智慧水利风景区的管理与服务平台可视化设计与研究

卢 漫，刘 蕾，徐雪冰

(河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210000)

近年来在互联网浪潮下，旅游业悄然转型，以“互联网+旅游”思维为引导的智慧旅游、智慧景区、旅游O2O备受关注与推崇，国家也发布相关政策文件支持各风景区建设具有各自特色的智慧景区。传统风景区信息化的建设逐渐呈现出智能化、应用多样化的发展趋势，多种技术和应用交叉渗透到风景区的建设上，但目前我国大多数景区的管理平台基本还是独立运营各领域功能，数据不能自动共享和交换，不能互联互通，且可视化程度低。

水利风景区经过20年的建设实践，已经成为国家生态文明建设的重要抓手，是地方社会经济发展的重要引擎。水利风景区是指以水域(水体)或水利工程为依托，具有一定规模和质量的风景资源与环境条件，可以开展观光、娱乐、休闲、度假或科学、文化、教育活动的区域，不同于单纯的水利工程建设，也不同于一般的旅游风景区建设，综合性特征更为突出，不只涉及单纯的景观开发利用与保护的问题，还涉及水工程、水安全、水生态、水文化等多元价值的协调，具有较大的管理难度。但人们往往更加注重水利风景区建设方面的问题，而对于经营管理缺乏足够的重视，这在很大程度上制约了水利风景区的发展。为了推动水利风景区高质量发展，实现景区的社会效益、生态效益以及经济效益的统一，进行智慧管理非常重要。未来水利风景区必将朝着数据自动共享，统一为游客提供服务的智能化管理方向发展。

1 智慧水利风景区的管理与服务平台设计目的

1.1 提高管理效率

水利风景区管理范围通常远大于一般的风景区，根据《水利风景区管理办法2004》，水利风景区管理机构应当建立健全景区管理与保护制度，保证水利风景区健康、有序、可持续发展。应当做好水、土、生物及人文资源的保护工作，对宜林、宜草区域按照生态和美化要求修复植被，并按照有关要求有效处理垃圾、污水等；应当提供良好的卫生、服务、消防、救护等公共设施，并不断提高服务质量。这就需要水利风景区管理机构建立一套协调、灵活、高效的运行机制，对此本文将设计研究一个智慧水利风景区管理可视化平台，来实现监测数据实时全面获取，数据集中可视化等功能，这将方便景区管理者集中处理和决策相关现状和问题，做到实时、精准管理的效果。

1.2 提高水利风景区信息可视化程度

在水利风景区管理与服务中，由于水利风景区管理中水利安全监测数据多等因素，景区各信息数据无法很好地汇总以及实时可视化，进而导致相关数据信息对于各个条线的管理者无法实现实时接收处理，管理者的决策和执行力度降低。本次设计研究的智慧水利风景区管理可视化平台，能够通过物联网的方式，对景区内部各个监管数据进行实时汇总可视化和分析整合，系统可快速反应，同时提高水利风景区信息可视化程度。

1.3 增强信息共享性

水利风景区内需要监督与管理的信息主要包括水环境管理数据、疫情防控管理数据、日常运行监督数据、景区导览讲解数据等，景区日常运转中，会经常出现各部分管理数据无法共享，导致部门之间人员协同工作效率不高。信息共享是指通过信息交换来实现的一种技术，在这个过程中，需要对信息进行有效的处理和利用，从而达到信息的使用价值。本次设计研究的智慧水利风景区管理可视化平台，大数据可视化与数据交互等特点可提升景区管理者的信息化水平，打破业务信息壁垒，实现信息共享，帮助景区管理者分析景区各项业务特性，提供辅助决策支持，增强景区各项业务洞察力与竞争力，进而增强水利风景区的信息共享性，提高水利风景区管理一体化。

