一種基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)方法及系統(tǒng)。當(dāng)應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，用戶采用客戶端發(fā)送所在地的GPS和應(yīng)急救援請(qǐng)求。服務(wù)器端搜索事發(fā)地點(diǎn)周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)具有較高運(yùn)載能力的城市干道和提供相應(yīng)急救援服務(wù)的地點(diǎn)，綜合考慮用戶前往主干道所需要的時(shí)間，用戶在主干道上等車(chē)的時(shí)間以及用戶從干道前往應(yīng)急服務(wù)點(diǎn)的時(shí)間，選擇一條從事發(fā)點(diǎn)出發(fā)中轉(zhuǎn)某一干道前往目標(biāo)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的全局最優(yōu)路徑?？蛻舳烁鶕?jù)服務(wù)端返回的最優(yōu)路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤引導(dǎo)。本發(fā)明采用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析處理技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)跟蹤用戶行進(jìn)情況做動(dòng)態(tài)調(diào)整，綜合考慮全流程的時(shí)間成本做全局優(yōu)化，對(duì)應(yīng)急情況下的個(gè)人提供最大化的幫助。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及浮動(dòng)車(chē)輛數(shù)據(jù)分析，位置相關(guān)服務(wù)，路徑尋優(yōu)，移動(dòng)計(jì)算等領(lǐng)域，涉及一種面向個(gè)人的應(yīng)急情況下的自救引導(dǎo)方法及系統(tǒng)。在應(yīng)急事件發(fā)生時(shí)，能根據(jù)用戶選擇的應(yīng)急救援場(chǎng)景，基于海量浮動(dòng)車(chē)輛數(shù)據(jù)構(gòu)建的道路運(yùn)載能力模型為用戶選擇最優(yōu)應(yīng)急救援干道，結(jié)合移動(dòng)設(shè)備跟蹤到的用戶實(shí)時(shí)位置信息，對(duì)用戶行進(jìn)路徑做最優(yōu)指引，利用簡(jiǎn)潔的文字提示和語(yǔ)音輔助幫助用戶盡快到達(dá)指定地點(diǎn)，獲得救援服務(wù)。
【背景技術(shù)】[0002]隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，應(yīng)急安全越來(lái)越受到人們的重視。這類(lèi)事件具有突發(fā)性和急迫性，而且往往危害巨大。應(yīng)急安全領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來(lái)都受到國(guó)家以及相關(guān)研究者們的高度關(guān)注，在這一領(lǐng)域也產(chǎn)出了不少的研究成果。已有的應(yīng)急安全研究，主要研究群體性的，公共安全事件上面。如面臨火災(zāi)、地震等公共安全事件時(shí)的逃生、疏散的研究，涉及建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、資源調(diào)度、人的行為模式、心理模式等諸多方面。
[0003]實(shí)際上，在日常生活當(dāng)中，個(gè)人也會(huì)遇到一些應(yīng)急事件，有時(shí)候會(huì)需要一些應(yīng)急救援服務(wù)。比如個(gè)人感覺(jué)身體不適，需要盡快前往醫(yī)院得到救治；再比如在路上遇到有人受傷，需要盡快獲得醫(yī)療服務(wù)。目前尚沒(méi)有針對(duì)個(gè)人的應(yīng)急類(lèi)、安全類(lèi)服務(wù)或者研究。但是在應(yīng)急情況下，如果能夠?qū)€(gè)人進(jìn)行有效的引導(dǎo)，幫助他們盡快獲得需要的應(yīng)急救援服務(wù)，對(duì)個(gè)人而言也是非常有價(jià)值的。
[0004]以個(gè)人需要緊急醫(yī)療服務(wù)舉例，這個(gè)時(shí)候可能需要能夠盡快獲取到有效的交通手段，前往醫(yī)院。但是用戶在當(dāng)前位置，可能附近有若干條城市干道，但是究竟應(yīng)該去哪里打車(chē)，用戶實(shí)際上是不清楚的。人們對(duì)于道路情況的感知總是經(jīng)驗(yàn)性的、模糊的，尤其交通狀況還是動(dòng)態(tài)變化的，因而在應(yīng)急情況下，人很難做出科學(xué)的決策。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的個(gè)人應(yīng)急引導(dǎo)服務(wù)，就是致力于滿足個(gè)人的這種需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)公共安全類(lèi)的應(yīng)急自救的需求，本發(fā)明提出了一種面向個(gè)人的應(yīng)急自救引導(dǎo)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法，能夠面向城市路網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知的用戶應(yīng)急自救引導(dǎo)，支持移動(dòng)終端的快速請(qǐng)求響應(yīng)服務(wù)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)方法，其步驟包括:
[0008]I)用戶在遭遇應(yīng)急事件時(shí)通過(guò)客戶端向服務(wù)器發(fā)送應(yīng)急救援請(qǐng)求，并通過(guò)客戶端的GPS定位服務(wù)將用戶所在地(記為P)的GPS坐標(biāo)發(fā)送至服務(wù)器；
[0009]2)服務(wù)器以用戶所在地的GPS坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，搜索一定半徑r內(nèi)符合條件的干道和半徑R內(nèi)符合條件的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，其中:半徑r和R (R>r)允許在一個(gè)設(shè)定的區(qū)間內(nèi)動(dòng)態(tài)浮動(dòng)，以確保盡可能地搜索到干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)；干道指的是擁有較高屬性等級(jí)和較強(qiáng)運(yùn)載能力的城市道路；應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)指的是公共服務(wù)設(shè)施(主要為醫(yī)院、公安局、加油站等);
[0010]3)對(duì)于搜索到的每一條干道MRoad=〈E, V〉,搜索從事發(fā)點(diǎn)P步行到MRoad的最短路徑，其中:E是構(gòu)成主干道的路段(edge)集合；V是構(gòu)成主干道的路段的端點(diǎn)集合；p到MRoad的最短路徑指的是P到端點(diǎn)集合V中所有端點(diǎn)的連通路段中路程最短的一條路徑；對(duì)于每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，搜索從每條MRoad上的步行到達(dá)點(diǎn)打車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最短路徑；
[0011]4)計(jì)算每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)對(duì)于P的到達(dá)成本Costp(spot)，然后選擇到達(dá)成本最小的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)推薦給用戶，返回到達(dá)該應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最佳路徑到客戶端；所述到達(dá)成本包含h、t2、t3，其中^是用戶沿規(guī)劃的最短路徑步行前往干道所需要的時(shí)間；t2是用戶在干道上等車(chē)所用的時(shí)間；t3是用戶沿規(guī)劃的最短路徑從干道乘車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)點(diǎn)所需要的時(shí)間；
[0012]5)客戶端接收服務(wù)器返回的疏散路徑，根據(jù)該疏散路徑通過(guò)文字和語(yǔ)言指引的方式持續(xù)引導(dǎo)用戶到達(dá)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)。
[0013]一種采用上述方法的基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)系統(tǒng)，其包括:
[0014]客戶端，用于向服務(wù)器發(fā)送應(yīng)急救援請(qǐng)求，并通過(guò)GPS定位服務(wù)將用戶所在地的GPS坐標(biāo)發(fā)送至服務(wù)器，并接收服務(wù)器返回的疏散路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)引導(dǎo)；
[0015]服務(wù)器，與客戶端建立通信連接，用于響應(yīng)應(yīng)急救援請(qǐng)求，計(jì)算最佳的疏散路徑并發(fā)送至客戶端，包括:
[0016]干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)搜索模塊，用于以用戶所在地的GPS坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，搜索一定半徑r內(nèi)符合條件的干道和半徑R內(nèi)符合條件的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，其中:半徑r和R允許在一個(gè)設(shè)定的區(qū)間內(nèi)動(dòng)態(tài)浮動(dòng)，以確保盡可能地搜索到干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)；干道指的是擁有較高屬性等級(jí)和較強(qiáng)運(yùn)載能力的城市道路；應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)指的是公共服務(wù)設(shè)施；
