構(gòu)建基于3G/GPS的森林公園足跡記錄及救援支持系統(tǒng)

鄒卓輝

摘 要：森林（郊野）公園每年都發(fā)生游客失蹤、傷亡意外，因此救援服務(wù)不容忽視。該項(xiàng)目借助智能手機(jī)、3G通訊網(wǎng)，構(gòu)建遠(yuǎn)足者游覽足跡記錄及救援支持系統(tǒng)。遠(yuǎn)足者從公園入口開(kāi)始，運(yùn)行客戶端，啟動(dòng)3G通訊網(wǎng)及GPS端口，系統(tǒng)自動(dòng)收集足跡信息。當(dāng)意外出現(xiàn)，救援隊(duì)伍通過(guò)登錄系統(tǒng)后臺(tái)，從游客足跡數(shù)據(jù)庫(kù)還原出其足跡線路，開(kāi)展行之有效的救援。

關(guān)鍵詞：森林公園 救援支持 足跡 信息系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU242.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（c）-0007-03

1 項(xiàng)目背景

1.1 遠(yuǎn)足意外發(fā)生的情況

到森林（郊野）公園遠(yuǎn)足是有益身心的活動(dòng)，近年來(lái)被越來(lái)越多人追捧。但每年都發(fā)生游客失蹤、傷亡意外，據(jù)深圳市登山協(xié)會(huì)有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，深圳每年用于戶外救援經(jīng)費(fèi)達(dá)300～500萬(wàn)元。2010年12月1日，發(fā)生在該市馬巒山郊野公園的10名山友迷路被困，出動(dòng)百余警力救援的事件，再次引起社會(huì)對(duì)戶外運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題的關(guān)注。據(jù)中國(guó)緊急救援聯(lián)盟《中國(guó)戶外安全事故調(diào)研報(bào)告》指出，2010年度記錄的戶外事故中，陜西40起，遇難15人；北京33起，遇難4人。在事故原因的統(tǒng)計(jì)中迷路是主因，占總的事故51.6%以上。而迷路的原因是對(duì)戶外知識(shí)缺乏，準(zhǔn)備不充分。2011年度，搜集到的中國(guó)戶外安全事故共492起，與2010年度的182起相比大幅增長(zhǎng)。其中，山東、北京、浙江三省市的事故數(shù)量排在前三名。國(guó)外方面，據(jù)美國(guó)國(guó)家公園管理局（NPS）統(tǒng)計(jì)，1992年—2007年，在NPS管轄的公園內(nèi)，共發(fā)生78 488起應(yīng)急救援事件。其中2 659人死亡，24 288人導(dǎo)致病傷。平均每天發(fā)生11.2起，每次救援行動(dòng)花費(fèi)895美元。因此，行之有效的森林（郊野）公園救援服務(wù)不容忽視，構(gòu)建用于救援的信息化輔助系統(tǒng)勢(shì)在必行，這種信息化救援系統(tǒng)，是城市應(yīng)急體系建設(shè)中的重要基礎(chǔ)。

1.2 國(guó)內(nèi)有關(guān)救援信息化系統(tǒng)現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，城市公共空間各個(gè)領(lǐng)域的信息化救援體系，不斷有新發(fā)展。例如任學(xué)慧[7]提出了以4S技術(shù)與TIS集成構(gòu)建濱海城市旅游安全預(yù)警與事故應(yīng)急救援系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備旅游環(huán)境和事故安全預(yù)警、應(yīng)急事故處理決策及應(yīng)急救援網(wǎng)絡(luò)組織互動(dòng)等功能，實(shí)現(xiàn)旅游管理的科學(xué)化、可視化、智能化。司夏萌（2007）提出了采用3G視頻流媒體、GIS（地理信息系統(tǒng)）和MAS（多代理系統(tǒng)）等理論和技術(shù)，針對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)因其封閉（或半封閉）的運(yùn)行環(huán)境所帶來(lái)的救援空間狹小、事故地點(diǎn)內(nèi)部環(huán)境情況復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)狀況難以反饋、救援不易深入等特殊問(wèn)題，對(duì)救援部門(mén)進(jìn)行合理分工，設(shè)計(jì)救援的詳細(xì)流程，提出了適合軌道交通的救援方案及其實(shí)施方。李希建提出了通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）和煤礦災(zāi)害應(yīng)急救援技術(shù)的研究，以GIS與Visual Basic為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用管理信息系統(tǒng)原理和GIS軟件建立了可視化的煤礦災(zāi)害應(yīng)急救援系統(tǒng)。在森林（郊野）公園的救援信息化系統(tǒng)方面，2012年1月份由香港通訊業(yè)聯(lián)會(huì)（CAHK）主辦，漁農(nóng)自然護(hù)理署、民安隊(duì)等機(jī)構(gòu)支持，中國(guó)移動(dòng)、數(shù)碼通、寬頻無(wú)限、新世界傳動(dòng)網(wǎng)等通訊商參與構(gòu)建了“遠(yuǎn)足短訊留蹤服務(wù)”系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)足救援信息化服務(wù)。內(nèi)地還尚未有針對(duì)遠(yuǎn)足者救援專(zhuān)項(xiàng)信息化系統(tǒng)，大部分僅針對(duì)森林消防、野生動(dòng)植物保護(hù)。

