張偉，燕孝飛，楊振，單承剛，董西尚，李旭宏

(棗莊學院 信息科學與工程學院，山東 棗莊 277160)

0 引言

旅游與人們的生活息息相關(guān)，已經(jīng)形成規(guī)模，形成一種產(chǎn)業(yè). 目前，旅游產(chǎn)業(yè)支柱作用也更為強化，旅游業(yè)是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，資源消耗低，帶動系數(shù)大，就業(yè)機會多，綜合效益好.改革開放以來，我國旅游業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)業(yè)體系日趨完善. 旅游產(chǎn)業(yè)由于在我國社會經(jīng)濟中的作用日益突出，其發(fā)展已經(jīng)被我國列入了國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃［1］.

近兩年，智慧旅游悄然興起.所謂智慧旅游，就是利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)，借助便攜的終端上網(wǎng)設(shè)備，主動感知旅游資源、經(jīng)濟、活動和旅游者等方面的信息并及時發(fā)布，讓人們能夠及時了解這些信息，及時安排和調(diào)整工作與旅游計劃，從而達到對各類旅游信息的智能感知、方便利用的效果，通過便利的手段實現(xiàn)更加優(yōu)質(zhì)的服務.物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò). 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一個信息產(chǎn)業(yè)熱點，有專家預測10 年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)可能會大規(guī)模普及，發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場. 物聯(lián)網(wǎng)和旅游業(yè)的結(jié)合必將產(chǎn)生強大的生命力，發(fā)展前景良好，空間巨大［2］.

古城規(guī)劃面積2 平方公里，重建后的古城，院院不同、院院有水、院院有主題文化、院院有展館.這是一座“文化古城”.古城內(nèi)有稅史、私塾、驛站、奏折、票號、青樓等100 多個專題博物館、展示館，引入了柳琴戲、運河大鼓、魯南皮影、伏里土陶、曹縣面人等30 多個非物質(zhì)文化遺產(chǎn).在這里，游客可以觸摸運河古城的歷史滄桑，感受傳統(tǒng)文化的神韻. 自運營開始，古城知名度、美譽度節(jié)節(jié)攀升，榮獲2010 中國旅游品牌總評榜山東分榜“十佳景區(qū)”榜首和“齊魯文化新地標”榜首，正在成為國內(nèi)重要的旅游目的地和休閑度假區(qū).市委、市政府有信心把古城打造成為集“運河文化”和“大戰(zhàn)文化”為一城，融“齊魯豪情”和“江南韻致”為一域，極具人文魅力的旅游目的地，成為沿運獨有、世界知名的旅游休閑度假區(qū)，成為世界文化遺產(chǎn)中的一顆明珠、一塊瑰寶.

隨著古城景區(qū)發(fā)展的完善及宣傳力度的不斷提升，越來越多的中、外游客外出游玩的第一選擇定位于古城.自2010 年“五一”試運營以來，一年共接待游客200 萬人，特別是五一、十一假期，游客更是絡(luò)繹不絕. 由于講解人員有限，無法為每位游客提供規(guī)范如一的講解服務，講解人員一度處于緊缺狀態(tài). 客流量上的逐漸增多，也給古城的管理、運營、安防等方面帶來了很大的壓力.因此，智慧古城的建設(shè)尤為迫在眉睫.

1 智慧古城總體方案

智慧古城總體設(shè)計可采用三層結(jié)構(gòu)模型［3］，這三層分別為:感知與控制層、信息集成與融合層、管理決策與應用層.

感知與控制層主要分為古城骨干網(wǎng)及底層感知網(wǎng)建設(shè). 古城骨干網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)化的景區(qū)監(jiān)測與控制系統(tǒng)、語音信號及視頻信號傳輸與管理提供信息高速公路和傳輸通道. 底層感知網(wǎng)把實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)平臺的模塊放到底層感知網(wǎng).主要包括應用在RFID 門票系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、人流監(jiān)控、車輛監(jiān)測系統(tǒng)中的傳感器模塊及RFID.

信息集成與融合層負責信息的抽取、整合、處理、集成，并創(chuàng)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫平臺，對應物聯(lián)網(wǎng)支撐平臺，為管理與決策層提供相應的數(shù)據(jù)接口.