[0017]最短路徑搜索模塊，連接干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)搜索模塊，用于對(duì)于搜索到的每一條干道MRoad=〈E，V〉，搜索從事發(fā)點(diǎn)P步行到MRoad的最短路徑，其中:E是構(gòu)成主干道的路段(edge)集合；V是構(gòu)成主干道的路段的端點(diǎn)集合；p到MRoad的最短路徑指的是P到端點(diǎn)集合V中所有端點(diǎn)的連通路段中路程最短的一條路徑；對(duì)于每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，搜索從每條MRoad上的步行到達(dá)點(diǎn)打車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最短路徑；
[0018]到達(dá)成本計(jì)算模塊，連接最短路徑搜索模塊，用于計(jì)算每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)對(duì)于P的到達(dá)成本Costp (spot)，然后選擇到達(dá)成本最小的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)推薦給用戶，返回到達(dá)該應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最佳路徑到客戶端；所述到達(dá)成本包含h、t2、t3，其中A1是用戶沿規(guī)劃的最短路徑步行前往干道所需要的時(shí)間；t2是用戶在干道上等車(chē)所用的時(shí)間；t3是用戶沿規(guī)劃的最短路徑從干道乘車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)點(diǎn)所需要的時(shí)間；
[0019]最佳路徑返回模塊，連接到達(dá)成本計(jì)算模塊，用于根據(jù)到達(dá)成本計(jì)算結(jié)果，選擇到達(dá)成本最小的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)推薦給用戶，并返回到達(dá)該應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最佳路徑到客戶端。
[0020]下面分4個(gè)部分具體闡述本發(fā)明的主要內(nèi)容:
[0021]1.基于載客車(chē)輛的歷史運(yùn)營(yíng)記錄，對(duì)交通道路網(wǎng)絡(luò)建立道路運(yùn)載能力的統(tǒng)計(jì)模型CCM-RNS[0022]交通道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)就是一個(gè)電子地圖，可以通過(guò)GIS地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理得到，它包含交通網(wǎng)絡(luò)中的每條道路信息和道路之間連接的節(jié)點(diǎn)信息。道路的信息包括路段的標(biāo)識(shí)、路段的種類(lèi)、路段的寬度、路段的長(zhǎng)度、路段的等級(jí)、起始節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、結(jié)束節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)，節(jié)點(diǎn)的信息包括節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、經(jīng)度值、緯度值。
[0023]首先我們通過(guò)浮動(dòng)車(chē)輛的歷史運(yùn)營(yíng)記錄，獲取整個(gè)路網(wǎng)范圍的客運(yùn)流量記錄的原始記錄。原始記錄數(shù)據(jù)包括車(chē)輛標(biāo)識(shí)、觸發(fā)事件、運(yùn)營(yíng)狀態(tài)、記錄時(shí)間、經(jīng)度值、緯度值、瞬時(shí)速度、行駛方向等數(shù)據(jù)項(xiàng)。
[0024]道路運(yùn)載能力和該路段上的車(chē)流量有著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，特別是和空載流量的趨勢(shì)有著直接關(guān)系。參照市民的出行和作息規(guī)律，本發(fā)明以周為基礎(chǔ)對(duì)原始數(shù)據(jù)集進(jìn)行加工，并考察了兩個(gè)維度一種是分為工作日和休息日兩種，另一種是分為周一至周日七個(gè)類(lèi)型。[0025]首先給出一些描述性定義。定義一天時(shí)間為T(mén)，將一天的時(shí)間分為η個(gè)等分，作為基于時(shí)序統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的η個(gè)單元\，那么T=It1, t2, t3,…，tn}。