本發(fā)明屬于數(shù)字孿生，具體為一種基于數(shù)字孿生的信息可視化管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相應(yīng)物理設(shè)備的全生命周期過程；它具有以下特點(diǎn)：全生命周期，是指數(shù)字孿生可以貫穿展品的整個(gè)周期，包括設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、服務(wù)、維護(hù)甚至報(bào)廢回收；

2、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，博物館數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為文化產(chǎn)業(yè)的重要趨勢，數(shù)字孿生技術(shù)作為虛擬與現(xiàn)實(shí)深度融合的重要手段，將數(shù)字孿生技術(shù)引入博物館，可以實(shí)現(xiàn)展品的高精度數(shù)字化建模和虛擬展示，將傳統(tǒng)的靜態(tài)展覽模式升級(jí)為動(dòng)態(tài)交互體驗(yàn)，為參觀者提供多樣化的服務(wù)方式；

3、然而，當(dāng)前大多數(shù)博物館提供的導(dǎo)覽服務(wù)以固定路線和通用解說為主，難以滿足參觀者多樣化的興趣需求，也無法動(dòng)態(tài)優(yōu)化展品內(nèi)容，影響參觀體驗(yàn)和展覽效果；

4、因此，人們急需一種基于數(shù)字孿生的信息可視化管理系統(tǒng)來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)字孿生的信息可視化管理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于數(shù)字孿生的信息可視化管理方法，該方法包括以下步驟：

4、s1、獲取參觀者的歷史參觀數(shù)據(jù)，定義興趣標(biāo)簽；根據(jù)參觀者的歷史參觀數(shù)據(jù)，計(jì)算參觀者對(duì)興趣標(biāo)簽的綜合興趣值；

5、s2、獲取待參觀場館中的展品數(shù)據(jù)，結(jié)合參觀者對(duì)興趣標(biāo)簽的綜合興趣值，對(duì)待參觀場館中的展品進(jìn)行篩選；根據(jù)篩選出的展品，規(guī)劃參觀線路，獲得最佳參觀線路并推送給參觀者；

6、s3、獲取參觀者實(shí)時(shí)的參觀數(shù)據(jù)，對(duì)參觀者實(shí)時(shí)的參觀數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算待參觀場館中展品的熱度指標(biāo)，將待參觀場館中展品進(jìn)行分類，獲得第一展品集合；

7、s4、根據(jù)最佳參觀線路，統(tǒng)計(jì)展品在最佳參觀路線中的出現(xiàn)次數(shù)，將待參觀場館中展品進(jìn)行分類，獲得第二展品集合；對(duì)第一展品集合和第二展品集合進(jìn)行篩選，獲得第三展品集合；

8、s5、根據(jù)第三展品集合，生成展品的優(yōu)化方案；將展品的優(yōu)化方案，推送給待參觀場館的管理參觀者。

9、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s1包括如下：

10、s1-1、參觀者每次在系統(tǒng)記錄的場館中參觀，通過對(duì)應(yīng)場館中的傳感器和導(dǎo)覽設(shè)備，獲取該參觀者的參觀數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)該參觀者的所有參觀數(shù)據(jù)，生成該參觀者的歷史參觀數(shù)據(jù)；

11、所述參觀數(shù)據(jù)包括參觀展品、展品類型、停留時(shí)間及互動(dòng)次數(shù)；所述展品類型包括歷史類、藝術(shù)類、科技類、文化類、自然類、工業(yè)類、商業(yè)類及教育類；所述互動(dòng)次數(shù)包括觸摸屏使用次數(shù)、語音使用次數(shù)、虛擬展品觀看次數(shù)、游戲參與次數(shù)等；

12、根據(jù)展品類型定義興趣標(biāo)簽，其中，歷史類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為歷史，藝術(shù)類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為藝術(shù)，科技類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為科技，文化類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為文化，自然類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為自然，工業(yè)類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為工業(yè)，商業(yè)類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為商業(yè)，教育類展品對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽為教育；

