基于北斗卫星通信的应急救援平台的设计

项顺伯， 李云鹤， 徐兵

(广东石油化工学院 计算机与电子信息学院, 茂名 525000)

0 引言

近20年来，全球气候异常，极易引发暴雨、泥石流、台风等自然灾害[1]。这近五年来，我国西部频发地震，很多都是大地震，地震发生之后首先需要做的事情就是应急救援[2]。随着我国经济的飞速发展，对物流运输的要求越来越高，载有石化危险化学品的车辆时常穿越在人烟罕至的山区[3]，司乘人员的疲劳驾驶或山区复杂的地形环境以及自然灾害等等都是威胁，极易产生交通事故或危化品安全事故。上述事故的背后必然带来应急救援的相关工作。自然灾害或安全事故等造成的通信中断或通信不畅常常导致外界无法及时获得准确的灾害情况或信息，从而影响应急救援的紧迫性。北斗卫星作为我国特有的通信、导航和定位卫星系统，可为应急救援提供有效的通信手段，为此，学者们研究了北斗卫星的相关应急救援内容。郝明等[4]从整体上设计开发了基于北斗卫星通信的地质灾害应急救援系统，但没有给出应急救援平台的功能和具体设计。农肖肖等[5]设计和实现了基于北斗卫星导航系统的野外地质调查应急救援系统，给出了应急救援系统

的具体功能，但没有从软件工程的角度进行设计和开发。陈敏等[6]研究了北斗导航技术在山地休闲旅游应急救援管理中的应用，未能提供应急救援系统的软件功能部分。曲国胜等[7]阐述了北斗卫星系统在地震应急救援中应用的基本情况，没有给出应急救援软件系统的具体功能。郑逸璇等[8]设计实现了北斗系统在船舶应急救援系统中的应用，给出了船舶救援的具体功能，但未能从宏观上叙述救援软件系统的具体功能。

本文基于北斗卫星通信，利用北斗短报文的双向通信功能，利用软件工程的思想，以行驶中的危化品运输车辆为例，设计和开发支持北斗短报文通信的应急救援平台，同时设计开发灾情信息发布功能，该平台支持现有支持北斗短报文通信的移动终端的通信连接，也能提供手机APP访问的接口，该平台提供了应急救援的基本功能，为应急救援提供了一种有效的途径。

1 总体功能结构

本文的基于北斗卫星通信的应急救援平台总体结构如图1所示。

图1 基于北斗卫星的应急救援平台功能图

图中双向箭头表示全双工通信，单向箭头表示单工通信；移动设备指实现接收和发送北斗信号及短报文的移动终端，安装在无人机上用于灾区情况收集和监测，也用于救援人员与外界的通信；北斗卫星指我国的北斗卫星系统，实现导航、定位、授时和传输短报文的功能；应急救援平台指应急救援指挥中心，负责救援管理、人员处置及对外发布信息等功能，这是本文的研究所在，下文将重点阐述。媒体发布指由应急救援平台通过广播、电视、报纸等传统媒体向外发布灾区或安全事故现场情况；PC客户端指应急救援平台的工作人员或其他人员通过个人计算机PC以B/S模式访问应急救援平台；手机APP指安装在智能手机上的软件，该软件的所有功能与应急救援平台一样，但不同权限的用户获得的功能不一样，用户可以通过手机APP访问应急救援平台获得相关信息；数据库服务器用于存储应急救援平台的数据[4-9]。

2 应急救援平台软件功能

本文的应急救援平台具体功能如图2所示。

图2 应急救援平台功能设计

含用户管理、应急救援GIS、应急救援数据管理和通信连接四个功能模块。

(1) 用户管理。这里的用户指需要访问应急救援平台的用户，用户首选需要在本文的应急救援平台上进行注册，后续每次车辆运行后，需要登陆平台才能实现对车辆的实时监控。

(2) 应急救援GIS。该模块实现定位功能，提供地图显示功能、灾情位置定位及人员设施定位等功能，在应急救援过程中实现准确的定位操作，避免出现定位偏差。

(3) 应急救援数据管理。该功能模块为应急救援平台的核心功能区，具体有应急救援方案、应急救援力量、应急救援物资、灾情信息发布、救援历史查询等功能，其中应急救援方案指自然灾害或安全事故发生后提供有效的救援方案；应急救援力量和应急救援物资指救援过程中的实际支撑；灾情信息发布指灾害发生后及时对外公布灾情的具体情况、救援情况等，该功能模块的具体内容如图3所示。

图3 灾情信息发布功能

灾情信息分别通过微信、微博、电视广播等途径进行发布，其中微信、微博通过手机APP功能实现。

(4) 通信连接。通信连接模块完成数据库连接、北斗卫星通信、手机APP连接等通信功能，完成各功能模块的双向通信。

3 开发技术与具体实现

本文的应急救援平台采用网页方式进行管理和信息发布，因此开发模式为B/S模式，系统设计开发的操作系统采用Windows Server2008，系统开发语言为PHP，数据库选用MySQL[10]，PHP 是指Hypertext Preprocessor，即中文超文本预处理器。PHP是一种服务器端、跨平台、HTML嵌人式的脚本语言，其主要功能是用来开发动态交互式的Web服务器应用程序[11-13]。本平台的部分代码截图，如图4所示。

指的是获取灾情信息的PHP代码。经过系统的测试，本文的应急救援平台能正常工作，图5为危化品运输车辆救援效果图，如图5所示。

图5的应急救援指的是载有危化品的运输车辆进入山区后，通过本文的应急救援平台进行实时监控，一旦发现出现灾情，及时组织人力物力进行应急救援。

4 总结

以危化品运输车辆为应急救援对象，本文设计开发了一个基于北斗卫星的应急救援平台，平台具有用户管理、应急救援GIS、应急救援数据管理和通信连接四个功能模块，平台充分北斗卫星的北斗短报文的双向通信功能，实现危化品运输车辆的监控，对于危化品运输监控提供了一种新的途径。

图4 代码示例图

图5 实际救援效果图