GIS在交通事故救援中的应用

刘源 吴艳春

摘要：在城市交通事故紧急救援系统中，将先进的地理信息系统、定位技术等结合起来，进行快速响应、迅速生成救援方案并组织救援等的问题具有重要意义。该文将GIS技术引入到交通事故救援中，对我国在事故救援方面具有一定实际应用价值。

关键词：GIS;交通事故;事故定位

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）28-0275-03

Abstract： in the urban traffic accident emergency rescue system， it is of great significance to combine advanced geographic information system and positioning technology to respond quickly， to generate rescue scheme quickly and to organize rescue and so on. In this paper， GIS technology is introduced into traffic accident rescue， which has certain practical application value in accident rescue in our country.

Key words： GIS; traffic accident; accident location

1 地理信息系统在事故救援中的必要性

随着经济和科学技术地迅猛发展以及人们生活水平和生活质量的提高，人们对交通问题的关注也越来越高，例如：交通拥堵、尾气排放等等。根据国家统计局2016年发布的数据显示（如图1所示），在各类生产安全死亡事故中，交通事故占很大比例。

根据网上资料显示，2016年全年我国的交通事故在近30万起。总结开来，交通事故发生的原因还是以机动车违法违规引起，驾驶员驾驶技能参差不齐，违章驾驶现象屡见不鲜，其中尤以严重超载、疲劳驾驶、超速驾驶最为突出。

由于道路交通事故涉及的方面比较广，事故发生的频率高且突然，因此，它已经成为一个影响比较大的社会性问题[1]。在发生交通事故时，现场的紧急救援是格外重要的，它能及时降低伤者的损伤程度。如果没有及时的现场救援，很可能导致一些伤势很重的伤员因为抢救的不及时而丧失宝贵的生命。有实验表明，越早的采取紧急救援措施，就能越早的降低事故中的重伤员死亡的概率，此外，若某一路段发生交通事故，势必也会给其他路段造成严重的影响。现阶段，由于交通事故的发生导致的交通阻塞现象，已经成为很多城市亟待解决的大问题。想要快速有效的处理好交通事故，那么运用地理信息系统的特点建立一个满足我国交通现状交通事故救援系统是相当有必要的[2]。

2 地理信息系统应用在事故救援中的研究目的及意义

就大多数城市而言，为了降低交通事故的发生以及减少人员伤亡和财产损失去建设更加宽阔的道路是不合时宜的，因此如果想要解决上述问题，就需要设计一个高效的交通事故救援系统，通过运用先进的通信技术、GIS技术等将人、车、路有机地结合在一起，进行整体的布控。

总的来说，以GIS为基础的交通事故救援系统可以快速有效地設计出最佳的救援方案，不仅能够及时地对事故中的伤员进行必要的救治，还能够有效的解决交通拥堵现象，这对交通环境的改善具有重要意义。

3 地理信息系统在事故救援中的研究进展

在国外，很多发达国家很早以前在交通安全问题这一方面就投入了大量的时间和精力。就美国来说，小学阶段就已经安排了交通安全教育的课程，而且经常性地开展家庭式的交通安全教育工作，并且还成立了“美国交通工程师学会”来缓解迫在眉睫的交通压力，甚至有专门的领导机构编纂一些书籍来宣传交通安全方面的知识。德国也非常重视交通安全这一问题，成立了专业的机构，并且投入大量的人力和财力，在各个地区的协调下，通过大量的实验和研究，最终建成了一个组织之间十分严密，严谨，技术一流，装备精良，机动灵活，覆盖全国各地的紧急救援系统。除此之外，大多数的西方国家都建立起了完善的交通事故紧急救援体系。

在国内，我们对交通安全的研究是比较晚的，大体上处于“刚开始阶段”。在很多方面仍然存在着短板，现阶段所开展的交通事故紧急救援活动在某种程度上来说离真正意义上的事故紧急救援系统还相差甚远。如今，道路交通安全的宣传基本上是依靠公安交通管理部门来完成，社会各阶层并没有积极主动地参与进来，交通事故的紧急救援开始没有多久。2002年，我国卫生部和公安部协同下发了《关于建立交通事故快速救援机制的通知》，通知中明确强调，要实行“110”紧急报警服务台和“122”事故报警服务台以及“120”急救平台之间的事故信息的共享，从而更好地处理事故。

