【毕业学位论文】（Word原稿）基于GIS的急救车监控指挥管理系统的设计与实现-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 硕 士 专 业 学 位 论 文 基于 of 文 摘要 I 中文 摘要 急救中心是国际化大都市安全保障体系中重要的一部分，它为市民生活、社会安定以及经济发展提供有利保障。医疗 急救 指挥中心是院前医疗急救单位和急救绿色生命通道主干线，设有完整的通讯网络系统覆盖于全市，其服务功能集院前医疗急救与快速转运作为整体业务。过去的接警方式与市民对他的期望与要求不相适应，出车效率不高、空车调度能力差、出车效果较低、院前信息传输不及时等现象是该院急需解决的问题。怎样管理好网络庞大、复杂的应急中心，应急站，救护车等实体，怎样高效率、准确地前往急救目的地，是目前各大城市急救中心机构所遇到的突出问题。 本文课题的研究目标在于构 建一套基于 急救车辆监控与调度指挥系统，以便成功解决院前急救工作中存在的诸多问题和困难。 通过调研分析，本文规划了通过规划，急救车监控指挥管理系统主要包括两大子系统，分别为急救车监控子系统和 理子系统，每个子系统包括了若干个功能模块。在技术方案上，系统主要由车载终端、监控中心和 统三部分构成。车载单元利用 收机来实现自身定位，通过通讯电台把自身的位置和状态（如速度、方向、报警等）信息发送到监控中心。监控中心可以通过电台对讲与车载移动电话建立话音通讯，也可以利用短消息业务 向车载单元发送中文简短信息。 监控中心或其它外部应用系统可随时查询到车辆的位置和状态信息。本文的系统平台可实现急救部门在第一时间获取拨打急救电话人的地点，同时能够迅速调派车辆前往病人所在地点，在车辆行进过程中给予线路指引。 综合上述内容，本文利用计算机计划、网络技术、定位技术等先进的技术组合来提升急救工作的处理工作能力，有效确保急救业务的顺利进行，尽可能的为生命安全提供保障。 关键词： 医疗急救与快速转运， 急救车监控指挥管理，线路指引 I is an an it a to is a a of as a on s is of is to to to is in of is to in to in of IS a of On of PS to by to as ) a to to a to or of in to II be to in of of we a of to of to as as to of 录 录 第一章 绪论 . 1 第一节 课题的背景与意义 . 1 第二节 课题国内与国外研究动态 . 2 第三节 课题的研究目标与主要研究内容 . 3 第四节 本文的组织结构 . 4 第二章 系统分析 . 6 第一节业务调研与问题分析 . 6 第二节数据流程分析 . 8 第三节系统功能需求 . 10 救车监控需求 . 10 理需求 . 13 第四节系统非功能需求 . 15 统监控需求 . 15 统可靠性 . 16 统安全性需求 . 16 第五节 本章小结 . 17 第三章 系统总体设计 . 18 第一节 系统设计目标 . 18 第二节 系统总体架构设计 . 18 第三节 系统网络拓扑结构设计 . 19 第四节 系统功能结构设计 . 20 第五节 系统数据库设计 . 22 念结构设计 . 22 据库表设计 . 26 第六节 本章小结 . 30 第四章 系统详细设计 . 31 第一节 急救车监控子系统 . 31 辆定位查询模块设计 . 31 子围栏模块设计 . 33 时调度模块设计 . 35 援求助模块设计 . 37 目录 V 迹记录和回放模块设计 . 39 第二节 理子系统 . 42 图操作模块设计 . 42 询模块设计 . 44 层管理模块设计 . 46 眼功能模块设计 . 48 新模块设计 . 