基于移动智能终端的踩踏预防方法研究

摘要

随着经济的增长，城市建设越来越复杂，同时人们生活水平逐渐提高，各种大型集会和活动也日益增多。这种环境下由于人群过度拥挤、密度不均等问题很容易引起踩踏事故，事故一旦发生往往造成群死群伤的惨重后果，带来极其恶劣的社会影响。因此在突发事件后，如何快速安全地疏散公共场所内的人群，防止踩踏等严重后果的发生受到了各国政府和人民的广泛关注。早期由于技术水平的限制，研究人员主要从疏散仿真模型和计算机视觉入手分析了不同场景下人群特点以及影响疏散的因素，从而达到预防踩踏的目的。近年来随着移动智能终端的普及和功能的日益强大，基于移动智能终端实时采集和处理行人运动数据并在此基础上研究踩踏预防方法已成为可能。本文正是在这一技术背景下展开了踩踏预防方法研究，采用JAVA语言，在Android系统中，以移动智能终端为平台开发了相应的踩踏预防软件，实时跟踪用户位置并规划出导航路径，同时显示于终端地图上，从而指导行人至安全出口。具体工作如下：
　　(1)研究了基于移动智能终端的室内定位方法。要实现踩踏的预防，及时疏散行人，首先要知道其具体位置，因此室内定位是首要环节。利用移动终端进行定位有惯性导航和行人航迹推测两种方法，文中采用航迹推测法，相比于另一种方法引入的累计误差更小。
　　(2)以移动智能终端为硬件平台，开发了一款软件，该软件由GPS和航迹推测法结合实现定位。首先由GPS获得初始位置，然后利用移动智能终端内嵌的加速度传感器、方向传感器、陀螺仪等采集的数据来确定行人行走中的步频、步长和航向等信息，从而获得行人某段时间内的行走位移和方向，最后结合初始位置由航迹推测法确定其具体的位置坐标。
　　(3)开发了踩踏预防系统，实现了基于移动智能终端的疏散导航功能。在室内进行行人导航，首先要将室内地形图转化为数学上无向图的形式，再利用最短路径算法寻找出行人当前位置到安全出口的最短路径，并显示于终端上，从而及时准确地引导行人疏散。
　　实验结果表明，本文设计的软件能较准确地实现用户室内定位以及疏散导航，在危急情况下能将其引导至安全出口，具有一定的自主性。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文基本结构

第2章 定位技术

2.1移动定位方法

2.2 GPS辅助室内定位

2.3 本章小结

第3章 基于移动智能终端的行人定位方法研究

3.1 航迹推算的原理

3.2惯性导航技术

3.3 行人航迹推算技术

3.4 本章小结

第4章 基于移动智能终端的行人导航方法研究

4.1系统开发平台

4.2 需求分析及测试环境

4.3 系统设计与实现

4.4 基于终端的疏散导航的设计与实现

4.5 方法对比与结果分析

4.6本章小结

第5章 结论与展望

5.1本文总结

5.2工作展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录