基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务系统

摘要

本发明公开了一种基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务系统。包括客户端、服务器、服务监控中心。系统基于GIS服务器和LBS移动终端间的自动化、智能化互操作的协议和标准，针对游客实现位置关联、位置状况自动感知、主动预警、多监控手段并发联动，安全智库做出决策，实现游客和景区双向的高效位置安全信息互动与及时快速救援服务。本系统结合A-GPS或北斗、基站、WiFi定位方式获取游客和工作人员在景区的精确位置信息，在GIS互操作服务器方面设计智能、自动的GIS空间分析算法；移动终端利用APP获得服务器的功能支持；提高了景区的安全监控与预警的精度和效率，做到提前预报、及早预警，科学指导各景区开展人员意外的施救工作，保障游客的人身安全。

说明书

技术领域

本发明涉及一种景区安全系统平台，特别涉及一种基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务系统。

背景技术

在我国，旅游景区的安全保障系统和预警系统并不完善，而且很多游客安全意识薄弱，景区内存在众多不安全隐患点且时空分布随机，这给游客安全造成了极大威胁。

目前一些较为先进的视频安全监控与预警系统可以实现游客数量统计、车牌识别等功能，但是监控设备往往具有视频盲区，夜视能力差，布控位置有限且监控方向单一,功能不完善,监测清晰度有限,智能分析技术不足，而且投入管理的人力成本都较高。

发明内容

本发明的目的在于设计一种基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务系统，保障游客在景区的安全。

本发明是这样实现的：

一种基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务系统，包括客户端、服务器以及服务监控中心。

一、客户端通过集成其上的通信模块向服务器发送客户端位置信息，服务器通过数据收发模块收到客户端发出的数据并通过服务器对收到的数据进行分析计算；服务器再及时将分析处理后的信息通过数据收发模块传送给服务监控中心和客户端；服务监控中心通过数据收发模块接收到服务器传输过来的数据，再经过数据处理模块的处理后，便能通过监控模块将游客的位置信息以及景区的其他信息显示在监控屏幕上；同样道理，服务监控中心用相同原理，运用通信模块将信息传输给客户端；另外，服务监控中心通过通信模块与平台外界、客户端以及管理工作人员取得直接联系。

在能接收到GPS信号的地方客户端采用GPS或A-GPS；即辅助GPS技术进行定位，定位精度高；在GPS信号无法覆盖的地方采用基站定位或WiFi定位、北斗定位卫星信号方式进行定位。

客户端与服务器通过互联网通信进行连接，在互联网上设置有网关，且互联网与局域网之间采用VPN数据传输技术，保证信息安全，且两者之间设置有防火墙。

客户端包含定位模块，通信模块，导航模块，处理模块以及用户操作界面；通信模块用于与服务器进行数据交换；LBS定位模块对手机位置进行精确定位，通过处理模块处理后，便通过通信模块发送给服务器；位置规划模块进行最佳路线规划，给用户规划导航最佳游览/救援路线；处理模块用于对客户端数据进行处理。

服务器包含数据收发模块，存储模块，数据库模块以及数据处理模块；数据收发模块功能是对客户端以及服务监控中心的数据进行接收和传送并发送给数据处理模块进行处理，处理模块把数据传输给存储模块对数据进行存储，防止数据丢失；数据库模块是给系统运行提供定位及空间数据支持。

服务监控中心包含通信模块，监控模块以及数据处理模块；通信模块是对服务器传送过来的数据进行接收，并发送给数据处理模块进行处理，另服务监控中心既能通过通信模块进行游客一键应急电话的接听及调控，也能通过通信模块进行预警信息等的发布；监控模块是进行游客位置监控，LBS感知预警以及景区实景视频的监控。

终端上安装APP；所述APP能通过二维码扫码安装并激活，且APP占用较小的磁盘空间，让终端能够快速下载安装，提高便利性与效率；

游客客户端APP激活后，景区利用IP摄影机或高清相机获取游客头像信息，头像信息通过景区物联网系统传输给服务器进行数据存储处理。

APP内拥有景区的实景地图，用户安装APP后能通过景区实景地图查看景区景点；

用户客户端APP具有景区最佳游览路线生成功能，让游客能最短时间游玩景区景点，提高游客游玩质量。

二、系统提供客户端位置关联服务：

位置缓冲区智能关联服务基于自动位置定位与身份识别技术；生成亲子信息实时关联，预防老人、儿童的走散走失。

对于老人、儿童手机终端普及不高的群体，提供定制手环给其佩戴，通过定制手环能与家人的手机客户端进行缓冲区关联。

家人在位置关联服务中能自定义设置缓冲区范围，当儿童行踪超出安全距离之外，客户端会及时发出智能提醒，让家长第一时间得知老人、儿童位置，避免危险情况发生。

游客遇到险情时还能通过系统一键式报警拨打公园应急电话，第一时间完成报警与位置信息发送，快速提供救援；通过系统自动准确分析与信息发送，在短时间内与空间拓扑关系最邻近工作人员取得联系，工作人员利用平台自动智能导航信息迅速赶到事件地点。

