基于云计算的移动智能旅游导览系统

杨 健，杨邓奇，杜英国

（大理学院数学与计算机学院，云南大理 671003）

旅游信息化对旅游业发展起着一种撬动作用，然而目前旅游信息化资源分散存储，分散处理，分散应用，形成一个个信息处理孤岛，不利于整个地区或是省级旅游信息资源的整合，也不利于旅游产业的联动协同发展。在旅游信息化建设中，通过信息技术提高游客旅游满意度，增强导游服务质量是一个重要的内容。目前情况是，导游依然依靠其个人能力为团队游客服务，对于景点介绍、导游和其他旅游服务的提供，并不能满足不同游客不同方面的需求；散客和自助游的游客通过互联网检索到的信息又过于分散，不能为游客提供一个整体的信息服务。

建立松耦合的、联动的、信息共享的、面向旅游业不同领域和部门的旅游信息云，为游客、从业人员和管理部门提供统一的信息来源和信息处理服务，成为旅游信息化建设进一步深入发展的关键问题。而结合物联网、移动通信网和互联网，以云计算作为后台信息存储和处理支撑技术，以数据挖掘和人工智能技术作为旅游信息智能推荐的核心，面向导游、团队游客和自助游客建立基于云计算的智能旅游导览系统，则是智慧旅游的核心需求。

1 智能旅游与基于云计算的旅游信息化

1.1 智慧旅游 智慧旅游的概念源于智慧地球和智慧城市，是基于“数字旅游”的基础上进行的各类旅游项目的信息化平台建设，具有感知、自动反应、主动服务、辅助决策等特征〔1〕。2005年，美国科罗拉多州Steamboat滑雪场第一个推出为游客配置的RFID定位装置反馈系统Mountain Watch，能够实时监测游客的位置、推荐滑雪路线、反馈游客消费情况，为游客提供安全便捷的科技化服务。英国和韩国也建立了基于3G智能手机平台的智能旅游导览系统。国内的张凌云等人对智慧旅游的概念进行了总结〔2〕，并提出智慧旅游发展的六个推动力，认为物联网/泛在网、移动通信/移动互联网、云计算以及人工智能技术的成熟与发展具备了促成智慧旅游建设的技术支撑，且智能手机、平板电脑等智能移动终端的普及提供了智慧旅游的应用载体。刘军林等人提出智慧旅游系统的“一心（数据及云计算中心）、两端（服务端和客户端）、三网（物联网/互联网/移动通信网）”的组成概念〔3〕。

1.2 云计算与旅游信息化 在理论研究成果方面，周相兵等〔4〕提出一种旅游云解决方案，通过云计算将旅游资源虚拟化多个云端进行架构，并采用云计算中不同层次分层构建，最终使区域的旅游资源形成统一管理、销售、消费和服务的旅游云平台与服务系统。朱珠等〔5〕对智慧旅游感知体系和平台建设等问题进行了研究，提出借助云计算、物联网等技术打造智慧旅游管理平台，以安全的平台、互联互通的应用功能为游客，涉旅企业和旅游管理部门提供标准化的信息服务。对于具体构建目标，从目的地智慧营销、导游导购、交易结算、统一服务、景区和行业管理等方面进行了讨论，并提出一个智慧旅游管理平台的基础架构模型。移动计算在旅游行业应用方面，也有基于Android平台的旅游导航系统的相关研究〔6-7〕。