2 系統(tǒng)原理

2.1 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)及QR碼應(yīng)用現(xiàn)況

根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC《中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)季度跟蹤報(bào)告（2012年第二季度）》顯示，2012年第二季度中國(guó)手機(jī)市場(chǎng)整體出貨量約為8 600萬(wàn)部，同比增長(zhǎng)率10.4%。其中智能手機(jī)對(duì)比上一季度增長(zhǎng)25.6%，占整體手機(jī)市場(chǎng)51.3%，首次超過(guò)功能手機(jī)。而3G通訊網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率方面，CDMA2000已覆蓋所有縣級(jí)以上城市，通達(dá)全國(guó)20000多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。WCDMA到2010年上半年，網(wǎng)絡(luò)將覆蓋全部縣級(jí)以上城市和重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。TD-SCDMA目前覆蓋238個(gè)地級(jí)城市，預(yù)計(jì)將增加覆蓋330個(gè)城市。智能手機(jī)與3G網(wǎng)的普及，使得各種應(yīng)用日益廣泛、成熟，QR碼的應(yīng)用便是其一。

QR碼是二維條碼的一種，1994年由日本Denso-Wave公司發(fā)明，已在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。QR碼可儲(chǔ)存更多資料（其中數(shù)字7089字節(jié)、字母4296字節(jié)）。在智能手機(jī)上安裝有QR碼閱讀工具即可解碼。因此，利用這些平臺(tái)構(gòu)建本項(xiàng)目，在應(yīng)用上有創(chuàng)新性。

2.2 系統(tǒng)基本工作原理

項(xiàng)目借助安卓系統(tǒng)智能手機(jī)、QR碼及3G通訊網(wǎng)絡(luò)的普及，構(gòu)建遠(yuǎn)足者游覽足跡記錄及救援支持系統(tǒng)。遠(yuǎn)足者利用安裝了QR碼閱讀工具的智能手機(jī)，讀取在森林公園入口處標(biāo)識(shí)牌上的QR碼2（或事先在網(wǎng)站上下載），將客戶端3安裝到手機(jī)上。安裝完并將個(gè)人信息填報(bào)好后，系統(tǒng)初始化完畢。

前往森林公園前運(yùn)行客戶端，開(kāi)啟3G通訊網(wǎng)、GPS端口，數(shù)分鐘后當(dāng)GPS端口提示衛(wèi)星信號(hào)正常表示系統(tǒng)啟動(dòng)。此時(shí)，即可開(kāi)始游園。系統(tǒng)會(huì)定期將手機(jī)所在地理信息、手機(jī)電池量等信息經(jīng)3G通訊網(wǎng)，反饋至系統(tǒng)服務(wù)器，即所謂足跡記錄。當(dāng)意外出現(xiàn)，救援隊(duì)伍可登錄系統(tǒng)后臺(tái)4，根據(jù)有關(guān)信息（手機(jī)號(hào)、日期時(shí)間、地點(diǎn)、地理信息、姓名、年齡、性別等），還原足跡線路點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)，開(kāi)展行之有效的救助。

