CN104966134A - 一种基于移动终端的景区内游客流量预测及超限应急系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端的景区内游客流量预测及超限应急系统，包括四个部分：移动终端、移动通信网络、Web服务器、流量预测及应急管理服务器。移动终端负责接收卫星定位信号并解算对应经纬度坐标数据，并将经纬度坐标数据通过移动通信网络传递到Web服务器；Web服务器通过通信网络建立移动终端与流量预测及应急管理服务器之间的连接和通信；流量预测及应急管理服务器负责处理游客位置数据，并将提取出的流量预测结果、应急预案通过通信网络反馈给Web服务器，再由Web服务器发送指令到移动终端。本系统能克服现有技术的不足，为广大游客在景区内遭遇游客流量超限时及时提供高效的预测和应急服务，从而避免游客的财产甚至生命损失。

Description

一种基于移动终端的景区内游客流量预测及超限应急系统

技术领域

本发明涉及一种基于移动终端的景区内游客流量预测及超限应急系统，它能为景区提供游客流量预测及游客流量超限的应急服务，在一定程度上保护游客的财产、生命安全，为景区应急管理服务，属于信息工程技术领域。

背景技术

旅游活动具有时域性、地域性、变化复杂等特点。游客在旅游过程中一旦遭遇游客流量激增导致踩踏等突发事件，如果缺乏及时的预警，有效的应急方案，个人财产甚至生命都有可能受到威胁。目前情况下，游客在景区内遭遇此类突发事件时，通常都是景区工作人员根据观察、经验提供相关应急服务。这种方式对工作人员的工作经验、应急能力有很高的要求，并且因人而异，缺乏统一的量化标准；同时，即便是工作经验丰富的员工也难以及时应对复杂的突发事件，有时甚至会给出错误的应急方案。

目前有的景区也布设了一些扩音设备，在突发事件来临时用来播放通知引导景区内的游客远离危险，也有工作人员进入景区进行现场指挥，但由于游客对景区的熟悉度不高，这两种方式的应急效果都欠佳，有时甚至在游客疏导途中因为高密度的恐慌客流而再次发生游客互相踩踏等事故。

发明内容

1.目的：本发明的目的是提供一种基于移动终端的景区游客流量预测及超限应急系统，它克服了现有技术的不足，能为广大游客在景区内遭遇游客流量超限时及时提供高效的预测和应急服务，从而避免游客的财产甚至生命损失。

2.技术方案：本发明是一种基于移动终端的景区内游客流量预测及超限应急系统，该系统由移动终端、移动通信网络、Web服务器、流量预测及应急管理服务器四个部分组成。移动终端负责接收卫星定位信号并解算对应经纬度坐标数据，并将经纬度坐标数据通过移动通信网络传递到Web服务器；Web服务器通过通信网络进而建立移动终端与流量预测及应急管理服务器之间的连接和通信；流量预测及应急管理服务器负责建立数据发布平台、数据查询中心、数据处理中心，并将处理结果通过通信网络反馈给Web服务器，再由Web服务器发送指令到移动终端。

移动终端包括GPS天线、GPS模块、单点定位位置解算模块、通信模块。GPS天线负责接收GPS卫星信号并传递到GPS模块进行处理；GPS模块对信号进行处理后将结果传递给单点定位位置解算模块，单点定位位置解算模块根据接收到的数据解算对应的经纬度坐标，然后将解算结果通过移动通信网络输出到Web服务器。

移动通信网络采用2G、3G、4G、WIFI等网络，利用无线通信技术将移动终端解译出的经纬度坐标数据及用户指令传输到Web服务器上。

Web服务器负责处理相关HTTP请求，接收通过移动通信网络发送过来的移动终端解算出的定位数据及用户请求相关服务的指令，并传递给流量预测及应急管理服务器，同时负责将流量预测及应急管理服务器的处理结果通过移动通信网络反馈给移动终端。

流量预测及应急管理服务器包括数据发布平台、数据查询中心、数据处理中心三大模块。

数据发布平台主要面向管理员和系统注册用户，包括用户注册模块、用户权限修改模块、元数据注册模块和数据发布模块。数据发布平台是数据查询与数据处理的基础，负责用户以及数据信息的存储和管理。游客在进入景区时可以通过扫描二维码的方式迅速注册成为系统合法用户，系统注册用户将通过移动通信网络在指定时点自动发送自己的经纬度坐标数据到Web服务器，同时还可以发送相关HTTP请求并接收Web服务器的返回结果。系统管理员可以通过用户权限修改模块对用户的权限进行编辑修改。元数据注册模块主要面向系统管理员，管理员可以通过该平台实现不同类型数据的元数据注册。数据发布模块负责向系统用户发布食住行游购娱等各项旅游相关数据，其数据格式包括文字、数字、图表、视频、音频和地图等。

数据查询中心主要采用池连接技术建立与数据库之间的连接后，通过SQL查询语句，根据用户发出的不同HTTP请求进行数据查询，并将查询结果以文字、表格、图形、电子地图等形式反馈给用户；

