北斗全域智慧旅游综合位置服务系统设计

李 博 ，袁永卫

（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，石家庄 050081；2.卫星导航系统与装备技术国家重点实验室，石家庄 050081）

1 引言

文中提出了利用北斗卫星导航、云计算、大数据、互联网等先进的信息技术手段，构建适应当前旅游业发展需求的现代化智慧旅游服务体系架构，该架构对解决旅游产业发展过程中存在的问题以及推动全域旅游建设具有重要意义。

2 系统体系架构

北斗全域智慧旅游综合位置服务系统设计，遵循先进性、开放性、安全性、可靠性设计原则，自下而上设计为感知层、传输层、支撑层、服务层和应用层[4]。系统设计从多源数据获取，到天地一体化的信息传输网络，从数据存储与分析，再到服务信息发布与应用，采用了基于北斗的广域连续通信无缝集成技术、多源数据融合技术、大数据分析技术、基于Web API的数据服务技术、基于Java Script与WebGIS的前端可视化技术等多项关键技术。系统体系架构如图1所示。

图1 系统体系架构图

感知层是系统的数据获取层，通过多源数据感知终端、数据服务接口，获取与全域智慧旅游相关的数据，包括视频数据、位置数据、遥感影像数据、气象数据、票务系统数据、停车场系统数据等；多源数据通过传输层，包括光纤网络、Wi-Fi网络、4G网络、北斗RDSS通信网络等多种传输方式，汇聚于系统支撑层；支撑层是整个系统的基础设施中心，系统存储资源、计算资源、网络资源、资源的虚拟化、基础软件平台、安全防护平台、运行维护管理等都位于该层，支撑层是服务层的物理基础，为服务层提供基础支撑服务；服务层是连接基础数据与业务应用的桥梁，通过对数据进行分析和封装，基于既定数据接口规范和标准，对外提供地图服务、旅游数据服务、分析服务、规划服务等，为业务应用层提供支撑；应用层位于系统的最顶层，包含了全域智慧旅游的业务应用，包括个性化旅游应用、环境保护、营销管理、应急响应、规划管理、游客服务、虚拟体验等方面。各层之间的数据传输遵循标准的数据传输协议，以保证系统设计的规范性；敏感数据进行加密传输，并采取必要的安全防护措施，以保障信息传输安全。

系统体系设计涉及多项关键技术，主要有：

（1）基于北斗的广域连续通信无缝集成技术。该技术是将3G/4G移动通信业务与北斗RDSS业务相结合实现广域连续通信无缝集成。移动通信具有设备简单、费用便宜等优点，然而在一些沙漠、森林、航海等特殊区域，由于人类活动较少或者通信基站架设问题，没有移动通信信号覆盖，人类进入这些区域将无法实现与外界的通信；北斗RDSS业务通过北斗卫星发播广域通信信号，具有广域全天候的特点，能够覆盖包括沙漠、森林、海洋等任何特殊区域，但是北斗RDSS业务通信只限于短报文通信，并且受通信频度和通信容量的限制，因此，主要用于应急状态下的通信保障。结合3G/4G移动通信业务与北斗RDSS业务的优点，完成移动通信与北斗RDSS通信之间的连续通信无缝集成，实现手机与北斗应用终端之间短消息互发，从而实现广域范围内的通信无缝集成[5]。

（2）多源数据融合技术。系统获取的旅游相关大数据来源不同，格式多样，包括结构化数据、非结构化数据、半结构化数据，给数据的分析和应用带来困难，直接影响数据的使用效果，因此，需要对数据进行预处理，将各种不同的数据进行综合、提取、格式转换等操作，提取出有用的信息，并按照统一的标准进行加工处理和存储，形成统一的、规范的、可利用的信息。多源数据融合是系统运行的基础，其为系统运行提供基础数据源，经过数据融合，可以得到比单一数据更丰富、更有价值的信息[6]。

（3）大数据分析技术。系统将全域智慧旅游相关的交通数据、酒店数据、气象数据、票务数据、停车场数据、Wi-Fi数据、视频数据、网络舆情数据等数据进行全面搜集、分类、整合、存储处理，并对各类数据进行实时数据流分析、历史相关数据分析，研究各类相关数据其与游客流量、游客行为模式、旅游事故发生率等要素的关系，发现并不断优化旅游大数据分析模型，以便预测区域全域旅游发展趋势，预防全域旅游管理运行发展过程中将要出现的问题，以便提前进行预防和处理，从而更好地为景区精细化管理、游客更好的旅游体验和景区生态环境保护服务[7][8]。

（4）基于Web API的数据服务技术。系统架构设计具备开放性特征，系统采用基于Web API的数据服务模式。Web API是一个理想的构建REST-ful 服务的技术，它可以使用HTTP的全部特点，比如request/response头、缓存机制、各种内容格式等；它具备MVC的特质，比如模型绑定、act ion、单元测试等，使得程序更加健壮；对于限制宽带的设备，比如智能手机、北斗多模终端等，都有非常好的支持，适合构建包括移动端在内的各种客户端应用服务[9]。