4 导致交通事故发生的原因

导致交通事故发生的因素有很多，从广义上来说，基本上就是人不遵守交通规则、路自身修建的问题、车的质量、交通管理和环境因素这几个方面：

首先，人为的原因。在所发生的交通事故中，很大一部分是由机动车的驾驶人引起的，据统计，7成以上的交通事故是由机动车驾驶人自身导致的。驾驶人自身的原因细分起来又可以分为四种：一是违反交通规则，二是驾驶的时候操作不当，三是自身身体条件的弊端，四是驾驶的时候判断不当。违反交通规则主要就是不遵守交通信号灯、超速、任意超车，酒后驾车等，这里面最为严重的就是酒后驾车。操作不当主要就是在某一特定的交通环境下，机动车驾驶人不能及时地做出符合当时条件下的正确的操作，从而酿成车祸。驾驶人自身的身体缺陷主要就是机动车驾驶人在自己心情不佳、体力不支等状态下，在处理面临的交通状况时堂而皇之地简单操作，导致交通事故的发生，判断错误主要就是机动车驾驶人对所在的路线不熟悉或者在超车、掉头没有把握好最佳时机等一系列错误。

其次是车辆本身的问题，机动车的超载、刹车失灵、变向失灵以及各个信号灯的显示不良等不安全因素都是导致交通事故发生的重要原因。假设一辆车超载行驶的时候，汽车的发动机经过长时间的超负荷运转，由于是超载，车上货物的重心势必随着道路环境的改变发生改变，从而导致车辆的动荷载迅速地增加，这种情况下特别容易引起车胎爆裂，甚至导致钢板断裂等。以至于酿成更为严重的后果，还有一些人为了自己的方便，甚至将已经报废的车辆稍微修缮之后再给他挂上其他的车牌号然后直接投入使用，这也在一定程度上增加了交通事故发生的概率。再者就是城市道路的原因了，有的道路由于设计上的缺陷，能看到的范围有限，导致机动车驾驶人在遇到突发事件时不能迅速做出正确的判断，有的路面设计得太滑，初次经过该路段的驾驶人在不知情的情况下很有可能由于发现不及时不能采取正确的措施而引发交通事故，当然还有其他的道路自身的原因。

最后是自然环境方面的因素，环境因素又分为两大类：一是道路环境，二是气象环境。如果修建的道路与周围的环境不协调的话，很容易加重机动车驾驶人心里的紧张和视觉上的负担，同时道路周围的配套设施不完善或者有瑕疵的话，也有可能导致交通事故的发生，譬如道路两旁的照明系统不完善或者出现障碍的话，机动车驾驶人不能及时的洞察周围的交通环境这样就加大了事故发生的概率。气象条件不好主要是指遇到下雨、下雪、雾霾等比较恶劣的天气。在这种天气条件下，道路的摩擦系数降低，能看见的距离有限，在这些情况下，有可能造成机动车驾驶人内心的冲动和烦躁。同时，在天气恶劣的情况下，有的行人和骑车子的人存有侥幸的心理，为了一时的方便，不遵守交通规则。甚至导致悲剧酿成。

5 地理信息系统应用中在城市交通事故救援系统中的优势

研究以地理信息系统为基础的道路交通事故紧急救援系统的目的是提高交通事故发生时的紧急响应的效率，响应得越快对事故的紧急救援就越有利[3]。地理信息系统能够精准地采集并存储城市道路上有用的空间数据，地理信息系统的空间分析能力能够快速有效为事故救援车辆提供最佳的导航路线，利用以地理信息系统为基础的电子地图能够精准显示交通事故发生时报警手机的位置，确定事故发生的位置之后，能够直观的显示出到达事故点最优的路径以及实时的路况信息。

地理信息系统的空间分析功能由空间查询、空间量算和网络分析组成。空间查询，它包括三个方面：一是对属性的查询，二是对定位的查询，三是对关系的查询。属性的查询是指通过查找，找到符合条件的逻辑表达式;通过对特定的一个点或者是一个几何图形的识别检索出这个图形范围的属性和相应的对象，这就是定位查询;关系查询则是以各个图形之间的空间关系为基础来对目标进行查询，在进行关系查询的时候还可以结合属性查询进行过滤和筛选;空间量算是由空间距离以及面积量算构成。空间距离就是要计算两点之间的直线距离，而我们经常采用的距离概念是欧式距离;网络分析主要是根据网络之间的拓扑关系来考量网络元素的属性数据和空间数据，同时对网络的特性进行全面的分析和计算。

电子地图是一个综合性的技术，它包含了地理信息系统、多媒体技术、数字制图技术以及虚拟与现实技术等高端的技术。它的可视化的数字地图的背景，能够直观生动的显示物体所处的状态，而且它能够用动画、图标、声音、视频等体现出来。从某一个方面来说，数字地图为电子地图提供了基本的数据，它是以计算机的软硬件为系统处理平台而且能实时的在屏幕上清楚显示的地图形式。如果不着眼于它的某一个方面，从总体上来讲，它是把屏幕地图和支持地图显示的软硬件系统完美地结合在了一起。

1 把软件和数据有机地结合在了一起。图形浏览是电子地图在应用软件方面的一种体现，它能够精确地把地图数据库里面的内容在屏幕上显示出来，这样就能很方便地对我们想要的地图进行浏览;