定義整個(gè)路段為E，整個(gè)路網(wǎng)可由m個(gè)定向的路段edge」連接組成,那么E=Rdge1, edge2, edge3,…，edgem};定義節(jié)點(diǎn)為V，每一個(gè)路段edge」都有兩個(gè)端點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))，用Vs (edge」)和Ve (edge」)表示路段edge」的入度和出度端點(diǎn)，每一個(gè)端點(diǎn)就是一個(gè)地理坐標(biāo)Vi，地理坐標(biāo)包含經(jīng)度和緯度兩個(gè)屬性，我們分別用Ing和Iat來(lái)表示,那么Vi=Gngj, Iatk);定義一個(gè)路段edge」內(nèi)包含u個(gè)分段記錄segk串聯(lián)而成，那么edge」= (Seg1, seg2, seg3,…，segj。針對(duì)不同日期類(lèi)型dx、不同的時(shí)間點(diǎn)不同的路段edge」以及路段edge」上的分段segk生成一個(gè)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)載流量記錄，記為eflow(dx, edge」，ti； segk)。
[0026]在此基礎(chǔ)之上，針對(duì)具體的路段edge」以及路段內(nèi)的分段segk和一定時(shí)間范圍的空載流量記錄，建立了運(yùn)載通量計(jì)算表達(dá)式，一'，gk、(t” ~+Α)，表明某個(gè)具體的地點(diǎn)具體時(shí)間范圍內(nèi)的運(yùn)載通量大小。
[0027]在上述操作定義的基礎(chǔ)上，下面我們具體給出運(yùn)載能力統(tǒng)計(jì)計(jì)算步驟。
[0028](I)按車(chē)輛歸并記錄并過(guò)濾無(wú)效記錄
[0029]原始GPS記錄并沒(méi)有按照車(chē)輛標(biāo)識(shí)獨(dú)立記錄，并且記錄時(shí)間順序不完全一致，需要重新排列。另外需要過(guò)濾一些無(wú)效的GPS記錄，如GPS記錄狀態(tài)不正確、記錄超時(shí)或記錄間距過(guò)大等情形。
[0030](2)車(chē)輛行程記錄與路網(wǎng)匹配，建立車(chē)輛行程軌跡
[0031]車(chē)輛行程記錄有一組GPS記錄組成，通過(guò)GPS記錄的經(jīng)緯度查找候選道路，使用MapMatching算法和A-Star算法計(jì)算出與這一組GPS記錄最佳匹配的車(chē)輛行程軌跡Ry={edge0, edge1； edge2,…，edgej。由于GPS記錄有疏有密，同一個(gè)道路上可以有多個(gè)GPS記錄對(duì)應(yīng)，而某個(gè)中間道路這可能沒(méi)有GPS記錄對(duì)應(yīng)。在具體計(jì)算的過(guò)程不僅使用了MapMatching算法進(jìn)行道路匹配，還是用A-Star算法進(jìn)行行程軌跡的補(bǔ)齊。如果出現(xiàn)無(wú)法匹配的一組GPS記錄片段，則視為需要過(guò)濾的無(wú)效GPS記錄。
[0032](3)車(chē)輛行程軌跡分片篩選，區(qū)分不同運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的軌跡片段
[0033]每輛車(chē)在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中存在不同的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，主要包括載客、空載、駐車(chē)和停運(yùn)四種狀態(tài)。車(chē)輛行程軌跡分片篩選就是根據(jù)不同的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)切分標(biāo)記，便于后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。
[0034](4)按天統(tǒng)計(jì)車(chē)流量
[0035]針對(duì)各個(gè)道路對(duì)每一天的不同車(chē)輛的行程記錄進(jìn)行合并，計(jì)算出各個(gè)道路一天內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)片段內(nèi)的車(chē)流量。車(chē)流量統(tǒng)計(jì)主要包括空載流量值和行車(chē)(包括載客和空載兩種狀態(tài))流量值。
[0036]根據(jù)GPS記錄中的瞬時(shí)車(chē)速累計(jì)平均，計(jì)算出各個(gè)道路一天內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)片段內(nèi)的平均瞬時(shí)速度。本發(fā)明還根據(jù)各個(gè)車(chē)輛行程軌跡分片的路程長(zhǎng)度合并計(jì)算出各個(gè)道路一天內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)片段內(nèi)的平均車(chē)速。
[0037](5)按是非工作日統(tǒng)計(jì)車(chē)流量
[0038]在按天統(tǒng)計(jì)車(chē)流量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)合并，區(qū)分是非工作日兩種日期類(lèi)型，合并計(jì)算上一步驟得出的統(tǒng)計(jì)值，作為道路運(yùn)載能力計(jì)算的基礎(chǔ)。
[0039](6)按周一至周日七天統(tǒng)計(jì)車(chē)流量差異
