楊 健，楊鄧奇，杜英國

（大理學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院，云南大理 671003）

旅游信息化對旅游業(yè)發(fā)展起著一種撬動作用，然而目前旅游信息化資源分散存儲，分散處理，分散應(yīng)用，形成一個個信息處理孤島，不利于整個地區(qū)或是省級旅游信息資源的整合，也不利于旅游產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動協(xié)同發(fā)展。在旅游信息化建設(shè)中，通過信息技術(shù)提高游客旅游滿意度，增強(qiáng)導(dǎo)游服務(wù)質(zhì)量是一個重要的內(nèi)容。目前情況是，導(dǎo)游依然依靠其個人能力為團(tuán)隊游客服務(wù)，對于景點介紹、導(dǎo)游和其他旅游服務(wù)的提供，并不能滿足不同游客不同方面的需求；散客和自助游的游客通過互聯(lián)網(wǎng)檢索到的信息又過于分散，不能為游客提供一個整體的信息服務(wù)。

建立松耦合的、聯(lián)動的、信息共享的、面向旅游業(yè)不同領(lǐng)域和部門的旅游信息云，為游客、從業(yè)人員和管理部門提供統(tǒng)一的信息來源和信息處理服務(wù)，成為旅游信息化建設(shè)進(jìn)一步深入發(fā)展的關(guān)鍵問題。而結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，以云計算作為后臺信息存儲和處理支撐技術(shù)，以數(shù)據(jù)挖掘和人工智能技術(shù)作為旅游信息智能推薦的核心，面向?qū)в?、團(tuán)隊游客和自助游客建立基于云計算的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)，則是智慧旅游的核心需求。

1 智能旅游與基于云計算的旅游信息化

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“數(shù)字旅游”的基礎(chǔ)上進(jìn)行的各類旅游項目的信息化平臺建設(shè)，具有感知、自動反應(yīng)、主動服務(wù)、輔助決策等特征〔1〕。2005年，美國科羅拉多州Steamboat滑雪場第一個推出為游客配置的RFID定位裝置反饋系統(tǒng)Mountain Watch，能夠?qū)崟r監(jiān)測游客的位置、推薦滑雪路線、反饋游客消費情況，為游客提供安全便捷的科技化服務(wù)。英國和韓國也建立了基于3G智能手機(jī)平臺的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)。國內(nèi)的張凌云等人對智慧旅游的概念進(jìn)行了總結(jié)〔2〕，并提出智慧旅游發(fā)展的六個推動力，認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)/泛在網(wǎng)、移動通信/移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算以及人工智能技術(shù)的成熟與發(fā)展具備了促成智慧旅游建設(shè)的技術(shù)支撐，且智能手機(jī)、平板電腦等智能移動終端的普及提供了智慧旅游的應(yīng)用載體。劉軍林等人提出智慧旅游系統(tǒng)的“一心（數(shù)據(jù)及云計算中心）、兩端（服務(wù)端和客戶端）、三網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)/移動通信網(wǎng)）”的組成概念〔3〕。

1.2 云計算與旅游信息化 在理論研究成果方面，周相兵等〔4〕提出一種旅游云解決方案，通過云計算將旅游資源虛擬化多個云端進(jìn)行架構(gòu)，并采用云計算中不同層次分層構(gòu)建，最終使區(qū)域的旅游資源形成統(tǒng)一管理、銷售、消費和服務(wù)的旅游云平臺與服務(wù)系統(tǒng)。朱珠等〔5〕對智慧旅游感知體系和平臺建設(shè)等問題進(jìn)行了研究，提出借助云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)打造智慧旅游管理平臺，以安全的平臺、互聯(lián)互通的應(yīng)用功能為游客，涉旅企業(yè)和旅游管理部門提供標(biāo)準(zhǔn)化的信息服務(wù)。對于具體構(gòu)建目標(biāo)，從目的地智慧營銷、導(dǎo)游導(dǎo)購、交易結(jié)算、統(tǒng)一服務(wù)、景區(qū)和行業(yè)管理等方面進(jìn)行了討論，并提出一個智慧旅游管理平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)模型。移動計算在旅游行業(yè)應(yīng)用方面，也有基于Android平臺的旅游導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)研究〔6-7〕。