1.4 增强游客服务与水利文化的体验感

近年来水利风景区的建设快速发展，国家级、省级水利风景区数量逐年上升。但是水利风景区游客的相关旅游体验却常常达不到在其他景区的全面和舒适，景区面向游客的服务不应仅仅是景观和建筑的展示，还应该包括智慧旅游服务，丰富水利科技、水文化的传播宣传等。

对此本文设计的智慧水利风景区服务平台将实现景区面向游客智慧导览的功能，主要包括精准定位可视化、个性化线路规划、获取周边景点实时解说等功能，其中解说包括水利科技与水文化的专项栏目，保证游客在游览水利风景区期间能够全面接收水利文化的科科普。考虑目前正处于后疫情时代，景区服务平台还支持游客在服务平台实时观察景区可预约人数，同时在景区内可以接收各个景点的游客密度，获取疫情防控密度提醒，实现个性化线路规划，做到预约、游览两个时间段的疫情防控保障。

2 智慧水利风景区的管理与服务平台总体架构设计

2.1 项目背景

南京市天生桥河水利风景区位于宁高公路西侧，并向西北辐射沿河众多村庄；距南京城南42km处，距溧水城区3km，禄口机场14km。规划范围西至仓口村，东至无想山，北至天生桥景区，南至无想山临界处。规划用地面积为5571.71hm2，已建成使用全长约2.1km。2009年，天生桥河水利风景区被批准为国家级水利风景区，具有区域位置优越、景观特色鲜明、文化内涵深厚、发展基础好等优势，同时也是景区范围大、管理分散的典型景区案例。本次研究设计将以天生桥河水利风景区为实际原型，在建立景区三维模型以及获取平面地图信息的基础上进行智慧管理与服务平台的设计。如图1所示。

图1 天生桥河水利风景区

2.2 总体架构设计

智慧水利风景区管理与服务平台总体架构设计如图2所示。

3 水利风景区管理平台系统可视化设计

3.1 智慧水利管理技术

3.1.1利用物联网传感器技术检测景区管理信息

本项目采用一种基于物联网传感器技术的景区管理系统，包括基础设施层、信息传输层、后台数据库及数字平台层。基础设施层通过下属的传感器和物联网设施感知园区内各项数据，将各项数据通过信息传输层向后台数据库传递并由后台数据库进行数据解算，后台数据库将数据解算结果对应的决策上传至数字平台层，如图3所示，为水利风景区管理方提供处理方案，进而调用相应物联网设施实施方案。

图3 物联网传感器技术信息检测的架构

3.1.2利用智慧设施获取信息

智慧设施包括3大类7个模块。包括水环境管理类(智慧雨水监测设施、智慧水安全实时预警、智慧水质动态监测设施)、疫情防控管理类(出入口智慧人流统计设施)、日常管理类(智慧灌溉设施、智慧灯光设施、智慧垃圾桶)。

(1)智慧雨水监测设施

智慧雨水监测设施与雨水水位、水流量传感器联动，通过水位、水流量传感器感应景区内道路以及绿化区的雨水量，传送至数字平台分析未来半小时内水位，当水位即将超过正常深度时，管理员可在管理平台观察相关数据信息，并发出景区水位过深预警，提前疏散人群，调配人工启动快速排水系统。

(2)智慧水安全实时预警

智慧水安全监测设施与超声波液位计联动，如图4所示，通过超声波液位计联动感应景区内水体实时的水位及水流数据，传送至数字平台分析未来2h内河湖的水位，当水位即将超过安全深度时，管理员可在管理平台观察相关数据信息，并发出预警，提前疏散人群，调配水利管理系统。

图4 智慧水安全监测设施

(3)智慧水质动态监测设施

智慧水质监测设施与水质分析仪器联动，通过水质分析仪器感应水体不同分布点的锌、镉、铅、铜等含量，数据传输至管理平台，管理员可对其进行实时监控、数据管理分析、业务管理等功能，当监测数据异常触发报警事件时，系统可快速反应并做出决策。