50 上查 询模块设计 . 52 第三节 本章小结 . 54 第五章 系统实现 . 55 第一节 系统实现与运行环境 . 55 第二节 登录模块实现 . 55 第三节 急救车监控子系统实现 . 56 辆定位查询模块实现 . 56 子围栏模块实现 . 58 时调度模块实现 . 59 援求助模块实现 . 61 迹记录和回放模块实现 . 62 第四节 系统实现 . 64 图操作模块实现 . 64 询模块实现 . 66 层管理模块实现 . 67 眼功能模块实现 . 68 新模块实现 . 69 上查询模块实现 . 70 第五节 本章小结 . 72 第六章 总 结与展望 . 73 第一节 总结 . 73 第二节 工作展望 . 74 参考文献 . 75 致 谢 . 77 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 . 78 第 一 章 绪论 1 第 一 章 绪论 第一节 课题 的背景 与 意义 急救中心是国际化大都市安全保障体系中重要的一部分，它为市民生活、社会安定以及经济发展提供有利保障。医院急救中心，在应急医疗保障工作的业务 中，作用是非常明显的，业务的管理与实施能力直接影响着应急医疗处理的效率，而对于突发公共事件的处理作用更是显著。 院前急救工作被视为社会稳定发展的重要条件，其表现出来的社会保障能力，得到了各级政府和社会的广泛认同。院前急救工作的发展既属于政府的工作，同时也作为社会公益的工作，与公民的健康利益紧密相关，推动急救事业要靠与全社会的共同努力来完成。 医疗 急救 指挥中心是院前医疗急救单位和急救绿 色生命通道主干线，设有完整的通讯网络系统覆盖于全市，其服务功能集院前医疗急救与快速转运作为整体业务。其服务宗旨为 “以病人为中心 ”， “文明优质快捷满意 ”。中心拥有重症监护型奔驰救护车、福特全顺救护车，普通转运型福特全顺、丰田、金杯救护车，以及依维柯传染病负压消毒转送车等多种急救车辆。生命绿色通道的急救中心在保护人类的生命安全方面的贡献是明显的，但过去的接警方式与市民对他的期望与要求不相适应，出车效率不高、空车调度能力差、出车效果较低、院前信息传输不及时等现象是该院急需解决的问题。怎样管理好网络庞大、复杂 的应急中心，应急站，救护车等实体，怎样高效率、准确地前往急救目的地，是目前各大城市急救中心机构所遇到的突出问题。 由此，构建一套科学合理的急救车监控指挥管理系统，通过系统平台，利用计算机计划、网络技术、定位技术等先进的技术组合来提升急救工作的处理工作能力，有效确保急救业务的顺利进行，尽可能的为生命安全提供保障的课题研究是具备非常重要的意义和应用价值的。 第 一 章 绪论 2 第二节 课题 国内 与国 外研究 动态 有关急救车监控指挥管理系统的研究，在西方目前普遍研究比较多，技术也比较成熟，可针对我国的应用环境而言存在着很大差别，所有， 目前我国对于急救车监控指挥管理系统的自主研究与研发尤为重要，同时，在这方面也有很多的产品是相对成熟的，以下介绍几个当前国内研究的急救车监控指挥管理的研发内容。 山东昌辉电子公司推出的急救车辆管理软件，在设计系统的技术实现方案等条件能够满足日常 24 小时卫星定位跟踪，为超速、疲劳驾驶等情况给句自动报警，实现报表查询的功能，一年内的行车数据回放与记录，支持汉显屏、语音播报、车载电话多种调度方式，车辆违反了规定的行车范围能够及时给出报警，由轨迹回放功能，对过路费、加油站票据进行核对，需要的话中心实施指令锁车指令，此 时的车辆就属于了停用状态，由驾驶员正常申请后便能立即解除锁车等功能 1。并且，体现了系统的可靠性高、体积小巧、操作简便等优势。 亿瑞斯科技公司开发的急救车管理调度系统是集全球卫星定位系统（ 、地理信息系统（ 及无线通信技术于一体的软、硬件综合系统2。