管理決策與應用層一方面對應管委會提供管理決策，另一方面面對游客，提供各種應用系統(tǒng).同時，在該層，提供互聯(lián)網(wǎng)門戶、手機WAP 門戶、多媒體IVR 門戶供用戶選擇，用戶可以根據(jù)自己的需要進行選擇.

智慧古城總體模型如圖1 所示.

圖1 智慧古城總體模型圖Fig.1 The overall model diagram of the internet gucheng

2 智慧古城感知與控制層

感知與控制層主要分為古城骨干網(wǎng)及感知網(wǎng)建設(shè).

2.1 古城骨干網(wǎng)

古城骨干網(wǎng)是以光纖傳輸網(wǎng)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)完美接入的骨干網(wǎng)，古城骨干網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)化的景區(qū)監(jiān)測與控制系統(tǒng)、語音信號及視頻信號傳輸與管理提供信息高速公路和傳輸通道.在此網(wǎng)絡(luò)上建立了一個基于統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的景區(qū)綜合安防系統(tǒng)、語音通信系統(tǒng)及多媒體顯示系統(tǒng)的面向古城管委會的綜合管理調(diào)度平臺.

2.2 古城感知網(wǎng)

古城感知網(wǎng)為負責景區(qū)綜合安防、景區(qū)環(huán)境、景區(qū)人流、景區(qū)車輛、景區(qū)智能檢票等綜合信息移動感知的無線傳感器網(wǎng)絡(luò).

利用隨時能移動的無線分布式感知手段，借助預置傳感器，包括位移傳感器、RFID、紅外傳感器、速度溫濕度傳感器、壓力傳感器、PH 傳感器、氧含量傳感器等，來感知和捕捉古城景區(qū)中的溫度、濕度、人流、車流、光照度、室外土壤酸堿度等情況，對這些數(shù)據(jù)采集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)并以無線網(wǎng)關(guān)方式接入網(wǎng)絡(luò)，匯總到信息集成與融合層.

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如WiFi、Zigbee 等是構(gòu)成感知層物與物相聯(lián)的主要技術(shù)，具有自組網(wǎng)功能.感知層網(wǎng)絡(luò)通過無線網(wǎng)關(guān)分段接入古城骨干網(wǎng)，實現(xiàn)古城景區(qū)的無線覆蓋或全覆蓋.感知層網(wǎng)絡(luò)除用于各種需要分布式移動監(jiān)測，還用于用戶個人終端的無線接入，并可擴展為移動語音及視頻提供傳輸通道.用戶個人終端主要包括:用戶攜帶的筆記本電腦、PDA、智能手機、手持導覽終端等. 用戶個人終端的無線接入采用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)主要基于GSM 和3G 網(wǎng)絡(luò).

3 智慧古城信息集成與融合層

信息集成與融合層負責信息的抽取、整合、處理、集成.

信息集成由信息集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，包括調(diào)度指揮控制中心以太網(wǎng)，互為冗余的I/O 服務器組和數(shù)據(jù)服務器集群.服務器集群通過1000M 以太網(wǎng)骨干傳輸，采集人流、監(jiān)控等全部信息，將信息集成到控制中心，進行各種智能信息處理，如信息融合、信息挖掘等等.服務器上的重要歷史信息能夠保留較長時間［4］.

3.1 信息集成平臺

信息集成(集成平臺)Integrated information(Integrated platform)是指系統(tǒng)中各子系統(tǒng)和用戶的信息采用統(tǒng)一的標準，規(guī)范和編碼，實現(xiàn)全系統(tǒng)信息共享，進而可實現(xiàn)相關(guān)用戶軟件間的交互和有序工作.

信息集成主要負責將感知與控制層采集數(shù)據(jù)進行處理，滿足上層管理決策與應用層的需求.主要包括以下幾個具體方面:

(1)應用能力支撐:LED、視頻監(jiān)控、GSP、多媒體IVR、GIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)、動態(tài)發(fā)布數(shù)據(jù)等方面的數(shù)據(jù)處理.

(2)數(shù)據(jù)中心:數(shù)據(jù)能力開放服務、批量數(shù)據(jù)采集模塊、各類數(shù)據(jù)模型建立.

3.2 業(yè)務信息融合

信息融合又稱數(shù)據(jù)融合，是指為完成決策和估計任務而利用計算機技術(shù)對按時序獲得的若干傳感器的觀測信息在一定準則下加以自動分析、綜合的信息處理過程.

