GIS在交通事故救援中的應用

劉源 吳艷春

摘要：在城市交通事故緊急救援系統(tǒng)中，將先進的地理信息系統(tǒng)、定位技術等結合起來，進行快速響應、迅速生成救援方案并組織救援等的問題具有重要意義。該文將GIS技術引入到交通事故救援中，對我國在事故救援方面具有一定實際應用價值。

關鍵詞：GIS;交通事故;事故定位

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）28-0275-03

Abstract： in the urban traffic accident emergency rescue system， it is of great significance to combine advanced geographic information system and positioning technology to respond quickly， to generate rescue scheme quickly and to organize rescue and so on. In this paper， GIS technology is introduced into traffic accident rescue， which has certain practical application value in accident rescue in our country.

Key words： GIS; traffic accident; accident location

1 地理信息系統(tǒng)在事故救援中的必要性

隨著經濟和科學技術地迅猛發(fā)展以及人們生活水平和生活質量的提高，人們對交通問題的關注也越來越高，例如：交通擁堵、尾氣排放等等。根據國家統(tǒng)計局2016年發(fā)布的數(shù)據顯示（如圖1所示），在各類生產安全死亡事故中，交通事故占很大比例。

根據網上資料顯示，2016年全年我國的交通事故在近30萬起。總結開來，交通事故發(fā)生的原因還是以機動車違法違規(guī)引起，駕駛員駕駛技能參差不齊，違章駕駛現(xiàn)象屢見不鮮，其中尤以嚴重超載、疲勞駕駛、超速駕駛最為突出。

由于道路交通事故涉及的方面比較廣，事故發(fā)生的頻率高且突然，因此，它已經成為一個影響比較大的社會性問題[1]。在發(fā)生交通事故時，現(xiàn)場的緊急救援是格外重要的，它能及時降低傷者的損傷程度。如果沒有及時的現(xiàn)場救援，很可能導致一些傷勢很重的傷員因為搶救的不及時而喪失寶貴的生命。有實驗表明，越早的采取緊急救援措施，就能越早的降低事故中的重傷員死亡的概率，此外，若某一路段發(fā)生交通事故，勢必也會給其他路段造成嚴重的影響?，F(xiàn)階段，由于交通事故的發(fā)生導致的交通阻塞現(xiàn)象，已經成為很多城市亟待解決的大問題。想要快速有效的處理好交通事故，那么運用地理信息系統(tǒng)的特點建立一個滿足我國交通現(xiàn)狀交通事故救援系統(tǒng)是相當有必要的[2]。

2 地理信息系統(tǒng)應用在事故救援中的研究目的及意義

就大多數(shù)城市而言，為了降低交通事故的發(fā)生以及減少人員傷亡和財產損失去建設更加寬闊的道路是不合時宜的，因此如果想要解決上述問題，就需要設計一個高效的交通事故救援系統(tǒng)，通過運用先進的通信技術、GIS技術等將人、車、路有機地結合在一起，進行整體的布控。

總的來說，以GIS為基礎的交通事故救援系統(tǒng)可以快速有效地設計出最佳的救援方案，不僅能夠及時地對事故中的傷員進行必要的救治，還能夠有效的解決交通擁堵現(xiàn)象，這對交通環(huán)境的改善具有重要意義。

3 地理信息系統(tǒng)在事故救援中的研究進展

在國外，很多發(fā)達國家很早以前在交通安全問題這一方面就投入了大量的時間和精力。就美國來說，小學階段就已經安排了交通安全教育的課程，而且經常性地開展家庭式的交通安全教育工作，并且還成立了“美國交通工程師學會”來緩解迫在眉睫的交通壓力，甚至有專門的領導機構編纂一些書籍來宣傳交通安全方面的知識。德國也非常重視交通安全這一問題，成立了專業(yè)的機構，并且投入大量的人力和財力，在各個地區(qū)的協(xié)調下，通過大量的實驗和研究，最終建成了一個組織之間十分嚴密，嚴謹，技術一流，裝備精良，機動靈活，覆蓋全國各地的緊急救援系統(tǒng)。除此之外，大多數(shù)的西方國家都建立起了完善的交通事故緊急救援體系。