在应用实现方面，基于云的旅游信息系统在国内已有相关的项目和合作已经展开〔8〕。例如，哈尔滨市旅游局计划以一个核心（智慧旅游综合数据中心）为基础，四大辅助系统（公众旅游信息咨询系统、行业管理系统、电子商务系统以及智慧景区信息系统）为支撑，利用云计算技术建立一个海量存储的旅游信息化体系。针对旅游电子商务行业的发展特点，讯鸟软件提供了一个一体化的旅游服务系统解决方案〔9〕，利用业务系统、呼叫中心系统、门户网站系统的结合，完善旅游电子商务企业的业务范围，规范业务流程，实现电话预订酒店、机票、电话查询预定信息、电话查询景点信息、景区活动、电话留言、投诉、建议等业务功能，为旅游客户提供更加完善，全方位的旅游服务。物泰科技〔10〕提出一个智慧旅游云平台解决方案，它是一个基于云计算的应用平台，充分运用各种分散的服务器、设备，将所有分散信息整合到一起，形成海量信息库，为游客提供服务的开放式、公益性的旅游信息，为商家品牌宣传，为相关政府部门提供数据采集及分析，实现对旅游资源的共享，平台具有开放、集成、可扩展等特性。

然而，现有的旅游信息化系统大部分存在信息孤岛现象，信息系统之间相互独立，管理不能统一，数据不能共享，从而造成了重复建设，资金浪费和系统利用率低的问题。已有的基于云的旅游信息系统过于集中于某方面问题（如旅游电子商务）的解决，并没有实现真正的智慧旅游，没有充分利用和集成先进的计算技术（如物联网和人工智能）为游客角度提供多方位的旅游导航和推荐服务。为了解决这些问题，本文提出以云计算〔11〕为后台信息存储和处理核心，集成无线通信网络、移动计算和物联网来实现用户前端接口，以高性能信息处理、智能数据挖掘等技术为海量信息处理支撑，建立为游客和导游提供信息服务的基于移动计算技术的智能旅游导览系统应用模型，为建立真正的智慧旅游平台提供理论框架支撑。

2 系统模型

本文提出的基于云计算的智能旅游导览系统模型主要包括三个大部分，见图1。

图1 基于云计算的智能旅游导览系统模型

（1）旅游信息云

旅游信息云平台主要用于存储海量旅游资源信息，并根据这些信息建立多维度、面向不同应用需求的数据中心和数据仓库。平台根据云计算基础架构分为物理层、平台层、应用层。其中物理层由服务器、网络设施等分布式的硬件资源构成，建立虚拟化的资源池并通过统一接口建立连接，为上层服务；平台层面向各个资源汇集节点，在虚拟资源池中获取存储和计算资源，并通过统一的平台架构和接口为“食、宿、行、游、购、娱”等涉旅企业和地方管理部门提供信息存储、处理、展示和应用的业务基础平台，而业务基础平台的实施需要在旅游本体语言和语义网的推动下来实现；应用层则根据不同类型的信息需求建立信息处理平台。旅游信息云的详细架构图如图2所示。

图2 旅游信息云的架构

（2）数据呼叫/处理/响应中心

数据呼叫/处理/响应中心的主要功能是建立客户端与后台信息云的联系，并提供部分应用需求的处理功能，主要包括：根据游客/导游的信息需求，提供经过智能筛选的旅游信息；根据自助游客的旅游时间、兴趣、爱好等需求，提供全方位的一体化的自助游行程推荐服务，建立一体化的旅游规划，并可根据实际情况的变动动态调整计划；根据导游实时反馈信息，提供动态旅游规划和信息资源推送；整合汇集前端传感器的感知数据，并进行相应的存储、分析、处理或反馈。除此之外，响应中心还连接智能信息处理服务器和认证服务器，分别提供智能信息处理（智能旅游推荐/行程动态规划）的核心功能和用户身份认证/隐私保护等安全功能。

（3）移动客户端应用系统及物联网前端感知系统

此部分主要面向游客和导游提供旅游信息展示，互动和响应的前端处理平台。结合近场通信（NFC）、无线短距离通信（如Zigbee）和智能芯片卡等安全身份识别方案，还能为旅游电子商务提供前端处理手段，而目前旅游电子护照多采用磁卡存储信息，安全性和身份识别功能较弱，采用智能芯片卡（例如利用手机SIM卡）实现旅游电子护照则具有更高的安全性和可操作性。前端用户可借助基于位置的服务（Location-based Service,LBS）来提供游客签到、监控/定位，导游管理等功能。除此之外，物联网前端传感器感知网络也包含在这部分中，这个网络中的传感器节点除了与游客和导游的终端设备进行互动，提供实时信息以外，还包含着将景区监控状况（如人流、车流、火灾/暴雨等突发事件）自动感知并传回后方处理中心进行应急响应/处理的任务，从而提高景点/景区监控和管理效率。

