0 引言

   伴随我国生产力发展，人民生活品质显著提升，旅游已成为人们生活的重要组成部分。近年来，旅游景区易遭受自然灾害、建筑施工、社会变动及不可预测因素的影响，致使游客遭受人身伤害或财产损失，旅游设施被大肆破坏，景区资源濒临匾乏，景区处于瘫痪状态，这给旅游业的发展带来极大危害，同时也给国民经济带来了严重损失。对于景区灾害管理问题，国内外不少学者对此进行了研究，提出了应对策略和管理方法，从最初的管理框架到现在的系统管理以及对灾害的风险评估，景区灾害管理问题已逐渐趋于成熟。目前，面对景区灾害远程救援管理系统的研究尚处于起步阶段，远程救援管理方案不完善，救援工作困难，这主要是由于灾害位置无法准确快速定位。对于地形复杂的区域，由于通信设施及技术的影响，定位难以做到精准化，加之复杂地形的影响，往往延误救援最佳时机，且所需定位设备较为复杂，花费代价较为昂贵。因此，研究一种能够准确定位的景区灾害救援管理系统显得越来越重要。

针对上述问题，提出了一种旅游景区灾害远程救援管理系统，该系统利用数字云台摄像机对景区可疑区域进行监控，通过CPS定位模块，结合定位算法对灾害位置进行准确定位，通过该定位位置，指挥系统作出决策，实施快速营救。系统中对总体架构及各管理模块功能进行了分析，并对灾害定位算法进行了深人研究，提出了一种基于布谷鸟优化算法的定位算法，构建了完整的景区灾害远程救援管理体系，旨在提高景区灾害救援管理水平和效率。

1 系统的总体架构设计   

为了使系统流程更清晰，扩展性更好，系统使用多层架构设计，系统架构主要包括数据层、系统集成层及应用层系统硬件设计。  

系统硬件设计结构如图2所示，主要由监控点、无线传输系统、CPS定位设备、数据服务器、应用终端、联络手机及监控计算机组成^{lunwenbox.com}。其中监控点主要由监控摄像机、数字云台、云台解码器及数字视频服务器组成。数字云台是实现本系统定位的核心部分，其上方固定摄像机，当云台转动时带动摄像机一起转动，确保了数字云台旋转角与摄像机所拍摄的图像一致，通过云台解码器可接收云台的控制指令。数字视频服务器主要用于将视频信息发送给客户端，同时将控制指令转发给云台。   

数据层为底层结构，由数据库管理系统构成，它为该管理系统提供了基础数据支撑，系统中以数据库的形式管理景区灾害中涉及到的空间数据及属性数据，其中空间数据包括了基础地形数据及救灾专家数据，属性数据包括了景区状况数据及其他数据。  

系统集成层是该架构设计的最主要部分州，该层集成了逻辑处理部分及决策、灾害处理、定位、急救、信息查询及远程控制系统。用户可通过该层与数据层进行交互，也可以接受应用层传递的命令。当系统集成层接收到应用层传递的命令后，便于数据层进行数据交互，数据交互后调用系统集成层的各个处理模块，分析处理后，将最终的结果显示在应用层的显示平台上。其中CIS模块和MIS模块是与数据库进行操作的逻辑处理部分，应用层的所有指令均通过该逻辑处理部分实现对数据库的调用。   

应用层是直接面向用户的应用集合，主要实现对特定环境的监测、安全监管及报警等功能。它为用户提供了一个可以实现远程信息监控的应用平台，用户可以通过数字云台摄像机实现对旅游景区灾害的远程监控。信息显示平台将摄像机拍摄到的数据服务器个)联络手机无线迪信链路无线迪信链路石台解码器^{lunwenbox.com}。

2 系统硬件结构

系统定位的工作原理:摄像机将拍摄到的视频信息传输至数字视频服务器，经数字视频服务器处理后传输至灾害自动定位子系统，同时云台码流采集模块将云台旋转角度信息传输给灾害自动定位子系统，灾害自动定位子系统根据定位算法及CPS定位模块将位置信息传输至救灾指挥系统，救灾指挥系统根据位置信息由CIS进行相应的判断与处理。

3 灾害定位算法    

针对传统定位算法的不足，提出了一种基于布谷鸟优化算法的定位算法。该算法的基本思想是利用Br-esenham直线算法构造离散点集射线，该射线通过与DEM数据约束的不规则曲面求交，并解出交点的过程。在求交点的过程中，需要对位置不断优化，利用布谷鸟优化算法寻找出最优位置，该位置即为灾害的位置。  

