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摘要:
隨著智慧城市的提出和發展，智慧旅游作為智慧城市的一部分，也受到了人們廣泛的關注。如何為游客提供個性化、良好的旅游體驗，是智慧旅游主要的研究方向。提出了一種基于云平臺的智能導游系統。介紹了智能導游系統的架構、各模塊的功能及具體實現的方案。實驗測試結果表明，該系統可以為游客提供良好的自助導游服務。
關鍵詞:
智慧;智能;導游系統
隨著社會經濟水平和物質生活水平的不斷提高，人們的工作壓力也越來越大，很多人開始通過旅游來調整工作、生活狀態，旅游逐步成為生活中必不可少的一部分。旅游人數的增加也推動了旅游區的建設，但各地經濟有異，旅游區的交通、網絡覆蓋等基礎建設參差不齊，無法滿足游客的需求，尤其是個性化旅游。尋找一種全新的、適應時展的旅游服務模式成為大家共同關注的熱點。電子導游系統在國外研究起步較早，1996年國外第一臺電子導游系統由Abowd等［1］人研制成功;2000年Burgard等［2］人發明了一種便攜式電子導游機，內部儲存了35000項數據，實現了人性化的智慧旅游。國內吳浩平等［3］人開發了基于Android平臺的智能導游系統，使用Google地圖，通過平臺內部的GPS芯片定位用戶，將相關信息推送給游客。目前已開發使用的導游平臺存在一些缺陷:首先，系統均是基于百度或谷歌第三方地圖進行開發，地圖上景點信息缺失，無法精確定位，不能實現智能導游;其次，系統數據更新不夠及時;最后，應用功能單一［4］。此次以武夷山景區為研究對象，采用GNSS手機定位、電子地圖及移動通信等技術，以ArcGISOn-line為服務器端平臺，采用WebGIS三層云架構體系，實現智能導游系統。
1系統架構分析
智能導游系統包括應用層、傳感網絡層、云服務層，各層之間相互依賴，實現導游系統數據傳遞等相關服務，以完成導游系統的定位導航、景點解說等相關功能。智能導游系統的服務架構如圖1所示。導游系統的實現，從以下幾個方面進行:(1)系統基礎數據庫模塊。導游系統數據庫主要包括了景區空間地理信息以及景區景點信息介紹。景區空間地理信息是通過ESRI公司的ArcMap軟件對景區數據進行采集、管理、存儲、分析和顯示的;景點基本信息介紹采用的是SqlServer數據庫進行存儲。(2)基礎服務模塊。為了使系統具有良好的擴展性和健壯性，云服務中心以WebServices方式提供服務，終端和傳感網絡層向云服務中心提出服務請求，云服務中心響應后以標準的XML數據返回到傳感網絡層。(3)導游傳感網絡層模塊。主要負責云服務中心和智能終端之間的數據傳遞，當游客發出服務請求后，云服務中心會探測所需服務的最新數據是否在傳感層，如果在，則通過傳感層將數據傳送到游客終端，否則，云服務中心將數據首先傳送到傳感網絡層，再通過WLAN傳送到游客終端。(4)移動終端APP模塊。系統開放的平臺以Android為例，最終呈現方式是APP，游客通過APP向云服務中心發出服務請求，云服務中心通過智能終端自身攜帶的GPS模塊，對游客進行精確定位，然后云服務中心將服務重定向于游客最近的導游傳感器，將游客所需服務數據傳送到智能終端。
智能導游系統的服務流程如圖2所示。(1)請求:游客通過智能終端的APP向導游云服務中心發出服務請求。(2)定位:云服務中心通過智能終端的GSP模塊，獲取游客的地理信息，精準定位游客的位置。(3)服務重定向:云服務中心根據游客的位置，將服務重定向于傳感網絡層的某臺就近于游客的服務器。(4)數據更新:云服務中心根據游客的服務請求，首先檢查傳感網絡層的服務器數據是否與云服務中心一致，如果不一致則及時更新，然后將最新的數據傳送到游客的智能終端。下面介紹系統實現的一些關鍵模塊的功能。
2．1空間數據庫模塊設計
空間數據庫設計的實質是將地理空間實體以一定的組織形式在數據庫系統中加以表達的過程，也就是地理信息系統中空間實體的模型化問題［4］。本系統中景區空間地理信息是通過ESRI公司的ArcMap軟件對景區數據進行采集、管理、存儲、分析和顯示的［4］。數據庫設計過程分以下幾步完成:(1)利用現有的開放資源下載武夷山主景區的搖桿影像圖，作為系統地圖的基礎。(2)根據下載的遙感影像圖，對照景區示意圖進行遙感影像解譯，然后使用ArcGIS軟件對解譯結果進行分類矢量化以采集需要的空間數據，并且對所采集的空間數據進行編輯、整理、拓撲建立和處理。該過程主要包括確定坐標系、對景區內各種所需要素和地理基礎數據進行矢量化［4］。(3)地圖矯正。因研究的范圍較小，精確度要求較高，所以需要對地圖上的數據進行相應的校正，在此，主要以GPS儀器進行景區實地測量。(4)圖層的劃分。將所采集的數據中的同類數據進行分層存儲和管理，以便于數據的組織、管理和顯示。將分層后的數據在ArcMap進行疊加顯示。此過程要求各個類別的空間數據和對應的屬性數據同時被劃分，且每種類別的數據設定相同的地理坐標系統，各圖層的命名需與實際情況相關［4］。