[0040]本發(fā)明不僅考察了是非工作日車(chē)流量統(tǒng)計(jì)的情形，也考察了一周七天各自車(chē)流量的統(tǒng)計(jì)值，并與上一步驟統(tǒng)計(jì)結(jié)果比對(duì)，得出周一至周日與是非工作日統(tǒng)計(jì)結(jié)果值之間的差值。作為不同日期類(lèi)型的進(jìn)一步的細(xì)化調(diào)節(jié)因子。
[0041](7)為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立文件索引
[0042]為了離線計(jì)算結(jié)果可以重復(fù)使用，需要將統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果存儲(chǔ)成數(shù)據(jù)文件。同時(shí)為了快速查找數(shù)據(jù)和最終運(yùn)載能力值評(píng)估計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了一種便捷高效的文件索引。
[0043]每個(gè)統(tǒng)計(jì)單元的數(shù)據(jù)量很小，如果獨(dú)立存儲(chǔ)將會(huì)生成大量零碎文件，影響文件系統(tǒng)的性能。本發(fā)明允許數(shù)據(jù)文件合并存儲(chǔ)，同時(shí)可以分段存儲(chǔ)，具體的分段存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大小可以調(diào)整。在分段存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)文件索引數(shù)據(jù)文檔，記錄各個(gè)道路標(biāo)識(shí)和不同日期類(lèi)型下的統(tǒng)計(jì)結(jié)果信息存儲(chǔ)在某個(gè)具體的分段數(shù)據(jù)文件中的某一個(gè)起始偏移量值某一個(gè)偏移量結(jié)束。每一個(gè)索引單元對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括了具體一個(gè)道路和具體日期類(lèi)型下的一天內(nèi)所有時(shí)間點(diǎn)片段單元的統(tǒng)計(jì)記錄。
[0044](8)預(yù)備運(yùn)載能力計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)
[0045]在獲取目標(biāo)路段和一個(gè)具體的日期時(shí)間的情況下，讀取相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用線性平滑方式，以當(dāng)天的時(shí)序作為坐標(biāo)軸建立載客運(yùn)載能力平滑曲線，縱坐標(biāo)為與流量相關(guān)的載客能力統(tǒng)計(jì)值，一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)載能力的計(jì)算即相當(dāng)于對(duì)運(yùn)載能力平滑曲線的積分計(jì)算。
[0046]2.適用于應(yīng)急自救的候選干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)快速確定方法GB-ESS
[0047]該方法的實(shí)現(xiàn)主要包含2個(gè)步驟:I)借助柵格化索引EO-Grid選取事發(fā)點(diǎn)周?chē)付ò霃礁采w到的所有路段edge和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)；2)使用PEBMR-Recovery算法從候選的edge集合中識(shí)別和恢復(fù)出干道。下面對(duì)各個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行說(shuō)明。
[0048]2.1基于EO-Grid的疏散路段候選集選擇
[0049]本發(fā)明中我們對(duì)的路網(wǎng)構(gòu)建了柵格化索引。下面給出柵格化索引的定義。
[0050]定義I (針對(duì)路段edge和應(yīng)急點(diǎn)的柵格化索引EO-Grid):針對(duì)路段edge和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的柵格化索引可以定義為E0-Grid=〈LT，RB, Set<cell>, hn, vn>，其中LT，RB為索引的路網(wǎng)范圍，LT為路網(wǎng)矩形左上角的GPS坐標(biāo)，RB為路網(wǎng)矩形右下角的GPS坐標(biāo)，Set<cell>為索引后的cell集合，hn為橫向(東西向)劃分的cell數(shù)目，vn為縱向(南北向)劃分的cell數(shù)目。索引對(duì)路網(wǎng)的劃分如圖1(a)所示。
[0051]定義2 (索引柵格cell):—個(gè)EO-Grid被切分成hnXvn個(gè)cell,—個(gè)cell可以定義為cell=〈LT，RB, ID, Set〈edge>>，其中LT，RB分別為cell的左上角和右下角GPS坐標(biāo)，ID為cell的編號(hào),Set〈edge>為落在該cell下的edge集合。cell的表示如圖1 (b)所示。
