基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的校車安全管理系統(tǒng)

近年來，我國校車安全事故頻發(fā)，如幼兒園校車重大交通事故、幼兒遺忘在校車被悶死事件等。校車安全事故造成未成年人重大傷亡，給家庭和社會(huì)帶來了巨大的不良影響。尤其是2011 年11 月16 日，甘肅省正寧縣榆林子鎮(zhèn)小博士民辦幼兒園校車嚴(yán)重超載，與東風(fēng)牌自卸貨車迎面相撞，死亡累計(jì)人數(shù)達(dá)到21人。這次校車交通事故引起全國震驚，社會(huì)各界反響激烈，也促使各級(jí)政府部門認(rèn)真思索。國務(wù)院很快制定了《校車安全條例》，工信部也在2012 年1 月公布了《校車安全標(biāo)準(zhǔn)》。政府財(cái)政部門加大了對(duì)校車的資金投入，購置安全性能更好的車輛作為校車。交通管理部門推出“校車優(yōu)先通行”等管理措施。這些手段無疑都會(huì)促使我國校車安全水平提高。總體來看，加強(qiáng)校車安全管理，當(dāng)前從制度層面探討的較多，在科技飛躍發(fā)展的今天，我們還應(yīng)該采用先進(jìn)的技術(shù)手段為校車的安全管理提供強(qiáng)有力的保障。
　　
1 校車安全管理的主要內(nèi)容
　　
在我國，校車主要是指幼兒園、小學(xué)、中學(xué)階段的未成年學(xué)生專門乘坐的交通工具。由于幼兒、小學(xué)生等普遍缺乏安全意識(shí)，自我保護(hù)能力非常弱，因此校車安全幾乎完全依賴于學(xué)校、政府等方面的約束、監(jiān)管。校車安全最主要的是交通安全。交通安全隱患有超載、超速、駕駛員違章行駛、疲勞駕駛等，以及同在公路上行駛的其他車輛對(duì)校車的潛在侵害。其次，校車安全還包括校車行駛中學(xué)生在車輛內(nèi)部的人身安全、車輛機(jī)械電氣安全等。
　　
要保證校車安全，首先需要政府從宏觀層面制定嚴(yán)格的管理制度和安全法規(guī)，加大資金投入，鼓勵(lì)企業(yè)投入。政府相關(guān)部門應(yīng)該起到主導(dǎo)、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、服務(wù)、保障的作用。其次，學(xué)校要加強(qiáng)對(duì)校車和駕駛員的日常管理。然后就是采用有效的技術(shù)手段來約束和保障校車的安全行駛。規(guī)章制度屬于“軟約束”,人執(zhí)行時(shí)容易違背。技術(shù)手段具有“硬約束”的特點(diǎn)，往往不因人的主觀因素而發(fā)生偏差。在校車安全管理系統(tǒng)可以采用的技術(shù)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有較大的優(yōu)勢(shì)。
　　
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集傳感、遠(yuǎn)程通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等技術(shù)于一體。利用處于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)核心的射頻識(shí)別、全球衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)校車機(jī)械電氣安全、行駛安全、駕駛員安全、乘車學(xué)生安全等進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為校車安全管理提供最及時(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。并且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通安全中已經(jīng)有成熟。
　　
2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介
　　
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）是指將物體通過射頻識(shí)別（ RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等傳感設(shè)備，利用通信手段，按約定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)全面互聯(lián)，包括物與物之間的互聯(lián)互通，也包括人與物之間的互聯(lián)互通，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。
　　
其中RFID 是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要載體。物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后引發(fā)新一輪信息產(chǎn)業(yè)浪潮的核心領(lǐng)域。我國“十二五”規(guī)劃將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用列為發(fā)展的重要內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、公共安全等方面有著廣泛的應(yīng)用。


射頻識(shí)別（Radio Frequency IdentificatiON） 縮寫RFID,又稱電子標(biāo)簽、無線射頻識(shí)別，它是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心和基礎(chǔ)技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)利用射頻信號(hào)通過空間耦合實(shí)現(xiàn)信息傳遞、數(shù)據(jù)讀寫，從而達(dá)到識(shí)別目的。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)無接觸的信息傳遞。
　　
RFID 技術(shù)在校車安全管理系統(tǒng)中主要用于身份識(shí)別。
　　
全球應(yīng)用最廣的是美國的GPS 定位系統(tǒng)，其次是俄羅斯的GLONASS（格洛納斯）系統(tǒng)。我國自主開發(fā)的“北斗定位系統(tǒng)”也已投入應(yīng)用。GPS 技術(shù)在校車安全管理系統(tǒng)中主要用于校車測(cè)速、定位和軌跡跟蹤。
　　
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System） 縮寫GIS,它是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，為管理、決策等提供地理信息支持。GIS 在校車安全管理中，可以通過圖形的形式描述車輛行駛軌跡、顯示道路通行狀況、定位事故點(diǎn)、調(diào)度應(yīng)急救援，以及提供交通指揮方案等。
　　
3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　
學(xué)校管理子系統(tǒng)（日常管理平臺(tái)），政府部門校車監(jiān)管子系統(tǒng)（監(jiān)管平臺(tái)）。
　　
校車安全管理系統(tǒng)各平臺(tái)內(nèi)部以及平臺(tái)間的主要數(shù)據(jù)有：（1）車輛的GPS 數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上可算出車速、運(yùn)行軌跡； （2）人員RFID 信息，在此基礎(chǔ)上可得到的實(shí)時(shí)的乘車人數(shù)、每個(gè)乘車學(xué)生的基本信息；（3）車輛運(yùn)行時(shí)的機(jī)械和電氣數(shù)據(jù)，可以將此數(shù)據(jù)和正常的車輛參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，判斷校車的安全狀況，對(duì)異常情況預(yù)警； （4）車內(nèi)視頻信息，包括實(shí)時(shí)車內(nèi)情況，駕駛員、隨車?yán)蠋煹墓ぷ髑闆r，學(xué)生上下車和家長(zhǎng)接送情況等；（5）地理信息、交通狀況、文本信息（如天氣信息、特殊通知等）、監(jiān)管指令等。現(xiàn)給出各子系統(tǒng)通信和數(shù)據(jù)傳輸與接收示意圖，如圖1.