(4)出入口智慧人流统计设施

景区出入口智慧门闸与内置开关传感器联动，通过内置开关传感器统计景区开放时间内动态人数监测，人数通过信息传输层向数字平台发送信息，人数信息分为3个范围，低风险、中风险、高风险，景区管理人员可以通过上级管理平台获取可视化范围信息，动态监控疫情期间景区人流，有效控制景区总人数。

(5)智慧灌溉设施

智慧喷灌装置与温度、湿度传感器联动，受数字平台控制，在相应区域达到温度、湿度上下限阈值时自动开启，也可通过数字平台上级管理平台人工开启进行绿带灌溉。

(6)智慧灯光设施

智慧灯光设置与光敏传感器、红外线联动，光敏传感器用于自动开启和关闭绿带内照明路灯和景观射灯，如图5所示。光敏传感器在感应到外界光线强度高于或低于设定的上、下线阈值后自动开启或关闭照明路灯及景观射灯，而在夜晚22:00—次日凌晨4:00，景区内照明路灯和景观射灯处于熄灭或最低亮度状态，红外感应器感应到景区内有有人经过时，自动调节亮度以提供相应道路照明和景观照明服务。

图5 智慧灯光设施

(7)智慧垃圾桶

智慧垃圾桶与内置的质量传感器联动，通过内置质量传感器判断桶内垃圾含量，桶内垃圾含量达桶容积的80%时通过信息传输层向数字平台发送信息，景区管理人员可以通过上级管理平台调配环卫人员对相应垃圾桶进行垃圾处理和回收。

3.2 可视化设计

以溧水天生桥河为例，本次设计研究的智慧管理平台是为水利风景区管理人员量身定做，能够实时、集中、高效、全面地解决各种管控问题，促进管理人员高效决策的后台智慧管理平台。平台功能丰富，能够实现水环境、日常管理、疫情防控的多项数据动态监测与分析。

智慧管理平台主要通过景区概况、水环境管理、日常管理、疫情防控4大模块来实现景区管理一体化。平台功能结构如图6所示。

图6 智慧管理平台功能结构

(1)景区概况模块

在平台首页可获取水利风景区的天气、日期、经纬度。景区概况可获取景区等级、开放时间、推荐游线等基础信息，同时以视频的形式展现景区总体情况。

(2)水环境管理模块

该模块主要包括智慧水位水流量监测、智慧雨水情监测和智慧水质监测。智慧水位水流量监测可以通过水位、水流量传感器实时监测天生桥河水位与水流量并生成图表。当下大雨时，可在平台观察相关数据信息，当预计水位与水流量超过警戒线时，提前疏散人群，调配人工启动快速排水系统。智慧水质监测可将水体分析结果以图表形式反映在平台上，水质等级、水质合格情况、超标项目等信息一览无余。

(3)日常管理模块

该模块可以实时管控景区的各项设施：当绿地的温度、湿度达到上下限阈值时，可自动或人工开启喷灌装置，并在平台显示开启或关闭灌溉装置的数量；当光敏传感器感应到外界光线强度高于或低于设定的上、下线阈值后，照明灯会自动开启或关闭，并且平台会显示景区内的照明状态；平台还将显示各个垃圾桶内垃圾含量，当桶内垃圾含量达桶容积的80%时，管理人员可提前调配环卫人员对相应垃圾桶进行垃圾处理，并实时显示垃圾桶处理情况。