在有游客走失情况下，景区相关工作人员能通过服务器提取走失游客信息及走失游客定位位置附近监控视频及时找出走失人员，包括第一时间的报警/抓图/特殊声音提示，实现复杂游客场景中的目标游客准确定位；

三、系统提供缓冲区预警互操作服务：

1）缓冲区构建运用智能实时电子围栏技术。

2)游客进入非游览区即系统缓冲区时，缓冲区互操作系统将发出安全预警提示，并将预警信息实时传达监控中心，平台将自动实现预警信息在该游客和景区管理人员间转发，提示游客和公园管理人员旅游中的非正确路线实景标识。

3)当游客进入系统缓冲区时，客户端自动发出警告声进行预警，提醒游客进入非游览区危险，若游客不予理会继续靠近，则系统会自动将游客危险行为信息发送给服务监控中心并通知最近工作人员前往阻拦。

四、系统提供救援路线与处置方案智能生成服务：

1）系统紧急分析，实时得到重点景区实景状况及救援最优路线的生成；改变传统工作人员的工作状态由施救变为隐患预警，更便捷的提供给施救人员更多的事故地点环境信息以及被施救人员位置信息，同时智能化的播报由当前位置到施救地点的最短路线与三维实景地图，并预测到达的最短时间和可能障碍，实现安全导航。

2）从景区智库自动生成景区危机的救援处理方案。实时得到重点与隐患景区实景图像状况及游玩最优路线的生成，并实现部分智能决策知识库功能。

3）系统记录和回放模拟游客的不安全位置行为，为公园智库建设提供自动化学习平台，归纳新的隐患点及分析已有防护措施不足的地方，为景区改进安全防护措施提供容易获得、真实可靠的依据，同时能完善建立更可靠的智库和决策库。

在景区的服务监控中心中，能实时监控查看景区内所有普通视频监控视频、游客的定位信息以及景区工作人员在景区的分布。

当服务器检测到某一景点游客容纳量达到该景点的容纳上限时，服务器自动向景区服务监控中心、景区工作人员客户端以及游客客户端发出预警信息。

当终端离开景区范围，服务器停止对其提供服务。

本发明提高了景区的安全监控与预警的精度和效率，做到提前预报、及早预警，科学指导各景区开展人员意外的施救工作，最大限度保障游客的人身安全。在提供更精确、更及时安全服务同时，完善景区高隐患群体安全的技术保障,优化景区安全管理的业务流程。本发明具有以下特点:结合A-GPS(辅助全球卫星定位系统)或北斗、基站、WiFi定位方式获取游客和工作人员在景区的精确位置信息，在GIS互操作服务器方面设计智能、自动的GIS空间分析算法。移动终端利用APP获得服务器的功能支持。

附图说明

图1是本发明基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务平台的原理图。

图2是本发明基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务平台的服务示意图。

图3是本发明基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务平台的功能图。

具体实施方式

实施例：

本发明实施例中所涉及到的终端客户端包括但不限于手机、定制手环、个人数字助理（PersonalDigitalAssistant，PDA）、无线手持设备、无线上网本、个人电脑、便携电脑。

系统建立统一的物联网信息采集与交换平台，支持感知信息的应用系统间共享服务，为应用系统内部和应用系统之间的信息融合和协同运作，提供数据支撑。

景区内专用的通信渠道，为降低成本，我们结合移动通信网络构建专用数据传输通道，提高数据传输效率与安全性。为增强通信信号，以防突发情况，我们在景区内合理架设WiFi设备另外在景区内合理架设WiFi设备，为游客提供网络支持并为WiFi定位方式提供基础。

在能接收到GPS信号的地方客户端采用GPS或A-GPS（AssistedGPS）即辅助GPS技术进行定位，定位精度高。在GPS信号无法覆盖的地方采用基站定位或WiFi定位等方式进行定位。

