基于GIS的校車安全監控系統的設計與實現

姚琴風

摘? 要： 針對近年來校車安全事故頻發給家庭和社會造成重大傷害與損失的問題，文章采用組件式GIS技術（VB+MO）開發了基于GIS的校車安全監控系統，實現對校車的實時監控，盡量避免校車事故的發生;遇到突發事故時可以第一時間與學生家長、學校和有關事故處理中心取得聯系，保證有關人員及時趕到現場處理事故，使損失降到最小。

關鍵詞： 校車安全; 安全監控系統; GIS; 實時定位

中圖分類號：TP399? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：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，由于缺乏有效的監管，校車事故仍時有發生，造成了大量的財產損失和嚴重的人身傷害[1]。國內各地出臺舉措保障校車安全，各級政府、各所學校采用不同的方式排除隱患。學校購買先進的校車，強化校車安全;加強校車駕駛員準入審查，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對車輛進行簡單定位，更主要的是對校車實時監控，主管部門能及時準確地掌握校車運行情況，約束校車司機的不正規行駛行為，確保學生乘車途中的安全。

因為校車的特殊性，校車車載監控技術仍是一個熱門的研究方向。當前，人們已經在完善車載監控系統方面做了許多有益的工作： 基于紅外傳感器的人數檢測[3]，這種方法雖然簡單可行，但對學生并排擁擠的情況處理能力差; 基于視頻圖像的人數檢測已經做了很大的改進，然而對復雜情況的適應能力一般，且需要處理大量的數據。

本文采用GPS定位技術結合SQL數據庫，使校車司機、學生、學校、家長、校車實時位置及校車行駛線路等信息相關聯，采用組件式GIS（VB+MO）二次開發技術對系統進行開發，實現對校車實時監控，遇到突發事件時，第一時間發出報警信息，及時聯系學生家長、學校及相關事故處理部門。以此來保證校車的安全行駛。

1 系統總體設計

本系統主要針對近年來頻發的校車事故引發的一系列生命財產問題，主要用于對校車行駛途中的監管及校車發生安全事故時的應急救助。系統主要應用GIS平臺和SQL數據庫，對學生、學校、校車，及各校車路線周邊情況等進行統一管理。在VB中加載MO控件，調用電子地圖，對地圖要素進行分層管理，在此基礎上實現對校車行駛路線的實時監控。該系統主要分五個子系統：地圖操作子系統、校車監控管理子系統、報警處理子系統、學生信息統計、數據信息管理，各子系統主要功能如圖1所示。

2 數據庫設計

校車安全監控系統基于SQL數據庫，把校車實時定位數據與學生、校車等相關信息結合，在GIS組件式開發技術支持下，建立維護校車運行安全的系統。所以系統中數據庫的設計對系統的正常運行至關重要。

該系統后臺數據主要包括：學生基本信息（如表1）、校車基本信息（如表2）及學?；拘畔ⅲㄈ绫?）。學生基本信息主要包括：姓名、學校、班級、家庭住址、聯系電話、乘坐校車。校車基本信息主要包括：校車車牌號、校車車號、司機姓名、所屬學校、車載量。學?；拘畔⒅饕ǎ盒Ｃ?、所有校車牌號。基于后臺數據庫實現對學生、學校、校車的統一管理，通過校車司機、學校負責人、學生家長和學生本人共同配合，確保校車穩定安全行駛，并在遇到突發事故時可以及時地開展救助，共同維護學生的安全。

組織數據時，要嚴格按照SQL數據庫中的數據組織規則，確保數據的完整性、準確性，這樣才能確保系統中心功能的準確實現。

3 系統實現

3.1 組件式GIS

組件式GIS（Components GIS，又稱Com GIS），簡而言之，就是面向對象技術和組件式軟件在GIS軟件開發中的應用。其基本思想是將地理信息系統GIS的各大功能模塊分解成幾個各具功能的獨立組件[4]?？梢酝ㄟ^常用的軟件開發工具。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應用系統。目前，國內外對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，可以在各種開發工具中使用。假如各個獨立的GIS組件是珍珠，那么可視化的軟件開發工具就是針線，通過軟件開發工具可以隨意將GIS組件組合起來，形成各具功能的GIS應用系統。