在國內，我們對交通安全的研究是比較晚的，大體上處于“剛開始階段”。在很多方面仍然存在著短板，現(xiàn)階段所開展的交通事故緊急救援活動在某種程度上來說離真正意義上的事故緊急救援系統(tǒng)還相差甚遠。如今，道路交通安全的宣傳基本上是依靠公安交通管理部門來完成，社會各階層并沒有積極主動地參與進來，交通事故的緊急救援開始沒有多久。2002年，我國衛(wèi)生部和公安部協(xié)同下發(fā)了《關于建立交通事故快速救援機制的通知》，通知中明確強調，要實行“110”緊急報警服務臺和“122”事故報警服務臺以及“120”急救平臺之間的事故信息的共享，從而更好地處理事故。

4 導致交通事故發(fā)生的原因

導致交通事故發(fā)生的因素有很多，從廣義上來說，基本上就是人不遵守交通規(guī)則、路自身修建的問題、車的質量、交通管理和環(huán)境因素這幾個方面：

首先，人為的原因。在所發(fā)生的交通事故中，很大一部分是由機動車的駕駛人引起的，據統(tǒng)計，7成以上的交通事故是由機動車駕駛人自身導致的。駕駛人自身的原因細分起來又可以分為四種：一是違反交通規(guī)則，二是駕駛的時候操作不當，三是自身身體條件的弊端，四是駕駛的時候判斷不當。違反交通規(guī)則主要就是不遵守交通信號燈、超速、任意超車，酒后駕車等，這里面最為嚴重的就是酒后駕車。操作不當主要就是在某一特定的交通環(huán)境下，機動車駕駛人不能及時地做出符合當時條件下的正確的操作，從而釀成車禍。駕駛人自身的身體缺陷主要就是機動車駕駛人在自己心情不佳、體力不支等狀態(tài)下，在處理面臨的交通狀況時堂而皇之地簡單操作，導致交通事故的發(fā)生，判斷錯誤主要就是機動車駕駛人對所在的路線不熟悉或者在超車、掉頭沒有把握好最佳時機等一系列錯誤。

其次是車輛本身的問題，機動車的超載、剎車失靈、變向失靈以及各個信號燈的顯示不良等不安全因素都是導致交通事故發(fā)生的重要原因。假設一輛車超載行駛的時候，汽車的發(fā)動機經過長時間的超負荷運轉，由于是超載，車上貨物的重心勢必隨著道路環(huán)境的改變發(fā)生改變，從而導致車輛的動荷載迅速地增加，這種情況下特別容易引起車胎爆裂，甚至導致鋼板斷裂等。以至于釀成更為嚴重的后果，還有一些人為了自己的方便，甚至將已經報廢的車輛稍微修繕之后再給他掛上其他的車牌號然后直接投入使用，這也在一定程度上增加了交通事故發(fā)生的概率。再者就是城市道路的原因了，有的道路由于設計上的缺陷，能看到的范圍有限，導致機動車駕駛人在遇到突發(fā)事件時不能迅速做出正確的判斷，有的路面設計得太滑，初次經過該路段的駕駛人在不知情的情況下很有可能由于發(fā)現(xiàn)不及時不能采取正確的措施而引發(fā)交通事故，當然還有其他的道路自身的原因。

最后是自然環(huán)境方面的因素，環(huán)境因素又分為兩大類：一是道路環(huán)境，二是氣象環(huán)境。如果修建的道路與周圍的環(huán)境不協(xié)調的話，很容易加重機動車駕駛人心里的緊張和視覺上的負擔，同時道路周圍的配套設施不完善或者有瑕疵的話，也有可能導致交通事故的發(fā)生，譬如道路兩旁的照明系統(tǒng)不完善或者出現(xiàn)障礙的話，機動車駕駛人不能及時的洞察周圍的交通環(huán)境這樣就加大了事故發(fā)生的概率。氣象條件不好主要是指遇到下雨、下雪、霧霾等比較惡劣的天氣。在這種天氣條件下，道路的摩擦系數(shù)降低，能看見的距離有限，在這些情況下，有可能造成機動車駕駛人內心的沖動和煩躁。同時，在天氣惡劣的情況下，有的行人和騎車子的人存有僥幸的心理，為了一時的方便，不遵守交通規(guī)則。甚至導致悲劇釀成。