在應(yīng)用實現(xiàn)方面，基于云的旅游信息系統(tǒng)在國內(nèi)已有相關(guān)的項目和合作已經(jīng)展開〔8〕。例如，哈爾濱市旅游局計劃以一個核心（智慧旅游綜合數(shù)據(jù)中心）為基礎(chǔ)，四大輔助系統(tǒng)（公眾旅游信息咨詢系統(tǒng)、行業(yè)管理系統(tǒng)、電子商務(wù)系統(tǒng)以及智慧景區(qū)信息系統(tǒng)）為支撐，利用云計算技術(shù)建立一個海量存儲的旅游信息化體系。針對旅游電子商務(wù)行業(yè)的發(fā)展特點，訊鳥軟件提供了一個一體化的旅游服務(wù)系統(tǒng)解決方案〔9〕，利用業(yè)務(wù)系統(tǒng)、呼叫中心系統(tǒng)、門戶網(wǎng)站系統(tǒng)的結(jié)合，完善旅游電子商務(wù)企業(yè)的業(yè)務(wù)范圍，規(guī)范業(yè)務(wù)流程，實現(xiàn)電話預(yù)訂酒店、機(jī)票、電話查詢預(yù)定信息、電話查詢景點信息、景區(qū)活動、電話留言、投訴、建議等業(yè)務(wù)功能，為旅游客戶提供更加完善，全方位的旅游服務(wù)。物泰科技〔10〕提出一個智慧旅游云平臺解決方案，它是一個基于云計算的應(yīng)用平臺，充分運用各種分散的服務(wù)器、設(shè)備，將所有分散信息整合到一起，形成海量信息庫，為游客提供服務(wù)的開放式、公益性的旅游信息，為商家品牌宣傳，為相關(guān)政府部門提供數(shù)據(jù)采集及分析，實現(xiàn)對旅游資源的共享，平臺具有開放、集成、可擴(kuò)展等特性。

然而，現(xiàn)有的旅游信息化系統(tǒng)大部分存在信息孤島現(xiàn)象，信息系統(tǒng)之間相互獨立，管理不能統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不能共享，從而造成了重復(fù)建設(shè)，資金浪費和系統(tǒng)利用率低的問題。已有的基于云的旅游信息系統(tǒng)過于集中于某方面問題（如旅游電子商務(wù)）的解決，并沒有實現(xiàn)真正的智慧旅游，沒有充分利用和集成先進(jìn)的計算技術(shù)（如物聯(lián)網(wǎng)和人工智能）為游客角度提供多方位的旅游導(dǎo)航和推薦服務(wù)。為了解決這些問題，本文提出以云計算〔11〕為后臺信息存儲和處理核心，集成無線通信網(wǎng)絡(luò)、移動計算和物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)用戶前端接口，以高性能信息處理、智能數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)為海量信息處理支撐，建立為游客和導(dǎo)游提供信息服務(wù)的基于移動計算技術(shù)的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)應(yīng)用模型，為建立真正的智慧旅游平臺提供理論框架支撐。

2 系統(tǒng)模型

本文提出的基于云計算的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)模型主要包括三個大部分，見圖1。

圖1 基于云計算的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)模型

（1）旅游信息云

旅游信息云平臺主要用于存儲海量旅游資源信息，并根據(jù)這些信息建立多維度、面向不同應(yīng)用需求的數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)倉庫。平臺根據(jù)云計算基礎(chǔ)架構(gòu)分為物理層、平臺層、應(yīng)用層。其中物理層由服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等分布式的硬件資源構(gòu)成，建立虛擬化的資源池并通過統(tǒng)一接口建立連接，為上層服務(wù)；平臺層面向各個資源匯集節(jié)點，在虛擬資源池中獲取存儲和計算資源，并通過統(tǒng)一的平臺架構(gòu)和接口為“食、宿、行、游、購、娛”等涉旅企業(yè)和地方管理部門提供信息存儲、處理、展示和應(yīng)用的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺，而業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺的實施需要在旅游本體語言和語義網(wǎng)的推動下來實現(xiàn)；應(yīng)用層則根據(jù)不同類型的信息需求建立信息處理平臺。旅游信息云的詳細(xì)架構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 旅游信息云的架構(gòu)