3 系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分手機(jī)客戶端及救援支持后臺(tái)兩部分。前者為C/S模式?？蛻舳诉\(yùn)行后，首先檢測(cè)GPS端口及3G通訊網(wǎng)絡(luò)是否開(kāi)啟。其次檢測(cè)是否首次使用，如是則提示初始化注冊(cè)、填報(bào)個(gè)人信息。待運(yùn)行環(huán)境具備后，客戶端便自動(dòng)將實(shí)時(shí)GPS地理信息通過(guò)3G通訊網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送至系統(tǒng)服務(wù)器。后者為B/S模式。救援隊(duì)伍人員用計(jì)算機(jī)打開(kāi)IE瀏覽器，登錄到系統(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行操作。系統(tǒng)后臺(tái)主要有以下功能：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各遠(yuǎn)足者位置及手機(jī)狀態(tài)；（2）生成足跡線路及坐標(biāo)報(bào)告；（3）實(shí)時(shí)預(yù)警；（4）查看遠(yuǎn)足者信息。endprint

3.2 系統(tǒng)主要界面及功能介紹

3.2.1 面向遠(yuǎn)足者的客戶端介紹

客戶端主要功能模塊：（1）二維碼：QR碼掃描模塊。通過(guò)掃描QR碼，能啟動(dòng)手機(jī)瀏覽器，訪問(wèn)編譯的URL；（2）緊急呼叫：初始設(shè)定了緊急電話后，當(dāng)遠(yuǎn)足過(guò)程中遇到險(xiǎn)情時(shí)可點(diǎn)擊此功能進(jìn)行緊急呼叫；（3）系統(tǒng)短信：系統(tǒng)內(nèi)的短信收發(fā)功能模塊，可跟救援隊(duì)伍進(jìn)行短信通訊；（4）事故記錄：遠(yuǎn)足者本人的事故記錄；（5）導(dǎo)游圖：結(jié)合數(shù)字地圖，實(shí)時(shí)顯示自己所在地理位置；（6）個(gè)人信息：填報(bào)、修改個(gè)人信息。

客戶端操作指南：點(diǎn)擊運(yùn)行客戶端。首次運(yùn)行時(shí)先進(jìn)行用戶注冊(cè)，向系統(tǒng)填報(bào)個(gè)人信息，包括：姓名、性別、聯(lián)系電話、身份證號(hào)碼、緊急聯(lián)系人及號(hào)碼，以及使用本系統(tǒng)的用戶名及密碼。在游園前，運(yùn)行客戶端，確認(rèn)3G通訊網(wǎng)絡(luò)及GPS端口已開(kāi)啟及信號(hào)正常的情況下，點(diǎn)擊“入園”按鈕即可。游園完，再點(diǎn)擊“出園”按鈕?？蛻舳斯ぷ髌陂g，不影響手機(jī)的正常使用。

3.2.2 面向救援隊(duì)伍的救援支持系統(tǒng)介紹

在計(jì)算機(jī)上打開(kāi)IE瀏覽器訪問(wèn)管理頁(yè)面，填寫(xiě)正確的賬號(hào)密碼即可登錄。主界面為“游客監(jiān)控”頁(yè)面，實(shí)時(shí)顯示各遠(yuǎn)足者坐標(biāo)點(diǎn)。點(diǎn)擊某遠(yuǎn)足者的圖塊，即顯示其當(dāng)前定位信息。

主界面監(jiān)控欄顯示的圖塊，藍(lán)色表示GPS定位正常，黃色為異常，紅色為已關(guān)閉GPS端口。后面的數(shù)字表示游客數(shù)量。點(diǎn)擊某游客名字則可進(jìn)入游客信息查閱模塊。異常管理模塊針對(duì)GPS信號(hào)異常、手機(jī)電池低于30%時(shí)的情況進(jìn)行匯集。救援隊(duì)伍人員通過(guò)查閱該欄目，掌握遠(yuǎn)足者有關(guān)異常情況，以便做出適當(dāng)?shù)木仍疀Q策。進(jìn)入游客瀏覽模塊，可對(duì)所有已注冊(cè)的遠(yuǎn)足者信息進(jìn)行查閱。點(diǎn)擊相應(yīng)的名字，即可生成該游客的詳細(xì)報(bào)告，如圖7所示。

