基于北斗衛星通信的應急救援平臺的設計

項順伯， 李云鶴， 徐兵

(廣東石油化工學院 計算機與電子信息學院, 茂名 525000)

0 引言

近20年來，全球氣候異常，極易引發暴雨、泥石流、臺風等自然災害[1]。這近五年來，我國西部頻發地震，很多都是大地震，地震發生之后首先需要做的事情就是應急救援[2]。隨著我國經濟的飛速發展，對物流運輸的要求越來越高，載有石化危險化學品的車輛時常穿越在人煙罕至的山區[3]，司乘人員的疲勞駕駛或山區復雜的地形環境以及自然災害等等都是威脅，極易產生交通事故或危化品安全事故。上述事故的背后必然帶來應急救援的相關工作。自然災害或安全事故等造成的通信中斷或通信不暢常常導致外界無法及時獲得準確的災害情況或信息，從而影響應急救援的緊迫性。北斗衛星作為我國特有的通信、導航和定位衛星系統，可為應急救援提供有效的通信手段，為此，學者們研究了北斗衛星的相關應急救援內容。郝明等[4]從整體上設計開發了基于北斗衛星通信的地質災害應急救援系統，但沒有給出應急救援平臺的功能和具體設計。農肖肖等[5]設計和實現了基于北斗衛星導航系統的野外地質調查應急救援系統，給出了應急救援系統

的具體功能，但沒有從軟件工程的角度進行設計和開發。陳敏等[6]研究了北斗導航技術在山地休閑旅游應急救援管理中的應用，未能提供應急救援系統的軟件功能部分。曲國勝等[7]闡述了北斗衛星系統在地震應急救援中應用的基本情況，沒有給出應急救援軟件系統的具體功能。鄭逸璇等[8]設計實現了北斗系統在船舶應急救援系統中的應用，給出了船舶救援的具體功能，但未能從宏觀上敘述救援軟件系統的具體功能。

本文基于北斗衛星通信，利用北斗短報文的雙向通信功能，利用軟件工程的思想，以行駛中的危化品運輸車輛為例，設計和開發支持北斗短報文通信的應急救援平臺，同時設計開發災情信息發布功能，該平臺支持現有支持北斗短報文通信的移動終端的通信連接，也能提供手機APP訪問的接口，該平臺提供了應急救援的基本功能，為應急救援提供了一種有效的途徑。

1 總體功能結構

本文的基于北斗衛星通信的應急救援平臺總體結構如圖1所示。

圖1 基于北斗衛星的應急救援平臺功能圖

圖中雙向箭頭表示全雙工通信，單向箭頭表示單工通信；移動設備指實現接收和發送北斗信號及短報文的移動終端，安裝在無人機上用于災區情況收集和監測，也用于救援人員與外界的通信；北斗衛星指我國的北斗衛星系統，實現導航、定位、授時和傳輸短報文的功能；應急救援平臺指應急救援指揮中心，負責救援管理、人員處置及對外發布信息等功能，這是本文的研究所在，下文將重點闡述。媒體發布指由應急救援平臺通過廣播、電視、報紙等傳統媒體向外發布災區或安全事故現場情況；PC客戶端指應急救援平臺的工作人員或其他人員通過個人計算機PC以B/S模式訪問應急救援平臺；手機APP指安裝在智能手機上的軟件，該軟件的所有功能與應急救援平臺一樣，但不同權限的用戶獲得的功能不一樣，用戶可以通過手機APP訪問應急救援平臺獲得相關信息；數據庫服務器用于存儲應急救援平臺的數據[4-9]。

2 應急救援平臺軟件功能

本文的應急救援平臺具體功能如圖2所示。

圖2 應急救援平臺功能設計

含用戶管理、應急救援GIS、應急救援數據管理和通信連接四個功能模塊。

(1) 用戶管理。這里的用戶指需要訪問應急救援平臺的用戶，用戶首選需要在本文的應急救援平臺上進行注冊，后續每次車輛運行后，需要登陸平臺才能實現對車輛的實時監控。

(2) 應急救援GIS。該模塊實現定位功能，提供地圖顯示功能、災情位置定位及人員設施定位等功能，在應急救援過程中實現準確的定位操作，避免出現定位偏差。

(3) 應急救援數據管理。該功能模塊為應急救援平臺的核心功能區，具體有應急救援方案、應急救援力量、應急救援物資、災情信息發布、救援歷史查詢等功能，其中應急救援方案指自然災害或安全事故發生后提供有效的救援方案；應急救援力量和應急救援物資指救援過程中的實際支撐；災情信息發布指災害發生后及時對外公布災情的具體情況、救援情況等，該功能模塊的具體內容如圖3所示。

圖3 災情信息發布功能

災情信息分別通過微信、微博、電視廣播等途徑進行發布，其中微信、微博通過手機APP功能實現。

(4) 通信連接。通信連接模塊完成數據庫連接、北斗衛星通信、手機APP連接等通信功能，完成各功能模塊的雙向通信。

3 開發技術與具體實現

本文的應急救援平臺采用網頁方式進行管理和信息發布，因此開發模式為B/S模式，系統設計開發的操作系統采用Windows Server2008，系統開發語言為PHP，數據庫選用MySQL[10]，PHP 是指Hypertext Preprocessor，即中文超文本預處理器。PHP是一種服務器端、跨平臺、HTML嵌人式的腳本語言，其主要功能是用來開發動態交互式的Web服務器應用程序[11-13]。本平臺的部分代碼截圖，如圖4所示。

指的是獲取災情信息的PHP代碼。經過系統的測試，本文的應急救援平臺能正常工作，圖5為危化品運輸車輛救援效果圖，如圖5所示。

圖5的應急救援指的是載有危化品的運輸車輛進入山區后，通過本文的應急救援平臺進行實時監控，一旦發現出現災情，及時組織人力物力進行應急救援。

4 總結

以危化品運輸車輛為應急救援對象，本文設計開發了一個基于北斗衛星的應急救援平臺，平臺具有用戶管理、應急救援GIS、應急救援數據管理和通信連接四個功能模塊，平臺充分北斗衛星的北斗短報文的雙向通信功能，實現危化品運輸車輛的監控，對于危化品運輸監控提供了一種新的途徑。

圖4 代碼示例圖

圖5 實際救援效果圖