徐勤亞　孫玉濤　鄭健

摘要：根據(jù)我國(guó)智慧城市建設(shè)需求，傳統(tǒng)的交通事故應(yīng)急救援方式面臨轉(zhuǎn)型，文章提出了一種基于云端實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)。由信息采集子系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)和綜合預(yù)警子系統(tǒng)三層架構(gòu)組成，旨在實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)行駛車輛危險(xiǎn)參數(shù)、綜合預(yù)警、準(zhǔn)確定位功能，并將交警救援中心、120急救中心、保險(xiǎn)應(yīng)急中心、消防應(yīng)急中心等部門緊密聯(lián)系起來(lái)，確保其能在事故發(fā)生時(shí)快速做出響應(yīng)，為當(dāng)前城市交通事故應(yīng)急救援工作提供參考。

Abstract： According to the construction needs of intelligent cities in China， the traditional emergency rescue mode of traffic accidents is facing transformation. This paper proposes a real-time traffic accident emergency rescue system based on cloud monitoring. It is composed of three layers of information collection subsystem， information transmission system and comprehensive early warning subsystem. It aims at realizing the functions of dynamic monitoring of dangerous parameters of driving vehicles， comprehensive early warning and accurate positioning， and closely linking traffic police rescue center， 120 first aid center， insurance emergency center and fire emergency center to ensure that. It can respond quickly when an accident occurs， and provide a reference for the current emergency rescue work of urban traffic accidents.

關(guān)鍵詞：應(yīng)急救援;云端監(jiān)控;交通事故

Key words： emergency rescue;cloud monitoring;traffic accidents

中圖分類號(hào)：TP277 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）23-0284-02

0 ?引言

目前，我國(guó)的道路交通事故發(fā)生數(shù)幾乎每年位居全球第一且死亡人數(shù)多，安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻。就目前我國(guó)的應(yīng)急救援系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在長(zhǎng)期工作中雖然已經(jīng)積累一定的經(jīng)驗(yàn)，并形成一些有效機(jī)制，但現(xiàn)行的應(yīng)急救援體系仍存在諸多問(wèn)題。①交通事故發(fā)生后，大多是由好心的過(guò)路人打電話報(bào)警或者監(jiān)控值班員發(fā)現(xiàn)發(fā)生事故才觸發(fā)事故救援系統(tǒng)，而在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)、沒(méi)有道路監(jiān)控或監(jiān)控死角的區(qū)域，很多事故傷者無(wú)法得到及時(shí)救援。②由于事故發(fā)生后，交警部門不能第一時(shí)間接到報(bào)警通知，無(wú)法對(duì)事故發(fā)生地進(jìn)行疏通隔離，往往導(dǎo)致二次事故的發(fā)生。③接到報(bào)警通知后，交警部門無(wú)法對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察，導(dǎo)致救援方案不夠準(zhǔn)確，救援效率低。

交通事故救援不及時(shí)、效率低是當(dāng)前我國(guó)智慧交通建設(shè)的難題之一，由此可見(jiàn)，加強(qiáng)我國(guó)道路交通事故的緊急救援工作十分迫切。傳統(tǒng)的交通事故應(yīng)急救援方式面臨轉(zhuǎn)型，因此，本文提出一種基于云端實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)，系統(tǒng)可借助行車記錄儀實(shí)時(shí)傳輸行駛車輛視頻至交警部門云服務(wù)器，當(dāng)車輛遭遇交通事故時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)判別并向服務(wù)器發(fā)送訪問(wèn)視頻的請(qǐng)求，同時(shí)向交警部門救援中心、120急救中心、消防應(yīng)急中心和保險(xiǎn)公司應(yīng)急中心發(fā)出含有車輛準(zhǔn)確位置信息和事故發(fā)生前視頻鏈接的報(bào)警短信，確保救援人員第一時(shí)間收到報(bào)警提示，快速做出響應(yīng)，為百姓的生命財(cái)產(chǎn)安全贏得時(shí)間。

