基于GIS的校車安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姚琴風(fēng)

摘? 要： 針對(duì)近年來校車安全事故頻發(fā)給家庭和社會(huì)造成重大傷害與損失的問題，文章采用組件式GIS技術(shù)（VB+MO）開發(fā)了基于GIS的校車安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)校車的實(shí)時(shí)監(jiān)控，盡量避免校車事故的發(fā)生;遇到突發(fā)事故時(shí)可以第一時(shí)間與學(xué)生家長、學(xué)校和有關(guān)事故處理中心取得聯(lián)系，保證有關(guān)人員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)處理事故，使損失降到最小。

關(guān)鍵詞： 校車安全; 安全監(jiān)控系統(tǒng); GIS; 實(shí)時(shí)定位

中圖分類號(hào)：TP399? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2019）02-46-04

Design and implementation of GIS based school bus safety monitoring system

Yao Qinfeng

（Shanxi Institute of Technology， Yangquan， Shanxi 045000， China）

Abstract： In order to solve the problem of serious injury and loss to family and society caused by frequent school bus accidents in recent years， this paper adopts the component GIS technology （VB+MO） to develop a GIS based school bus safety monitoring system， which realizes the real-time monitoring of school bus to avoid the occurrence of school bus accidents as far as possible， and can contact students' parents、schools and the relevant accident handling center to ensure that relevant personnel rush to the scene in time to deal with the accident at the first time when the accident occurs， so as to minimize the loss.

Key words： school bus safety; safety monitoring system; GIS; real time positioning

0 引言

在我國，由于缺乏有效的監(jiān)管，校車事故仍時(shí)有發(fā)生，造成了大量的財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的人身傷害[1]。國內(nèi)各地出臺(tái)舉措保障校車安全，各級(jí)政府、各所學(xué)校采用不同的方式排除隱患。學(xué)校購買先進(jìn)的校車，強(qiáng)化校車安全;加強(qiáng)校車駕駛員準(zhǔn)入審查，但安全行車仍沒有很好的保障[2]。校車安全要解決的不僅是簡單的校車更換以及在校車上安裝GPS對(duì)車輛進(jìn)行簡單定位，更主要的是對(duì)校車實(shí)時(shí)監(jiān)控，主管部門能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握校車運(yùn)行情況，約束校車司機(jī)的不正規(guī)行駛行為，確保學(xué)生乘車途中的安全。

因?yàn)樾＼嚨奶厥庑?，校車車載監(jiān)控技術(shù)仍是一個(gè)熱門的研究方向。當(dāng)前，人們已經(jīng)在完善車載監(jiān)控系統(tǒng)方面做了許多有益的工作： 基于紅外傳感器的人數(shù)檢測(cè)[3]，這種方法雖然簡單可行，但對(duì)學(xué)生并排擁擠的情況處理能力差; 基于視頻圖像的人數(shù)檢測(cè)已經(jīng)做了很大的改進(jìn)，然而對(duì)復(fù)雜情況的適應(yīng)能力一般，且需要處理大量的數(shù)據(jù)。

本文采用GPS定位技術(shù)結(jié)合SQL數(shù)據(jù)庫，使校車司機(jī)、學(xué)生、學(xué)校、家長、校車實(shí)時(shí)位置及校車行駛線路等信息相關(guān)聯(lián)，采用組件式GIS（VB+MO）二次開發(fā)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)校車實(shí)時(shí)監(jiān)控，遇到突發(fā)事件時(shí)，第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)聯(lián)系學(xué)生家長、學(xué)校及相關(guān)事故處理部門。以此來保證校車的安全行駛。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)主要針對(duì)近年來頻發(fā)的校車事故引發(fā)的一系列生命財(cái)產(chǎn)問題，主要用于對(duì)校車行駛途中的監(jiān)管及校車發(fā)生安全事故時(shí)的應(yīng)急救助。系統(tǒng)主要應(yīng)用GIS平臺(tái)和SQL數(shù)據(jù)庫，對(duì)學(xué)生、學(xué)校、校車，及各校車路線周邊情況等進(jìn)行統(tǒng)一管理。在VB中加載MO控件，調(diào)用電子地圖，對(duì)地圖要素進(jìn)行分層管理，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)校車行駛路線的實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)主要分五個(gè)子系統(tǒng)：地圖操作子系統(tǒng)、校車監(jiān)控管理子系統(tǒng)、報(bào)警處理子系統(tǒng)、學(xué)生信息統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)信息管理，各子系統(tǒng)主要功能如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

