基于北斗導航技術的探險旅游救援系統設計

徐知宇+和秀娟+陳林+林孝松

摘要：指出了隨著旅游業的發展，探險旅游成為人們熱衷的旅游方式，然而一些探險旅游系統尚未完善造成探險事故頻發，解決探險旅游安全問題迫在眉睫。結合北斗衛星導航技術和安全應急救援平臺設計了探險旅游系統——“探險之星”，該系統主要包括用戶中心、指揮中心和數據庫技術中心三個模塊。探險者通過用戶中心可進行高精度定位查詢、路徑導航、天氣預報，當發生意外事故，通過“一鍵呼救”、“親友鏈接”可及時與救援隊和親人取得聯系；探險區管理者通過指揮中心進行監控管理、實時天氣情況推送、實時災害預警推送、對意外事故進行遇難分析、救援調度，保證救援力量在第一時間投送到位；數據庫技術中心向用戶提供GIS服務平臺、救援系統、醫療系統等功能。因此，“探險之星”為探險旅游發展提供了更先進便捷的服務，在探險旅游、戶外活動、應急救援等領域有廣闊的應用前景。

關鍵詞：北斗；探險旅游；應急救援

中圖分類號：TN967

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0259-03

1 引言

隨著人們生活水平的提高，旅游業發展迅速，探險旅游也逐漸脫穎而出成為人們熱衷的旅游方式。國外探險旅游發展較早，目前已具備多樣化的探險活動形式，專業化的組織管理，成熟化的保障體系。與國外探險旅游相比，我國對探險旅游系統管理和救援體系的研究處于初級階段，關注點主要集中在探險旅游安全事故的原因探討和旅游安全保障體系的構建等。

隨著北斗技術的發展，北斗衛星導航系統和互聯網技術在發展智慧旅游產業中得到應用，鄒金仁學者提出將北斗衛星導航系統應用在旅游景區的設計方案[1]。陳敏等應用北斗導航技術建立山地旅游的游客應急救援保障體系，提升旅游安全防范與救援[2]。北斗衛星導航系統不僅有高精度的定位導航功能，還具有短報文通訊功能，通過衛星導航終端設備向外界發送目標的所在位置和實時情況，因此在應急救援方面有很大幫助，汶川地震期間北斗系統在救援搶險中起到非常重要的作用，提高了搶險救災時效。

結合北斗衛星導航技術和安全應急救援平臺設計探險旅游救援系統——探險之星，為探險旅游發展提供更先進，便捷的服務。

2 北斗探險旅游救援系統組成及功能設計

2.1 北斗探險旅游救援系統組成

北斗探險旅游救援系統主要分為3個模塊：用戶中心、控制中心和數據庫技術中心。每個模塊下有各自的功能，如圖1所示。

用戶中心是客戶手持終端的應用模塊，其為探險旅游者提供導航定位、緊急呼救等在探險過程中方便快捷實用的功能；指揮中心是基地統籌規劃監控管理整個系統的應用模塊，控制中心實時監控用戶的生理體征信息、地理位置，并主動推送相關預警消息，當用戶發出求救信號后，指揮中心迅速分析遇難等級，確定救援規模和救援路線，派遣救援小組出動；數據庫技術中心有許多應用接口，可以將其他系統或者平臺接入，擴展其功能。

2.2 探險之星用戶中心功能

2.2.1 高精度定位查詢與路徑記錄

用戶終端設備能夠實時提供其所在位置的經度、緯度與高程，定位精度小于20 m，并以標準形式顯示（經度，度/分/秒）、（緯度，度/分/秒）、（高程，m）、（時間，年月日時分秒）[3]。同時用，用戶終端能實時記錄用戶的歷史路線，并將數據每隔一定時間間隔通過北斗衛星發送給指揮中心。在戶緊急呼救時指揮中心可以調出用戶的行進路線進而展開救援。

2.2.2 天氣查詢

用戶終端可以通過天氣查詢功能獲得探險區域的天氣情況。指揮中心通過與氣象部門合作獲得探險區域的實時天氣情況，用戶可以查詢由指揮中心發出的天氣預警情況，以便及時調整路線或是做出應對措施。

2.2.3 短文通訊

北斗系統用戶終端具有雙向短文通訊功能，類似于人們在生活中使用手機的短信功能。短文通訊功能可以實現用戶與用戶，用戶與指揮中心之間的通信交流。北斗覆蓋范圍大，沒有通訊盲區，現有的公共通訊網絡在景區中總存在一些盲點，北斗的短報文通信功能正好彌補了這一不足，它能在公網覆蓋不到的地方和公網遭受破壞的情況下，還能保證終端與中心的可靠聯系，為景區最低限度的通信保障[1]。當探險者進入信號不好的偏僻地域或者不幸掉入洞穴等情況時短文通訊的作用至關重要。

2.2.4 電子路標查詢

龐大的數據庫系統涵蓋了野外探險區域的所有地理信息，在服務范圍內，探險者可以利用手持終端的電子路標查詢查詢功能，可以在基于GIS系統制作的三維地圖中查找出各個功能區，如宿營區、瞭望區、水源區、危險區等。并且能夠顯示出各個地域的地貌、植被類型，如山地、河流、沼澤、灌木林、草地等，有利于探險愛好者做出適合自己的選擇。

