基于LBS的安全保障信息推送系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

范振林，張 超，吳 斌，任 濤

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心，河北 保定 071051）

野外地質(zhì)調(diào)查工作區(qū)域往往人煙稀少、自然條件惡劣，特別是高海拔、偏遠地區(qū)更是氣候多變、氣象災害頻發(fā)。由氣象災害引發(fā)的次生災害種類多、突發(fā)性強、范圍廣、危害大，嚴重威脅著野外地質(zhì)工作者的身體健康和生命安全?；谖恢梅眨↙BS）是在移動環(huán)境下，利用定位設備獲取移動終端用戶的位置經(jīng)緯度坐標，基于電子地圖平臺，為移動對象提供定位信息、地理環(huán)境信息等空間地理位置的信息服務[1]。本文探討了LBS在野外作業(yè)區(qū)域的災害性氣象預警信息檢索、環(huán)境智能分析以及安全保障措施智能分析中的應用，為保障野外地質(zhì)調(diào)查作業(yè)人員身體健康和生命安全、降低野外地質(zhì)調(diào)查工作風險提供服務支撐。

1 系統(tǒng)整體設計

1.1 設計思路與總體架構

基于LBS的野外安全保障信息推送系統(tǒng)由定位操作平臺、信息服務平臺和分析決策平臺構成，其中定位操作平臺負責接收北斗衛(wèi)星發(fā)出的坐標信息，實現(xiàn)精確定位和數(shù)據(jù)采集，再通過采集的信息分析當前位置的自然地理、地質(zhì)、人文、交通等信息[2]；信息服務平臺則基于位置實現(xiàn)項目設備和野外地質(zhì)災害的數(shù)據(jù)管理，并對該位置的災害性預警信息進行檢索查詢；分析決策平臺負責對工作區(qū)域需攜帶的安全保障物品和安全保障措施進行分析，解析作業(yè)區(qū)域必備的安全保障信息，調(diào)度野外安全生產(chǎn)管理[3]。

系統(tǒng)總體架構基于面向服務的總體設計思路，其中終端定位操作平臺、數(shù)據(jù)存儲查詢平臺、地理信息分析決策平臺是系統(tǒng)架構的核心，也是整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心[4]。系統(tǒng)總體架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構圖

1.2 功能設計

1）基于位置的野外保障分析。定位操作平臺負責采集野外作業(yè)人員的工作區(qū)環(huán)境信息，包括當前位置的自然地理、地質(zhì)、人文、交通等信息。分析決策平臺負責分析工作區(qū)需攜帶的安全保障物品和安全保障措施，以實現(xiàn)精準的安全保障服務。

2）氣象災害數(shù)據(jù)推送。信息服務平臺根據(jù)野外北斗終端上報的位置，進行該位置的災害性氣象預警信息的檢索分析，若檢索到災害性預警信息，則向終端用戶推送預警信息。

2 系統(tǒng)關鍵技術

2.1 定位功能

當移動用戶需要信息服務或監(jiān)控管理中心需要對某移動終端進行移動監(jiān)控時，首先移動終端通過內(nèi)嵌的定位設備獲得終端本身當前的空間位置數(shù)據(jù)，并實時通過無線網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至中心服務器；再根據(jù)終端的地理位置、服務要求進行空間分析；最后將分析結果以文本或地圖的形式推送到移動終端[5]?；ヂ?lián)網(wǎng)地圖訪問類如表1所示。

表1 互聯(lián)網(wǎng)地圖訪問類

2.2 地理信息服務

2.2.1 位置環(huán)境分析服務

通過LBS反饋的地理位置信息查詢地圖圖層API，通過空間范圍查詢地圖圖層的屬性信息API，通過圖層名稱以及其他條件查詢地圖圖層的屬性信息。位置環(huán)境分析服務的內(nèi)容包括：獲得詳細的地理坐標信息，分析用戶當前位置或選定位置，分析結果將列出當前位置的自然地理、地質(zhì)、人文、交通等信息；分析當?shù)氐匦蔚孛?、土壤類型、植被特點、平均海拔、可利用水資源，并根據(jù)地質(zhì)、氣候特點，推薦相應的野外裝備；分析最近的有人區(qū)，并檢索出當?shù)氐娜丝诿芏群妥罱?，以便野外人員選擇交通工具，安排后續(xù)補給。在完成定位和系統(tǒng)后續(xù)分析后，將當?shù)氐乩硇畔ⅰ⑾嚓P裝備和藥品傳輸至頁面[6]。位置環(huán)境分析服務流程如圖2所示。

圖2 位置環(huán)境分析服務流程

2.2.2 災害預警服務

系統(tǒng)針對災害預報數(shù)據(jù)、災害預警數(shù)據(jù)研發(fā)了災害數(shù)據(jù)服務接口，并在地質(zhì)調(diào)查野外安全保障App中進行集成調(diào)用，提供了實時數(shù)據(jù)服務。災害數(shù)據(jù)服務接口是基于數(shù)據(jù)庫中災害預報數(shù)據(jù)、實時觀測數(shù)據(jù)和災害預警數(shù)據(jù)提供的對外服務API接口，擴展了災害數(shù)據(jù)的應用模式，使災害數(shù)據(jù)可在有安全保障的場景下開展應用[7]。