2．2導游系統相關服務模塊設計
為了增強系統的穩定性和擴展性，在云服務中心采用了WebServices的布置方法，為傳感網絡層提供標準數據支持，其云服務中心流程圖如圖3所示。云服務中心為游客提供了定位導航、景點推薦及數據分析等功能。(1)定位導航功能:通過監聽移動終端的位置進行線路查詢，然后給出最優路徑。在此調用ArcGISforAndroidAPI中的網絡分析服務來實現對景區內部的道路網進行最短路徑的操作:①通過RoutingTask構建分析任務:RTask=newRoutingTask(URL，null)。②創建查詢參數:RoutingParametersRPara=newRoutingParameters()。③執行網絡分析路徑查詢:mResult=routing-Task．solve(RPara)。④對路經查詢結果進行顯示和處理:mHan-dler．post(mResult)。(2)景點推薦功能:對游客當前所處的景區位置，主動為游客推送一定距離范圍內的景點，并顯示在地圖上。附近景點功能的實現依賴于幾何服務和QuerryTask類的GeometryService實現的［4］。①先對當前位置點進行緩沖處理，返回一個Geometry類的圖形:GeometryGme=GeometryEngine．buffer(LocalPoint，map．getSpatialReference()，5000，map．getSpatialReference()．getUnit())。②將返回的Geometry類的圖形作為Querry類的一個查詢幾何限定條件，進行查詢:QueryTaskNearQT=newQueryTask(URL);NearQT=nearQueryTask．execute(Gme)。查詢條件設定后，通過Querry類執行查詢，查詢成功后將查詢結果返回，在屏幕上進行顯示。(3)數據分析:對游客的游行行為，包括游客的旅游線路、景點逗留時間等數據進行分析，為游客提供更優質的線路，也為景區的規劃提出建議。
2．3傳感網絡層模塊設計
系統采用智能終端的WLAN功能與傳感網絡層的服務器連接，當游客進入旅游區后，首先向云服務中心提出服務請求，服務中心根據游客所處位置，選擇就近服務器與游客的終端設備連接，向游客提供導游服務，同時傳感網絡層將采集游客的相關數據到云服務中心［5］。WLAN在室外的有效傳輸距離約為300m，考慮到景區內景點的位置及地形的相關特點，為了保障數據的傳輸速率，為游客提供流暢的導游服務，傳感網絡層的各節點間的距離設置為200m左右。
3系統測試
為了保證導游系統的良好運行，在運營前搭建了測試平臺，對系統的吞吐能力進行了測試，測試環境配置如表1所示。首先，測試數據傳輸速率，安排不同人數同時進行某項導游服務請求，計算平均數據傳輸速率如圖4所示。隨著連接人數的增加，數據傳輸速率會有所下降，當連接數量達到100時，數據傳輸速率依然能保持在2Mb?s左右，畫面操作依然流暢。其次，考慮到系統會有大量的視頻和音頻文件，在這里放置了一個長度為10min的流媒體景點視頻，安排不同人數同時進行訪問，終端的平均緩沖時間如圖5所示。隨著人數增加，視頻緩沖時間也在延長，當終端達到測試上限100人時，視頻緩沖時間約為12s，遠小于視頻長度10min，而且系統采用的是流媒體技術，邊緩沖邊播放，視頻播放畫面較為順暢，沒有出現停頓現象。從測試結果看，系統的整體性能滿足了設計需要。
4結語
研究了基于三層體系結構的智能導游系統的實現過程和關鍵技術，并搭建環境進行了小規模的實地測試，從測試結果可知，系統能夠較好地為游客提供導游服務。目前系統只提供了Android系統的APP，地圖沒有用三維模式構建，在體驗上會有所不足，相信隨著技術的成熟，智能導游系統會得到進一步完善。
參考文獻
［1］吳浩平，林國均，徐建榮，等．自動定位手機導游服務業務模型設計［J］．通信技術，2010(7):215－217．
［2］李寧．智能手機導游系統關鍵技術研究［D］．鄭州:河南大學，2014:33－50．
［3］焦金濤，葉球孫，李金亮，等．基于Android平臺智能云導游系統設計與實現［J］．吉林大學學報(自然科學版)，2014(11):117－120．
作者:劉瑞軍 郭蒙蒙 單位:武夷學院實驗室管理中心