2 可以通过一系列操作来实现对电子地图上内容的任意布局以及全局显示，例如：剪裁、开窗和无极缩放等操作。为了达到对地图中表达内容进行动态的调整与显示，我们可以设置特定的条件在电子地图中同时加载出多个不同比例尺的地图数据; 3 在使用的过程中，用户通过地图漫游、对地图的缩放等操作的时候，电子地图自身与用户的相互交流就会产生一些新的地图;

4 有先进的交互功能，如果再把它与数据库技术结合起来，这样的话地图的负载量就可以得到很大程度的扩展。与此同时也可以向电子地图中加入更多的元素，比如说图像，声音，动画，视频等，都能够很好地在电子地图中显示出来;

5 通过查询、检索以及地理信息系统的空间分析功能，可以很容易地来实现用户对地图目标的快速检索和高精度的分析。 ]

6 事故发生地点的确定以及最优的救援方案的制定

及时地对交通事故发生地点的定位是实现紧急救援的关键，想要快速的生成最优的救援方案的前提就是准确地定位到事故发生的地点[4]。生成了救援方案后，怎么样才能为救援组提供最佳的救援路径成了最重要的任务，如果想要快速的有效的执行救援方案是交通事故的人员伤亡和经济损失降到最低就必须在最短的时间内到达事故现场，因此，快速准确地定位到交通事故发生的地点以及为救援部队选择出最佳的救援路径是整个救援系统的关键所在。

1）交通事故发生地点的确定

事故发生点的定位一般是以某一特定的参照物为基准对交通事故发生的地点进行相对定位，此外，还可以根据实时的路况监控信息对交通事故发生的地点进行定位，在现实的生活中，通过实时的路况监控信息对交通事故发生地点的定位是比较少见的。有一些研究人员认为，当交通事故发生的时候可以将卫星导航定位系统、电子地图以及巡逻车结合起来，先把搭载有卫星导航定位系统的巡逻车派往事故发生的地点，对现场的情况进行评估并记录，再把所必要的数据传回到救援指挥中心，救援指挥中心再根据卫星导航系统提供的数据在电子地图上进行定位，很显然，这种定位方式运用起来花费的时间比较长，是无法满足对交通事故的紧急救援的。随着电子科技的发展与进步，手机越来越普及，城市中手机信号的覆盖范围也比较广，与此同时绝大多数人也是通过手机来报警，这样一来，通过对手机信号的检测来实现对交通事故发生地点的定位就很方便。

在接警人员接到报警电话的同时，迅速将手机传回的有关信息发送给移动运营商，运营商对报警的手机进行快速精确的定位，将手机的定位信息反馈给事故救援处理中心，事故处理中心接收到定位信息之后对坐标进行进一步的处理，将报警手机的精确位置在电子地图上显示出来，从而为救援的实施打下基础。

2）最佳救援方案的制定

在众多的救援方案中，限制区域搜索法应用的比较广泛，它是在交通事故所涉及的区域对城市的路网进行搜索。有一种矩形搜索框算法，这种算法在确定了起始点之后，由于道路网络的特征必定存在着相应的大致极限距离，以起始点作为顶点并且以起始点之间的连线作为对角线从而确定出一个类似矩形的范围，然后再把这个区域作为算法的搜索范围。然后以事故发生的地点为终点，救援点为起点，这样就能确定救援的矩形限制区域，在这个确定的救援矩形里搜索就能避免一些不必要的搜索节点和路线，从而确定到达事故发生点的最佳路径。大量的实验分析显示，在搜寻两点之间最优路径大部分情况下，大都包含了以两点为对角线的矩形，在特殊情况下，有可能会出现起点和终点附近短距离的反向路径最短或最优。因此，我们可以适当的将矩形按一定比例放大，当然区域越大，搜索的越准确。

7 结语

综上所述，建立以地理信息系统为基础的城市交通事故紧急系统已刻不容缓。 运用地理信息系统与数据库等先进技术，对城市交通事故紧急救援系统进行设计，并结合案例分析，对系统的关键功能进行分析应用，对关键性能的测试能够满足实际救援需求是迫在眉睫的。

参考文献：

[1] 妥洪波.基于GIS技术的高速公路突發事件应急管理信息系统的研究[D].重庆交通大学，2017.

[2] 单勇兵.基于GIS的徐州公路交通网络可达性研究[J].徐州师范大学学报（自然科学版）. 2010（02）.

[3] 李建斌.高速公路突发事件紧急救援关键技术研究[D].长安大学，2012.

[4] 周宁，周菁华，冯磊，等.GIS在化工园区事故应急救援辅助决策中的应用[J].工业安全与环保，2016，42（11）：42-45.

【通联编辑：代影】