng chống cháy, đồng thời xây dựng thêm các trạm cứu hỏa, các trụ nước cứu hỏa ở khu vực đông dân cư, khu vực có nhiều công trình và cơ sở sản xuất quan trọng trong các thành phố lớn.

Mặc dù đã được trang bị các thiết bị kỹ thuật hiện đại về phòng cháy và chữa cháy, tuy nhiên hiện tượng cháy nổ khu vực đô thị vẫn tiếp tục gây thiệt hại nghiêm trọng. Hơn nữa, đặc thù giao thông đô thị: đường xá ở khu vực đô thị Việt Nam đa số là đường nhỏ, quy mô đường thiếu hợp lý. Chỗ đông dân cư thì hệ thống đường nhỏ và hẹp, nơi dân cư thưa thớt thì hệ thống đường rộng rãi và thông thoáng. Bên cạnh đó, có nhiều ngõ hẻm và đường nhỏ giao cắt với đường lớn.

Hệ thống đường phân bổ thiếu hợp lý, cấu trúc đô thị cũng thiếu quy hoạch khi nhà cửa được xây dựng chủ yếu theo kiểu nhà phố liền kề, san sát nhau với rất nhiều hẻm nhỏ đan xen qua lại, các ngõ hẹp không thể chứa lượng lớn xe cộ đi lại. Vì vậy, để xử lý có hiệu quả các vụ cháy đòi hỏi phải xây dựng một hệ thống phản ứng nhanh, hiệu quả trên quy mô khu vực, nhất là những thành phố lớn như: Hà Nội, Hải Phòng, TP. Hồ Chí Minh…

Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này là nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ Hệ thông tin địa lý (GIS) để xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) và đưa ra các giải pháp nhanh nhằm phục vụ công tác chữa cháy khẩn cấp khu vực đô thị cho cơ quan PCCC. Như việc xác định các tuyến đường tối ưu từ vị trí của Trụ sở cơ quan PCCC tới vị trí có sự cố cháy nổ. Với việc sử dụng chức năng truy vấn (query) vị trí xảy ra cháy nổ và việc xác định các tuyến đường tối ưu được mô hình hóa dựa trên khoảng cách, thời gian, độ dốc của đường bộ và sự chậm trễ trong thời gian di chuyển.

Ngoài việc sử dụng những phép phân tích không gian và thuộc tính này để kịp thời đáp ứng công tác chữa cháy khẩn cấp, cơ quan PCCC còn có thể thực hiện phân tích về số lượng và phân bố không gian của khu vực lấy nước chữa cháy (Trụ nước chữa cháy, hệ thống thủy văn, hệ thống bể chứa nước trong các khu dân cư…). Hệ thống thông tin phục vụ chữa cháy cũng có thể được phát triển để mở rộng về phạm vi (không gian) và CSDL thuộc tính nhằm nâng cao khả năng hỗ trợ ra quyết định toàn diện hơn.

 2. Phương pháp nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu được giới hạn là 3 quận trên địa bàn TP.Hà Nội: Cầu Giấy, Thanh Xuân, Đống Đa. Đây là ba trong số những quận có tình hình tốc độ đô thị hóa rất nhanh, đông dân đồng thời là trung tâm kinh tế-văn hóa-giáo dục quan trọng.

Ứng dụng GIS trong một hệ thống chữa cháy bao gồm:

–Xác định điểm chữa cháy nhanh chóng, chính xác. Có 4 cách xác định:

• Thứ nhất: Khi người dân báo cáo khẩn cấp, họ phải báo cáo địa chỉ của đám cháy. Các nhà điều hành hệ thống có thể sử dụng giải quyết bằng truy vấn không gian trên bản đồ GIS.
• Thứ hai: Nếu người dân sử dụng điện thoại cố định để báo cháy mà không biết địa điểm cụ thể, nhà quản lý có thể trích xuất số điện thoại, và gửi cho bên cung cấp dịch vụ viễn thông để có được địa chỉ của điện thọa, sau đó có thể xác định vị trí của điểm cháy trên một bản đồ điện tử.
• Thứ ba: Nếu người dân sử dụng điện thoại di động (smart phone) có tích hơp GPS, để báo cháy thì có thể gửi thông tin về vị trí đang đứng (gần điểm cháy) bằng nhiều phần mềm khác nhau.
• Thứ tư: Sử dụng thiết bị báo cháy tự động. Nếu xảy ra cháy, thiết bị báo động sẽ tự động gửi tín hiệu cháy, chữa cháy trung tâm. Nếu vị trí của các thiết bị báo động đã được đăng kí và được lưu trữ trong hệ thốn, vị trí đám cháy sẽ nhanh chóng được xác định trên bản đồ điện tử.

