构建基于3G/GPS的森林公园足迹记录及救援支持系统

邹卓辉

摘 要：森林（郊野）公园每年都发生游客失踪、伤亡意外，因此救援服务不容忽视。该项目借助智能手机、3G通讯网，构建远足者游览足迹记录及救援支持系统。远足者从公园入口开始，运行客户端，启动3G通讯网及GPS端口，系统自动收集足迹信息。当意外出现，救援队伍通过登录系统后台，从游客足迹数据库还原出其足迹线路，开展行之有效的救援。

关键词：森林公园 救援支持 足迹 信息系统

中图分类号：TU242.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0007-03

1 项目背景

1.1 远足意外发生的情况

到森林（郊野）公园远足是有益身心的活动，近年来被越来越多人追捧。但每年都发生游客失踪、伤亡意外，据深圳市登山协会有关统计显示，深圳每年用于户外救援经费达300～500万元。2010年12月1日，发生在该市马峦山郊野公园的10名山友迷路被困，出动百余警力救援的事件，再次引起社会对户外运动风险问题的关注。据中国紧急救援联盟《中国户外安全事故调研报告》指出，2010年度记录的户外事故中，陕西40起，遇难15人；北京33起，遇难4人。在事故原因的统计中迷路是主因，占总的事故51.6%以上。而迷路的原因是对户外知识缺乏，准备不充分。2011年度，搜集到的中国户外安全事故共492起，与2010年度的182起相比大幅增长。其中，山东、北京、浙江三省市的事故数量排在前三名。国外方面，据美国国家公园管理局（NPS）统计，1992年—2007年，在NPS管辖的公园内，共发生78 488起应急救援事件。其中2 659人死亡，24 288人导致病伤。平均每天发生11.2起，每次救援行动花费895美元。因此，行之有效的森林（郊野）公园救援服务不容忽视，构建用于救援的信息化辅助系统势在必行，这种信息化救援系统，是城市应急体系建设中的重要基础。

1.2 国内有关救援信息化系统现状

近年来，随着信息化技术的发展，城市公共空间各个领域的信息化救援体系，不断有新发展。例如任学慧[7]提出了以4S技术与TIS集成构建滨海城市旅游安全预警与事故应急救援系统，该系统具备旅游环境和事故安全预警、应急事故处理决策及应急救援网络组织互动等功能，实现旅游管理的科学化、可视化、智能化。司夏萌（2007）提出了采用3G视频流媒体、GIS（地理信息系统）和MAS（多代理系统）等理论和技术，针对城市轨道交通系统因其封闭（或半封闭）的运行环境所带来的救援空间狭小、事故地点内部环境情况复杂、现场状况难以反馈、救援不易深入等特殊问题，对救援部门进行合理分工，设计救援的详细流程，提出了适合轨道交通的救援方案及其实施方。李希建提出了通过对地理信息系统（GIS）和煤矿灾害应急救援技术的研究，以GIS与Visual Basic为开发平台，采用管理信息系统原理和GIS软件建立了可视化的煤矿灾害应急救援系统。在森林（郊野）公园的救援信息化系统方面，2012年1月份由香港通讯业联会（CAHK）主办，渔农自然护理署、民安队等机构支持，中国移动、数码通、宽频无限、新世界传动网等通讯商参与构建了“远足短讯留踪服务”系统，用于远足救援信息化服务。内地还尚未有针对远足者救援专项信息化系统，大部分仅针对森林消防、野生动植物保护。

2 系统原理

2.1 移动网络及QR码应用现况

根据调研机构IDC《中国手机市场季度跟踪报告（2012年第二季度）》显示，2012年第二季度中国手机市场整体出货量约为8 600万部，同比增长率10.4%。其中智能手机对比上一季度增长25.6%，占整体手机市场51.3%，首次超过功能手机。而3G通讯网络的覆盖率方面，CDMA2000已覆盖所有县级以上城市，通达全国20000多个乡镇。WCDMA到2010年上半年，网络将覆盖全部县级以上城市和重点乡镇。TD-SCDMA目前覆盖238个地级城市，预计将增加覆盖330个城市。智能手机与3G网的普及，使得各种应用日益广泛、成熟，QR码的应用便是其一。

QR码是二维条码的一种，1994年由日本Denso-Wave公司发明，已在各行业中得到了广泛的应用。QR码可储存更多资料（其中数字7089字节、字母4296字节）。在智能手机上安装有QR码阅读工具即可解码。因此，利用这些平台构建本项目，在应用上有创新性。

2.2 系统基本工作原理

项目借助安卓系统智能手机、QR码及3G通讯网络的普及，构建远足者游览足迹记录及救援支持系统。远足者利用安装了QR码阅读工具的智能手机，读取在森林公园入口处标识牌上的QR码2（或事先在网站上下载），将客户端3安装到手机上。安装完并将个人信息填报好后，系统初始化完毕。

前往森林公园前运行客户端，开启3G通讯网、GPS端口，数分钟后当GPS端口提示卫星信号正常表示系统启动。此时，即可开始游园。系统会定期将手机所在地理信息、手机电池量等信息经3G通讯网，反馈至系统服务器，即所谓足迹记录。当意外出现，救援队伍可登录系统后台4，根据有关信息（手机号、日期时间、地点、地理信息、姓名、年龄、性别等），还原足迹线路点、坐标点，开展行之有效的救助。

