智慧旅游系统的技术框架及其主要应用技术分析

葛晓滨，章义刚

（1.安徽财贸职业学院雪岩贸易学院，安徽 合肥230601；2.合肥学院科技处，安徽 合肥230001）

智慧旅游是在IBM提出的“智慧地球”［1］概念基础上延伸产生的旅游信息化概念。其核心是以互联网、移动互联网、云计算、物联网、数据挖掘、智能计算等技术实现在旅游体验、旅游产业发展、旅游行政管理等方面的应用，主动感知旅游资源、旅游活动、旅游者等方面的信息，并通过便携的终端上网等设备进行交互，使旅游资源能全方位服务于旅游者、旅游企业和政府相关部门等的全新旅游概念。智慧旅游不是一种旅游形态，而是将云计算、物联网等技术嵌入旅游行业中，达到旅游信息基础架构与高度整合的旅游基础设施的完美融合［2］。智慧旅游的目的是让旅游业的运转更加智能化，并采用现代信息技术手段以更智慧的方法来改变旅游者、旅游目的地机构、旅行社等角色之间相互交互的方式，以全面的互联互通、透彻的感知让旅游高效便捷。

1 研究现状分析

作为行业热点，智慧旅游的研究正得到业内学者的广泛关注，朱珠［3］等从感知体系和管理平台2个方面对智慧旅游管理平台进行研究，提出了借助云计算、物联网等技术打造智慧旅游管理平台的建设方案。谢坚［4］提出将旅游业和创新的信息技术手段进行融合，构建旅游基础信息库和信息资源交换中心的智慧旅游建设方案。马士玲［5］总结了物联网技术在智慧城市建设中的核心应用，阐述了智慧旅游建设中物联网的应用。蒋丽芹［6］系统分析了智慧旅游的基本内涵及其智慧旅游产业形成和发展的动力源。宋磊［7］等以泰山景区为例提出一种智慧旅游信息集成平台总体方案。杨立勋［8］等对人工智能在旅游预测中的应用进行了系统化研究，探索了人工智能方法在旅游预测中的应用技术。

综上所述，国内许多专家学者对智慧旅游所涉及的智能化、物联网，以及智慧旅游建设平台进行了较为深入的研究。本文在这些研究基础上，进一步探索智慧旅游的一般性体系架构及其关键技术，以提高游客旅游体验为重点，构建智慧旅游系统。

2 智慧旅游系统构建内容分析

智慧旅游系统结合现代旅游业的实际需求，采用智能终端、无线通讯、GPS定位、云地图等相关技术手段，以游客为中心，围绕游客的实际需求组织信息，主要涉及的基础信息有景点信息，包括目标景点介绍、景点实时视频等；景区环境信息，包括气象信息、周围服务人员信息、景区设施分布信息、景点路线信息等；社交信息，涉及以景点为媒介的在线交流、互动信息等。通过对这些基础信息的有效组织和整合，创建实现旅游景区智慧化服务的智慧旅游系统，满足旅游者和管理者对智慧旅游服务的需求。

智慧旅游应用系统主要由若干子系统组成，如旅游景区信息管理系统、旅游信息发布系统、旅游目的地管理系统、游客智能导游系统、虚拟现实旅游系统、旅游智能规划系统、旅游灾难预警系统等。

典型的智慧旅游系统建设内容包括：

2.1 景区信息管理系统

该系统包含2个方面的内容：一方面，对涉及景区及各景点的相关文字、音视频信息进行管理；另一方面，对景区内的数字视频采集系统进行管理，并维护视频信息与景点的关联信息。

图1 旅游景区信息管理系统

2.2 景区地图管理系统

该系统包含地图存储子系统及地图维护子系统等。地图存储系统负责景区地图的存储、地图整合、地图查询等。地图维护系统用于地图的编辑、更新和上传等，可由景区管理人员分工负责各区域的地图维护，做到实时更新。通过云地图维护终端，使景区工作人员能实时更新地图信息。

2.3 景区设施物联网系统

在景区内的车辆、急救设施、景区服务人员等位置上部署物联网感知终端，并保持与智慧旅游系统的实时互联。景区设施及服务人员的物联网设备通过GPS定位设备实时获取设施位置，并通过3G网络向中心服务器汇总，实现对景区内旅游资源的信息感知。

2.4 旅游公共服务系统

以景区、景点为线索，组织旅游共享资源网络，让旅游者分享旅游心得、制定旅游计划等。一方面，将游览过同一景区、景点的游客组织起来，建立以景区、景点为中心的社交论坛，交流旅游心得。另一方面，旅游之前可以联系对目标景区有旅游经验的游客，了解景区信息，合理制定旅游计划，提升旅游体验。

