構建基于3G/GPS的森林公園足跡記錄及救援支持系統

鄒卓輝

摘 要：森林（郊野）公園每年都發生游客失蹤、傷亡意外，因此救援服務不容忽視。該項目借助智能手機、3G通訊網，構建遠足者游覽足跡記錄及救援支持系統。遠足者從公園入口開始，運行客戶端，啟動3G通訊網及GPS端口，系統自動收集足跡信息。當意外出現，救援隊伍通過登錄系統后臺，從游客足跡數據庫還原出其足跡線路，開展行之有效的救援。

關鍵詞：森林公園 救援支持 足跡 信息系統

中圖分類號：TU242.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0007-03

1 項目背景

1.1 遠足意外發生的情況

到森林（郊野）公園遠足是有益身心的活動，近年來被越來越多人追捧。但每年都發生游客失蹤、傷亡意外，據深圳市登山協會有關統計顯示，深圳每年用于戶外救援經費達300～500萬元。2010年12月1日，發生在該市馬巒山郊野公園的10名山友迷路被困，出動百余警力救援的事件，再次引起社會對戶外運動風險問題的關注。據中國緊急救援聯盟《中國戶外安全事故調研報告》指出，2010年度記錄的戶外事故中，陜西40起，遇難15人；北京33起，遇難4人。在事故原因的統計中迷路是主因，占總的事故51.6%以上。而迷路的原因是對戶外知識缺乏，準備不充分。2011年度，搜集到的中國戶外安全事故共492起，與2010年度的182起相比大幅增長。其中，山東、北京、浙江三省市的事故數量排在前三名。國外方面，據美國國家公園管理局（NPS）統計，1992年—2007年，在NPS管轄的公園內，共發生78 488起應急救援事件。其中2 659人死亡，24 288人導致病傷。平均每天發生11.2起，每次救援行動花費895美元。因此，行之有效的森林（郊野）公園救援服務不容忽視，構建用于救援的信息化輔助系統勢在必行，這種信息化救援系統，是城市應急體系建設中的重要基礎。

1.2 國內有關救援信息化系統現狀

近年來，隨著信息化技術的發展，城市公共空間各個領域的信息化救援體系，不斷有新發展。例如任學慧[7]提出了以4S技術與TIS集成構建濱海城市旅游安全預警與事故應急救援系統，該系統具備旅游環境和事故安全預警、應急事故處理決策及應急救援網絡組織互動等功能，實現旅游管理的科學化、可視化、智能化。司夏萌（2007）提出了采用3G視頻流媒體、GIS（地理信息系統）和MAS（多代理系統）等理論和技術，針對城市軌道交通系統因其封閉（或半封閉）的運行環境所帶來的救援空間狹小、事故地點內部環境情況復雜、現場狀況難以反饋、救援不易深入等特殊問題，對救援部門進行合理分工，設計救援的詳細流程，提出了適合軌道交通的救援方案及其實施方。李希建提出了通過對地理信息系統（GIS）和煤礦災害應急救援技術的研究，以GIS與Visual Basic為開發平臺，采用管理信息系統原理和GIS軟件建立了可視化的煤礦災害應急救援系統。在森林（郊野）公園的救援信息化系統方面，2012年1月份由香港通訊業聯會（CAHK）主辦，漁農自然護理署、民安隊等機構支持，中國移動、數碼通、寬頻無限、新世界傳動網等通訊商參與構建了“遠足短訊留蹤服務”系統，用于遠足救援信息化服務。內地還尚未有針對遠足者救援專項信息化系統，大部分僅針對森林消防、野生動植物保護。

2 系統原理

2.1 移動網絡及QR碼應用現況

根據調研機構IDC《中國手機市場季度跟蹤報告（2012年第二季度）》顯示，2012年第二季度中國手機市場整體出貨量約為8 600萬部，同比增長率10.4%。其中智能手機對比上一季度增長25.6%，占整體手機市場51.3%，首次超過功能手機。而3G通訊網絡的覆蓋率方面，CDMA2000已覆蓋所有縣級以上城市，通達全國20000多個鄉鎮。WCDMA到2010年上半年，網絡將覆蓋全部縣級以上城市和重點鄉鎮。TD-SCDMA目前覆蓋238個地級城市，預計將增加覆蓋330個城市。智能手機與3G網的普及，使得各種應用日益廣泛、成熟，QR碼的應用便是其一。

QR碼是二維條碼的一種，1994年由日本Denso-Wave公司發明，已在各行業中得到了廣泛的應用。QR碼可儲存更多資料（其中數字7089字節、字母4296字節）。在智能手機上安裝有QR碼閱讀工具即可解碼。因此，利用這些平臺構建本項目，在應用上有創新性。

2.2 系統基本工作原理

項目借助安卓系統智能手機、QR碼及3G通訊網絡的普及，構建遠足者游覽足跡記錄及救援支持系統。遠足者利用安裝了QR碼閱讀工具的智能手機，讀取在森林公園入口處標識牌上的QR碼2（或事先在網站上下載），將客戶端3安裝到手機上。安裝完并將個人信息填報好后，系統初始化完畢。

前往森林公園前運行客戶端，開啟3G通訊網、GPS端口，數分鐘后當GPS端口提示衛星信號正常表示系統啟動。此時，即可開始游園。系統會定期將手機所在地理信息、手機電池量等信息經3G通訊網，反饋至系統服務器，即所謂足跡記錄。當意外出現，救援隊伍可登錄系統后臺4，根據有關信息（手機號、日期時間、地點、地理信息、姓名、年齡、性別等），還原足跡線路點、坐標點，開展行之有效的救助。