3 系统构建

3.1 系统结构

系统分手机客户端及救援支持后台两部分。前者为C/S模式。客户端运行后，首先检测GPS端口及3G通讯网络是否开启。其次检测是否首次使用，如是则提示初始化注册、填报个人信息。待运行环境具备后，客户端便自动将实时GPS地理信息通过3G通讯网络，发送至系统服务器。后者为B/S模式。救援队伍人员用计算机打开IE浏览器，登录到系统后台进行操作。系统后台主要有以下功能：（1）实时监测各远足者位置及手机状态；（2）生成足迹线路及坐标报告；（3）实时预警；（4）查看远足者信息。endprint

3.2 系统主要界面及功能介绍

3.2.1 面向远足者的客户端介绍

客户端主要功能模块：（1）二维码：QR码扫描模块。通过扫描QR码，能启动手机浏览器，访问编译的URL；（2）紧急呼叫：初始设定了紧急电话后，当远足过程中遇到险情时可点击此功能进行紧急呼叫；（3）系统短信：系统内的短信收发功能模块，可跟救援队伍进行短信通讯；（4）事故记录：远足者本人的事故记录；（5）导游图：结合数字地图，实时显示自己所在地理位置；（6）个人信息：填报、修改个人信息。

客户端操作指南：点击运行客户端。首次运行时先进行用户注册，向系统填报个人信息，包括：姓名、性别、联系电话、身份证号码、紧急联系人及号码，以及使用本系统的用户名及密码。在游园前，运行客户端，确认3G通讯网络及GPS端口已开启及信号正常的情况下，点击“入园”按钮即可。游园完，再点击“出园”按钮。客户端工作期间，不影响手机的正常使用。

3.2.2 面向救援队伍的救援支持系统介绍

在计算机上打开IE浏览器访问管理页面，填写正确的账号密码即可登录。主界面为“游客监控”页面，实时显示各远足者坐标点。点击某远足者的图块，即显示其当前定位信息。

主界面监控栏显示的图块，蓝色表示GPS定位正常，黄色为异常，红色为已关闭GPS端口。后面的数字表示游客数量。点击某游客名字则可进入游客信息查阅模块。异常管理模块针对GPS信号异常、手机电池低于30%时的情况进行汇集。救援队伍人员通过查阅该栏目，掌握远足者有关异常情况，以便做出适当的救援决策。进入游客浏览模块，可对所有已注册的远足者信息进行查阅。点击相应的名字，即可生成该游客的详细报告，如图7所示。

系统生成远足者信息表，记录包括姓名、年龄、性别、身份证号、手机号、紧急联系人及电话、轨迹线路及近期记录的地理信息列表（按记录的时间先后降序排列）各种信息，供救援参考。只要将地理坐标点还原至公园地图上，即可掌握其事故前最后所处位置。

3.3 系统有关解疑

3.3.1 关于远足者隐私

该系统用于救援支持。远足者在使用前，自主填报个人信息并允许系统自动收集记录信息，视为知情同意。系统使用账号密码登录，不对外公布远足者任何信息。

3.3.2 移动通讯网信号覆盖问题

对于尚未覆盖3G通讯网信号的地段，智能手机会自动切换为2G/2.5G网络，系统也会通过该网络上传信息，每次流量约1KB左右。对于完全无通讯网信号的地段，则系统会暂时中断上传足迹，待信号正常后继续上传（同时将断网期间收集的GPS信息缓存一并上传）。

3.3.3 因移动通讯网信号中断、手机断电对救援的影响

针对因移动通讯网覆盖情况不佳，远足者在游园过程中信息中断，甚至出现事故了也未能连接上移动通讯网，以及手机中途断电的情况，系统虽然未能记录该远足者持续、完整、及时的地理信息，然而只要远足者最后一次信息记录点存在的话，依然可以根据其最后一次地理坐标为原点，展开救援。这种情况也较盲目的、地毯式搜索效率要高。

4 结语

通过对智能手机现有的移动通讯网及GPS技术的创新应用，构建了救援支持系统，为远足、登山户外等高危险性体育项目提供一定的安全技术保障，促使其安全健康有序发展[14]。实现救援的精准化、信息化，提高救援效率，确保在“黄金72小时”内实现救援的目标，保障人民群众生命财产的安全[15]。为森林（郊野）公园的安全生产管理，对公园应急预案响应效率的提高，带来一定的革新。

参考文献

[1] 曹峻.第二届全国山地救援培训研讨会报告[R].深圳：深圳市登山户外运动协会，2010-1-25.

[2] 李晶川.1男9女迷失山谷 近百警员马峦山彻夜大营救[N].深圳晚报，2010-12-3.

[3] 中国紧急救援联盟.2010年度中国户外安全事故调研报告[R].北京：中国紧急救援联盟，2011-2-1.

[4] 中国紧急救援联盟.2011年度中国户外安全事故调研报告[R].北京：中国紧急救援联盟，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] 刘铁民.突发公共事件应急信息系统平战结合[J].信息化建设，2005（9）：15-17.

[7] 任学慧，王月.滨海城市旅游安全预警与事故应急救援系统设计[J].地理科学进展，2005（4）：123-128.endprint