本发明专利技术是关于一种应用GPU技术和汽车GPS导航系统的受灾人员疏散管理系统，特别是针对一种海洋风暴潮灾害的受灾人员疏散管理系统。本发明专利技术主要由以下几个部分组成：一是中心控制平台，包括一个用于显示道路交通信息和救灾车辆位置信息，以及发送车辆行驶指挥信息的监控系统，一个利用数据库和GPU计算并选择最优疏散路径的数据处理模块；一是存储风暴潮灾害风险图的数据库和存储电子地图的数据库；一是对救灾车辆精确定位和实时指挥的汽车GPS导航系统。本发明专利技术主要是应用于受灾人员的疏散管理，针对风暴潮灾害时道路的实时交通状况，对救灾车辆从受灾点到安置点的行驶路线进行动态地监控和指挥，以使受灾人员能快速安全地疏散到各个安置点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种应用GPU技术和汽车GPS导航系统的受灾人员疏散管理系统， 特别是针对一种海洋风暴潮灾害的受灾人员疏散管理系统。
技术介绍
GPU英文全称Graphic Processing Unit，中文翻译为“图形处理器”。GPU是相对于CPU的一个概念，由于在现代的计算机中图形的处理变得越来越重要，需要一个专门的图形的核心处理器。Nvidia公司将GPU定义为它是集成有几何引擎、光照引擎、三角形设置、图形裁剪引擎、纹理渲染引擎，处理能力为每秒1000万个以上多边形的单芯片图形处理器。GPS是以全球M颗定位人造卫星做基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航和定位系统。GPS的定位原理是用户接受卫星发射的信号，从中获取卫星与用户之间的距离、时钟校正和大气校正等参数，通过数据处理确定用户的位置。汽车GPS导航系统由两部分组成一部分由安装在汽车的GPS接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星进行联系。汽车导航系统有两大功能一个是汽车踪迹监控功能，只要将已编码的GPS接收装置安装在汽车上，该汽车无论行驶到任何地方都可以通过计算机控制中心的电子地图上指示出它的所在方位；另一个是驾驶指南功能。本专利技术应用GPU技术和汽车GPS导航系统构建一个受灾人员疏散管理系统，针对风暴潮灾害时道路的实时交通状况，对救灾车辆从受灾点到安置点的行驶路线进行动态的监控和指挥，以使受灾人员能快速安全地疏散到各个安置点。
技术实现思路
本专利技术是关于一种应用GPU技术和汽车GPS导航系统的受灾人员疏散管理系统， 特别是针对一种海洋风暴潮灾害的受灾人员疏散管理系统。本专利技术主要由以下几个部分组成，一是中心控制平台，包括一个用于显示道路交通信息和救灾车辆位置信息以及发送车辆行驶指挥信息的监控系统，一个利用数据库和GPU计算选择最优疏散路径的数据处理模块；一是存储风暴潮灾害风险图的数据库和存储电子地图的数据库；一是对救灾车辆精确定位和实时指挥的汽车GPS导航系统。数据处理模块使用GPU对最短路径算法实施并行化， 快速准确地计算出理想状况下的从受灾点到各个安置点的最短路径。中心控制平台根据已经计算出的最短路径，结合该受灾区域的风暴潮灾害风险图显示的道路交通状况以及通过救灾车辆上携带的GPS导航系统确定出的车辆所在位置，快速选择出车辆到达安置点的最优路径，并及时通过导航系统将最优路径信息发送给救灾车辆，使之快速安全地抵达安置点ο附图说明图1为本专利技术的受灾人员疏散管理系统的系统结构图。图2为本专利技术的受灾人员疏散管理系统的功能模块图。图3为本专利技术的受灾人员疏散管理系统的功能架构图。具体实施例方式本专利技术是一种硬件和软件结合的应用系统，硬件主要包括两大块一是GPU，主要是用来实现对最短路径算法的并行化，快速准确地计算出理想状况下的从受灾点到各个安置点的最短路径；一是汽车GPS导航系统，用于获取救灾车辆的位置信息，并且中心控制平台可以通过它向救灾车辆发送导航信息。软件主要是用来辅助显示风暴潮灾害风险图、救灾车辆的位置信息以及人员疏散的最优路径信息，从而监控和指挥救灾车辆，使得受灾人员能快速安全地到达安置点。