1 ?系統(tǒng)簡(jiǎn)介

經(jīng)過(guò)對(duì)云端實(shí)時(shí)監(jiān)控交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)方案的分析，將系統(tǒng)分為以下5個(gè)主要功能：①準(zhǔn)確定位。使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位，能夠?yàn)榫仍藛T提供事故發(fā)生地的精準(zhǔn)位置，并在事故短信中提供具體位置坐標(biāo)信息，便于了解事故源。②信息處理。事故預(yù)警的過(guò)程同時(shí)也是一個(gè)采集信息并處理信息的過(guò)程，它通過(guò)采集車輛行駛過(guò)程中加速度傳感器和重力傳感器參數(shù)，計(jì)算事故預(yù)警閾值開(kāi)展危險(xiǎn)參數(shù)分析工作。③短信傳輸。短信功能是系統(tǒng)十分重要的一項(xiàng)功能，由于短信數(shù)據(jù)量小，能夠在第一時(shí)間傳輸至救援人員通訊設(shè)備，將事故發(fā)生的具體信息展現(xiàn)給工作人員，使其能在事故發(fā)生第一時(shí)間進(jìn)行救援準(zhǔn)備。④視頻傳輸。行車記錄儀具有記錄車輛行駛錄像的功能，將此功能拓展開(kāi)，使之聯(lián)網(wǎng)無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸，并在報(bào)警信息發(fā)送同時(shí)自動(dòng)在云端服務(wù)器調(diào)取事故發(fā)生前的視頻，能夠幫助救援人員了解事故現(xiàn)場(chǎng)的情況，是系統(tǒng)重要功能之一。⑤綜合預(yù)警。當(dāng)預(yù)警值超過(guò)閾值時(shí)，系統(tǒng)可以請(qǐng)求訪問(wèn)云平臺(tái)服務(wù)器內(nèi)的視頻以及行駛車輛定位信息，通過(guò)手機(jī)短信的形式展示給救援人員，幫助其了解現(xiàn)場(chǎng)，以達(dá)到第一時(shí)間展開(kāi)救援的目的，并減少二次事故發(fā)生的幾率。

確定系統(tǒng)準(zhǔn)確定位、信息處理、短信傳輸、視頻傳輸和綜合預(yù)警5個(gè)主要功能需求，將其劃分為三個(gè)子系統(tǒng)：信息采集子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)和綜合預(yù)警子系統(tǒng)。

2 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu) ?基于云端實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，由云平臺(tái)、用戶端、設(shè)備端以及提供用戶端和設(shè)備端上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接入層四部分構(gòu)成，設(shè)備通過(guò)和云平臺(tái)建立連接形成可以通信的網(wǎng)絡(luò)，并借助云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用戶到終端設(shè)備以及終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互，下面對(duì)各部分功能進(jìn)行詳細(xì)介紹。

云平臺(tái)是為系統(tǒng)提供終端統(tǒng)一管理、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程即時(shí)通信、高性能計(jì)算分析等服務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中心。云平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)有效的終端管理，提供終端的注冊(cè)和授權(quán)管理，使用戶能夠快速獲得設(shè)備端的信息和數(shù)據(jù)，并且能夠靈活地向設(shè)備端推送消息和下發(fā)控制指令;同時(shí)，云平臺(tái)能夠提供高效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理及大規(guī)模數(shù)據(jù)管理服務(wù)。

基于云端實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)主要分為信息采集子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)和綜合預(yù)警子系統(tǒng)。

2.2 信息采集子系統(tǒng)

信息采集子系統(tǒng)需要采集行駛車輛的加速度信息，車輛傾斜角以及行駛過(guò)程中的視頻。傳感器數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，無(wú)法識(shí)別，需轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)便于處理。使用STM32芯片獲取傳感器信號(hào)，通過(guò)UART串口通信發(fā)送給ESP8266 WIFI模塊，通過(guò)WIFI經(jīng)過(guò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)即可上傳至云平臺(tái)服務(wù)器。

2.3 信息傳輸子系統(tǒng)