3 系統構建

3.1 系統結構

系統分手機客戶端及救援支持后臺兩部分。前者為C/S模式。客戶端運行后，首先檢測GPS端口及3G通訊網絡是否開啟。其次檢測是否首次使用，如是則提示初始化注冊、填報個人信息。待運行環境具備后，客戶端便自動將實時GPS地理信息通過3G通訊網絡，發送至系統服務器。后者為B/S模式。救援隊伍人員用計算機打開IE瀏覽器，登錄到系統后臺進行操作。系統后臺主要有以下功能：（1）實時監測各遠足者位置及手機狀態；（2）生成足跡線路及坐標報告；（3）實時預警；（4）查看遠足者信息。endprint

3.2 系統主要界面及功能介紹

3.2.1 面向遠足者的客戶端介紹

客戶端主要功能模塊：（1）二維碼：QR碼掃描模塊。通過掃描QR碼，能啟動手機瀏覽器，訪問編譯的URL；（2）緊急呼叫：初始設定了緊急電話后，當遠足過程中遇到險情時可點擊此功能進行緊急呼叫；（3）系統短信：系統內的短信收發功能模塊，可跟救援隊伍進行短信通訊；（4）事故記錄：遠足者本人的事故記錄；（5）導游圖：結合數字地圖，實時顯示自己所在地理位置；（6）個人信息：填報、修改個人信息。

客戶端操作指南：點擊運行客戶端。首次運行時先進行用戶注冊，向系統填報個人信息，包括：姓名、性別、聯系電話、身份證號碼、緊急聯系人及號碼，以及使用本系統的用戶名及密碼。在游園前，運行客戶端，確認3G通訊網絡及GPS端口已開啟及信號正常的情況下，點擊“入園”按鈕即可。游園完，再點擊“出園”按鈕。客戶端工作期間，不影響手機的正常使用。

3.2.2 面向救援隊伍的救援支持系統介紹

在計算機上打開IE瀏覽器訪問管理頁面，填寫正確的賬號密碼即可登錄。主界面為“游客監控”頁面，實時顯示各遠足者坐標點。點擊某遠足者的圖塊，即顯示其當前定位信息。

主界面監控欄顯示的圖塊，藍色表示GPS定位正常，黃色為異常，紅色為已關閉GPS端口。后面的數字表示游客數量。點擊某游客名字則可進入游客信息查閱模塊。異常管理模塊針對GPS信號異常、手機電池低于30%時的情況進行匯集。救援隊伍人員通過查閱該欄目，掌握遠足者有關異常情況，以便做出適當的救援決策。進入游客瀏覽模塊，可對所有已注冊的遠足者信息進行查閱。點擊相應的名字，即可生成該游客的詳細報告，如圖7所示。

系統生成遠足者信息表，記錄包括姓名、年齡、性別、身份證號、手機號、緊急聯系人及電話、軌跡線路及近期記錄的地理信息列表（按記錄的時間先后降序排列）各種信息，供救援參考。只要將地理坐標點還原至公園地圖上，即可掌握其事故前最后所處位置。

3.3 系統有關解疑

3.3.1 關于遠足者隱私

該系統用于救援支持。遠足者在使用前，自主填報個人信息并允許系統自動收集記錄信息，視為知情同意。系統使用賬號密碼登錄，不對外公布遠足者任何信息。

3.3.2 移動通訊網信號覆蓋問題

對于尚未覆蓋3G通訊網信號的地段，智能手機會自動切換為2G/2.5G網絡，系統也會通過該網絡上傳信息，每次流量約1KB左右。對于完全無通訊網信號的地段，則系統會暫時中斷上傳足跡，待信號正常后繼續上傳（同時將斷網期間收集的GPS信息緩存一并上傳）。

3.3.3 因移動通訊網信號中斷、手機斷電對救援的影響

針對因移動通訊網覆蓋情況不佳，遠足者在游園過程中信息中斷，甚至出現事故了也未能連接上移動通訊網，以及手機中途斷電的情況，系統雖然未能記錄該遠足者持續、完整、及時的地理信息，然而只要遠足者最后一次信息記錄點存在的話，依然可以根據其最后一次地理坐標為原點，展開救援。這種情況也較盲目的、地毯式搜索效率要高。

4 結語

通過對智能手機現有的移動通訊網及GPS技術的創新應用，構建了救援支持系統，為遠足、登山戶外等高危險性體育項目提供一定的安全技術保障，促使其安全健康有序發展[14]。實現救援的精準化、信息化，提高救援效率，確保在“黃金72小時”內實現救援的目標，保障人民群眾生命財產的安全[15]。為森林（郊野）公園的安全生產管理，對公園應急預案響應效率的提高，帶來一定的革新。

參考文獻

[1] 曹峻.第二屆全國山地救援培訓研討會報告[R].深圳：深圳市登山戶外運動協會，2010-1-25.

[2] 李晶川.1男9女迷失山谷 近百警員馬巒山徹夜大營救[N].深圳晚報，2010-12-3.

[3] 中國緊急救援聯盟.2010年度中國戶外安全事故調研報告[R].北京：中國緊急救援聯盟，2011-2-1.

[4] 中國緊急救援聯盟.2011年度中國戶外安全事故調研報告[R].北京：中國緊急救援聯盟，2012-2-3.

[5] Travis W，Heggie.Dead Men Walking： Search and Rescue in US National Parks[J].Wilderness&Environmental Medicine，2009（3）：244-249.

[6] 劉鐵民.突發公共事件應急信息系統平戰結合[J].信息化建設，2005（9）：15-17.

[7] 任學慧，王月.濱海城市旅游安全預警與事故應急救援系統設計[J].地理科學進展，2005（4）：123-128.endprint