13、s1-2、根據(jù)參觀者的歷史參觀數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出興趣標(biāo)簽相同的所有參觀展品；根據(jù)興趣標(biāo)簽相同的所有參觀展品，提取出該參觀者在參觀對(duì)應(yīng)參觀展品時(shí)的停留時(shí)間和互動(dòng)次數(shù)；

14、計(jì)算出興趣標(biāo)簽相同的所有參觀展品對(duì)應(yīng)的停留時(shí)間的平均值，作為該參觀者在參觀對(duì)應(yīng)興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均停留時(shí)間；計(jì)算出興趣標(biāo)簽相同的所有參觀展品對(duì)應(yīng)的互動(dòng)次數(shù)的平均值，作為該參觀者在參觀對(duì)應(yīng)興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均互動(dòng)次數(shù)；

15、計(jì)算出該參觀者在參觀不同興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均停留時(shí)間的累加值，并計(jì)算出該參觀者在參觀某一興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均停留時(shí)間，與該參觀者在參觀不同興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均停留時(shí)間的累加值的比值，作為該參觀者對(duì)該興趣標(biāo)簽的第一興趣值；

16、計(jì)算出該參觀者在參觀不同興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均互動(dòng)次數(shù)的累加值，并計(jì)算出該參觀者在參觀某一興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均互動(dòng)次數(shù)，與該參觀者在參觀不同興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均互動(dòng)次數(shù)的累加值的比值，作為該參觀者對(duì)該興趣標(biāo)簽的第二興趣值；

17、利用公式：a=α×a1+（1-α）×a2，計(jì)算該參觀者對(duì)該興趣標(biāo)簽的綜合興趣值；其中，a表示該參觀者對(duì)該興趣標(biāo)簽的綜合興趣值，a1表示該參觀者對(duì)該興趣標(biāo)簽的第一興趣值，a2表示該參觀者對(duì)該興趣標(biāo)簽的第二興趣值，α表示調(diào)節(jié)參數(shù)；

18、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算參觀者對(duì)各興趣標(biāo)簽的綜合興趣值，為每個(gè)參觀者生成個(gè)性化的興趣標(biāo)簽，使得后續(xù)展品篩選和路線規(guī)劃更符合參觀者的興趣，提升參觀體驗(yàn)。

19、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s2包括如下：

20、s2-1、從數(shù)據(jù)庫中獲取待參觀場館中的展品數(shù)據(jù)，所述展品數(shù)據(jù)包括展品類型和展品位置；

21、s2-2、根據(jù)待參觀場館中展品對(duì)應(yīng)的展品類型，與展品類型對(duì)應(yīng)的興趣標(biāo)簽進(jìn)行匹配，每條興趣標(biāo)簽匹配出若干展品；

22、當(dāng)參觀者進(jìn)行預(yù)約參觀時(shí)，提取出該參觀者對(duì)不同興趣標(biāo)簽的綜合興趣值，并根據(jù)綜合興趣值的大小，將興趣標(biāo)簽按照從大到小的順序進(jìn)行排列；

23、將某一興趣標(biāo)簽匹配出若干展品的數(shù)量與該參觀者在參觀對(duì)應(yīng)興趣標(biāo)簽的展品時(shí)的平均停留時(shí)間相乘的結(jié)果，作為該參觀者在對(duì)應(yīng)興趣標(biāo)簽匹配出的若干展品的預(yù)計(jì)參觀時(shí)長；

24、按照興趣標(biāo)簽的排列順序，依次計(jì)算該參觀者在對(duì)應(yīng)興趣標(biāo)簽匹配出的若干展品的預(yù)計(jì)參觀時(shí)長；

25、獲取該參觀者預(yù)約參觀的總時(shí)長，并設(shè)置第一閾值；根據(jù)興趣標(biāo)簽的排列順序，計(jì)算該參觀者在不同興趣標(biāo)簽匹配出的若干展品的預(yù)計(jì)參觀時(shí)長的累加值，篩選出累加值小于等于第一閾值時(shí)的興趣標(biāo)簽及其對(duì)應(yīng)的若干展品；

26、提取篩選出的同一興趣標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的若干展品的展品位置，對(duì)該興趣標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的若干展品進(jìn)行排序，使得排序后相鄰展品之間的距離最短；