3 系统组成及工作原理

3.1 系统组成

北斗全域智慧旅游综合位置服务系统，充分利用地区旅游信息资源以及各景区现有软硬件资源，建设现代化的数据中心及各服务系统和应用平台，服务于全域景区精细化管理、游客人性化和个性化服务体验、全域生态环境保护和经济发展。系统组成图如图2所示。

社会资源数据，是与全域旅游相关的系统外部数据，是全域旅游大数据的重要组成部分，直接或间接的影响人们旅游活动并为游客提供旅游服务；景区资源数据是最直接的全域旅游数据，它直接反映了游客、管理者的旅游行为活动。两类数据构成了系统的数据基础。北斗全域旅游综合位置服务平台是整个系统的核心，通过对旅游大数据进行管理和分析，为全域旅游各应用平台提供数据服务；针对全域旅游服务对象的不同，将全域旅游应用平台划分全域旅游大数据分析服务平台、全域旅游景区综合管理平台、全域旅游公共资源管理平台、全域旅游营销平台、全域旅游微信公众平台和全域旅游体验平台等。

图2 系统组成图

3.2 系统工作原理

系统工作原理，如图3所示。

图3 系统工作原理图

系统数据来源于外部信息系统和各类感知终端。北斗全域旅游综合位置服务平台遵循标准的数据服务协议，通过向外部系统发送数据请求，获取外部信息系统数据，主要包括交通数据、气象数据、公安数据、遥感数据、酒店数据、票务数据、视频数据、电信数据等公共资源数据[10]；各类感知终端，包括北斗车载型终端、北斗手持型终端、北斗指挥型终端、定位终端、视频摄像头、环境监测设备等，将感知的数据信息和设备状态、信息上报到北斗全域旅游综合位置服务平台；同时，服务平台能够向各感知终端发送或转发控制指令，控制终端工作模式与状态。北斗全域旅游综合位置服务平台将获取到的旅游大数据存储于数据中心的云数据存储设备中。

各应用平台运行所需的业务数据由北斗全域旅游综合位置服务平台提供，各应用平台根据业务需要向北斗全域旅游综合位置服务平台发送数据查询、统计请求，北斗全域旅游综合位置服务平台根据查询、统计条件，向各应用平台返回查询、统计结果；全域旅游大数据分析服务平台主要是利用景区大数据，结合特定的分析模型，进行相应的数据统计、分析、预测，得出对游客、旅游管理者、商家具有指导性的潜在信息；全域旅游景区综合管理平台主要服务于景区的精细化管理，包括景区内车船位置信息、视频信息、游客量信息等；全域旅游公共资源管理平台主要服务于系统的外部系统接入管理，包括外部系统的接口方式、数据传输监视、数据传输控制、数据统计等；全域旅游营销平台主要服务于全域范围内的营销业务，包括特产推荐、特色旅游项目推介、旅游宣传等；全域旅游微信公众平台主要服务于游客体验，游客旅游所需的衣、食、住、行、游、购、娱服务都可以在该平台获取[11]；全域旅游游客体验平台主要服务于全域旅游建设成果的室内体验，通过对旅游项目进行微缩化、虚拟化，使得游客能够在室内感受特色旅游项目体验。

4 系统应用

结合宁夏中卫市全域旅游发展的建设要求，基于北斗全域智慧旅游综合位置服务系统架构设计，展开全域智慧旅游信息化建设应用示范。系统充分利用中卫市智慧旅游建设已有软硬件基础，开发了北斗全域旅游综合位置服务平台，部署于中卫市云数据中心，平台采用Web API模式对外提供JSON格式数据服务，如图4所示。

图4 北斗全域旅游综合位置服务平台

全域旅游景区综合管理平台配有多种类型北斗应用终端，包括北斗指挥型用户机、北斗手持型用户机和北斗车载型用户机，极大的提升了景区的精细化管理能力，平台界面如图5所示。

图5 全域旅游景区综合管理平台

全域旅游微信公众平台能够提供景点介绍、旅游攻略、门票预定、酒店预定、导游预定、特产选购、特色旅游项目体验等功能，为游客提供了丰富的全域旅游服务，如图6所示。

图6 全域旅游微信公众平台

另外，系统还研发了全域旅游大数据综合管理平台、全域旅游公共资源管理平台、全域旅游游客体验平台等，为中卫市全域旅游发展起到重要推动作用，同时也为中卫市全域旅游信息化建设提供了重要支撑。

5 结束语

北斗全域智慧旅游综合位置服务系统，是充分考虑全域旅游发展过程中对景区精细化管理、游客全域位置服务、旅游应急保障、营销管理、环境保护等方面的需求，设计的一种服务体系架构，系统架构具备开放性和可扩展性特征，具备新系统的接入或功能模块扩展能力，能够全面支持全域旅游未来不断发展的需要。通过在宁夏中卫市开展应用示范，验证了系统在全域范围内旅游业发展应用中的设计优势，体现了系统设计的先进性和可行性，对全国范围内全域旅游的建设和发展具有借鉴意义。