本層的關(guān)鍵技術(shù)之一是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫平臺.各種系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)描述形式、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理格式和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理方式，便于信息的挖掘和融合. 如果各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)沒有統(tǒng)一的描述形式和存貯方式，信息挖掘與融合將是一句空話. 由于智慧古城子系統(tǒng)眾多，將來的發(fā)展需要對各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行綜合分析和數(shù)據(jù)挖掘，因此，從一開始就利用數(shù)據(jù)倉庫具有海量數(shù)據(jù)存儲的能力，利用OLAP 聯(lián)機分析處理和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進行強大的多維數(shù)據(jù)分析，為實現(xiàn)決策支持功能提供條件.

4 智慧古城管理決策與應用層

4.1 面向游客的應用系統(tǒng)

面向游客的應用系統(tǒng)主要包括以下幾個模塊，下面分別進行論述.

4.1.1 虛擬現(xiàn)實展示

在入口出口建立大型的3 －D 影院:介紹古城歷史虛擬復原畫面，呈現(xiàn)古城一期、二期、將來的復原圖及虛擬畫面，展示二次世界大戰(zhàn)的3 －D 復原動畫，對景區(qū)內(nèi)的特色景點以虛擬現(xiàn)實的形式建立視頻，放到信息集成與融合層，供個人通過互聯(lián)網(wǎng)、有線電視、移動通信網(wǎng)訪問，能感知該景點的特色，增加其游客的吸引力. 另外，在手機上可顯示所到景點的虛擬圖.

4.1.2 智能導游

智能導游中的旅游線路規(guī)劃主要有以下功能:

(1)推薦一天或多天的線路，以及規(guī)劃融合了游、行、吃、娛樂、購物、住宿的綜合信息:景點介紹(日程安排)、每個景點的推薦游覽時間、公交或行車路線、餐飲特色、娛樂項目、購物推薦、酒店信息、提醒游客注意事項(著裝、防護、最佳景觀時機和地點).

(2)根據(jù)用戶需求進行路線定制化服務:到達的景點、時間上的特殊安排、對購物的偏好等，同時為游客提供多條推薦游覽路線供選擇.

(3)智能規(guī)劃:根據(jù)綜合信息分析并規(guī)劃最佳線路:可根據(jù)景區(qū)實際情況(擁堵情況/熱度排名)，市場促銷和推介旅游活動，感知信息(溫度、天氣)，用戶偏好和行為特征、用戶口碑排名等.

(4)記錄、顯示用戶過往的游覽軌跡:讓用戶自己了解過往的行程;根據(jù)歷史軌跡重新規(guī)劃線路.

(5)聯(lián)動景區(qū)介紹的應用:在規(guī)劃的游覽路線上，提供多感知和多媒體的景區(qū)景點介紹.

(6)聯(lián)動電子商務應用:在規(guī)劃的線路上提供門票、車船票、餐飲、酒店、娛樂等服務產(chǎn)品的購買信息，途徑和操作.

4.1.3 智能門票

旅游線路規(guī)劃目前國內(nèi)大部分景區(qū)依然使用紙質(zhì)門票，而紙質(zhì)門票具有防偽能力差、易損壞、驗票時間長等缺點.在客流量比較集中的時段，會給游客的購票、檢票帶來很大的壓力，耽誤游客大量的時間.為了解決這些問題，我們可以利用RFID 電子標簽技術(shù)建立一個古城智能門票系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機售票、驗票、查詢、匯總以及統(tǒng)計和報表等門票控制管理功能.RFID 標簽門票具有以下技術(shù)特點:支持特殊信息的寫入和讀取，可以回收利用，滿足了低碳環(huán)保和降低成本的要求;超高頻技術(shù)帶有一定的穿透性，讀取速度快，不用通過激光或紅外線瞄準就能獲取數(shù)據(jù)，達到高效的人性化驗票效果.

4.1.4 資訊發(fā)布

由信息集成與融合層主動推送，將綜合感知/智能/互動的綜合信息發(fā)布到形式多樣的終端，主要有:

(1)手機客戶端:與移動，電信，聯(lián)通合作，當游客到達指定區(qū)域，即發(fā)送相關(guān)資訊;

(2)LED 屏幕:由電腦通過軟件，根據(jù)設(shè)置自動更新;

(3)IVR 多媒體終端:主要是3DIVR，此系統(tǒng)整合了平面、視頻、音頻、三維、動畫等眾多宣傳手法，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)應用的多媒體技術(shù)，是一種新興的基于真實場景的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，前期需要拍攝數(shù)字圖片，后期用專業(yè)軟件進行設(shè)計制作.