（2）數(shù)據(jù)呼叫/處理/響應(yīng)中心

數(shù)據(jù)呼叫/處理/響應(yīng)中心的主要功能是建立客戶端與后臺信息云的聯(lián)系，并提供部分應(yīng)用需求的處理功能，主要包括：根據(jù)游客/導(dǎo)游的信息需求，提供經(jīng)過智能篩選的旅游信息；根據(jù)自助游客的旅游時間、興趣、愛好等需求，提供全方位的一體化的自助游行程推薦服務(wù)，建立一體化的旅游規(guī)劃，并可根據(jù)實際情況的變動動態(tài)調(diào)整計劃；根據(jù)導(dǎo)游實時反饋信息，提供動態(tài)旅游規(guī)劃和信息資源推送；整合匯集前端傳感器的感知數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)的存儲、分析、處理或反饋。除此之外，響應(yīng)中心還連接智能信息處理服務(wù)器和認(rèn)證服務(wù)器，分別提供智能信息處理（智能旅游推薦/行程動態(tài)規(guī)劃）的核心功能和用戶身份認(rèn)證/隱私保護(hù)等安全功能。

（3）移動客戶端應(yīng)用系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)前端感知系統(tǒng)

此部分主要面向游客和導(dǎo)游提供旅游信息展示，互動和響應(yīng)的前端處理平臺。結(jié)合近場通信（NFC）、無線短距離通信（如Zigbee）和智能芯片卡等安全身份識別方案，還能為旅游電子商務(wù)提供前端處理手段，而目前旅游電子護(hù)照多采用磁卡存儲信息，安全性和身份識別功能較弱，采用智能芯片卡（例如利用手機(jī)SIM卡）實現(xiàn)旅游電子護(hù)照則具有更高的安全性和可操作性。前端用戶可借助基于位置的服務(wù)（Location-based Service,LBS）來提供游客簽到、監(jiān)控/定位，導(dǎo)游管理等功能。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)前端傳感器感知網(wǎng)絡(luò)也包含在這部分中，這個網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點除了與游客和導(dǎo)游的終端設(shè)備進(jìn)行互動，提供實時信息以外，還包含著將景區(qū)監(jiān)控狀況（如人流、車流、火災(zāi)/暴雨等突發(fā)事件）自動感知并傳回后方處理中心進(jìn)行應(yīng)急響應(yīng)/處理的任務(wù)，從而提高景點/景區(qū)監(jiān)控和管理效率。

3 模型特點、關(guān)鍵問題及案例

3.1 模型特點及關(guān)鍵問題 本文提出的基于云計算的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)模型具有如下特點。

（1）云計算作為后端數(shù)據(jù)中心構(gòu)成的核心技術(shù)。根據(jù)云計算不同層次的服務(wù)類型，旅游信息云由物理層、平臺層、應(yīng)用層三個層次構(gòu)成：物理層通過虛擬資源池為上層存儲和計算任務(wù)提供資源服務(wù)，而平臺層和應(yīng)用層則利用面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA），在建立旅游本體語言的基礎(chǔ)上，以統(tǒng)一的方式描述松耦合的平臺服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)，從而使得整個系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。在這樣的架構(gòu)方式下，不同層次的、不同粒度的、不同地理位置的涉旅企業(yè)和管理部門能夠?qū)⒆约旱馁Y源整合在一起，從而形成優(yōu)勢互補(bǔ)的、整體的、聯(lián)動的旅游產(chǎn)業(yè)促進(jìn)效果。