5 地理信息系統(tǒng)應用中在城市交通事故救援系統(tǒng)中的優(yōu)勢

研究以地理信息系統(tǒng)為基礎的道路交通事故緊急救援系統(tǒng)的目的是提高交通事故發(fā)生時的緊急響應的效率，響應得越快對事故的緊急救援就越有利[3]。地理信息系統(tǒng)能夠精準地采集并存儲城市道路上有用的空間數(shù)據，地理信息系統(tǒng)的空間分析能力能夠快速有效為事故救援車輛提供最佳的導航路線，利用以地理信息系統(tǒng)為基礎的電子地圖能夠精準顯示交通事故發(fā)生時報警手機的位置，確定事故發(fā)生的位置之后，能夠直觀的顯示出到達事故點最優(yōu)的路徑以及實時的路況信息。

地理信息系統(tǒng)的空間分析功能由空間查詢、空間量算和網絡分析組成?？臻g查詢，它包括三個方面：一是對屬性的查詢，二是對定位的查詢，三是對關系的查詢。屬性的查詢是指通過查找，找到符合條件的邏輯表達式;通過對特定的一個點或者是一個幾何圖形的識別檢索出這個圖形范圍的屬性和相應的對象，這就是定位查詢;關系查詢則是以各個圖形之間的空間關系為基礎來對目標進行查詢，在進行關系查詢的時候還可以結合屬性查詢進行過濾和篩選;空間量算是由空間距離以及面積量算構成?？臻g距離就是要計算兩點之間的直線距離，而我們經常采用的距離概念是歐式距離;網絡分析主要是根據網絡之間的拓撲關系來考量網絡元素的屬性數(shù)據和空間數(shù)據，同時對網絡的特性進行全面的分析和計算。

電子地圖是一個綜合性的技術，它包含了地理信息系統(tǒng)、多媒體技術、數(shù)字制圖技術以及虛擬與現(xiàn)實技術等高端的技術。它的可視化的數(shù)字地圖的背景，能夠直觀生動的顯示物體所處的狀態(tài)，而且它能夠用動畫、圖標、聲音、視頻等體現(xiàn)出來。從某一個方面來說，數(shù)字地圖為電子地圖提供了基本的數(shù)據，它是以計算機的軟硬件為系統(tǒng)處理平臺而且能實時的在屏幕上清楚顯示的地圖形式。如果不著眼于它的某一個方面，從總體上來講，它是把屏幕地圖和支持地圖顯示的軟硬件系統(tǒng)完美地結合在了一起。

1 把軟件和數(shù)據有機地結合在了一起。圖形瀏覽是電子地圖在應用軟件方面的一種體現(xiàn)，它能夠精確地把地圖數(shù)據庫里面的內容在屏幕上顯示出來，這樣就能很方便地對我們想要的地圖進行瀏覽;

2 可以通過一系列操作來實現(xiàn)對電子地圖上內容的任意布局以及全局顯示，例如：剪裁、開窗和無極縮放等操作。為了達到對地圖中表達內容進行動態(tài)的調整與顯示，我們可以設置特定的條件在電子地圖中同時加載出多個不同比例尺的地圖數(shù)據; 3 在使用的過程中，用戶通過地圖漫游、對地圖的縮放等操作的時候，電子地圖自身與用戶的相互交流就會產生一些新的地圖;

4 有先進的交互功能，如果再把它與數(shù)據庫技術結合起來，這樣的話地圖的負載量就可以得到很大程度的擴展。與此同時也可以向電子地圖中加入更多的元素，比如說圖像，聲音，動畫，視頻等，都能夠很好地在電子地圖中顯示出來;