校車安全監(jiān)控系統(tǒng)基于SQL數(shù)據(jù)庫，把校車實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)與學(xué)生、校車等相關(guān)信息結(jié)合，在GIS組件式開發(fā)技術(shù)支持下，建立維護(hù)校車運(yùn)行安全的系統(tǒng)。所以系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

該系統(tǒng)后臺(tái)數(shù)據(jù)主要包括：學(xué)生基本信息（如表1）、校車基本信息（如表2）及學(xué)?；拘畔ⅲㄈ绫?）。學(xué)生基本信息主要包括：姓名、學(xué)校、班級(jí)、家庭住址、聯(lián)系電話、乘坐校車。校車基本信息主要包括：校車車牌號(hào)、校車車號(hào)、司機(jī)姓名、所屬學(xué)校、車載量。學(xué)?；拘畔⒅饕ǎ盒Ｃ?、所有校車牌號(hào)?；诤笈_(tái)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生、學(xué)校、校車的統(tǒng)一管理，通過校車司機(jī)、學(xué)校負(fù)責(zé)人、學(xué)生家長和學(xué)生本人共同配合，確保校車穩(wěn)定安全行駛，并在遇到突發(fā)事故時(shí)可以及時(shí)地開展救助，共同維護(hù)學(xué)生的安全。

組織數(shù)據(jù)時(shí)，要嚴(yán)格按照SQL數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織規(guī)則，確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性，這樣才能確保系統(tǒng)中心功能的準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 組件式GIS

組件式GIS（Components GIS，又稱Com GIS），簡而言之，就是面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式軟件在GIS軟件開發(fā)中的應(yīng)用。其基本思想是將地理信息系統(tǒng)GIS的各大功能模塊分解成幾個(gè)各具功能的獨(dú)立組件[4]。可以通過常用的軟件開發(fā)工具。將不同的GIS組件，以及GIS組件與其他非GIS組件連接起來，集成所需功能的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外對(duì)Com GIS并無確切定義，大致可以概述為有GIS功能的組件的集成或組合。組件式GIS徹底封裝，易于使用，可以在各種開發(fā)工具中使用。假如各個(gè)獨(dú)立的GIS組件是珍珠，那么可視化的軟件開發(fā)工具就是針線，通過軟件開發(fā)工具可以隨意將GIS組件組合起來，形成各具功能的GIS應(yīng)用系統(tǒng)。

本文采用的GIS組件為MapObjects，面向?qū)ο缶幊陶Z言VB。

3.2 MapObjects組件

MapObjects，簡稱MO，是目前較為流行的GIS組件之一。MapObjects是具有地圖軟件功能的組件，利用它可以在常用的開發(fā)工具平臺(tái)中，如VB、VC++、Delphi等，實(shí)現(xiàn)添加繪制地圖的地理信息系統(tǒng)其他的基本功能。MapObjects體積小，占用內(nèi)存少，用比較少的接口提供了最常用的GIS功能，而且還提供了GPS的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)它又擁有合理的結(jié)構(gòu)，簡潔明了，容易理解和擴(kuò)展，因此，人們將MapObjects稱為最優(yōu)雅簡潔的GIS組件[5]。其他的GIS組件與MapObjects相比，不是結(jié)構(gòu)過于簡單而功能低下，就是提供過多功能而結(jié)構(gòu)過于繁瑣不便于操作，因而在功能和結(jié)構(gòu)這兩者之間，MapObjects取得了相對(duì)平衡，將軟件的藝術(shù)性完美的詮釋出來。