其主要由车载终端、无线数据网络和监控中心系统组合而成，能够实现车辆统一、集中管理和实时监控调度，同时能够依据业界先进的 询分析，辅助决策支持，提升系统响应的效率 3。下面是对该系统的介绍内容： 定位功能精准：准确定位应该到达的救 护的目标地点。实时调度：对车辆的分布情况实施监控，就近安排救护的车辆。实时监控：按照车载摄像装置发送照片功能，了解车内药品和卫生用品的情况，对车内救治工作进行管理，能够由通三方电话的功能，实现救护人员与调度中心及专家联系在一起， 专家能够由电话来指导救助， 尽最大努力救助病人 4。提供 时查询分析的功能：协助车辆找出最佳行驶线路。协助医生订立救治的方案：按照 控的结果，正确建立最佳的救助的方案 5为移动监控中心提供监控功能：灵活、及时地实现管理及调度工作。具有多种监控方式的功能：为 监控人员的操作提供便利。具有多种通信方式的功能：如 信、语音、 够简单、 及时地实时调度工作 9系统能够提供完善、安全以及对灾难的自动恢复的功能：提升系统安全、稳定的能力。精确的数字地图，并且具有专业的地图服务功能：实现准确定位，找到最佳行驶路线 12。 第 一 章 绪论 3 上海雀普电子有限公司推出的急救车车务通软件将全球卫星定位系统（ 地理信息 统（ 及无线通信技术实现集成的软、硬件综合软件。其由车载终端、无线数据网络和监控中心系统组成，能够实现对车辆的统一、 集中管理，并且实时地进行监控、调度 13。此外，同时能够依据业界先进的 询分析，辅助决策支持，提升系统响应的效率。其突出的功能为由 确定位救护位置，急救调度中心由电子地图、定位软件找到合理位置 14。通过 确的数字地图、专业的交通地图，及立体的卫星混合方式的地图功能，调度中心能够快速、精准的找到救援的位置 15 对车辆实时跟踪、跟踪调度及车辆实时跟踪调度 的工作，急救调度中心可由 航卫星的网络， 实现车辆与调度中心彼此搭建起一条快捷、正确、高效的信息传递的桥 梁。监控中心由网上平台，能够在任何时候了解车辆的实际位置，同时按照就近的机制，快速地给出调度的指令 17 度软件协助找到最优路线，在急救中心对救援车辆给出调度命令之后，驾驶员报出所要达到的救援位置即可，系统就能够由 控综合分析路线上的交通状况，同时能够自动给出求救地点和救护车之间最佳行驶路线，能够有效避免交通堵塞、迷路等状况 21。 整体来分析的话，如今的急救车对管理调度软件的技术相对成熟，并且功能也较为健全，如前面所介绍的三类系统就较为成熟，可对于整个的功能角度来看，本质上全部 为提供单一的定位查询以及车辆监控功能的系统，同时还是从急救车辆管理的基本功能为依据 22对于急救业务而言，国内城市的急救中心面对车辆的调度、管理业务来看，应该要对城市的交通状况进行综合分析，而且还有涉及事件突发情况等情况，由此，国内城市的急救单位中所具有的急救车辆管理软件全部要求进行综合分析的前提下，依据单位的实际业务开展系统的设计工作，以达到为国内城市的急救工作提供更好地服务的目的。 第三节 课题的研究目标与主要研究内容 本文课题的研究目标在于构建一套基于 急救车辆监控与调度指挥 系统，以便成功解决院前急救工作中存在的诸多问题和困难。使急救部门能够在第一时间获取拨打急救电话人的地点，同时能够迅速调派车辆前往病人所在地点，在车辆行进过程中给予线路指引。 本课题中重点的研究工作主要是依据软件工程的实施过程对系统的分析工第 一 章 绪论 4 作、系统的设计工作以及系统的实现工作和系统测试工作进行深入的研究，具体研究工作如下 1）对急救中心急救车辆的调度指挥工作的工作流程进行深入的研究，通过细致的业务流程调研以及与负责急救车辆调度指挥管理的相关工作人员和相关的系统的最终用户的访谈，仔细研究并落实急救车辆的调度指挥 工作的总体业务实施流程和各个业务环节的细节情况。 