系統(tǒng)生成遠(yuǎn)足者信息表，記錄包括姓名、年齡、性別、身份證號(hào)、手機(jī)號(hào)、緊急聯(lián)系人及電話、軌跡線路及近期記錄的地理信息列表（按記錄的時(shí)間先后降序排列）各種信息，供救援參考。只要將地理坐標(biāo)點(diǎn)還原至公園地圖上，即可掌握其事故前最后所處位置。

3.3 系統(tǒng)有關(guān)解疑

3.3.1 關(guān)于遠(yuǎn)足者隱私

該系統(tǒng)用于救援支持。遠(yuǎn)足者在使用前，自主填報(bào)個(gè)人信息并允許系統(tǒng)自動(dòng)收集記錄信息，視為知情同意。系統(tǒng)使用賬號(hào)密碼登錄，不對(duì)外公布遠(yuǎn)足者任何信息。

3.3.2 移動(dòng)通訊網(wǎng)信號(hào)覆蓋問(wèn)題

對(duì)于尚未覆蓋3G通訊網(wǎng)信號(hào)的地段，智能手機(jī)會(huì)自動(dòng)切換為2G/2.5G網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)也會(huì)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)上傳信息，每次流量約1KB左右。對(duì)于完全無(wú)通訊網(wǎng)信號(hào)的地段，則系統(tǒng)會(huì)暫時(shí)中斷上傳足跡，待信號(hào)正常后繼續(xù)上傳（同時(shí)將斷網(wǎng)期間收集的GPS信息緩存一并上傳）。

3.3.3 因移動(dòng)通訊網(wǎng)信號(hào)中斷、手機(jī)斷電對(duì)救援的影響

針對(duì)因移動(dòng)通訊網(wǎng)覆蓋情況不佳，遠(yuǎn)足者在游園過(guò)程中信息中斷，甚至出現(xiàn)事故了也未能連接上移動(dòng)通訊網(wǎng)，以及手機(jī)中途斷電的情況，系統(tǒng)雖然未能記錄該遠(yuǎn)足者持續(xù)、完整、及時(shí)的地理信息，然而只要遠(yuǎn)足者最后一次信息記錄點(diǎn)存在的話，依然可以根據(jù)其最后一次地理坐標(biāo)為原點(diǎn)，展開(kāi)救援。這種情況也較盲目的、地毯式搜索效率要高。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)智能手機(jī)現(xiàn)有的移動(dòng)通訊網(wǎng)及GPS技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，構(gòu)建了救援支持系統(tǒng)，為遠(yuǎn)足、登山戶外等高危險(xiǎn)性體育項(xiàng)目提供一定的安全技術(shù)保障，促使其安全健康有序發(fā)展[14]。實(shí)現(xiàn)救援的精準(zhǔn)化、信息化，提高救援效率，確保在“黃金72小時(shí)”內(nèi)實(shí)現(xiàn)救援的目標(biāo)，保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全[15]。為森林（郊野）公園的安全生產(chǎn)管理，對(duì)公園應(yīng)急預(yù)案響應(yīng)效率的提高，帶來(lái)一定的革新。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹峻.第二屆全國(guó)山地救援培訓(xùn)研討會(huì)報(bào)告[R].深圳：深圳市登山戶外運(yùn)動(dòng)協(xié)會(huì)，2010-1-25.

[2] 李晶川.1男9女迷失山谷 近百警員馬巒山徹夜大營(yíng)救[N].深圳晚報(bào)，2010-12-3.

[3] 中國(guó)緊急救援聯(lián)盟.2010年度中國(guó)戶外安全事故調(diào)研報(bào)告[R].北京：中國(guó)緊急救援聯(lián)盟，2011-2-1.

[4] 中國(guó)緊急救援聯(lián)盟.2011年度中國(guó)戶外安全事故調(diào)研報(bào)告[R].北京：中國(guó)緊急救援聯(lián)盟，2012-2-3.

[5] Travis W，Heggie.Dead Men Walking： Search and Rescue in US National Parks[J].Wilderness&Environmental Medicine，2009（3）：244-249.

[6] 劉鐵民.突發(fā)公共事件應(yīng)急信息系統(tǒng)平戰(zhàn)結(jié)合[J].信息化建設(shè)，2005（9）：15-17.

[7] 任學(xué)慧，王月.濱海城市旅游安全預(yù)警與事故應(yīng)急救援系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2005（4）：123-128.endprint