數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李佳+楊婷婷++劉偉

摘 要： 為了促進(jìn)旅游業(yè)信息化發(fā)展腳步，設(shè)計(jì)數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)。系統(tǒng)由主機(jī)端和移動(dòng)終端構(gòu)成，移動(dòng)終端收集游客提出的旅游咨詢信息，經(jīng)主機(jī)端中的問句解析模塊提取信息關(guān)鍵詞，利用索引器將關(guān)鍵詞引入數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)字多媒體技術(shù)向旅游咨詢信息中匹配與信息實(shí)體、屬性以及關(guān)系有關(guān)的數(shù)據(jù)，獲取候選問答答案，并進(jìn)行旅游咨詢信息的相似度計(jì)算，按照計(jì)算結(jié)果排列候選問答答案，將其顯示在移動(dòng)終端上。實(shí)驗(yàn)證明，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可靠性強(qiáng)，可以正確處理旅游咨詢信息的概念關(guān)系。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字多媒體； 旅游咨詢信息； 智能問答系統(tǒng)； 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號： TN915.5?34； TP391.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）12?0066?03

Abstract： In order to promote the development of tourism information， a digital multimedia intelligent question?answering system dealing with tourism consulting information was designed. The system makes up of the host and mobile terminals. The mobile terminals are employed to collect travel advisory information from tourists. The question analysis module of the host is adopted to extract information keywords， and bring them in using the digital multimedia database by means of indexer. The data related to information entities， attributes， and relationship is matched with the travel advisory information in virtue of the digital multimedia technology to get the candidate quiz answers. The similarity of tourism consulting information is calculated. The candidate quiz answers are arranged according to the calculated results， and are displayed on the relevant mobile terminal. The experiment results show that the designed system has strong reliability， and can deal with the concept relation of tourism consulting information.

Keywords： digital multimedia； travel advisory information； intelligent question?answering system； system design

0 引 言

自1945年二戰(zhàn)結(jié)束后，世界各地的旅游業(yè)一直呈穩(wěn)步上升態(tài)勢，對各國的政治、經(jīng)濟(jì)、文化等行業(yè)的發(fā)展具有一定的推動(dòng)作用，旅游業(yè)也正逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的工、農(nóng)業(yè)成為各國重點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景廣闊[1]。各地旅游人群不斷增多，游客產(chǎn)生的旅游咨詢信息在很多情況下得不到解答，嚴(yán)重干擾了游客行程，制約了旅游業(yè)的發(fā)展，智能問答系統(tǒng)對旅游業(yè)來說極具應(yīng)用和專研價(jià)值。數(shù)字多媒體以信息及數(shù)字技術(shù)為主導(dǎo)，以數(shù)據(jù)通信為基礎(chǔ)，為旅游咨詢信息的智能問答帶來了歷史性變革，產(chǎn)生了如京東實(shí)時(shí)情報(bào)傳遞（JD Instant Messaging intelligence，JIMI）等效果良好的問答系統(tǒng)，不斷推進(jìn)旅游業(yè)向著智能信息化的時(shí)代邁進(jìn)。

1 數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體硬件結(jié)構(gòu)與流程設(shè)計(jì)

數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)由主機(jī)端和移動(dòng)終端構(gòu)成，如圖1所示。主機(jī)端內(nèi)包括問句解析模塊、索引器和數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫；移動(dòng)終端進(jìn)行游客與主機(jī)的旅游咨詢信息問答交互，界面友好。

圖1標(biāo)記的序號表示系統(tǒng)處理順序，游客在移動(dòng)終端中輸入文字或者語音來咨詢相關(guān)旅游信息，主機(jī)端的問句解析模塊給出旅游咨詢信息釋義，利用索引器在數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行釋義匹配，給出匹配度高的候選問答答案，將問答答案按照數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫提供的相關(guān)順序顯示在移動(dòng)終端上[2]，游客也可以在移動(dòng)終端上查看問答答案的實(shí)際屬性和關(guān)系。數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)的主機(jī)端提供語句解釋功能，移動(dòng)終端只進(jìn)行采集和顯示[3]，在主機(jī)端功能沒有實(shí)現(xiàn)的前提下，移動(dòng)終端的顯示功能是不被調(diào)用的，系統(tǒng)處理流程如圖2所示。

1.2 數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫基于數(shù)字多媒體技術(shù)自動(dòng)建立而成，融入了信息融合、數(shù)據(jù)實(shí)體識別、近似屬性提取、數(shù)字標(biāo)注等多媒體處理步驟；通過數(shù)據(jù)迭代更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，由通信層、運(yùn)算層和管理層構(gòu)成，使用起來簡單方便、處理靈活[4]；擁有眾多旅游網(wǎng)站資源，覆蓋旅游過程中的機(jī)票購買、門票搶購、酒店預(yù)訂和路線規(guī)劃等多方面內(nèi)容。數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖層解釋如表1所示。圖層類型分為行政區(qū)、路面和路線；圖層規(guī)格分為點(diǎn)、線、面。圖層更正也是信息處理模板負(fù)責(zé)的項(xiàng)目。