另外，游客也可以根據(jù)自己的情況隨時通過重大發(fā)布尋人等資訊.

4.2 面向古城主管部門的應用系統(tǒng)

面向古城主管部門的應用系統(tǒng)主要包括以下幾個模塊，下面分別論述.

4.2.1 景區(qū)綜合安防

視頻監(jiān)控、防火防盜、聲控報警等.利用部署在各處的全球眼監(jiān)控探頭、煙霧傳感，實現(xiàn)圖像敏感性智能分析并與110、119、112 等交互，實現(xiàn)探頭與探頭之間、探頭與人、探頭與報警系統(tǒng)之間的聯(lián)動，從而構(gòu)建和諧安全的旅游環(huán)境.

4.2.2 智能決策

可以定期分析游客對旅游線路的偏好，根據(jù)分析可以對景點進行改進和完善;可以對人流量的時間段進行分析以合理安排管理人員和其他.

智能決策依托信息技術(shù)，主動獲取游客信息，形成游客數(shù)據(jù)積累和分析體系，全面了解游客的需求變化、意見建議以及旅游企業(yè)的相關(guān)信息，實現(xiàn)科學決策和科學管理.

智能決策能鼓勵和支持旅游企業(yè)廣泛運用信息技術(shù)，改善經(jīng)營流程，提高管理水平，提升產(chǎn)品和服務競爭力，增強游客、旅游資源、旅游企業(yè)和旅游主管部門之間的互動，高效整合旅游資源，推動旅游產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展.

此功能的實現(xiàn)主要依賴信息獲取技術(shù)，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù).

4.2.3 游客流量管理

游客流量管理主要功能有:

(1)對人群聚集場所視頻進行智能圖像分析，例如:自動對人群異常聚集進行告警.對主要出入口視頻進行智能圖像分析，如:自動統(tǒng)計出入人數(shù).

(2)在監(jiān)控管理端:對監(jiān)控點出現(xiàn)人群異常聚集超過閾值進行告警;對監(jiān)控點的統(tǒng)計人數(shù)進行匯總，在地圖上顯示;匯總各種統(tǒng)計報表，實現(xiàn)對天、周、假日、月、年等的統(tǒng)計.

(3)在管理端:景區(qū)管理人員可在GIS 地圖上進行全面的監(jiān)控和管理.

4.2.4 車輛及停車場管理

車輛及停車場管理模塊主要功能如下:

(1)實現(xiàn)主要道路實時監(jiān)控、車流數(shù)量自動統(tǒng)計.

(2)自動識別車牌號碼;實現(xiàn)收費自動管理;車輛出入時車牌比對，確保車輛安全;與公安系統(tǒng)連接，確保車輛安全，發(fā)現(xiàn)報案車輛自動報警.

(3)停車場車輛逆行告警，并聯(lián)動出入口攝像機進行拍照記錄.

(4)道路擁堵提示.

(5)停車場泊位現(xiàn)狀顯示，提示、安排目前最佳停車位.

(6)停車場防火管理與監(jiān)控.

5 結(jié)束語

古城的開發(fā)和運營尚在初級階段，為使更多游人真正了解古城淵源及內(nèi)涵，我們應該讓更多的人通過更多的方式和途徑了解古城，讓更多的人便利地體驗到古城，不斷提高古城的知名度.因此，為了更好宣傳古城，提高古城的旅游價值，將物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)引入到古城開發(fā)和建設(shè)中顯得尤為重要，智慧古城的建設(shè)，必將推動古城社會和經(jīng)濟的發(fā)展.

［1］朱珠，張欣.淺談智慧旅游感知體系和管理平臺的構(gòu)建［J］.江蘇大學學報(社會科學版)，2011(6):500 －505.

［2］陳柳欽.智慧城市:全球城市發(fā)展新熱點［J］.青島科技大學學報(社會科學版)，2011(1):23 －26.

［3］張凌云.智慧旅游:個性化定制和智能化公共服務時代的來臨［J］.旅游學刊，2012(2):123 －126.

［4］金衛(wèi)東.智慧旅游與旅游公共服務體系建設(shè)［J］.旅游學刊，2012(2):201 －206.