基于GIS的校车安全监控系统的设计与实现

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　　摘  要： 针对近年来校车安全事故频发给家庭和社会造成重大伤害与损失的问题，文章采用组件式GIS技术（VB+MO）开发了基于GIS的校车安全监控系统，实现对校车的实时监控，尽量避免校车事故的发生;遇到突发事故时可以第一时间与学生家长、学校和有关事故处理中心取得联系，保证有关人员及时赶到现场处理事故，使损失降到最小。
　　关键词： 校车安全; 安全监控系统; GIS; 实时定位
　　中图分类号：TP399          文献标志码：A     文章编号：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
　　在我国，由于缺乏有效的监管，校车事故仍时有发生，造成了大量的财产损失和严重的人身伤害[1]。国内各地出台举措保障校车安全，各级政府、各所学校采用不同的方式排除隐患。学校购买先进的校车，强化校车安全;加强校车驾驶员准入审查，但安全行车仍没有很好的保障[2]。校车安全要解决的不仅是简单的校车更换以及在校车上安装GPS对车辆进行简单定位，更主要的是对校车实时监控，主管部门能及时准确地掌握校车运行情况，约束校车司机的不正规行驶行为，确保学生乘车途中的安全。
　　因为校车的特殊性，校车车载监控技术仍是一个热门的研究方向。当前，人们已经在完善车载监控系统方面做了许多有益的工作： 基于红外传感器的人数检测[3]，这种方法虽然简单可行，但对学生并排拥挤的情况处理能力差; 基于视频图像的人数检测已经做了很大的改进，然而对复杂情况的适应能力一般，且需要处理大量的数据。
　　本文采用GPS定位技术结合SQL数据库，使校车司机、学生、学校、家长、校车实时位置及校车行驶线路等信息相关联，采用组件式GIS（VB+MO）二次开发技术对系统进行开发，实现对校车实时监控，遇到突发事件时，第一时间发出报警信息，及时联系学生家长、学校及相关事故处理部门。以此来保证校车的安全行驶。
　　1 系统总体设计
　　本系统主要针对近年来频发的校车事故引发的一系列生命财产问题，主要用于对校车行驶途中的监管及校车发生安全事故时的应急救助。系统主要应用GIS平台和SQL数据库，对学生、学校、校车，及各校车路线周边情况等进行统一管理。在VB中加载MO控件，调用电子地图，对地图要素进行分层管理，在此基础上实现对校车行驶路线的实时监控。该系统主要分五个子系统：地图操作子系统、校车监控管理子系统、报警处理子系统、学生信息统计、数据信息管理，各子系统主要功能如图1所示。
　　2 数据库设计
　　校车安全监控系统基于SQL数据库，把校车实时定位数据与学生、校车等相关信息结合，在GIS组件式开发技术支持下，建立维护校车运行安全的系统。所以系统中数据库的设计对系统的正常运行至关重要。
　　该系统后台数据主要包括：学生基本信息（如表1）、校车基本信息（如表2）及学校基本信息（如表3）。学生基本信息主要包括：姓名、学校、班级、家庭住址、联系电话、乘坐校车。校车基本信息主要包括：校车车牌号、校车车号、司机姓名、所属学校、车载量。学校基本信息主要包括：校名、所有校车牌号。基于后台数据库实现对学生、学校、校车的统一管理，通过校车司机、学校负责人、学生家长和学生本人共同配合，确保校车稳定安全行驶，并在遇到突发事故时可以及时地开展救助，共同维护学生的安全。
　　组织数据时，要严格按照SQL数据库中的数据组织规则，确保数据的完整性、准确性，这样才能确保系统中心功能的准确实现。
　　3 系统实现
　　3.1 组件式GIS
　　组件式GIS（Components GIS，又称Com GIS），简而言之，就是面向对象技术和组件式软件在GIS软件开发中的应用。其基本思想是将地理信息系统GIS的各大功能模块分解成几个各具功能的独立组件[4]。可以通过常用的软件开发工具。将不同的GIS组件，以及GIS组件与其他非GIS组件连接起来，集成所需功能的GIS应用系统。目前，国内外对Com GIS并无确切定义，大致可以概述为有GIS功能的组件的集成或组合。组件式GIS彻底封装，易于使用，可以在各种开发工具中使用。假如各个独立的GIS组件是珍珠，那么可视化的软件开发工具就是針线，通过软件开发工具可以随意将GIS组件组合起来，形成各具功能的GIS应用系统。 　　本文采用的GIS组件为MapObjects，面向对象编程语言VB。