[0052]給定一個(gè)GPS點(diǎn)，柵格化索引為其快速返回以其為圓心指定半徑范圍內(nèi)的edge候選集和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)候選集。下面將重點(diǎn)介紹如何確定落入指定范圍內(nèi)的cells，然后再確定edge候選集合和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)候選集合。
[0053]定義3(應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)spot): —個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)可以定義為spot=<ID, type, GPS, edge〉,其中ID為spot的編號(hào)，type為應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的類(lèi)型(如醫(yī)院、警察局、加油站等)，GPS為spot所在的GPS坐標(biāo)，edge為spot所在的路段。
[0054]落入搜索范圍的cells的確定過(guò)程:
[0055]1.給定事發(fā)點(diǎn)GPS坐標(biāo)P (lat，Ing)，其中Iat為緯度，Ing為經(jīng)度。基于EO-Grid索引，在使用Hash存儲(chǔ)索引的情況下，可以在0(1)時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)定位坐標(biāo)點(diǎn)所在的cell，記為X。
[0056]2.給定干道的搜索半徑r和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的搜索半徑R (R>r),確定X周?chē)话霃絩和R掃過(guò)的所有cell。我們使用公式(I)來(lái)計(jì)算每個(gè)cell到P的最短距離Dmin(P, cell):
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)方法，其步驟包括: 1)用戶在遭遇應(yīng)急事件時(shí)通過(guò)客戶端向服務(wù)器發(fā)送應(yīng)急救援請(qǐng)求，并通過(guò)客戶端的GPS定位服務(wù)將用戶所在地的GPS坐標(biāo)發(fā)送至服務(wù)器，該用戶所在地的GPS坐標(biāo)記為P ； 2)服務(wù)器接以用戶所在地的GPS坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，搜索一定半徑r內(nèi)符合條件的干道和半徑R內(nèi)符合條件的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，其中:半徑r和R允許在一個(gè)設(shè)定的區(qū)間內(nèi)動(dòng)態(tài)浮動(dòng)，以確保盡可能的搜索到干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)；干道指擁有較高屬性等級(jí)和較強(qiáng)疏散能力的城市道路；應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)指的是公共服務(wù)設(shè)施； 3)對(duì)于搜索到的每一條干道MRoad=〈E，V〉，搜索從事發(fā)點(diǎn)P步行到MRoad的最短路徑，其中:E是構(gòu)成主干道的路段集合；V是構(gòu)成主干道的路段的端點(diǎn)集合；？到11?0&(1的最短路徑指的是P到端點(diǎn)集合V中所有端點(diǎn)的連通路段中路程最短的一條路徑；對(duì)于每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，搜索從每條MRoad上的步行到達(dá)點(diǎn)打車(chē)如往應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最短路徑； 4)計(jì)算每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)對(duì)于P的到達(dá)成本，然后選擇到達(dá)成本最小的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)推薦給用戶，返回到達(dá)該應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最佳路徑到客戶端；所述到達(dá)成本包含h、t2、t3，其中A1是用戶沿規(guī)劃的最短路徑步行前往干道所需要的時(shí)間；t2是用戶在干道上等車(chē)所用的時(shí)間；t3是用戶沿規(guī)劃的最短路徑從干道乘車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)點(diǎn)所需要的時(shí)間； 5)客戶端接收到服務(wù)器返回的疏散路徑，根據(jù)該疏散路徑引導(dǎo)用戶到達(dá)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)所述搜索一定半徑!