本文采用的GIS組件為MapObjects，面向對象編程語言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工具平臺中，如VB、VC++、Delphi等，實現添加繪制地圖的地理信息系統其他的基本功能。MapObjects體積小，占用內存少，用比較少的接口提供了最常用的GIS功能，而且還提供了GPS的動態特性，同時它又擁有合理的結構，簡潔明了，容易理解和擴展，因此，人們將MapObjects稱為最優雅簡潔的GIS組件[5]。其他的GIS組件與MapObjects相比，不是結構過于簡單而功能低下，就是提供過多功能而結構過于繁瑣不便于操作，因而在功能和結構這兩者之間，MapObjects取得了相對平衡，將軟件的藝術性完美的詮釋出來。

3.3 校車安全監控系統總體實現

本文采用VB+MO組件式開發技術，對系統運行主界面及各子系統功能進行開發實現。系統主界面如圖2所示。

⑴ 地圖操作子系統，包括地圖的放大、縮小、漫游、全圖顯示及鷹眼功能的實現。

⑵ 校車監控管理子系統（如圖3），包括對各校車行駛路線的查詢、對相應校車上學生基本信息的查詢、遇到事故時通過校車號來查詢該車上相應學生情況并及時與學生家長和學校取得聯系，以保證學生的安全。

⑶ 報警處理子系統（如圖4）。校車行駛途中遇到意外事故時，司機通過校車上安裝的報警器報警并傳回后臺中心，中心根據傳回的數據定位校車的具體位置，并在數據庫中查詢事發點附近的交警及醫療中心聯系電話，保證相關人員第一時間趕到事故現場（如圖5）;查詢事發校車上學生信息，及時聯系家長及學校;調用附近校車對事發校車上的學生進行妥善安置;根據事發校車上學生人數初步確定事故等級為依據、所需醫務人員數量等，為管理者提供決策支持服務，以此為依據進入相關的后續準備工作。

⑷ 學生信息統計（如圖6）。根據傳回的當日乘車學生人數，查詢當日沒有乘車的學生信息，值勤老師根據其聯系方式聯系家長來了解學生具體情況。

⑸ 系統管理子系統，包括系統登錄、登錄人員信息的添加及修改、登陸密碼修改、系統數據的備份及恢復等。對數據庫中數據進行查詢、添加、刪除、修改等操作，實現對學生、學校、校車等數據信息的管理，使后臺數據實現完整性、準確性，在確保后臺數據準確完整的同時保證前臺中心系統的快速有效運行。

4 結論

該系統主要是針對近年來頻發的校車安全事故，旨在通過系統的實時監控實現為突發事件提供接警、報警、故障排除和急救等服務，提高校車運行的安全性和處理突發事件的能力。

但是要通過監控系統實現校車的實時監控，還需在GPS應用服務基礎上建立良好的系統接口，以便于集成其他的信息服務。在保證系統安全的前提下采用國際通用標準的系統規范和傳輸協議，能較容易地實現與其他系統的網絡連接和資源共享[6];采用基于GSM通信服務器網絡的GPRS通信服務、計算機網絡、GPS、GIS、數據庫等技術和系統設計方案，構建一個通用性較大的大型GPS定位監控服務系統[7]，對監控網絡中的一切校車實施動態跟蹤、監控和調度管理。

確保校車的安全運行光靠監控是不夠的，還需要政府、學校、家長、校車司機、學生的共同配合努力，只有這樣才能為中小學生的明天保駕護航。

參考文獻（References）：

[1] 李傳燁，葛國棟等.校車安全監控系統[J].應用科技，2016.1.

[2] 湯中波.校車乘員乘用安全監控系統的研究與開發[D].廈門大學碩士學位論文，2016.

[3] 賀云超，郭麗.基于紅外傳感器的多功能教室狀態監測系統[J].中國科技信息，2012.14：87-89

[4] 王志恒，胡卓瑋.GIS設計與開發課程中的組件式開發案例實現[J].測繪科學，2015.7：164-168

[5] 甘小貴.GIS在福州森林公園地理信息系統的應用與設計[D].電子科技大學碩士學位論文，2016.

[6] 張平.基于物聯網的校車安全監控數據采集系統[J].電子世界，2016.8：170-174

[7] 金建設，楊斌.基于傳感網與云計算的校車安全監控系統設計[J].計算機測量與控制，2014.6：1790-1792