如图1所示的本专利技术的受灾人员疏散管理系统的系统结构图，它包括中心控制平台、定位卫星、汽车GPS导航系统以及风暴潮灾害风险图数据库与电子地图数据库四个部分，其中中心控制平台由监控系统和数据处理模块组成。中心控制平台是本专利技术的核心部分，主要用于进行信息的收集、展示以及辅助决策信息的发布。其中监控系统通过定位卫星获取救灾车辆的位置信息并显示在电子地图上，同时在大屏幕上显示风暴潮灾害风险图，以便及时地指挥救灾车辆。数据处理模块，首先计算最短路径，然后获取最优路径。本专利技术采用基于 CUDA(ComputeUnified Device Architecture)的GPU并行计算来加速最短路径的计算， CUDA是一个新的基础架构，是一个软硬件协同的完整的解决方案。这种结构可以使用 GPU处理复杂的科学计算问题，特别是大数据量的并行计算问题。本专利技术选用丽台公司 PX8800GT显卡，显卡采用NVIDIA公司的Geforce 8800GT显示芯片，该芯片采用G92显示核心，有112个流处理器，内核时钟为600MHz，内存带宽为57. 6GB/s，支持并行数据高速缓存 (parallel data cache) 0在快速计算出理想状况下的从受灾点到各个安置点的最短路径后，需要结合风暴潮灾害风险图里显示的道路交通状况，综合分析选择出道路畅通情况下的最短路径，即是救灾车辆行驶到安置点的最优路径。GPS的工作原理是，解析从定位卫星那里接收到的信号，投影到竖直的平面上，这些信号可以形象地表示为一个个的倒漏斗形。当这些“漏斗”的下半部分有一定的重叠时， GPS的解析程序就能够计算出汽车所在位置的坐标。在汽车行驶的过程中，一个类似于飞机或轮船导航用的陀螺仪的装置，可以连续地提供汽车的位置。GPS接收到的信号，要通过接收器提供给汽车导航系统，并由软件系统分析处理，重叠在存储的电子地图上。如图2所示，本专利技术的受灾人员疏散管理系统由四个功能模块组成，分别是信息存储模块、地图展示模块、信息收集模块以及辅助决策模块。其中信息存储模块由两个数据库组成，分别是风暴潮灾害风险图数据库和包含有汽车位置坐标信息的电子地图数据库。地图展示模块主要是在大屏幕上实时显示风暴潮灾害风险图和电子地图，以方便快速准确地做出决策。信息收集模块用于通过GPS及时获取救灾车辆的位置坐标信息。辅助决策模块是其中的关键，首先通过GPU并行实现最短路径算法，快速计算出最短路径，然后结合信息存储模块提供的风暴潮灾害风险图，综合分析选择最优路径，最后将满足道路交通条件的导航信息，通过汽车GPS导航系统发送给救灾车辆，指挥其行驶以使其快速安全地到达安置点。 本专利技术的功能架构如图3所示，系统采用了三层架构表现层、业务逻辑层以及数据持久层。其中业务逻辑层主要用于实现系统功能的逻辑处理，包括应用GPU并行化最短路径算法以快速计算出最短路径，然后结合数据持久层的风暴潮灾害风险信息图获得最优路径信息，传递给表现层。表现层主要有监控系统和汽车GPS导航系统，它们之间的信息交互为监控系统显示通过GPS获取的救灾车辆的位置信息，并将导航信息发送给汽车GPS导航系统的接收设备，接收设备显示这些导航信息以指挥车辆行驶，快速安全地将受灾人员送达安置点。权利要求1.一种应用GPU技术和汽车GPS导航系统的受灾人员疏散管理系统，其特征在于，至少应该包括有一中心控制平台；一数据库，分别用于存储风暴潮灾害风险图和电子地图；一汽车GPS导航系统。2.根据权利要求1所述的应用GPU技术和汽车GPS导航系统的受灾人员疏散管理系统，其特点在于中心控制平台至少包括一监控系统，负责随时观察受灾区域的交通情况和救灾车辆的位置；一数据处理模块，计算出受灾点到各个安置点的最短路径。3.根据权利要求1所述的应用GPU技术和汽车GPS导航系统的受灾人员疏散管理系统，其特点在于汽车GPS导航系统至少包括一通信卫星，用于确定救灾车辆的位置坐标信息；一 GPS接收装置，安装在救灾车辆上，该车辆无论行驶到任何地方都可以在监控系本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄冬梅，方钱，郑小罗，裴军峰，方的苟，侯泽东，赵明，廖娟，张岭，张弛，王芬，郭利锐，乔欢，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。