为了验证算法的可行性，利用CPS对几个模拟的景区灾害点进行测量，测出其经纬度坐标及高度坐标，分别用X,Y,Z表示。然后，利用数字云台摄像机对模拟的灾害点再次定位，每组测量10次，利用上述算法求出每组测量的结果，并对该结果求算术平均值，求得的结果用X,Y,Z。表示。定位系统的定位效果可以用定位误差来反映，假设利用CPS测得的坐标为(X,Y ,Z}，通过定位算法计算得到的坐标为(二)(Zo ,yo )，定位误差定义如式(4)所示，该算法的误差分析   

上述测得的结果只是为了验证算法的可行性，通过以CPS测得的值作为标定值来进行验证，由表1的误差可以看出该算法具有较强的可行性。实际定位时，为了使定位更准确，通常测得多组数据，分别计算其误差，选择误差较小的一组作为基准数据，该基准数据用于以后计算最终定位位置的依据。设CPS测量值为L，定位算法计算所得值为式中，。的取值为0一1之间，通过调节。的值来使结果达到最优，以此来确定最终定位坐标，达到准确定位的目的。

4 系统管理软件设计    

由于景区地形较为复杂，空间性较强，系统采用CIS技术辅助灾害的查找、定位、查询及导出，同时CIS系统还具备强大的图形信息处理能力，能够将空间数据、属性数据和时态数据结合起来，还具有数据库管理系统的能力和独特的空间功能。因此，该管理系统是基于CIS景区灾害空间数据库的基础上构建的。根据系统的总体设计功能，将景区灾害管理系统分为3大功能模块，主要为远程监控模块，景区灾害救援功能模块及其他日常管理模块，其系统功能结构如图4所示。

(1) 远程监控。远程监控模块利用前端采集系统中数字云台摄像机，监控景区危险可疑分区(如山体、建筑物及建筑工程地、湖泊及火灾等)，能及时将采集到的数据传给景区监控中心。如果发现可疑灾情，锁定云台进行报警，并利用定位模块及定位算法，进行灾害定位，远程监控主要实现生态环境的监控、危险区的监控及游客意外事故的监控。

(2) 景区灾害救援。景区灾害救援功能是管理系统的核心部分，当远程监控摄像机拍摄到灾害发生时，就需要发挥救灾、减灾功能，该功能的实现通常包括:信息的获取、灾害定位、数据分析、灾害行为预报，实时信息发布及指挥消防人员救灾等流程。其中对灾害的定位通常由定位算法与CPS定位共同实现，最终将灾害位置显示在电子地图上。救灾过程中信息的发布，可通过地形图输出、统计报表及平台显示的形式输出。对景区灾害定位后，指挥中心通过CIS系统提供的信息，调度消防人员进行救援工作。指挥消防人员救援工作包括了救援方案的设计、救援人员的配置、救援设施的调度及最佳路线的选择。  

(3) 其他管理功能。其他管理功能主要是对日常数据的管理、基础信息的维护、防灾人员管理、物资管理及游客数据管理等。另外，在其他管理功能中添加了统计分析功能与灾情评估功能。统计分析功能包含了信息分析、叠加分析及缓冲区分析。信息分析主要用于将繁琐的数据进行提取、加工转换成有用的信息，并将该信息以直观的形式表达出来;叠加分析主要是将原有相关信息进行嵌套组合，生成一个新的信息，该新的信息综合了原来所有相关信息的属性，通过叠加分析可以将空间数据进行交、并、减等分析操作;通过缓冲分析可以获取地理空间位置的影响范围或服务范围^{lunwenbox.com}。   

灾情评估功能主要包括灾前评估、灾中评估、灾后评估及危险性区划。灾前评估，主要是利用历史资料对潜在的危险性事件进行数学建模，并对灾害潜在的影响区域进行灾前评估及预测，通过灾前评估，可事先向指挥系统发出提示信息进行预警处理;灾中评估主要是利用远程监控系统，实时对危险区划的范围及游客、生态环境所造成各种损失进行动态评估，目的是通知指挥中心快速地对景区灾害作出响应，并指挥救援以减少灾害的损失;灾后评估指景区管理部门根据相关资料及数据，利用CIS技术把灾害造成的损失进行统计和评估，通过灾后评估可使有关部门对灾情损失有所了解，并对灾后景区进行重建恢复;危险性区划主要是利用评价模型，对景区各个因素进行分析，并规划出景区易发生灾害的区域。

5 结语   

 设计了一种旅游景区远程救援管理系统，从数据层、系统集成层及应用层分析了系统架构，并对系统硬件结构进行了设计。针对远程救援定位位置不准的问题，提出了一种基于布谷鸟优化算法的新型定位算法，且将该算法与CPS定位系统结合起来得出最终定位方法。文章从远程监控、灾害救援及其他日常管理3方面分析该管理系统的主要功能模块，为景区灾害救援管理提供了参考依据，利于景区灾害救援管理系统化、准确化，提高景区灾害救援管理能力，降低景区灾害发生时的损失程度。（本文由中国论文平台网提供，如有更多需要，可登陆http://www.lunwenbox.com 咨询客服。）