1. 研究目的与意义
随着我国国民经济和旅游业的快速发展，各旅游景区投资规模大幅度增长，旅游人数也保持着快速增长的势头，保持着大于10%的增速，2015年，国内旅游人数达到40.0亿人次，同比增速为10.8%， 10年以来复合增长率分别为13.7%[1] 。2017年，国内旅游市场为50亿人次，比2012年增长69.12%，年均增长11.08%，处于近年来最快增长水平。同时，景区游客的管理难度也随着人数的上升而加大，景区意外事故发生的比例也随之增大[2] 。如何有效地预防和解决景区出现的突发事件,针对突发事件做出迅速有效的响应,保证游客的安全等问题一直是摆在景区管理者面前的重要课题[3]。许多旅游景点人群密集，容易发生景区超载甚至导致踩踏事故发生，景区超载是指旅游景区游客流量超过景区的游览负载能力,在这样的旅游环境中，不但旅游者的旅游 质量得不到保证，还极易引发各种突发事件[4] 。因此对景区管理者要对景区人群流量进行检测和控制，预防景区人群拥堵情况的发生。预防景区拥堵问题的传统方法有时空分流，这包括三点内容：1)错峰出游；2)容量限制；3)流量调控[5]，不少景区通过以上各方法来预防拥堵的发生，但“黄金周”多爆发 在假期中段，时间较短、集中爆发，客流量集中度较高[6]，无法对人数进行限制，很难有效预防景区游客拥堵，各景区仍然存在较大的安全隐患。这就要求景区配备完善的拥堵预防及疏导系统，该系统需安装游客数量监控设备，实时进行人流量状况监控，基于视频处理实现人群密度参数的获取，当游客数量接近拥堵的警戒线的时候，开始实施人群的疏散，在拥堵事故发生之前做出反应，引导游客前往指定方向，保障客流高效安全集散，从而降低事故的发生的概率。
基于视频图像的人群密度参数获取目前在国际上的研究主要分为两个方向：其一，分别提取视频中的个体进行分析并实现人数统计，称之为微观分析；其二，对视频中的人群整体进行研究提取相关特征参数以达到从宏观上分析人群的密度。1985年Fruin等人[7]提出人群密度与人群行为的理论，即当人群密度超过阈值时人群将会有引发群体事件的风险，这个阈值在论文中定为0.15m2/人。该理论也为这之后人群密度估计研究提供了方向。1990年后于视频图像的人群密度估计相关的研究成果陆续出现。Davies[8]代表着基于像素统计的人群特征提取方法，Marana[9]提出了基于纹理特征提取的分析方法。这两种方法是基于视频的人群密度估计的主要方法。1999年，W.S.Chow[10]提出了使用经过训练的神经网络分析人群密度，此方法获取的人群密度参数准确率有很大的提高，并于2000年在香港地铁系统中得到了应用。2001年，LinSF等人[11]提出利用个人特征来检测行人，进而实现人群人数的统计从而获取人群密度参数，但此方法差异性较大，依靠个人信息的提取实现人数统计，在高密度情况下结果并不理想。2004年，Shobhit Saxena等[12]提出了可以对特定人群情景中的事件进行建模的算法。2008年，Chan等人[13]提出了把视频看成是不同纹理抽样的结果，引入高斯模型的思想，将传统的纹理方法演变为类似混合高斯模型的混合动态纹理系统。此方法可以实现对场景的粗略分类，比较适合于室外条件下大场景的粗略估计。2009年，苏航等[14]根据近年来国内外的相关文献，系统分析了复杂场景下视频监控中的人群流量和密度估计算法，指出了各实现方式的优缺点以及未来基于视频图像的人群密度估计方法研究的发展方向。2011年，Srivastava等人[15]进一步验证了特定区域内的前景像素数与通过该区域的人群人数有关，并提出利用图像纹理特征来描述特定场景拥挤程度的比例因子，通过比例因子的大小来判断场景是否存在危险。此方法对环境要求比较严格，光照条件相对稳定的室内环境。 同年，Mikel Rodriguez等[16]提出了一种采用数据分割方法来分析视频中人群密度的方法，他们将视频图像分为若干细小模块并在已经训练好的模块库中进行匹配从而达到人群密度检测的目的。结果表明只要训练库足够全面完全可以实现人群密度的检测。
拥堵疏散方面，目前各景区管理部门主要依托景区内警察、森林武警等力量，建立应急疏散领导小组，以便灾害发生后，第一时间就能开展先期处置并有效维持景区疏散的秩序[17]。但该方法耗费大量的人力，甚至可能出现更多伤亡。近年来，消防联动技术迅速发展，应急水平也有了很大提高[18]，景区内的智能疏散系统也应运而生，该系统可以实现各类应急资源设备的配置与管理，协助游客进行智能引导疏散，主要包括数字广播、监控探头、应急标识等资源。实时获取各探头下的图像数据，以及客流探头实时统计数据，保证科学有效的智能预警和疏散引导[19]。
2. 研究内容与预期目标
研究内容旅游业的快速发展在给当地经济带来长足发展的同时，也带来了一些列的问题社，其中的景点堵塞问题不仅会影响游客的旅游体验，而且会增加踩踏等事故发生的概率，本课题研究景点拥堵预防及疏导系统设计，主要内容包括：
（1）研究景点拥堵预防及疏导系统现状及可行性分析。分析景点拥堵预防及疏导系统研究现状，对比各种方法及其应用场合、优缺点，分析本设计的可行性；
（2）硬件系统构建。硬件选型，实现景点拥堵预防及疏导系统外围电路设计；
3. 研究方法与步骤
研究方法本课题系统需要对软件系统和硬件系统进行综合调试。通过查阅相关资料和已有论文，了解该设计国内外发展的现状，并确定该设计的主要研究方法和步骤。通过设计与制作出“景点拥堵预防及疏导系统”该实物，通过多次实验，观察实验结果，总结实际达到的设计效果和仍然存在的不足之处，完成课题研究。
步骤
4. 参考文献
[1]席婷婷. 国内外旅游业发展现状和前景分析[J]. 市场论坛, 2017(10):69-72.
[2]李建敏. 基于物联网的青城山游客管理系统研究[D]. 成都理工大学, 2013:3-4.
[3]孙科. 基于RFID智能卡的景区人(车)流调度仿真决策系统设计与实现[D]. 电子科技大学, 2010:2-3.
5. 工作计划
2022-03-05----2022-03-18课题调研，了解相关技术和要求；
2022-03-19----2022-04-01查阅资料，撰写并提交开题报告；
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