2）研究急救车辆调度指挥系统的主要目标用户对原有急救车辆调度指挥管理工作的问题和意见，收集用户对急救车辆调度指挥系统的目标需求，做出系统的需求分析文档，明确系统的建设目标，为系统的设计工作打下基础。 3）研究急救车辆调度指挥系统建设过程中的技术难点问题，包括研究如何实现急救车辆调度指挥系统的基于 发工具的集成开发，研究如何利用C/S 开发模式建设一套安全可靠实用的急救车辆调度指挥系统，研究如何实现系统与 005 数据库的连接访问 等。 4）研究目标系统的功能模块的设计，尽量采用急救中心现有的软硬件环境以及先进的管理系统开发方案，从而达到充分利用现有资源，提高系统开发水平和应用效果的目的。系统应完全符合急救中心对急救车辆调度指挥管理工作的规定，满足急救车辆调度指挥人员对急救车辆的定位查询、电子围栏、实时调度以及 理等工作的需求。并达到操作过程中的直观、方便、实用、安全等要求。 5、以需求分析为基础，进行系统模块的划分和功能的界定，研究各个模块的具体管理流程进行控制和编码实现以及运行测试。 第 四 节 本文的组织结构 本文是按照软件 工程思想及相关理论展开的，文章将按照 几个 篇幅 来完成本次毕业设计。各个章节介绍了相关的系统研发的内容 。 第一章 ：绪论。涉及本文的背景及意义，国内外相关内容的研究动态 ， 本文 主要研究目标及其研究内容 。 第 二 章： 系统 分析 。 从急救车监控指挥管理业务存在的问题，系统的数据流程、功能需求及其非功能需求四个方面进行分析。 第 三 章：系统 总体 设计。 将给出系统的设计目标、总体架构设计、网络拓第 一 章 绪论 5 补结构设计、功能结构设计以及数据库设计 。 第 四 章：系统 详细设计 。 将完成系统功能的静态和动态 的 设计 。 第五 章：系统实 现。 将 给出系统主要功能模块 的实现过程，同时也将给出系统 实现 与运行环境的部署 内容。 第六 章：总结与展望。 总结本文的工作，同时给出需要完善的方向。第 二 章 系统需求分析 6 第 二 章 系统 分析 对于 整体 系统 任务而言，本文 需要 进行 系统 的需求分析、设计、实现及编写程序代码等。本章主要从急救车监控指挥管理业务存在的问题 ， 系统的数据流程、功能需求及其非功能需求四 个 方面进行 分析 。 第一节 业务调研与问题分析 一般情况下，医疗 急救 指挥中心的医疗急救业务中所涉及 的工作环节如下： 1、对车辆进行统一集中管理和实时监控调度； 2、可以快速、精准的上查找到救援地点； 3、在车辆与调度中心之间建立起一条迅速、准确、有效的信息传递通道； 4、监控中心可以随时掌握车辆的 地理分布位置，并按照就近原则，迅速下达调度命令。 5、确定最佳线路当急救中心向救援车辆发出调度指令后，司机只需要给出要前往的救援地点，并在求救地点和救护车之间自动规划出最佳路线，避免交通堵塞、迷路等现象。 如今对于急救车管理调度软件的技术相对成熟，并且功能也较为健全，如前面所介绍的三类系统就较为成熟，可对 于整个的功能角度来看，本质上全部为提供单一的定位查询以及车辆监控功能的系统，同时还是从急救车辆管理的基本功能为依据。对于急救业务而言，国内城市的急救中心面对车辆的调度、管理业务来看，应该要对城市的交通状况进行综合分析，而且还有涉及事件突发情况等情况。 在医疗救护 业务 领域，抢救病人最为重要的是花费最少的时间前往目的地。通常情况下，人们由连接医疗 急救 指挥中心的救护专线与救助单位建立联系 ，这里 的一个突出问题在于拨打电话消耗的时间较多，很可能造成抢救不及时的现象发生，随后，急救车也需要花费一段时间前往急救位置，此段时间在救助过程里最长的，若路线恒定的话，则大部分时间消耗在寻找现场上面（如果医疗急救车能够顺利的闯红灯）。