如图1所示，基于GIS互操作和LBS的智慧景区游客安全服务系统由客户端1、服务器2以及服务监控中心3组成。客户端1包括用于用户客户端的LBS定位模块4、用户操作界面5、处理模块6、通信模块7以及位置规划模块8。定位模块4是通过GPS或北斗混合定位等定位方式为客户端提供精确定位，其与位置规划模块8相结合，经处理模块6进行数据处理后，通过通信模块7将定位位置等信息传输给服务器2，服务器2将客户端传输的数据经运算处理再重新发送给客户端1，这样在客户端1的APP用户操作界面5能可视化看到自己的位置信息以及最佳游玩/救援路线等的规划。

客户端1与客户端1之间的关联功能的实现：每个客户端1在激活服务时服务器2都会给客户端1分配一个独一无二的IP，一般情况下服务器2发给每个IP的信息都是相互独立而不共享的，而关联就是服务器将要发给两个IP的位置等信息进行共享，使关联的客户端1能收到关联彼此的位置坐标信息。

系统采取多种手段提高系统响应速度：

1)局域网采用光纤传输提高数据传输效率。

2)按照客户端表达层、事物逻辑处理层和服务器数据存储层三个方面设计的系统，根据业务量的多少分配多台主机，实现客户端的简洁性、系统的逻辑安全性、服务器的负载均衡特点。均衡服务器负载，提高数据处理速度与服务器响应速度。

系统采用多种方式保证信息安全：

1)对数据的机密性通过对数据的加密进行解决，使用加密算法（使用加密密匙）将明文转换为密文，并使用相应的解密算法将密文转换为明文。服务器2与客户端1之间身份验证成功后，才能进行数据传输。为了对抗报文窃听和报文重发攻击，需要在通信双方之间建立保密信道，对数据进行加密传输。

2)我们的系统在运营商网关到内部局域网之间采用VPN（VirtualPrivateNetwork）即虚拟专用网络技术进行数据传输，在公网上通过加密技术建立虚拟私有网，有效提高数据传输安全性。

3)应用包含网络防护技术（防火墙、UTM、入侵检测防御）、应用防护技术（应用程序接口安全技术）、系统防护技术（防篡改、系统备份与恢复技术）。防止外部网络用户以非法手段进入内部网络，访问内部资源，保护内部网络操作环境。

游客客户端1激活后，景区利用IP摄影机或高清像机获取游客头像信息，头像信息等与客户端IP相绑定，经处理模块6处理后经由通信模块7发送给服务器2进行存储处理。在儿童等发生走丢情况时，服务器2便会重新自动提取相应对象的头像发送给进行营救的工作人员，工作人员便能通过头像等信息准确识别走丢儿童特征。

为保障游客信息安全，景区工作人员客户端在未有相关预警信息的情况下设定是没有权限接收其他普通游客终端的相关位置信息的。当相关预警/报警情况发生时，服务器对相关的景区工作人员客户端开放权限，将预警/报警的游客客户端以及其关联终端的位置、头像信息发送给景区工作人员客户端。让景区工作人员更好协助救援。

在景区的服务监控中心3中，通信模块13接收由服务器2发送来的数据信息，经数据处理模块14。处理后，在景区的监控模块15能查看景区内所有普通视频监控视频、游客的定位信息。景区相关工作人员能对景区状况进行实时监控查看

服务监控中心3能通过通信模块13进行游客应急电话接听、工作人员调度、发布气象预警以及与外部救援相联系。

游客遇到险情时还能通过通信模块7“一键式”拨打景区应急电话，第一时间完成预警。“一键式”景区应急电话采用网络电话技术，服务器2中通过通信服务器对其提供支持。当用户拨打“一键式”景区应急电话时，其通过服务器2的支持和处理，经由服务器2中的数据收发模块10传输给景区服务监控中心3，服务监控中心3通过通信模块13便能接听到游客的应急电话。服务监控中心3知晓游客游客应急电话内容后，通过通信模块13能对景区工作人员进行调度，同时工作人员客户端也会收到服务器2发送的拨打“一键式”应急电话游客的位置等信息。节约大量人力、物力、财力并提高危机处理效率，保障游客的安全。

智能缓冲区预警互操作服务：

1)将景区一些地点设定为非游览区（系统缓冲区），当游客客户端1进入非游览区，服务器2会检测到该游客定位点的进入，随即会给该游客客户端1发出预警警报，提醒游客不要进入。

2)当游客不听警报执意要进入，服务器2会将预警信息发送给游客客户端1定位位置空间拓扑关系最近的工作人员客户端，让工作人员前往劝导。以上信息服务器2都会时刻发送给服务监控中心3。