（2）數(shù)據(jù)呼叫/處理/響應(yīng)中心與海量信息存儲分離，從而使系統(tǒng)具有松耦合特性，增強(qiáng)系統(tǒng)可擴(kuò)展性。將存儲和涉及海量數(shù)據(jù)檢索任務(wù)的云數(shù)據(jù)中心與前端應(yīng)用（面向游客和導(dǎo)游）服務(wù)與呼叫/響應(yīng)平臺相分離，使得整個系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)一步松耦合，前端處理服務(wù)也能更好地結(jié)合智能信息處理與安全服務(wù)，從而建立完整的面向服務(wù)的旅游信息交流與集散中心。

（3）數(shù)據(jù)呼叫/響應(yīng)中心與智能信息處理和安全認(rèn)證服務(wù)分離，提供更好的系統(tǒng)可擴(kuò)展性。這里數(shù)據(jù)呼叫/響應(yīng)中心是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)集散轉(zhuǎn)接的中間件，通過它建立與后端數(shù)據(jù)中心，智能信息處理服務(wù)器，安全身份認(rèn)證服務(wù)器以及前端WEB應(yīng)用服務(wù)器的橋梁。

（4）物聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)與基于位置服務(wù)等結(jié)合，以智能手機(jī)、平板電腦及PDA等無線終端設(shè)備作為客戶端應(yīng)用部署平臺，提供前端傳感器、游客及導(dǎo)游三方的動態(tài)、實時的信息交互。借助智能芯片卡和近場通信技術(shù)（NFC）還能夠提供旅游電子商務(wù)解決方案。已有旅游電子護(hù)照卡主要面向旅游電子商務(wù)的支付領(lǐng)域，本文提出的結(jié)構(gòu)中，旅游電子護(hù)照卡結(jié)合NFC和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還有根據(jù)位置進(jìn)行旅游景區(qū)/景點介紹以及游客定位的功能。

然而，該模型能夠在實際中應(yīng)用部署，還要解決如下的關(guān)鍵問題。

（1）旅游相關(guān)本體語言的開發(fā)。旅游涉及“吃住行游購?qiáng)省睅状蠓矫?，將不同地區(qū)的這些不同領(lǐng)域信息集成起來并能統(tǒng)一表示和處理，需要利用本體技術(shù)，開發(fā)旅游本體語言，建立旅游本體語義Web，從而能夠?qū)⑦@些信息整合存儲并共享使用。而目前的旅游本體語言研究仍處于理論階段，并沒有結(jié)合實際應(yīng)用。建立能實際應(yīng)用的可擴(kuò)展性較好的旅游本體語義網(wǎng)絡(luò)是需要解決的一個關(guān)鍵問題。

（2）身份識別和隱私保護(hù)（如LBS泄漏游客位置等隱私信息）?，F(xiàn)有旅游電子護(hù)照主要是具有旅游電子商務(wù)支付功能，而目前的實現(xiàn)多采用磁條卡形式，存在著身份認(rèn)證和安全性不夠高，容易損壞等問題?？梢钥紤]采用具有NFC功能的智能芯片卡，結(jié)合無線通信的身份識別和認(rèn)證，能夠有效提高旅游電子商務(wù)支付的安全性、便攜性和可操作性。所以，安全的、隱私保護(hù)的身份識別與認(rèn)證在本文提出的模型的實現(xiàn)中也是需要考慮的重要問題。

（3）智能旅游推薦的實現(xiàn)。在旅游本體語言構(gòu)成的語義網(wǎng)的支持下，利用人工智能中基于規(guī)則的推理或是基于案例的推理（Case-based Reasoning,CBR）實現(xiàn)智能旅游計劃的推薦服務(wù)。

3.2 案例：一個背包客的自助游 本節(jié)通過一個自助游客A的旅游行程描述來說明本文提出的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)的工作流程。