27、根據(jù)篩選出的興趣標(biāo)簽的排列順序，以及興趣標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的若干展品的排序，依次對(duì)各展品進(jìn)行排列，生成最佳參觀路線，并推送給該參觀者；

28、根據(jù)參觀者的興趣標(biāo)簽，提供個(gè)性化的參觀路線，優(yōu)化參觀時(shí)間和展品展示，使參觀者能夠更高效地參觀感興趣的展品。

29、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s3包括如下：

30、通過待參觀場館中的傳感器和導(dǎo)覽設(shè)備，獲取參觀者實(shí)時(shí)的參觀數(shù)據(jù)，設(shè)置第一間隔，所述第一間隔包括開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻；統(tǒng)計(jì)在第一間隔內(nèi)待參觀場館中某一展品的參觀人數(shù)，并計(jì)算在第一間隔內(nèi)參觀者在該展品的停留時(shí)長的平均值，以及在第一間隔內(nèi)參觀者在該展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值；

31、利用公式：b=β1×a1+β2×a2+β3×a3，計(jì)算在第一間隔內(nèi)待參觀場館中某一展品的熱度指標(biāo)；其中，a1表示在第一間隔內(nèi)待參觀場館中該展品的參觀人數(shù)，a2表示在第一間隔內(nèi)參觀者在該展品的停留時(shí)長的平均值，a3表示在第一間隔內(nèi)參觀者在該展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值，β1、β2及β3均表示權(quán)重系數(shù)；

32、設(shè)置第二閾值，若在第一間隔內(nèi)待參觀場館中某一展品的熱度指標(biāo)b大于等于第二閾值，則將該展品劃分為高熱度展品；若在第一間隔內(nèi)待參觀場館中某一展品的熱度指標(biāo)b小于第二閾值，則將該展品劃分為低熱度展品；

33、統(tǒng)計(jì)所有低熱度展品，生成第一展品集合；

34、根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)展品的熱度指標(biāo)，根據(jù)熱度將展品分為高熱度和低熱度展品，使得后續(xù)展品的優(yōu)化更具參考價(jià)值。

35、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s4包括如下：

36、s4-1、設(shè)置第二間隔，所述第二間隔包括開始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，且第二間隔的結(jié)束時(shí)刻在第一間隔的開始時(shí)刻之前；提取第二間隔內(nèi)所有參觀者的最佳參觀路線，統(tǒng)計(jì)在第二間隔內(nèi)待參觀場館中各展品在最佳參觀路線中的出現(xiàn)次數(shù)；

37、由于參觀者對(duì)展品進(jìn)行參觀需要時(shí)間，對(duì)于最佳參觀路線的選擇在第一間隔的開始時(shí)刻之前，這樣才能保證數(shù)據(jù)之間的具有較高的關(guān)聯(lián)性，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性；

38、設(shè)置第三閾值，若在第二間隔內(nèi)待參觀場館中某一展品在最佳參觀路線中的出現(xiàn)次數(shù)大于等于第三閾值，則將該展品劃分為高推薦展品；若在第二間隔內(nèi)某一展品在最佳參觀路線中的出現(xiàn)次數(shù)小于第三閾值，則將該展品劃分為低推薦展品；