3.3 校車安全監(jiān)控系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)

本文采用VB+MO組件式開發(fā)技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行主界面及各子系統(tǒng)功能進(jìn)行開發(fā)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主界面如圖2所示。

⑴ 地圖操作子系統(tǒng)，包括地圖的放大、縮小、漫游、全圖顯示及鷹眼功能的實(shí)現(xiàn)。

⑵ 校車監(jiān)控管理子系統(tǒng)（如圖3），包括對(duì)各校車行駛路線的查詢、對(duì)相應(yīng)校車上學(xué)生基本信息的查詢、遇到事故時(shí)通過校車號(hào)來查詢?cè)撥嚿舷鄳?yīng)學(xué)生情況并及時(shí)與學(xué)生家長和學(xué)校取得聯(lián)系，以保證學(xué)生的安全。

⑶ 報(bào)警處理子系統(tǒng)（如圖4）。校車行駛途中遇到意外事故時(shí)，司機(jī)通過校車上安裝的報(bào)警器報(bào)警并傳回后臺(tái)中心，中心根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)定位校車的具體位置，并在數(shù)據(jù)庫中查詢事發(fā)點(diǎn)附近的交警及醫(yī)療中心聯(lián)系電話，保證相關(guān)人員第一時(shí)間趕到事故現(xiàn)場(chǎng)（如圖5）;查詢事發(fā)校車上學(xué)生信息，及時(shí)聯(lián)系家長及學(xué)校;調(diào)用附近校車對(duì)事發(fā)校車上的學(xué)生進(jìn)行妥善安置;根據(jù)事發(fā)校車上學(xué)生人數(shù)初步確定事故等級(jí)為依據(jù)、所需醫(yī)務(wù)人員數(shù)量等，為管理者提供決策支持服務(wù)，以此為依據(jù)進(jìn)入相關(guān)的后續(xù)準(zhǔn)備工作。

⑷ 學(xué)生信息統(tǒng)計(jì)（如圖6）。根據(jù)傳回的當(dāng)日乘車學(xué)生人數(shù)，查詢當(dāng)日沒有乘車的學(xué)生信息，值勤老師根據(jù)其聯(lián)系方式聯(lián)系家長來了解學(xué)生具體情況。

⑸ 系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，包括系統(tǒng)登錄、登錄人員信息的添加及修改、登陸密碼修改、系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份及恢復(fù)等。對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、添加、刪除、修改等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生、學(xué)校、校車等數(shù)據(jù)信息的管理，使后臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)完整性、準(zhǔn)確性，在確保后臺(tái)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整的同時(shí)保證前臺(tái)中心系統(tǒng)的快速有效運(yùn)行。

4 結(jié)論

該系統(tǒng)主要是針對(duì)近年來頻發(fā)的校車安全事故，旨在通過系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)為突發(fā)事件提供接警、報(bào)警、故障排除和急救等服務(wù)，提高校車運(yùn)行的安全性和處理突發(fā)事件的能力。

但是要通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)校車的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還需在GPS應(yīng)用服務(wù)基礎(chǔ)上建立良好的系統(tǒng)接口，以便于集成其他的信息服務(wù)。在保證系統(tǒng)安全的前提下采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)規(guī)范和傳輸協(xié)議，能較容易地實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接和資源共享[6];采用基于GSM通信服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的GPRS通信服務(wù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、GPS、GIS、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建一個(gè)通用性較大的大型GPS定位監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)[7]，對(duì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一切校車實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤、監(jiān)控和調(diào)度管理。

確保校車的安全運(yùn)行光靠監(jiān)控是不夠的，還需要政府、學(xué)校、家長、校車司機(jī)、學(xué)生的共同配合努力，只有這樣才能為中小學(xué)生的明天保駕護(hù)航。

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