國家氣象局公共氣象服務中心的氣象數(shù)據(jù)以Web服務接口的形式提供。Web服務接口采用標準HTTP的GET請求方式來調(diào)用，并返回JSON格式的數(shù)據(jù)結果。數(shù)據(jù)結果主要包括實況、常規(guī)預報、預警等服務數(shù)據(jù)。具體服務內(nèi)容如表2所示。災害數(shù)據(jù)服務接口以微軟IIS為Web應用服務器，以氣象GIS（MeteoGIS）為地圖服務，利用WebAPI技術和C#語言進行開發(fā)。服務器端的運行環(huán)境為Windows 2008 Server平臺。在開發(fā)模式上，采用基于B/S的數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)服務層、信息推送層3層體系結構（圖3）。通過對災害數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，結合當前地質(zhì)調(diào)查野外生產(chǎn)工作模式和安全保障現(xiàn)狀，制定了針對災害預警信息推送的服務。

表2 氣象數(shù)據(jù)接口表

圖3 災害預警服務

1）數(shù)據(jù)傳輸層，通過API服務接口將災害數(shù)據(jù)上傳至災害數(shù)據(jù)服務管理中心。

2）數(shù)據(jù)服務層，對服務接口中的數(shù)據(jù)進行解析，并存入災害數(shù)據(jù)服務管理中心，再基于實際的作業(yè)區(qū)域?qū)暮?shù)據(jù)進行檢索和分析，從而為災害數(shù)據(jù)服務提供數(shù)據(jù)保障。

3）信息推送層，通過Web瀏覽器和App的形式實現(xiàn)災害數(shù)據(jù)的終端展示和應用。

3 LBS信息推送在安全生產(chǎn)管理保障系統(tǒng)中的實現(xiàn)

基于LBS的野外安全保障信息推送系統(tǒng)的開發(fā)為地質(zhì)調(diào)查的室內(nèi)工作部署和野外實地調(diào)查工作提供了多種安全保障方式，增強了位置信息在地質(zhì)調(diào)查安全生產(chǎn)方面的應用?；贚BS的野外安全保障信息推送系統(tǒng)對安全生產(chǎn)管理保障系統(tǒng)進行了功能擴展，增加了野外工作區(qū)環(huán)境智能分析服務、App版災害性預警信息推送、災害性預警信息展示以及野外安全保障措施分析應用等功能。

3.1 基于位置的野外安全保障分析服務

獲取終端用戶位置后，可以所在位置為地圖中心點進行環(huán)境分析，也可自選位置進行環(huán)境分析。地質(zhì)調(diào)查人員去野外之前，可通過安全保障App野外安全保障措施智能分析功能，查看當前位置、人口密度、高程數(shù)據(jù)、土地利用等具體信息，定位最近公路和最近有人區(qū)的位置點，查看適合攜帶的各種裝備和藥品，裝備和藥品以列表形式展現(xiàn)，如圖4所示。

圖4 野外安全保障分析服務界面

地質(zhì)調(diào)查人員在野外開展工作時，可利用安全保障App野外工作區(qū)環(huán)境智能分析功能，實時地將數(shù)據(jù)上傳至中心服務器，并根據(jù)終端的地理位置、服務要求進行空間分析；再將分析結果以文本或地圖的形式下載到移動終端，分析結果將列出當前位置的自然地理、地質(zhì)、人文、交通等信息，為野外地質(zhì)調(diào)查和后勤保障提供支撐。通過安全保障App還可以及時了解所處工作區(qū)域的野外環(huán)境，如圖5所示。

圖5 野外工作區(qū)環(huán)境智能分析界面

3.2 基于位置的災害性氣象預警服務

在野外工作中，氣象災害預警至關重要。該服務主要是根據(jù)野外北斗終端上報的位置進行災害性氣象預警信息的檢索分析，若檢索到災害數(shù)據(jù)庫有匹配的災害天氣信息，則將用戶所處區(qū)域氣象災害預警提醒推送至終端，并以可視化的界面通知用戶氣象災害預警的詳細信息，實現(xiàn)了氣象災害預警的自動化和智能化，實時預警信息推送。預警信息推送方式包括兩種：①在安全保障系統(tǒng)的地圖上顯示預警信息，供單位安全員監(jiān)管使用；②直接給終端持有者發(fā)送短信通知，提醒用戶及時做好安全保障措施。推送內(nèi)容包括預警信息和應急處置措施等，如圖6所示。

圖6 災害預警信息推送展示

4 結 語

本文基于LBS功能實現(xiàn)了野外安全生產(chǎn)平臺的建設，開發(fā)了基于LBS的野外安全保障信息推送系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實時顯示人員位置信息，分析當前的自然環(huán)境、人文環(huán)境，從而提供戶外裝備和藥品建議；同時通過檢索所在區(qū)域的災害性預警信息，在地圖上直接顯示預警狀態(tài)和預警信息，主動給當前用戶推送預警短信，提高了地質(zhì)調(diào)查業(yè)務工作的效率，加強了野外地質(zhì)工作的安全保障，提高了地質(zhì)工作的信息化管理水平。