2.2.5 一鍵呼救

手持終端提供了一鍵呼救的功能，用戶在探險的過程中遇到危險的時候可以快速按下一鍵求救功能鍵，指揮中心收到求救后，首先確定用戶的地理位置與環境，進行遇難分析確定救援規模，然后基于GIS平臺的最短路徑分析，找出一條最佳路徑進行救援。另一方面，呼救操作簡單使獲救的可能性更大。

2.2.6 親友鏈接

用戶親友能在系統平臺上登錄用戶的賬號，平臺夠提供用戶的生理體征信息、自然環境地理信息服務、導航服務、安全預警及風險提示服務。因此當用戶在手機信號不好的地方，用戶親友可以通過平臺知曉用戶的安全以及位置情況。

2.3 探險之星指揮中心功能

2.3.1 監控管理

具有監控管理的功能。指揮中心可以采集探險區域的環境特征，掌握不同的時間季節區域內的變化，有利于實時了解探險區的環境變化。更重要的是監控中心能夠接收到用戶終端發出的信號，一旦監控中心接收到探險者的一鍵求救信號，就可在第一時間鎖定信號，進行監控，以便進行進一步的救援。

2.3.2 遇難分析

指揮中心可以通過鎖定發出一鍵求救信號的用戶，快速確定求救者的位置，然后通過數據庫的海量信息提取周邊的地理環境信息，結合天氣情況及時分析出遇難者的遇難類型，以便為高效的救援工作做準備。

2.3.3 救援調度

經過一系列的定位和分析，指揮中心可以根據待解救人員的位置從數據庫中搜索出進行救援的最佳路徑，以及確定進行救援的設備，同時還可以根據遇難分析的結果調度相應的救援人員，并大致確定救援所需要的時間。以此通過大量的數據基礎，最大程度地節約救援資源而保證救援效率。

2.3.4 實時天氣情況消息推送

指揮中心通過與氣象部門合作，可以獲得探險區域的天氣信息，為探險用戶提供天氣信息，用戶不僅可以通過手持終端查詢獲取天氣信息，指揮中心也會在天氣突變時主動給用戶發送天氣情況。

2.3.5 實時災害預警消息推送

指揮中心可以根據天氣信息結合數據庫中的地理環境數據預測探險區域的災害險情，并鎖定易發生災害的位置區域，如泥石流易發生點等。實時災害預警消息推送功能可以將消息傳送到災害點附近5 km范圍內所包含的探險者手持終端中。

2.3.6 北斗定位

北斗衛星導航系統可以全天候、全天時為用戶提供高精度定位、導航、授時服務，是繼美國的全球定位系統（GPS）、俄羅斯的格洛納斯（GLONASS）定位系統之后的世界第3個成熟的衛星導航系統。北斗衛星定位技術，利用35顆衛星在離地面2萬多km的高空，以固定的周期環繞地球運行。通過觀測4顆以上的衛星的位置，采用后方交會法準確獲取目標位置坐標[4]。

2.4 探險之星數據庫技術中心功能

數據庫技術中心基于java技術和標準數據庫接口，為不同的數據庫系統、應用系統、專用中間系統提供接入組件，通過對接口協議需求進行抽象，使用TongIntegrtor框架，就可以和特定的系統交互[5]。另外提供了定制接口，可以方便快捷的添加具有新功能的應用。因此，數據庫技術中心可以將其他系統或者平臺接入，擴展其功能，如GIS服務平臺、互聯網、救援系統、醫療系統等等。控制中心通過調用數據庫的接口向用戶提供服務如圖2。

3 結語

結合北斗衛星導航技術和安全應急救援平臺設計的探險旅游救援系統——“探險之星”，包括用戶中心、指揮中心和數據庫技術中心三個模塊。用戶中心不僅為探險旅游者提供高精度定位查詢、路徑導航、天氣預報等基礎功能，還能在危急關頭通過一鍵呼救、親友鏈接及時與救援隊和親人取得聯系；指揮中心提供旅游區管理者進行監控管理、實時天氣情況推送、實時災害預警推送、對意外事故進行遇難分析、救援調度等功能；數據庫技術中心向用戶提供GIS服務平臺、救援系統、醫療系統等功能。“探險之星”為探險旅游發展提供更先進便捷的服務，在探險旅游、戶外活動、地質勘探、應急救援等領域有著廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]鄒金仁.北斗衛星導航系統在旅游景區的應用[J].發展研究，2013（2）：116～117.

[2]陳 敏，高雪芬.北斗導航技術在山地休閑旅游應急救援管理中的應用[J].四川林業科技，2016，37（1）：111～114.

[3]沙永勝.一種北斗手持機天線[J].電子世界，2014（1）：29～30.

[4]陳 坡.北斗衛星導航系統定位精度分析[J].海洋測繪，2013，33（5）：34～37.

[5]黃 偉，羅新民.基于FPGA的高速數據采集系統接口設計[J].單片機與嵌入式系統應用， 2006（4）：34～37.