3 技术架构

智慧旅游的技术架构划分为7层：一是数据采集层。景区管理人员通过基础数据终端对各景点信息进行维护，定期更新景点文字介绍及音视频资料；通过地图终端来维护地图信息，并做到实时更新。景区在景点、道路等位置部署视频采集终端，对视频数据进行实时采集；在车辆、急救设施、服务人员等位置部署物联网终端，保证与系统进行实时通信。游客手持终端（如平板电脑、手机等）上的GPS设备实时采集游客位置信息，便于系统进行准确定位；二是网络层。通过互联网、移动通信网等提供全网服务，实现旅游数据的有效传输；三是感知层。通过RFID、摄像头、传感器等物联网设施和渠道实现信息感知，为智慧旅游的应用体系提供基础数据；四是数据存储层。由4类数据库构成，分别存储景区基础数据、视频数据、物联网数据、地图数据；五是处理层。该层主要涉及景区信息管理、地图定位，以及旅游资源调度、旅游数据统计、旅客行为分析等功能；六是应用层。在处理层的基础上，实现地图查询、旅游路线规划、景点信息展示、应用搜索、旅游社交网络以及景区管理等功能；七是管理层。在这个层次上，主要面向管理者，实现智慧化的旅游政务、旅游公共服务、旅游电子政务等行业管理。

一种典型的智慧旅游的技术架构如图2所示。

图2 智慧旅游的技术架构

4 关键应用技术分析

智慧旅游支撑的关键技术涉及数据感知技术、网络传输技术、智能处理技术、电子信息技术、地理信息系统（GIS）技术、全球定位系统（GPS）技术、物联网（IOT）技术、数据库（DB）技术、数据挖掘（DM）技术、决策支持（DSS）技术、虚拟现实（VR）技术等。这些技术为整个系统提供技术支撑。这些技术体现于智能终端、无线通讯设施、视频监控、用户端界面、服务器服务等。尤其智能处理技术触及云计算、物联网、移动商务等目前计算机行业热点技术。例如，智慧旅游的云计算技术是通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS（软件即服务）、PaaS（平台即服务）等先进的商业模式把强大的计算能力分布到旅游的各项处理设施中。这些技术为整个系统提供技术支撑，使智慧的旅游成为可能。具体而言，智慧旅游的关键技术可以汇集为以下几方面：

4.1 云地图及其整合技术

结合对不同格式地图数据的综合分析，实现地图校准、地图匹配、地图整合等技术，由局部地图实时生成全局地图。云地图整合技术是通过云地图的技术实现及实际应用，结合对不同格式地图数据的综合分析，研究地图校准、地图匹配、地图整合等技术，实时为游客提供旅游线路规划、景点及服务查询等方面的服务。

4.2 数据感知与控制技术

数据感知技术是使旅游资源能被计算机及相关的控制系统所识别，并将所形成的信息资源作用于整个旅游数据网络，为实现数据信息的即时交互打下基础。数据感知技术包括RFID技术、视频识别、中距离和近距离通讯技术、信息扫描技术、信息传感技术等技术形态。通过数据感知实现景点视频采集、设施物联传感等信息感知设备，传感网络、视频传输等信息传输系统，以及景区安全指示标识、路障及门禁管理等控制结点。这项技术可以部署于整个景区，为智慧旅游系统提供信息来源与控制功能。信息采集效率、传输速度与控制精度是衡量该系统的主要指标。

4.3 旅游设施物联网技术

采用物联网技术将景区内的应急及服务设施进行实时互联，并根据用户需求提供个性化的旅游服务，着力提高用户体验。结合对景区车辆、应急设施、服务人员位置、状态进行分析的需求，实现移动设施与固定设施的物联网方案。通过物联网技术在智慧旅游中的应用，基于GPS技术实现指定范围内的设施分布描绘并按需定制显示功能，为游客自助终端设备的智能化旅游应用提供技术支撑。

4.4 游客旅游行为分析技术

基于景区旅游数据，采用数据挖掘技术分析游客旅游行为，旅客行为分析主要覆盖的分析点有旅游目的地区域、旅游业的食、住、行、游、购、娱6个重要组成部分的消费倾向、旅游消费满意度、旅游空间行为（包括出游行为，旅游目的地的选择行为、旅游线路的选择行为及旅游景点的选择行为等）。