数据处理中心负责在接收到Web服务器发送的用户数据处理指令后，调用数据分析模块、数据输出模块，将分析汇总生成的结果通过Web服务器反馈给用户。当结果超出景区游客流量承载阈值范围时，自动调用报警模块，向游客及管理员发送警报信号，同时调用应急分析模块，输出应急预案。

其中数据处理中心主要包括边界内游客提取与数量统计模块、游客位移距离计算模块、运动游客提取模块、客流峰值预测模块、应急预案分析模块五个部分。

  边界内游客提取与数量统计模块。游客在进入景区后，由移动终端通过移动通信网络自动向Web服务器发送当前经纬度位置信息。设表示每一位游客，为任意正整数。游客进入景区后，每一位游客用一个递增正整数作为唯一编号进入游客计数链表TourList；游客离开景区后，对应结点从计数链表TourList中删除。链表TourList结点数即为景区当前接待的游客总数。

  指定周期前后，游客位移距离计算模块。提取指定周期前一刻某游客的经纬度坐标，记为(                                                ，)，提取指定周期后一时点该游客的经纬度坐标，记为(，)。按照0度经线的基准，东经取经度的正值(Longitude)，西经取经度负值(-Longitude)，北纬取90-纬度值(90- Latitude)，南纬取90+纬度值(90+Latitude)，则经过上述处理过后的两点被计为(，)和(，)。根据三角推导，可以得到该游客前后位置间距离的计算公式如下：

， 单位为千米。

规定游客位移的方向：渐近待测目标点方向为正，渐远待测目标点方向为负。

则令：

游客渐近待测目标点方向时：；

游客渐远待测目标点方向时：。

  运动游客提取模块。根据指定时长计算所得的该游客位移距离和时间间隔，计算某游客移动速度，提取运动游客目标。记指定时长间隔，则。已知系统预定义运动游客移动速度阈值为。当，记当前游客为运动游客，进入运动游客链表MoveTourList，循环提取，直到TourList链表中的所有游客均检验完毕。

客流峰值预测模块。对游客运动速度、趋势进行预测。取指定周期时间内的游客移动平均速度为,，为MoveTourList链表的结点数，为MoveTourList链表中每个游客的运动速度。当游客的入向移动速度大于出向移动数据时，即值大于0，说明下一个周期人流量可能会增加；反之，当游客的入向移动速度小于出向移动速度时，即值小于0，说明下一个周期人流量可能会减少。

应急预案分析模块。当游客流量预测值超出某景点的游客承载能力阈值时，向超载景点外的游客发送暂时避开拥挤景点的警示，同时向超载景点内的游客发送疏散警示及疏散路线图。当游客在超限景点内向景点外移动时，游客将当前位置通过移动通信网络告知应急管理服务器，服务器根据规避事件、道路和目的地，发送不同的应急预案，疏散路线图给超载景点内的游客。

 所述规避事件是指游客在疏散过程中应当要躲避的障碍物和危险区域。

 数据输出模块主要负责将生成的预警提示、疏散路径通过Web服务器反馈给超限景区内的游客，同时向超限景区外的游客发送警示。当客流预测值超出某景点游客承载力阈值范围时，自动调用应急预案分析模块，根据处理结果，向景区相关的工作人员及超载景点内游客发送警示信号，同时向超载景点内的游客及相关工作人员发送疏散路径及疏散警示。

附图说明

 图1为系统架构图。

  图2为系统流程图。

具体实施方式

 移动终端包括GPS天线、GPS模块、单点定位位置解算模块、通信模块。GPS天线负责接收GPS卫星信号并传递到GPS模块进行处理；GPS模块对信号进行处理后将结果传递给单点定位位置解算模块，单点定位位置解算模块根据接收到的数据解算对应的经纬度坐标，然后将解算结果通过移动通信网络输出到Web服务器。

移动通信网络采用2G、3G、4G、WIFI等网络，利用无线通信技术将移动终端解译出的经纬度坐标数据及用户指令传输到Web服务器上。

Web服务器负责处理相关HTTP请求，接收通过移动通信网络发送过来的移动终端解算出的定位数据及用户请求相关服务的指令，并传递给应急管理服务器，同时负责将应急管理服务器的处理结果通过移动通信网络反馈给移动终端。

应急管理服务器包括数据发布平台、数据查询中心、数据处理中心三大模块。

数据发布平台主要面向管理员和系统注册用户，包括用户注册模块、用户权限修改模块、元数据注册模块和数据发布模块。数据发布平台是数据查询与数据处理的基础，负责存储和管理用户以及数据信息到数据库。游客在进入景区时可以通过扫描二维码的方式迅速注册成为系统合法用户，系统注册用户将通过移动通信网络自动发送自己的经纬度坐标数据到指定的Web服务器，同时还可以发送相关HTTP请求并接收Web服务器的返回结果。系统管理员可以通过用户权限修改模块对用户的权限进行编辑修改。元数据注册模块主要面向系统管理员，管理员可以通过该平台实现不同类型数据的元数据注册。数据发布模块负责向系统用户发布食住行游购娱的各项旅游相关数据，其数据格式包括文字、数字、图表、视频、音频和地图等。