3 模型特点、关键问题及案例

3.1 模型特点及关键问题 本文提出的基于云计算的智能旅游导览系统模型具有如下特点。

（1）云计算作为后端数据中心构成的核心技术。根据云计算不同层次的服务类型，旅游信息云由物理层、平台层、应用层三个层次构成：物理层通过虚拟资源池为上层存储和计算任务提供资源服务，而平台层和应用层则利用面向服务的架构（SOA），在建立旅游本体语言的基础上，以统一的方式描述松耦合的平台服务和应用服务，从而使得整个系统具有良好的可扩展性。在这样的架构方式下，不同层次的、不同粒度的、不同地理位置的涉旅企业和管理部门能够将自己的资源整合在一起，从而形成优势互补的、整体的、联动的旅游产业促进效果。

（2）数据呼叫/处理/响应中心与海量信息存储分离，从而使系统具有松耦合特性，增强系统可扩展性。将存储和涉及海量数据检索任务的云数据中心与前端应用（面向游客和导游）服务与呼叫/响应平台相分离，使得整个系统架构进一步松耦合，前端处理服务也能更好地结合智能信息处理与安全服务，从而建立完整的面向服务的旅游信息交流与集散中心。

（3）数据呼叫/响应中心与智能信息处理和安全认证服务分离，提供更好的系统可扩展性。这里数据呼叫/响应中心是负责数据集散转接的中间件，通过它建立与后端数据中心，智能信息处理服务器，安全身份认证服务器以及前端WEB应用服务器的桥梁。

（4）物联网、无线通信网与基于位置服务等结合，以智能手机、平板电脑及PDA等无线终端设备作为客户端应用部署平台，提供前端传感器、游客及导游三方的动态、实时的信息交互。借助智能芯片卡和近场通信技术（NFC）还能够提供旅游电子商务解决方案。已有旅游电子护照卡主要面向旅游电子商务的支付领域，本文提出的结构中，旅游电子护照卡结合NFC和物联网技术，还有根据位置进行旅游景区/景点介绍以及游客定位的功能。

然而，该模型能够在实际中应用部署，还要解决如下的关键问题。

（1）旅游相关本体语言的开发。旅游涉及“吃住行游购娱”几大方面，将不同地区的这些不同领域信息集成起来并能统一表示和处理，需要利用本体技术，开发旅游本体语言，建立旅游本体语义Web，从而能够将这些信息整合存储并共享使用。而目前的旅游本体语言研究仍处于理论阶段，并没有结合实际应用。建立能实际应用的可扩展性较好的旅游本体语义网络是需要解决的一个关键问题。

（2）身份识别和隐私保护（如LBS泄漏游客位置等隐私信息）。现有旅游电子护照主要是具有旅游电子商务支付功能，而目前的实现多采用磁条卡形式，存在着身份认证和安全性不够高，容易损坏等问题。可以考虑采用具有NFC功能的智能芯片卡，结合无线通信的身份识别和认证，能够有效提高旅游电子商务支付的安全性、便携性和可操作性。所以，安全的、隐私保护的身份识别与认证在本文提出的模型的实现中也是需要考虑的重要问题。

（3）智能旅游推荐的实现。在旅游本体语言构成的语义网的支持下，利用人工智能中基于规则的推理或是基于案例的推理（Case-based Reasoning,CBR）实现智能旅游计划的推荐服务。