　　3.2 MapObjects组件
　　MapObjects，简称MO，是目前较为流行的GIS组件之一。MapObjects是具有地图软件功能的组件，利用它可以在常用的开发工具平台中，如VB、VC++、Delphi等，实现添加绘制地图的地理信息系统其他的基本功能。MapObjects体积小，占用内存少，用比较少的接口提供了最常用的GIS功能，而且还提供了GPS的动态特性，同时它又拥有合理的结构，简洁明了，容易理解和扩展，因此，人们将MapObjects称为最优雅简洁的GIS组件[5]。其他的GIS组件与MapObjects相比，不是结构过于简单而功能低下，就是提供过多功能而结构过于繁琐不便于操作，因而在功能和结构这两者之间，MapObjects取得了相对平衡，将软件的艺术性完美的诠释出来。
　　3.3 校车安全监控系统总体实现
　　本文采用VB+MO组件式开发技术，对系统运行主界面及各子系统功能进行开发实现。系统主界面如图2所示。
　　⑴ 地图操作子系统，包括地图的放大、缩小、漫游、全图显示及鹰眼功能的实现。
　　⑵ 校车监控管理子系统（如图3），包括对各校车行驶路线的查询、对相应校车上学生基本信息的查询、遇到事故时通过校车号来查询该车上相应学生情况并及时与学生家长和学校取得联系，以保证学生的安全。
　　⑶ 报警处理子系统（如图4）。校车行驶途中遇到意外事故时，司机通过校车上安装的报警器报警并传回后台中心，中心根据传回的数据定位校车的具体位置，并在数据库中查询事发点附近的交警及医疗中心联系电话，保证相关人员第一时间赶到事故现场（如图5）;查询事发校车上学生信息，及时联系家长及学校;调用附近校车对事发校车上的学生进行妥善安置;根据事发校车上学生人数初步确定事故等级为依据、所需医务人员数量等，为管理者提供决策支持服务，以此为依据进入相关的后续准备工作。
　　⑷ 学生信息统计（如图6）。根据传回的当日乘车学生人数，查询当日没有乘车的学生信息，值勤老师根据其联系方式联系家长来了解学生具体情况。
　　⑸ 系统管理子系统，包括系统登录、登录人员信息的添加及修改、登陆密码修改、系统数据的备份及恢复等。对数据库中数据进行查询、添加、删除、修改等操作，实现对学生、学校、校车等数据信息的管理，使后台数据实现完整性、准确性，在确保后台数据准确完整的同时保证前台中心系统的快速有效运行。
　　4 结论
　　该系统主要是针对近年来频发的校车安全事故，旨在通过系统的实时监控实现为突发事件提供接警、报警、故障排除和急救等服务，提高校车运行的安全性和处理突发事件的能力。
　　但是要通过监控系统实现校车的实时监控，还需在GPS应用服务基础上建立良好的系统接口，以便于集成其他的信息服务。在保证系统安全的前提下采用国际通用标准的系统规范和传输协议，能较容易地实现与其他系统的网络连接和资源共享[6];采用基于GSM通信服务器网络的GPRS通信服务、计算机网络、GPS、GIS、数据库等技术和系统设计方案，构建一个通用性较大的大型GPS定位监控服务系统[7]，对监控网络中的一切校车实施动态跟踪、监控和调度管理。
　　确保校车的安全运行光靠监控是不够的，还需要政府、学校、家长、校车司机、学生的共同配合努力，只有这样才能为中小学生的明天保驾护航。
　　参考文献（References）：
　　[1] 李传烨，葛国栋等.校车安全监控系统[J].应用科技，2016.1.
　　[2] 汤中波.校车乘员乘用安全监控系统的研究与开发[D].厦门大学硕士学位论文，2016.
　　[3] 贺云超，郭丽.基于红外传感器的多功能教室状态监测系统[J].中国科技信息，2012.14：87-89
　　[4] 王志恒，胡卓玮.GIS设计与开发课程中的组件式开发案例实现[J].测绘科学，2015.7：164-168
　　[5] 甘小贵.GIS在福州森林公园地理信息系统的应用与设计[D].电子科技大学硕士学位论文，2016.
　　[6] 张平.基于物联网的校车安全监控数据采集系统[J].电子世界，2016.8：170-174
　　[7] 金建设，杨斌.基于传感网与云计算的校车安全监控系统设计[J].計算机测量与控制，2014.6：1790-1792
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