基于物聯網技術的校車安全管理系統

近年來，我國校車安全事故頻發，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小博士民辦幼兒園校車嚴重超載，與東風牌自卸貨車迎面相撞，死亡累計人數達到21人。這次校車交通事故引起全國震驚，社會各界反響激烈，也促使各級政府部門認真思索。國務院很快制定了《校車安全條例》，工信部也在2012 年1 月公布了《校車安全標準》。政府財政部門加大了對校車的資金投入，購置安全性能更好的車輛作為校車。交通管理部門推出“校車優先通行”等管理措施。這些手段無疑都會促使我國校車安全水平提高。總體來看，加強校車安全管理，當前從制度層面探討的較多，在科技飛躍發展的今天，我們還應該采用先進的技術手段為校車的安全管理提供強有力的保障。
　　
1 校車安全管理的主要內容
　　
在我國，校車主要是指幼兒園、小學、中學階段的未成年學生專門乘坐的交通工具。由于幼兒、小學生等普遍缺乏安全意識，自我保護能力非常弱，因此校車安全幾乎完全依賴于學校、政府等方面的約束、監管。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校車的潛在侵害。其次，校車安全還包括校車行駛中學生在車輛內部的人身安全、車輛機械電氣安全等。
　　
要保證校車安全，首先需要政府從宏觀層面制定嚴格的管理制度和安全法規，加大資金投入，鼓勵企業投入。政府相關部門應該起到主導、協調、監督、服務、保障的作用。其次，學校要加強對校車和駕駛員的日常管理。然后就是采用有效的技術手段來約束和保障校車的安全行駛。規章制度屬于“軟約束”,人執行時容易違背。技術手段具有“硬約束”的特點，往往不因人的主觀因素而發生偏差。在校車安全管理系統可以采用的技術中，物聯網技術具有較大的優勢。
　　
物聯網技術集傳感、遠程通信、網絡、計算機信息系統等技術于一體。利用處于物聯網技術核心的射頻識別、全球衛星定位、地理信息系統、網絡技術，能實現對校車機械電氣安全、行駛安全、駕駛員安全、乘車學生安全等進行全面的實時監控，為校車安全管理提供最及時準確的基礎數據。并且物聯網技術在交通安全中已經有成熟。
　　
2 物聯網技術簡介
　　
物聯網（The Internet of Things）是指將物體通過射頻識別（ RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等傳感設備，利用通信手段，按約定的協議，實現全面互聯，包括物與物之間的互聯互通，也包括人與物之間的互聯互通，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
　　
其中RFID 是物聯網應用的主要載體。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后引發新一輪信息產業浪潮的核心領域。我國“十二五”規劃將物聯網技術的推廣和應用列為發展的重要內容。物聯網技術在物流管理、遠程監控、智能交通、環境監測、公共安全等方面有著廣泛的應用。


射頻識別（Radio Frequency IdentificatiON） 縮寫RFID,又稱電子標簽、無線射頻識別，它是物聯網技術的核心和基礎技術。射頻識別技術利用射頻信號通過空間耦合實現信息傳遞、數據讀寫，從而達到識別目的。其最大的優點是可以實現無接觸的信息傳遞。
　　
RFID 技術在校車安全管理系統中主要用于身份識別。
　　
全球應用最廣的是美國的GPS 定位系統，其次是俄羅斯的GLONASS（格洛納斯）系統。我國自主開發的“北斗定位系統”也已投入應用。GPS 技術在校車安全管理系統中主要用于校車測速、定位和軌跡跟蹤。
　　
地理信息系統（Geographic Information System） 縮寫GIS,它是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，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、調度應急救援，以及提供交通指揮方案等。
　　
3 系統功能結構設計
　　
學校管理子系統（日常管理平臺），政府部門校車監管子系統（監管平臺）。
　　
校車安全管理系統各平臺內部以及平臺間的主要數據有：（1）車輛的GPS 數據，在此基礎上可算出車速、運行軌跡； （2）人員RFID 信息，在此基礎上可得到的實時的乘車人數、每個乘車學生的基本信息；（3）車輛運行時的機械和電氣數據，可以將此數據和正常的車輛參數進行比對，判斷校車的安全狀況，對異常情況預警； （4）車內視頻信息，包括實時車內情況，駕駛員、隨車老師的工作情況，學生上下車和家長接送情況等；（5）地理信息、交通狀況、文本信息（如天氣信息、特殊通知等）、監管指令等。現給出各子系統通信和數據傳輸與接收示意圖，如圖1.