由此为了缩短路程的时间，医疗急救车应该在出第 二 章 系统需求分析 7 发之前，需要精确的掌握病人的地点，若能够实现此功能，对被救助人和医院双方都是有利的。 通过调研，本总结出了医疗急救车对管理调度系统的需求特点有三点： 1、定位要求高，要利于急救车及时找到并发现病人； 2、响应要及时，时间就是生命； 3、 需要有良好的数据管理功能，与病人病例管理结合； 本文所确定研发的基于 车辆调度指挥系统，要求可以成功解决上述问题，并且能够满足业务中所出现的需求，使急救部门能够在第一时间获取拨打急救电话人的位置，同时能够迅速调派车辆前往病人所在位置，在车辆行进过程中给予线路指引。 在技术上，系统在主体上需要由车载终端、监控中心和 统三部分构成。车载单元利用 收机来实现自身定位，通过通讯电台把自身的位置和状态（如速度、方向、报警等）信息发送到监控中心。监控中心可以通过电台对讲与车载移动电话 建立话音通讯，也可以利用短消息业务向车载单元发送中文简短信息。 监控中心或其它外部应用系统可随时查询到车辆的位置和状态信息。本系统对车辆定位方式采用 球定位系统。在 2000 年美国政府放弃 策后， 位的精度大大提高，不需差分即可达到 15 米左右的精度要求。对于确定电话呼入的地点，需要利用电话反查的定位方式。需要电信部门给予定位数据接口。系统同时保留了 站定位以及 位接口 24。 利用 星向地面目标发射定位信息，经过 理系统处理后，将车辆位置及特征信息通过无线网络传到 急救指挥中心（采用无线网络 通过理信息系统）将移动目标显示在设备上，同时急救指挥中心也可以将响应的控制指令发送到移动终端，对车辆进行远程操作。此外，车辆调度指挥管理人员以及急救车驾驶员可以通过现有的 医疗 急救 指挥中心的 呼叫中心系统进行实时连接，完成急救车的实时调度工作 25 监控中心是整个系统的核心，根据系统的规模可设置下一级分中心。监控中心同时也是通讯枢纽 ，负责与移动智能终端的信息交互，完成各种信息的分类、记录和转发动，同时对整个网络状况进行监控管理。 车载终端负责接收 位信号，利用全球定位系统（ 为定位信号源，计算出移动单元的伪距信息；控制单元能完成数据接口、协议、数据格式等转换和控制；通信模块进行专门的命令设置及功能控制，结合 息和第 二 章 系统需求分析 8 对车辆的状态检测、能效控制等数据，以及调度广播等信息。现在支持的车载终端设备有多家，其中支持较好的有：长征卫导终端设备，华强终端设备、赛格终端设备等。 因此本课题所研发的对急救车辆进行实时统一指挥调度的系统 不仅可以实现 医疗 急救 指挥中心 的顺利出救的业务要求，也能够解决缩短路程时间的问题，而且也可以有效解决原有业务所面临的问题 第二节 数据流程分析 在系统里，本文将用顶层数据流图、 0 层数据流图和 1 层数据流图对系统的数据处理进行描述。 如下图 统顶层数据流图所示。 图 层数据流图 在上图 ，本文的 系统为驾驶员提供行车线路的信息，为系统管理员提供查询业务的信 息，系统管理员为系统提供维护业务信息的操作。系统为监控中心工作人员提供业务安排的信息，那么监控中心工作人员为系统提供业务的信息。系统为监控中心主任提供统计分析的数据，那么监控中心主任为系统提供规划安排的信息。 此外，急救车监控子系统能够为驾驶员提供行车线路的信息，同时与行车线路的信息能够彼此关联。系统管理员能够为急救车监控子系统提供对业务信基于 G I S 的急救车监控指挥管理系统驾驶员监控中心工作人员系统管理员监控中心主管提供行车路线信息查询业务信息维护业务信息业务信息提供业务安排信息提供统计分析数据提供规划安排第 二 章 系统需求分析 9 息的维护操作。监控中心管理人员为电子栏子模块中提供业务信息，同样电子栏子模块与监控中心工作人员彼此关联。监控中心主任能够为 询子模块中提供业务安排的信息，那么该子模 块为监管中心主管提供提供统计分析的数据，并且该子模块与监管中心主管彼此关联，并且和业务规划信息也存在关联，如下图 层数据流图所示。 