1.3 問句解析模塊設(shè)計(jì)

問句解析模塊分兩個(gè)部分進(jìn)行旅游咨詢信息的關(guān)鍵詞提取。第一部分是信息格式轉(zhuǎn)換，將游客的文字或語音信息轉(zhuǎn)換成能夠被索引器和數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫辨認(rèn)的數(shù)字多媒體文本格式；第二部分是語音辨認(rèn)，這一部分通過建立知識模型進(jìn)行信息辨認(rèn)以及問句解析[5?6]。

問句解析模塊由通信層、邏輯處理層和存儲(chǔ)層構(gòu)成，其硬件結(jié)構(gòu)如圖4所示，通信層電路如圖5所示。

由圖4和圖5可知，通信層負(fù)責(zé)將旅游咨詢信息輸入到邏輯處理層，將邏輯處理層給出的關(guān)鍵詞輸出到數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫。通信層外接程序設(shè)計(jì)接口，引進(jìn)簡單的算法進(jìn)行旅游咨詢信息格式轉(zhuǎn)換?？烧{(diào)電阻R2的作用十分大，作用是調(diào)整格式轉(zhuǎn)換力度，也可阻礙信息中干擾數(shù)據(jù)的傳輸。邏輯處理層使用Java Spring MVC結(jié)構(gòu)，將模型、視圖和控制器通過Java編程語言連接起來實(shí)現(xiàn)應(yīng)有功能，將分類步驟與分析步驟隔離，減輕數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題。利用語義依存分析進(jìn)行語音辨認(rèn)，建立語義鏈接，利用查詢語言服務(wù)進(jìn)行語音辨認(rèn)更正，同時(shí)負(fù)責(zé)圖層信息的設(shè)計(jì)。存儲(chǔ)層在E?charts圖形庫的開源圖層架構(gòu)上建立而成，為系統(tǒng)提供了免費(fèi)且穩(wěn)定的可視化信息存儲(chǔ)與顯示功能。

2 實(shí)驗(yàn)與評估

2.1 評估函數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)使用4種評估函數(shù)，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確無誤，分別是，，和，，，分別表示旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)給出的候選答案出現(xiàn)在用戶瀏覽頁第1頁、前3頁和前10頁中的概率，是候選答案排序的加權(quán)平均值。顯然，，，的值越大越好，的值越小越好。4種評估函數(shù)的計(jì)算公式表示如下：

式中：的定義是所有旅游咨詢信息的問答答案數(shù)量；指用戶瀏覽頁數(shù)范圍；是旅游咨詢信息的問答答案集合。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)中涉及到的對比系統(tǒng)有基于張量分解的問答系統(tǒng)、RESCAL和RGTE?；趶埩糠纸獾膯柎鹣到y(tǒng)使用張量分解算法模糊估計(jì)旅游咨詢信息問答答案，RESCAL引入了權(quán)值法，RGTE則采用梯度算法進(jìn)行旅游咨詢信息的特征提取并優(yōu)化最優(yōu)問答答案，實(shí)驗(yàn)評估結(jié)果如表2～表5所示。

本文系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)采用了4種函數(shù)評價(jià)4個(gè)系統(tǒng)討論旅游咨詢信息問答答案的可靠性?；趶埩糠纸獾膯柎鹣到y(tǒng)、RESCAL和RGTE在單獨(dú)使用時(shí)的可靠性都不強(qiáng)，但有個(gè)別項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)評估結(jié)果仍達(dá)到了很好的數(shù)值。例如RGTE的評估結(jié)果以及基于張量分解的問答系統(tǒng)的評估結(jié)果等。實(shí)際使用時(shí)可以將幾種系統(tǒng)匯合在一起，分別處理各自擅長的項(xiàng)目，也能夠?yàn)橛慰蛶砹己玫穆糜巫稍凅w驗(yàn)。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)評估結(jié)果中脫穎而出，不用和其他系統(tǒng)匯合使用便已具備可靠性優(yōu)勢，在復(fù)雜和簡單的旅游咨詢信息集中都可以正確處理概念關(guān)系。

3 結(jié) 論

本文設(shè)計(jì)了數(shù)字多媒體旅游咨詢信息智能問答系統(tǒng)，系統(tǒng)分為主機(jī)端和移動(dòng)終端兩部分。主機(jī)端由問句解析模塊、索引器和數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫由通信層、運(yùn)算層和管理層構(gòu)成。問句解析模塊由通信層、邏輯處理層和存儲(chǔ)層構(gòu)成。主要設(shè)計(jì)了本文系統(tǒng)的整體處理流程、重要模塊結(jié)構(gòu)以及數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖層解釋表，通過實(shí)驗(yàn)證明了本文系統(tǒng)的可靠性優(yōu)勢。

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