信息傳輸子系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)傳輸三軸加速度傳感器和重力傳感器采集的數(shù)據(jù)和行車記錄儀視頻至云平臺(tái)，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生時(shí)進(jìn)行報(bào)警短信至移動(dòng)設(shè)備的傳輸和云平臺(tái)服務(wù)器視頻的遠(yuǎn)程訪問(wèn)。原始視頻經(jīng)行車記錄儀采集之后，經(jīng)過(guò)采集程序轉(zhuǎn)為待編碼的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)Hi3516芯片內(nèi)部的H.264壓縮編碼技術(shù)對(duì)原始視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，并在RTP協(xié)議的支持下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包傳輸至移動(dòng)終端，并由移動(dòng)終端相應(yīng)的視頻解碼模塊對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后播放。

2.4 綜合預(yù)警子系統(tǒng)

綜合預(yù)警子系統(tǒng)主要依靠云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)功能需要將云平臺(tái)分為通信網(wǎng)關(guān)區(qū)、數(shù)據(jù)分析區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。通信網(wǎng)關(guān)區(qū)用Flume框架進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，使用統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式JSON，分發(fā)到Kafka進(jìn)行暫時(shí)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)分析區(qū)用Spark Streaming接收Kafka的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)采用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB對(duì)事故發(fā)生車輛的數(shù)據(jù)以及行車記錄儀上傳視頻進(jìn)行存儲(chǔ)。

3 ?系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 綜合預(yù)警 ?在行車記錄儀原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，為其增加STM32和Hi3516芯片，分別起到傳感器數(shù)據(jù)采集傳輸和視頻傳輸功能，從而實(shí)現(xiàn)了車輛事故報(bào)警系統(tǒng)功能。與傳統(tǒng)報(bào)警器不同的是，系統(tǒng)可以根據(jù)車輛的加速度和水平面傾斜角變化，結(jié)合閾值判斷車輛的事故發(fā)生情況，實(shí)現(xiàn)車輛發(fā)生事故時(shí)能夠第一時(shí)間內(nèi)自動(dòng)聯(lián)系報(bào)警通知救援人員的功能。

3.2 雙重定位 ?隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的日益完善并投入使用，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)將成為我國(guó)車聯(lián)網(wǎng)體系的核心技術(shù)之一，成為車聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)自主研發(fā)的重要開(kāi)端。本公司采用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)向全球免費(fèi)提供定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。同時(shí)配合使用GPS進(jìn)行雙重定位，彌補(bǔ)單一方法的缺陷。

3.3 數(shù)據(jù)處理 ?在綜合預(yù)警子系統(tǒng)的云平臺(tái)中，完成了終端接入、基于規(guī)則的異構(gòu)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史數(shù)據(jù)管理、用戶與設(shè)備通信及設(shè)備與設(shè)備通信的通信模型，對(duì)于云平臺(tái)接收的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性的歷史數(shù)據(jù)更替存儲(chǔ)，確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 多方聯(lián)動(dòng)的應(yīng)急救援系統(tǒng) ?本公司在新型行車記錄儀內(nèi)植入的基于云端實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)，可在交通事故發(fā)生時(shí)，第一時(shí)間同時(shí)通知到交警部門110救援中心、120急救中心、消防應(yīng)急中心和保險(xiǎn)公司應(yīng)急中心，確保交通事故第一時(shí)間得到全方位的高效處理。

4 ?結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下正是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的重要階段，未來(lái)車輛只會(huì)越來(lái)越多。交通事故、城市道路交通堵塞將會(huì)成為城市化管理中更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。交通事故應(yīng)急救援系統(tǒng)也將更加重要，應(yīng)急救援的信息化、智能化必將成為發(fā)展的主流趨勢(shì)，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性將面臨著不確定事件和隨機(jī)事件的挑戰(zhàn)。本系統(tǒng)巧妙地將各項(xiàng)成熟技術(shù)結(jié)合到了一起，在目前的市場(chǎng)上，類似的系統(tǒng)還十分少見(jiàn)。本系統(tǒng)基于云端實(shí)時(shí)監(jiān)控的概念開(kāi)發(fā)，可進(jìn)行交通事故的判定發(fā)生并自動(dòng)報(bào)警，擁有應(yīng)用價(jià)值，充分滿足了交通應(yīng)急救援對(duì)準(zhǔn)確性、及時(shí)性和可靠性的要求。為后續(xù)更智能的救援系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了參考價(jià)值，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的推廣和發(fā)展具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

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