图 层数据流图 图 层数据流图 驾驶员系统管理员监控中心主任维护业务的信息提供行车安排的信息业务信息业务信息业务规划信息提供业务安排信息监控中心工作人员提供统计分析数据行车线路信息1 . 0急救车监控子系统3 . 0电子栏子模块2 . 0G 询 子模块业务信息2 . 1业务规划信息添加业务信息急救工作部署成功2 . 1G 息更新 子模块2 . 2实时调度子模块第 二 章 系统需求分析 10 如上图 层数据流图所示，从系统里， 息更新子模块获取添加业务信息之后，与业务信息彼此传递。业务信息添加成功后，实时调度子模块将表示出急救工作部署成功，并且该子模块与业务规划信息彼此传递。 在此项功能需求用例中，系统需要向水利局相关管理人员提供的功能包括水费水价管理、费用单据生成、折算调节、交费查询和水费统计，如图 第三节 系统功能需求 通过规划， 医疗 急救 指挥中心 需要建立急救车监控子系统和 理子系统两大子系统的需求。每个子系统下还需要涉及若干个功能模块，在急救车监控子系统中需要涉及的功能需求有辆定位查询、电子围栏、实时调度、救援求助、轨迹记录和回放五大功能需求。在 理子系统中，需要建立的功能需求有地图操作、图层管理、 询、鹰眼功能、 息更新以及网上查询的功能需求。系统的操作用户涉及监控中心人员（工作人员、中心主任）、急救车驾驶员和系统管理员。下面将详细描述系统功能需求的内容。 救车监控需求 一、急救车监控需求总体用例 监控中心人员，急救车驾驶员或被救治人员在急救车监控需求中，需要提供的功能要涉及查询车辆位置、查询位置信息、设置活动范围、自动拨通电话，短信提示功能、语音提示功能、调度车辆电话手柄、播放运行轨迹、传输救助信息和自动报警等，功能用例见下图 示。 第 二 章 系统需求分析 11 监控中心人员急救车驾驶员查询车辆位置查看位置信息设置活动范围自动报警功能调度车辆功能自动拨通电话电话手柄功能播放运行轨迹急救车监控子系统系统用户短信提示功能语音提示功能图 救车监控需求功能用例 二、监控中心人员功能用例 在车辆定位查询的需求中，监控中心中心根据需要可以实现随时了解网内所有急救车辆的实时位置的要求，被监控的急救车能够辆收到中心命令后系统可以自动向中心发送其所在位置的具体信息，并要求系统能够以电子地图的方式显示出来。 在电子围栏的需求中，需要系统能够对一定的活动范围进行设置，限定急救车辆在一定的区域内或路线行驶，若超出设定的范围，系统要能够自动给出报警。 在实时调度的需求中，要满足监控中心能够主动了解用户的地理位置及具体信息的要求 ，要求监控中心可以由 医疗 急救 指挥中心 现有的呼叫中心系统使第 二 章 系统需求分析 12 用短消息或语音的方式，实现网内车辆的调度工作，而实时调度要求可以由客户方约车和中心派车实现。 在轨迹记录和回放的需求中，需要系统能够提供被监控急救车辆的运行轨迹进行自动记录的功能，并且能够实现重复播放，这样便于为事后的案情分析或处理提供可靠证据。监控中心人员功能用例见下图 示： 监控中心人员车辆定位查询电子围栏功能实时调度功能轨迹记录与回放电子地图显示自动报警功能客户约车功能中心派车功能i n c l u d ei n c l u d n c l u d e图 控中心人员功能用例 在监控中心人员登录该子系统之前，需要通过用户验证，即用户要输入登陆指令，验证通过后，就能进入到系统的界面中了。接下来，该用户在操作界面上，该用户可以在电子地图上查看到车辆的位置以及具体的出车信息，也可以对急救车辆的位置进行设置，如果出现调度车辆超出调度范围的情况，系统将给予警告提示，用户可通过短消息或是语音对车辆进行车辆的调度，调度功能包括客户约车和中心派车两种，此外，用户可使用系统的