（1）準(zhǔn)備階段

A計劃到云南某個區(qū)域進(jìn)行自助旅游，通過Internet登錄到根據(jù)本文模型所建的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)的Web頁面后，輸入大致地點（如地級市范圍或某個景點名稱）、旅游時間、旅游偏好、飲食和住宿要求、交通要求、購物需求等條件并提交請求，Web應(yīng)用服務(wù)器接收請求后，根據(jù)其需求、旅游信息資源以及以往游客經(jīng)驗，利用旅游本體語言和人工智能推薦系統(tǒng)的推理，經(jīng)過智能信息處理服務(wù)器的處理后，提出包含“吃住行游購?qiáng)省比啃畔⒌囊粋€旅游計劃并允許A根據(jù)自己的特點進(jìn)一步修改。滿足要求后，A確定旅游行程，并提交相應(yīng)的訂票、訂酒店的請求給相關(guān)服務(wù)接口。此外，還預(yù)訂具有NFC功能的智能芯片卡構(gòu)成的旅游電子護(hù)照卡，以及相應(yīng)的移動通信電話號碼（結(jié)合SIM卡）。

（2）開始旅游

開始旅游后，首先到指定地點獲取旅游電子護(hù)照卡，使用旅游電子護(hù)照卡進(jìn)行車票/門票支付，并進(jìn)入景點和景區(qū)；根據(jù)行程，推送計劃及提醒消息到A的智能手機(jī)上；當(dāng)A到達(dá)具體景點，根據(jù)景點位置或讀取景點設(shè)置的RFID標(biāo)簽，使用智能移動終端設(shè)備從后臺旅游信息云獲取景點介紹信息；當(dāng)A游覽時間發(fā)生變化（如延長時間），根據(jù)實時位置動態(tài)推薦調(diào)整旅游計劃；當(dāng)景區(qū)傳感器和感知系統(tǒng)感知到發(fā)生突發(fā)狀況時（如人流過多或自然災(zāi)害），實時推送應(yīng)急信息到A的智能終端上；當(dāng)A需要休息時，根據(jù)實時位置、周邊餐飲住宿狀況以及旅游計劃，推薦符合A需求的飲食和住宿地點。此外，A使用的旅游電子護(hù)照芯片還具有對A游客定位的功能，在突發(fā)事件中（例如A迷路）能夠得到后端的突發(fā)事件應(yīng)急部門的及時感知和處理?？梢钥吹?，A只要擁有具有NFC或Zigbee無線通信模塊的智能終端設(shè)備，插入充當(dāng)旅游電子護(hù)照的智能芯片卡，就能獲取關(guān)于此次旅游的所有信息，并得到智能的推薦和幫助。

（3）體會與感悟

A在旅游過程中的感悟和照片可以借助智能終端實時通過微博、博客來發(fā)布，在A旅游后，他可以上傳保留自己的旅游行程和經(jīng)驗，而這個旅游行程則成為以后其他游客獲取智能旅游行程推薦的重要的參考。

4 結(jié)束語

旅游信息化對旅游業(yè)發(fā)展起著一種撬動作用，雖然云南旅游信息化起步早，但現(xiàn)有資源過于分散，形成信息孤島，不利于全省旅游產(chǎn)業(yè)信息共享和聯(lián)動發(fā)展，且目前團(tuán)隊游的導(dǎo)游依然主要依靠其個人能力為游客服務(wù)，而對于散客和自助游的游客來說，通過互聯(lián)網(wǎng)檢索的信息又過于分散，不能為游客從進(jìn)入云南到離開云南提供一個整體的信息服務(wù)。根據(jù)如上需求，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，以云計算作為后臺信息存儲和處理支撐技術(shù)，以數(shù)據(jù)挖掘和人工智能推理和推薦技術(shù)作為旅游信息智能推薦的核心，在充分考慮用戶身份識別和隱私保護(hù)的基礎(chǔ)上，面向?qū)в巍F(tuán)隊游客和自助游客建立了基于云的智能旅游導(dǎo)覽系統(tǒng)模型，分析了模型的特點和需要解決的關(guān)鍵問題，并以一個實例說明了模型的可應(yīng)用性。下一步工作是根據(jù)模型建立實際的應(yīng)用系統(tǒng)加以檢驗，并對模型進(jìn)一步完善以適應(yīng)實際環(huán)境。

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