39、統(tǒng)計(jì)所有高推薦展品，生成第二展品集合；

40、s4-2、篩選出第一展品集合和第二展品集合中共同具有的展品，生成第三展品集合；

41、根據(jù)展品實(shí)時(shí)的熱度以及推薦情況，篩選出特殊的展品，針對(duì)性的對(duì)展品進(jìn)行優(yōu)化。

42、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s5包括如下：

43、s5-1、針對(duì)第三展品集合中的展品，獲取在第一間隔內(nèi)參觀者在對(duì)應(yīng)展品的停留時(shí)長的平均值；計(jì)算在第一間隔內(nèi)參觀者在與該展品具有相同興趣標(biāo)簽的所有展品的停留時(shí)長的平均值；若第一間隔內(nèi)參觀者在對(duì)應(yīng)展品的停留時(shí)長的平均值小于在第一間隔內(nèi)參觀者在與該展品具有相同興趣標(biāo)簽的所有展品的停留時(shí)長的平均值，則對(duì)該展品優(yōu)化方案為展示內(nèi)容增加；若第一間隔內(nèi)參觀者在對(duì)應(yīng)展品的停留時(shí)長的平均值大于等于在第一間隔內(nèi)參觀者在與該展品具有相同興趣標(biāo)簽的所有展品的停留時(shí)長的平均值，則對(duì)該展品優(yōu)化方案為展示內(nèi)容減少；所述展示內(nèi)容主要指的是展品本身的靜態(tài)信息展示和相關(guān)的多媒體元素，如展品的歷史背景介紹、細(xì)節(jié)圖片、制作過程視頻、解說音頻等；

44、獲取在第一間隔內(nèi)參觀者在對(duì)應(yīng)展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值；計(jì)算在第一間隔內(nèi)參觀者在與該展品具有相同興趣標(biāo)簽的所有展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值；若第一間隔內(nèi)參觀者在對(duì)應(yīng)展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值小于在第一間隔內(nèi)參觀者在與該展品具有相同興趣標(biāo)簽的所有展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值，則對(duì)該展品優(yōu)化方案為互動(dòng)內(nèi)容增加；若第一間隔內(nèi)參觀者在對(duì)應(yīng)展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值大于等于在第一間隔內(nèi)參觀者在與該展品具有相同興趣標(biāo)簽的所有展品的互動(dòng)次數(shù)的平均值，則對(duì)該展品優(yōu)化方案為互動(dòng)內(nèi)容減少；所述互動(dòng)內(nèi)容是指參觀者可以與展品進(jìn)行互動(dòng)的部分，目的是通過參與讓參觀者更深入地理解展品或增強(qiáng)參與感，如觸摸屏互動(dòng)、語音互動(dòng)、虛擬展品互動(dòng)、游戲互動(dòng)等；

45、s5-2、對(duì)第三集合中所有展品的優(yōu)化方案進(jìn)行整理，形成可視化數(shù)據(jù)，推送給待參觀場館的管理參觀者。

46、一種基于數(shù)字孿生的信息可視化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括信息采集模塊、信息處理模塊和執(zhí)行模塊；

47、所述信息采集模塊用于采集系統(tǒng)所需的信息；所述信息處理模塊用于存儲(chǔ)、分析及傳輸各模塊的信息；所述執(zhí)行模塊用于執(zhí)行信息處理模塊的信息。

48、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述信息采集模塊包括參觀者單元和展品單元；

49、所述參觀者單元用于采集參觀者的參觀數(shù)據(jù)；所述展品單元用于采集展品的展品數(shù)據(jù)。

50、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述信息處理模塊包括信息存儲(chǔ)單元、信息分析單元和信息傳輸單元；

51、所述信息存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)信息采集模塊獲取的信息；所述信息分析單元用于分析信息采集模塊獲取的信息；所述信息傳輸單元用于系統(tǒng)中各個(gè)模塊的信息傳輸。

52、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述執(zhí)行模塊包括可視化單元和推送單元；

53、所述可視化單元用于將最佳參觀線路和優(yōu)化方案，形成可視化數(shù)據(jù)；所述推送單元用于對(duì)最佳參觀線路和優(yōu)化方案進(jìn)行推送。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

55、本發(fā)明通過對(duì)博物館參觀者的歷史參觀數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)參觀數(shù)據(jù)以及展品的展示數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和分析，獲取參觀者的興趣標(biāo)簽、展品的熱度指標(biāo)等，通過對(duì)參觀者歷史數(shù)據(jù)的分析實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的參觀路線規(guī)劃，還通過實(shí)時(shí)參觀數(shù)據(jù)對(duì)展品的熱度進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控；不僅能夠根據(jù)參觀者的興趣偏好推薦合適的展品，還能通過分析展品的熱度和參觀者的互動(dòng)情況，對(duì)展品內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，從而及時(shí)調(diào)整展品的展示方式和互動(dòng)內(nèi)容，全面提升參觀體驗(yàn)和展覽效果。