–Đưa ra các quyết định hỗ trợ: Nhờ dữ liệu GIS và khả năng truy vấn, phân tích không gian mạnh mẽ, hệ thống có thể tự động tìm kiếm trạm cứu hỏa gần nhất, xe cứu hỏa, thông tin nguồn nước và các bệnh viện gần nhất với vị trí đám cháy.

–Điều hướng: Cùng với khả năng của công nghệ GPS, hệ thống có thể theo dõi các xe cứu hỏa, giám sát trạng thái và chỉ dẫn xe cứu hỏa đến địa điểm cháy trong thời gian gần nhất.

Sơ đồ quy trình công nghệ

Sơ đồ quy trình công nghệ GIS trong công tác chữa cháy khu vực đô thị

3. Kết quả bài toán phân tích mạng

Tìm tuyến đường ngắn nhất từ trạm PCCC đến vị trí điểm cháy

Bài toán tìm các trạm cứu hỏa có thể phản hồi nhanh nhất khi có một (hoặc nhiều) đám cháy xảy ra tại một (hoặc nhiều) địa điểm nhất định. Kết quả bài toán sẽ đưa ra những tuyến đường (tuyến đường tối ưu và tuyến đường dự phòng khi gặp sự cố trong khi di chuyển) và hỗ trợ cho xe cứu hỏa tới vụ cháy nhanh nhất.

Quy trình tìm trạm PCCC gần điểm cháy nhất

Tìm các điểm lấy nước gần điểm cháy

Bài toán giải quyết vấn đề tìm ra những điểm lấy nước phục vụ cho việc ngăn chặn, dập tắt cháy một cách nhanh nhất. Các điểm lấy nước này là các trụ nước, các ao, hồ, sông ngòi, kênh mương,…

Quy trình tìm kiếm các điểm lấy nước gần điểm cháy nhất

Thiết lập các bản đồ vùng khả đáp ứng của trạm PCCC

Trên cơ sở phân tích mạng, các bản đồ vùng khả đáp ứng đối với các kịch bản thời gian đáp ứng chữa cháy được xây dựng. Trên thực tế, vận tốc di chuyển và thời gian di chuyển là hai khái niệm khác nhau, đặc biệt đối với các đô thị giao thông phức tạp.

-Phân vùng khả đáp ứng theo thời gian lái xe 2 phút, 4 phút, 6 phút

-Phân vùng khả đáp ứng của Đội Cảnh sát PCCC theo bán kính di chuyển

4. Kết luận

Với những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, nghiên cứu đã xây dựng được cơ sở dữ liệu để phục vụ công tác chữa cháy; xây dựng được quy trình ứng dụng công nghệ GIS hỗ trợ công tác chữa cháy khu vực đô thị.

Ứng dụng công nghệ GIS vào việc hỗ trợ đưa ra phương án và xử lý thông tin PCCC chỉ mất một thời gian rất ngắn, nên công tác triển khai đến điểm cháy sẽ được rút ngắn lại, giảm thiểu thiệt hại đáng kể về tài sản và tính mạng con người. Khả năng ứng dụng của nghiên cứu là rất lớn từ cấp quận (huyện), cấp tỉnh (Thành phố) cho đến khu vực rộng lớn hơn. Đặc biệt với tình hình cháy nổ tăng cao trong các năm trở lại đây việc ứng dụng nghiên cứu này vào thực tế là hoàn toàn hợp lí và rất cần thiết cần được triển khai tại các khu vực trong cả nước đặc biệt là khu vực đô thị.