这个行为研究的框架如图3所示：

图3 游客旅游行为分析技术框架

4.5 管理终端技术

包括景区管理终端和游客手持终端技术，景区管理终端，面向景区管理人员，为景区管理人员提供景区景点信息维护、地图维护、景区资源调度、旅游数据统计，以及景区日常管理提供接口及应用工具。开发专用地图编辑工具以及景区管理模块。主要针对景区管理的需求，以提高管理效率与服务质量为目的，打造方便、高效的景区管理平台；游客手持终端，包括GPS定位、信息展示与查询操作等模块。其中GPS定位模块包括GPS定位设备与位置信息发送端口，便于系统在景区地图中标注游客位置。信息展示模块用于显示景区地图、景点及服务设施分布、景点文字及音视频介绍、景点视频监控等内容。查询操作模块为用户自定义显示内容提供友好的操作界面。反映系统性能的主要指标是用户体验的接口，界面美观程度、操作简易度、系统响应速度、游客及设施定位精度等。这项设计主要基于市场上现有的平板电脑、智能手机，通过部署专用软件实现。

4.6 云服务器存储技术

该系统包括地图存储、景区景点信息存储、服务设施状态存储、景点视频存储，以及旅游数据分析、旅游社交网络等服务器，涉及平台架构、服务器选择、通信链路设计、分布式数据库系统、分布式控制方案、并行检索机制等等。该系统是整个智慧旅游系统的核心，是反映系统功能与性能的关键。

4.7 虚拟现实技术

通过引入虚拟现实技术以实现复杂旅游虚拟场景的构建和漫游。并以此获得较逼真的虚拟旅游效果，实现真实旅游目的地的虚拟化场景的构建，漫游和交互，通过构建虚拟旅游的技术方案，实现网上虚拟旅游的功能，从而弥补了现有旅游信息化系统的不足。让旅游信息化产品能智慧地对旅游者提供网络化、虚拟化的旅游景点及服务设施的全景展示。

4.8 系统应用接口技术

系统应用接口包括支付平台接口、公共服务接口以及其他接口，便于系统扩展功能。支付平台用于游客支付旅游及消费支出，公共服务接口提供景区以外的报警、查询等公共服务接入，同时为其他服务预留应用接口，便于功能扩展。

5 结语

智慧旅游发展前景受到各界人士的广泛关注，其核心价值主要体现在科技创新价值、产业支撑价值、经济贡献价值以及社会拉动价值等方面［9］。智慧旅游的科技创新价值主要通过旅游信息系统、地理信息系统、虚拟现实、高速无线通信技术、物联网、云计算等支撑技术的应用，构建智慧旅游系统，从而发挥其科技创新的价值。

目前，对智慧旅游的研究还处于初级阶段，比如其多数研究是解决公共管理的问题，主要是通过对导游的位置服务管理，加强景区对服务能力的监控。其次是解决对公众服务能力的问题，例如通过智能移动设备终端为游客提供行前路线规划、行程中线路导航、游览中生活服务（酒店、购物、美食）指南等的相关研究。而对智慧旅游的深层次研究力度不够，比如将虚拟现实技术融合带入旅游体验，提高游客的感知能力等。通过对智慧旅游的深层次研究有利于提升人们的旅游体验，提升智慧旅游的管理能力和应用能力。毫无疑问地是在人们普遍注重旅游消费的今天，智慧旅游将有着广阔的研究空间和应用前景。

［1］郭树涵.智慧地球的商业逻辑——“智慧的地球”的前世今生［J］.中国新时代，2012（3）：20-22.

［2］罗成奎.智慧旅游及其应用研究［J］.黄山学院学报，2012（6）：24-27.

［3］朱珠，张欣.浅谈智慧旅游感知体系和管理平台的构建［J］.江苏大学学报：社会科学版，2011，13（6）：97-100.

［4］谢坚.“智慧旅游”建设浅析［J］.信息系统工程，2012（6）：96-98.

［5］马士玲.物联网技术在智慧城市建设中的应用［J］.物联网技术，2012，2（2）：71-72.

［6］蒋丽芹，包沁昕.基于物联网技术的我国智慧旅游产业发展研究［J］.鸡西大学学报：综合版，2013（1）：60-62.

［7］宋磊，林洪波，王绪华.基于3D-GIS的智慧泰山景区信息集成平台［J］.中国园林，2011（9）：30-32.

［8］杨立勋，殷书炉.人工智能方法在旅游预测中的应用及评析［J］.旅游学刊，2008，23（9）：17-22.

［9］马勇，陈慧英.智慧旅游发展的四大核心价值［N］.中国旅游报，2012-04-06（11）.