5 通過查詢、檢索以及地理信息系統(tǒng)的空間分析功能，可以很容易地來實現(xiàn)用戶對地圖目標的快速檢索和高精度的分析。 ]

6 事故發(fā)生地點的確定以及最優(yōu)的救援方案的制定

及時地對交通事故發(fā)生地點的定位是實現(xiàn)緊急救援的關鍵，想要快速的生成最優(yōu)的救援方案的前提就是準確地定位到事故發(fā)生的地點[4]。生成了救援方案后，怎么樣才能為救援組提供最佳的救援路徑成了最重要的任務，如果想要快速的有效的執(zhí)行救援方案是交通事故的人員傷亡和經濟損失降到最低就必須在最短的時間內到達事故現(xiàn)場，因此，快速準確地定位到交通事故發(fā)生的地點以及為救援部隊選擇出最佳的救援路徑是整個救援系統(tǒng)的關鍵所在。

1）交通事故發(fā)生地點的確定

事故發(fā)生點的定位一般是以某一特定的參照物為基準對交通事故發(fā)生的地點進行相對定位，此外，還可以根據實時的路況監(jiān)控信息對交通事故發(fā)生的地點進行定位，在現(xiàn)實的生活中，通過實時的路況監(jiān)控信息對交通事故發(fā)生地點的定位是比較少見的。有一些研究人員認為，當交通事故發(fā)生的時候可以將衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)、電子地圖以及巡邏車結合起來，先把搭載有衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的巡邏車派往事故發(fā)生的地點，對現(xiàn)場的情況進行評估并記錄，再把所必要的數(shù)據傳回到救援指揮中心，救援指揮中心再根據衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供的數(shù)據在電子地圖上進行定位，很顯然，這種定位方式運用起來花費的時間比較長，是無法滿足對交通事故的緊急救援的。隨著電子科技的發(fā)展與進步，手機越來越普及，城市中手機信號的覆蓋范圍也比較廣，與此同時絕大多數(shù)人也是通過手機來報警，這樣一來，通過對手機信號的檢測來實現(xiàn)對交通事故發(fā)生地點的定位就很方便。

在接警人員接到報警電話的同時，迅速將手機傳回的有關信息發(fā)送給移動運營商，運營商對報警的手機進行快速精確的定位，將手機的定位信息反饋給事故救援處理中心，事故處理中心接收到定位信息之后對坐標進行進一步的處理，將報警手機的精確位置在電子地圖上顯示出來，從而為救援的實施打下基礎。

2）最佳救援方案的制定

在眾多的救援方案中，限制區(qū)域搜索法應用的比較廣泛，它是在交通事故所涉及的區(qū)域對城市的路網進行搜索。有一種矩形搜索框算法，這種算法在確定了起始點之后，由于道路網絡的特征必定存在著相應的大致極限距離，以起始點作為頂點并且以起始點之間的連線作為對角線從而確定出一個類似矩形的范圍，然后再把這個區(qū)域作為算法的搜索范圍。然后以事故發(fā)生的地點為終點，救援點為起點，這樣就能確定救援的矩形限制區(qū)域，在這個確定的救援矩形里搜索就能避免一些不必要的搜索節(jié)點和路線，從而確定到達事故發(fā)生點的最佳路徑。大量的實驗分析顯示，在搜尋兩點之間最優(yōu)路徑大部分情況下，大都包含了以兩點為對角線的矩形，在特殊情況下，有可能會出現(xiàn)起點和終點附近短距離的反向路徑最短或最優(yōu)。因此，我們可以適當?shù)膶⒕匦伟匆欢ū壤糯?，當然區(qū)域越大，搜索的越準確。

7 結語

綜上所述，建立以地理信息系統(tǒng)為基礎的城市交通事故緊急系統(tǒng)已刻不容緩。 運用地理信息系統(tǒng)與數(shù)據庫等先進技術，對城市交通事故緊急救援系統(tǒng)進行設計，并結合案例分析，對系統(tǒng)的關鍵功能進行分析應用，對關鍵性能的測試能夠滿足實際救援需求是迫在眉睫的。

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