3.2 案例：一个背包客的自助游 本节通过一个自助游客A的旅游行程描述来说明本文提出的智能旅游导览系统的工作流程。

（1）准备阶段

A计划到云南某个区域进行自助旅游，通过Internet登录到根据本文模型所建的智能旅游导览系统的Web页面后，输入大致地点（如地级市范围或某个景点名称）、旅游时间、旅游偏好、饮食和住宿要求、交通要求、购物需求等条件并提交请求，Web应用服务器接收请求后，根据其需求、旅游信息资源以及以往游客经验，利用旅游本体语言和人工智能推荐系统的推理，经过智能信息处理服务器的处理后，提出包含“吃住行游购娱”全部信息的一个旅游计划并允许A根据自己的特点进一步修改。满足要求后，A确定旅游行程，并提交相应的订票、订酒店的请求给相关服务接口。此外，还预订具有NFC功能的智能芯片卡构成的旅游电子护照卡，以及相应的移动通信电话号码（结合SIM卡）。

（2）开始旅游

开始旅游后，首先到指定地点获取旅游电子护照卡，使用旅游电子护照卡进行车票/门票支付，并进入景点和景区；根据行程，推送计划及提醒消息到A的智能手机上；当A到达具体景点，根据景点位置或读取景点设置的RFID标签，使用智能移动终端设备从后台旅游信息云获取景点介绍信息；当A游览时间发生变化（如延长时间），根据实时位置动态推荐调整旅游计划；当景区传感器和感知系统感知到发生突发状况时（如人流过多或自然灾害），实时推送应急信息到A的智能终端上；当A需要休息时，根据实时位置、周边餐饮住宿状况以及旅游计划，推荐符合A需求的饮食和住宿地点。此外，A使用的旅游电子护照芯片还具有对A游客定位的功能，在突发事件中（例如A迷路）能够得到后端的突发事件应急部门的及时感知和处理。可以看到，A只要拥有具有NFC或Zigbee无线通信模块的智能终端设备，插入充当旅游电子护照的智能芯片卡，就能获取关于此次旅游的所有信息，并得到智能的推荐和帮助。

（3）体会与感悟

A在旅游过程中的感悟和照片可以借助智能终端实时通过微博、博客来发布，在A旅游后，他可以上传保留自己的旅游行程和经验，而这个旅游行程则成为以后其他游客获取智能旅游行程推荐的重要的参考。

4 结束语

旅游信息化对旅游业发展起着一种撬动作用，虽然云南旅游信息化起步早，但现有资源过于分散，形成信息孤岛，不利于全省旅游产业信息共享和联动发展，且目前团队游的导游依然主要依靠其个人能力为游客服务，而对于散客和自助游的游客来说，通过互联网检索的信息又过于分散，不能为游客从进入云南到离开云南提供一个整体的信息服务。根据如上需求，结合物联网、移动通信网和互联网，以云计算作为后台信息存储和处理支撑技术，以数据挖掘和人工智能推理和推荐技术作为旅游信息智能推荐的核心，在充分考虑用户身份识别和隐私保护的基础上，面向导游、团队游客和自助游客建立了基于云的智能旅游导览系统模型，分析了模型的特点和需要解决的关键问题，并以一个实例说明了模型的可应用性。下一步工作是根据模型建立实际的应用系统加以检验，并对模型进一步完善以适应实际环境。

〔1〕丁风芹.我国智慧旅游及其发展对策研究〔J〕.中国城市经济,2012（1）:32-34.

〔2〕张凌云,黎巎,刘敏.智慧旅游的基本概念与理论体系〔J〕.旅游学刊,2012（5）:66-72.

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〔4〕周相兵,马洪江,苗放.一种基于云计算的旅游云构架模式研究〔J〕.重庆师范大学学报，2013,30（2）,79-86.

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〔9〕讯鸟软件.旅游服务系统〔EB/OL〕.〔2013-04-20〕.http://www.infobird.com/project.html.

〔10〕物泰科技.智慧旅游云平台〔EB/OL〕.〔2013-04-20〕.http://www.wootide.com/travelplatform.jsp.

〔11〕吴建国.基于电子商务协同平台的云计算模式分析〔J〕.云南师范大学学报：自然科学版,2012,32（4）：43-46.