数据查询中心主要采用池连接技术建立与数据库之间的连接后，通过SQL查询语句，根据用户发出的不同HTTP请求进行数据查询，并将查询结果以文字、表格、电子地图等形式反馈给用户；

数据处理中心负责在接收到Web服务器发送的用户的数据处理指令后，调用数据分析模块、数据输出模块，将分析汇总生成的结果通过Web服务器反馈给用户。当结果超出阈值范围时，自动调用报警模块，向游客及管理员发送警报信号，同时调用应急分析模块，输出应急预案。

  在实际应用中，在某一时间点，景区的入口、出口或者热门景点会出现人群拥堵的情况，即人流量过大，因此，需要在还未形成拥堵前就提前预警。当游客的入向移动速度大于出向移动数据时，即值大于0，说明下一个周期人流量可能会增加；反之，当游客的入向移动速度小于出向移动速度时，即值小于0，说明下一个周期人流量可能会减少。

游客筛查。在实际应用中，游客可能存在多种情况，如移动速度过慢或未移动，这些游客则不能归为运动游客。因此首先需要从景区内所有游客中筛选出满足要求的游客出来。具体步骤如下：

记周期前后时长间隔 ，移动速度阈值，周期前后游客移动距离，游客移动速度，则。当，则该游客即为运动游客，否则，说明游客处于静止状态。

 预测人流量。根据景区内游客总人数，运动游客数，游客运动速度数据预测下一个时段的客流量。具体步骤如下：

 (1)取周期时间内运动游客的平均速度作为总体平均速度，单位为，其计算公式如下：

   

  其中，n为MoveTourList链表的结点数，为MoveTourList链表中每个游客的运动速度。

 (2) 预测未来周期时段内运动游客的平均速度，入向平均移动速度和出向平均移动速度之差也就是客流变化量。当游客的入向平均移动速度大于出向平均移动数据时，说明下一个周期客流量可能会增加，增加值为入向平均移动速度减出向平均移动速度；反之，当游客的入向平均移动速度小于出向平均移动速度时，说明下一个周期客流量可能会减少，减少值为出向平均移动速度减入向平均移动速度。其计算公式如下：

  ，

 其中，为下一周期的运动游客平均速度预测值；是历史同期的运动游客的平均速度；是最近一个历史同期的运动游客平均速度；、是对应的权重。、的计算如下：

   1) 计算历史同期的游客运动平均速度：

   

  其中，为历史同时的游客运动速度值。

 2) 计算的标准差:

  

 3) 计算权重、：

  

  

  在实际应用中，历史同期数据量越多，则预测的准确性越高。

（3）预测下一个周期的客流量。

其中，为景区内当前游客的总量，为下一周期的运动游客平均速度预测值，为景区内运动游客的总量，即MoveTourList链表的结点数。

  当游客数量预测值超过景区最大承载力时，启动预警。

  以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (11)

1.一种基于移动终端的景区内游客流量预测及超限应急系统，其特征在于该系统由移动终端、移动通信网络、Web服务器、流量预测及超限管理服务器四个部分组成。

2.移动终端负责接收卫星定位信号并解算对应经纬度坐标数据，并将经纬度坐标数据通过移动通信网络传递到Web服务器；Web服务器通过通信网络进而建立移动终端与流量预测与超限应急管理服务器之间的连接和通信；流量预测及超限管理服务器负责建立数据发布平台、数据处理中心，并将处理结果通过通信网络反馈给Web服务器，再由Web服务器发送指令到移动终端。

3.所述移动终端包括GPS天线、GPS模块、单点定位位置解算模块、通信模块。

4.GPS天线负责接收GPS卫星信号并传递到GPS模块进行处理；GPS模块对信号进行处理后将结果传递给单点定位位置解算模块，单点定位位置解算模块根据接收到的数据解算对应的经纬度坐标，然后将解算结果通过移动通信网络输出到Web服务器。

5.所述移动通信网络采用2G、3G、4G或WIFI移动网络；

所述Web服务器负责处理相关HTTP请求，接收移动终端解算出的定位数据及相关服务请求，并传递给流量预测及超限应急管理服务器，同时负责将流量预测及超限应急管理服务器的处理结果通过通信网络反馈给移动终端。

6.所述流量预测及超限应急管理服务器包括数据发布平台、数据查询中心、数据处理中心三大模块。

7.所述数据发布平台主要面向管理员和系统注册用户，包括用户注册模块、用户权限修改模块、元数据注册模块和数据发布模块。

8.数据发布平台是数据查询与数据处理的基础，负责存储和管理用户以及数据信息到数据库。

9.所述数据查询中心主要采用池连接技术建立与数据库之间的连接后，通过SQL查询语句，根据用户发出的不同HTTP请求进行数据查询，并将查询结果以文字、表格、电子地图等形式反馈给用户。

10.所述数据处理中心负责在接收到Web服务器发送的用户的数据处理指令后，调用数据分析模块、数据输出模块，将分析汇总生成的结果通过Web服务器反馈给用户。

11.当结果超出阈值范围时，自动调用报警模块，向游客及管理员发送警报信号，同时调用应急分析模块，给出应急预案。