(4)疫情防控模块

疫情防控模块主要呈现人流可视化：动态监测人流实时数据，统计人流峰值数据、人流变化数据，调取实时监控视频，24小时把控景区人流密度，降低疫情传播风险。

4 水利风景区服务平台系统可视化设计

4.1 智慧景区导览技术

4.1.1智慧导览系统设计

本次设计研究基于互联网技术的智慧导览功能技术，iBeacon是2013年美国苹果公司发布的室内定位系统，其本质是一个低功耗蓝牙设备。iBeacon使用低功耗蓝牙技术进行近距离的数据通信，当用户的移动互联网设备靠近相应iBeacon时，用户的移动互联网设备可以感应到信号并进行相应的操作。蓝牙技术自1998年发展至今，已经发展到了蓝牙5.0时代，也早已成为现代移动互联网设备的标准配置之一，拥有巨量的使用用户基础。基于ibeacon技术的智慧导览系统，在园区内布置大量iBeacon蓝牙信息端，向进入园区并到达相应区域的游客移动互联网终端设备发送相应的讲解音频或视频，实现智慧导览系统下园区的自动，智能讲解。

采用“导览小程序”+“导览系统后台大数据库”搭建导览平台的框架，采用“个性游览+后台大数据库”的智慧导览模式，在传统导览模式上做出创新，如图7所示。

图7 “导览小程序”和“导览系统后台大数据库”框架示意图

4.1.2实时精准定位技术

首先在水利风景区内布置小范围WIFI基站并进行组网，形成覆盖整个景区的无线局域网，通过Wi-Fi指纹定位技术进行区域定位。而在景区内景观密集区域布设可实现精确位置感知的ibeacon设备，由ibeacon技术辅助实现精确位置感知。而后将两组数据上传至导览系统后台的大数据库进行位置解算。获取游客相应位置信息后，通过“导览小程序”对游览者的移动互联网设备提供文本及音频信息推送，游览路径智能化导航等一系列核心功能。

4.2 服务小程序设计

以溧水天生桥河为例，本次设计研究的智慧管理平台为水利风景区游客量身定做，为了游客在景区旅行中能够实现精准定位、实时景点解说、全面水文化科普、个性旅游线路规划等各种功能，而设计的一款微信导览小程序。智慧游览服务小程序主要通过首页概况、游览路线、语音讲解、水文化4大模块来提高游客的旅游体验。主要功能结构设计如图8所示。

图8 智慧游览服务小程序功能结构

(1)首页。可直接获取景区天气、景区最新动态以及景区内的人气景点榜单。“我的界面”可进行订单查询、常见问题、切换账户等操作。“景区预定须知”可查看景区预约情况、门票购买详情。

(2)游览路线模块。可查看各种不同的路线规划，还支持进行实时定位，包括二维地图展示、三维全景地图展示、周边景点标记。点击人流按钮，可获取动态监测各个景点的游客人数，根据这一功能，游客可以在个性化路线中，手动连线景点实现自定义线路规划。

(3)语音讲解模块。通过对话框形式自动匹配周边景点，以语音、文字介绍等方式进行详细介绍。水文化解说包括：水文化及历史、水文水资源讲解、水利工程历史及其用途、水环境动态监测介绍、水灾害及防治。点实时解说包括：景点用途、历史故事、名人评价、景点特色、景点地位与用途等，通过文本、图片、语音、视频等形式。

(4)水文化模块。可以获取天生桥河水文化、水科技、水科普等信息。进入水安全现状，可获取管理平台的水环境管理数据界面，结合可视化数据分析加深游客对水文化的理解。

5 结语

本文设计研究的智慧水利风景区管理与服务可视化产品具有高效管理、精准数据可视化、实时定位、主动推送管理信息、操作简单、界面简洁、功能强大等优点，在智慧水利风景区管理系统的信息采集与可视化处理中必将起到非常重要的作用。

在传统园林景区智慧转型的大背景下，智慧水利风景区也面临新时代的挑战和机遇，不仅要汲取已成熟的智慧园林景区管理模式，还应当结合水利风景区独特的水利功能和特色水文化，创新管理平台与服务平台功能，打造可供全国水利风景区实施的智慧平台系统。使其实现通过一个平台进行智慧水利风景区水位智能监测、内涝预警、垃圾桶智能监测、人流动态监测、智能灌溉、智能照明、智能游览路线规划、智能景点解说等，功能齐全，应用前景和应用潜力可观。