和R內(nèi)符合條件的干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的方法是: 首先對(duì)路網(wǎng)數(shù)據(jù)建立針對(duì)路段的柵格化索引，將每條路段注冊(cè)到它經(jīng)過(guò)的所有索引柵格上，當(dāng)獲得用戶所在地的GPS坐標(biāo)后，以其為圓心，分別將半徑r和R掃過(guò)的所有索引柵格中的路段和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)構(gòu)成候選路段集合和候選應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)集合； 然后根據(jù)路段篩選條件Φ篩選出主干道級(jí)別的路段，并利用這些路段恢復(fù)出其所屬的主干道；其中主干道的恢復(fù)方法是基于相鄰路段同方向偏轉(zhuǎn)角度Θ的沿拓算法，依據(jù)下列步驟識(shí)別恢復(fù)主干道: a)給定路段候選集合，篩選出符合條件φ的路段； b)給定一個(gè)路段，注冊(cè)一條主干道MRoad，記為MR，從該路段開(kāi)始，向首尾兩個(gè)方向拓展，直到找不到滿足Θ的新路段為止，將遍歷過(guò)的路段注冊(cè)到MR; c)對(duì)每一條候選路段重復(fù)步驟a)和b)的操作，同一主干道上的路段不重復(fù)操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)所述公共服務(wù)設(shè)施包括:醫(yī)院、公安局、加油站。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)所述從事發(fā)點(diǎn)P到主干道MRoad (E, V)的最短路徑的搜索方法是: 首先將事發(fā)點(diǎn)P匹配到路網(wǎng)上的某一條路段，然后從路段的首尾端點(diǎn)分別出發(fā)，使用Dijkstra算法搜索到端點(diǎn)集合V所有節(jié)點(diǎn)的最短連通路徑；然后分別找出兩個(gè)方向上到達(dá)干道的最短路徑，之后在考慮P點(diǎn)到首尾端點(diǎn)距離的基礎(chǔ)上，選出P點(diǎn)到干道的最短路徑； 假設(shè)P所在路段的兩個(gè)端點(diǎn)為vs、ve, shortestpath (vl, v2)表示路網(wǎng)上vl點(diǎn)步行到v2點(diǎn)的最短路徑，pathfrom(vs)表示vs點(diǎn)出發(fā)到達(dá)干道的最短路徑，pathfrom(ve)表示ve點(diǎn)出發(fā)到達(dá)干道的最短路徑,dis (vl, v2)表示vl, v2點(diǎn)之間的距離,bestpath表示p點(diǎn)到達(dá)主干道的最短路徑，則:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)度量各個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)到達(dá)成本的方法是: 4-1)使用用戶從事發(fā)點(diǎn)步行前往干道并從干道打車(chē)到達(dá)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)消耗的總時(shí)間T (spot)來(lái)表征應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的到達(dá)成本；T (spot)包括三部分時(shí)間:引導(dǎo)用戶步行通過(guò)最短路徑到達(dá)干道的時(shí)間，記為h ;用戶在干道上打到車(chē)所需要的等待時(shí)間，記為t2 ；用戶坐車(chē)前往應(yīng)急點(diǎn)所需要的時(shí)間t3 ;其中:已知用戶步行到達(dá)某條干道的最短路徑的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，假設(shè)用戶一般的步行速度為S，則:

6.據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，計(jì)算干道運(yùn)載能力的方法是:從海量的交通數(shù)據(jù)中提煉出各個(gè)路段的歷史流量特征，特別是空載流量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)來(lái)表征某個(gè)時(shí)間段干道的運(yùn)載能力；首先對(duì)交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，考慮“工作日&非工作日”和“周一至周日”兩種方式來(lái)對(duì)日期類(lèi)型dx進(jìn)行歸并統(tǒng)計(jì)，將一天劃分成η個(gè)等長(zhǎng)的時(shí)間片It1,…，tn},路網(wǎng)由一系列路段{edge” edge2,…}構(gòu)成,每條路段由一系列相連的分段seg構(gòu)成；對(duì)于給定的路段edgepSegk和日期類(lèi)型dx，讀取相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用線性平滑的方式，計(jì)算出各個(gè)時(shí)間片h上的空載流量,記為eflow(dx, edge」,ti； segk),以此得到segk在日期類(lèi)型dx下運(yùn)載能力隨時(shí)間變化的平滑曲線，則一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)載能力相當(dāng)于對(duì)運(yùn)載能力平滑曲線在這一時(shí)間段內(nèi)做積分；假設(shè)用戶到達(dá)主干道的時(shí)間點(diǎn)為t,，則At時(shí)間內(nèi)的運(yùn)載能力:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟5)中客戶端使用移動(dòng)設(shè)備的GPS服務(wù)，實(shí)時(shí)跟蹤用戶行徑路線，一旦用戶偏離預(yù)定撤離路線，則將用戶的新位置的GPS坐標(biāo)提交到服務(wù)器，重新規(guī)劃最佳疏散撤離路線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟5)判斷用戶行進(jìn)路線偏離預(yù)定軌跡的方法是:根據(jù)客戶端持續(xù)跟蹤的用戶GPS位置變化，考慮兩個(gè)相鄰近的某兩個(gè)位置坐標(biāo)，記為vUk和Vuk+1，記
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟5)中客戶端根據(jù)該疏散路徑通過(guò)文字和語(yǔ)音指示的方式持續(xù)引導(dǎo)用戶到達(dá)疏散目的地。
10.一種采用權(quán)利要求1所述方法的基于大數(shù)據(jù)的面向個(gè)人的應(yīng)急引導(dǎo)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 客戶端，用于向服務(wù)器發(fā)送應(yīng)急救援請(qǐng)求，并通過(guò)GPS定位服務(wù)將用戶所在地的GPS坐標(biāo)發(fā)送至服務(wù)器，并接收服務(wù)器返回的疏散路徑； 服務(wù)器，與客戶端建立通信連接，用于響應(yīng)應(yīng)急救援請(qǐng)求，計(jì)算最佳的疏散路徑并發(fā)送至客戶端，包括: 干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)搜索模塊，用于以用戶所在地的GPS坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，搜索一定半徑r內(nèi)符合條件的干道和半徑R內(nèi)符合條件的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，其中:半徑r和R允許在一個(gè)設(shè)定的區(qū)間內(nèi)動(dòng)態(tài)浮動(dòng)，以確保盡可能地搜索到干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)；干道指的是擁有較高屬性等級(jí)和較強(qiáng)運(yùn)載能力的城市道路；應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)指的是公共服務(wù)設(shè)施；最短路徑搜索模塊，連接干道和應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)搜索模塊，用于對(duì)于搜索到的每一條干道MRoad=〈E，V〉，搜索從事發(fā)點(diǎn)P步行到MRoad的最短路徑，其中:E是構(gòu)成主干道的路段(edge)集合；V是構(gòu)成主干道的路段的端點(diǎn)集合；p到MRoad的最短路徑指的是P到端點(diǎn)集合V中所有端點(diǎn)的連通路段中路程最短的一條路徑；對(duì)于每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)，搜索從每條MRoad上的步行到達(dá)點(diǎn)打車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最短路徑；； 到達(dá)成本計(jì)算模塊，連接最短路徑搜索模塊，用于計(jì)算每個(gè)應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)對(duì)于P的到達(dá)成本，然后選擇到達(dá)成本最小的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)推薦給用戶，返回到達(dá)該應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最佳路徑到客戶端；所述到達(dá)成本包含tl、t2、t3，其中:tl是用戶沿規(guī)劃的最短路徑步行前往干道所需要的時(shí)間；t2是用戶在干道上等車(chē)所用的時(shí)間；t3是用戶沿規(guī)劃的最短路徑從干道乘車(chē)前往應(yīng)急服務(wù)點(diǎn)所需要的時(shí)間； 最佳路徑返回模塊，連接到達(dá)成本計(jì)算模塊，用于根據(jù)到達(dá)成本計(jì)算結(jié)果，選擇到達(dá)成本最小的應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)推薦給用戶，并返回到達(dá)該應(yīng)急服務(wù)提供點(diǎn)的最佳路徑到客戶端。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103838846SQ201410080897
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】皇甫楊, 高曉偉, 吳加海, 劉奎恩, 李明樹(shù) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院軟件研究所