復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘在智慧旅游系統(tǒng)中的應用研究

徐少甫++張?zhí)烀?/p>

摘要：智慧旅游是當前旅游業(yè)的熱點，如何構建一個智慧旅游系統(tǒng)是我們的目標。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，以云計算和移動互聯(lián)為基礎的技術平臺，對整個旅游系統(tǒng)進行了重構。本文主要從復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘角度出發(fā)，分析了智慧旅游的概念及其技術指標以及復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘，并研究了其在智慧旅游系統(tǒng)中的應用。

關鍵詞：智慧旅游；復雜網(wǎng)絡；數(shù)據(jù)挖掘

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）10-0039-02

大數(shù)據(jù)和云計算的發(fā)展，給我們帶來了新的體驗。通過智能移動設備，我們正在享受智慧旅游帶給我們的體驗。智慧旅游的重點是對大數(shù)據(jù)的應用，而大數(shù)據(jù)的處理和應用離不開云計算和移動智能設備。復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘要發(fā)現(xiàn)有價值的信息，就必須拓寬數(shù)據(jù)來源，并將數(shù)據(jù)源進行關聯(lián)。但即使用復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘來分析旅游數(shù)據(jù)的價值信息，難度也比其他領域更大，因為旅游數(shù)據(jù)來源更多，形式更復雜。如果要給旅游者以滿意的服務，我們在服務的同時，必須引入動態(tài)評價體系，通過完善的評價理論和方法，建設智慧旅游。網(wǎng)絡的發(fā)展給人們帶來了方便，也帶來了困擾，特別是海量信息的產(chǎn)生。我們要進行復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘，云計算是必不可少的工具，通過物聯(lián)網(wǎng)采集信息，結合數(shù)據(jù)挖掘算法，動態(tài)的進行數(shù)據(jù)處理。

1 智慧旅游系統(tǒng)的形成

1.1 智慧旅游的提出

2015年9月20日，國家旅游局首次在國家層面提出將旅游和互聯(lián)網(wǎng)兩大領域融為一體，這說明構建一個符合現(xiàn)代社會的智慧旅游系統(tǒng)勢在必行。早在2008年，IBM提出就提出了智慧地球的概念，并延伸產(chǎn)生了智慧旅游的概念。智慧旅游作為智慧地球和智慧城市的延伸，其理論和實際技術應用已經(jīng)展開并取得了一些成果。

1.2 智慧旅游的概念

智慧旅游是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它不僅僅是信息處理、數(shù)據(jù)通信、旅游業(yè)態(tài)等綜合發(fā)展的結果，更是一個技術和服務的創(chuàng)新。在具體形式上，主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、計算機、網(wǎng)絡通信、云計算、虛擬平臺、移動互聯(lián)等技術和設備的發(fā)展和應用上，在旅游者的體會主要是可以輕松、愉快、個性化的享受旅游行程。智慧旅游的智慧體現(xiàn)如下：（1）智慧旅游要達到智慧，就需要通過技術手段，讓游客感到愉悅，這是一個心理層面的感受。（2）智慧旅游的前提是旅游信息數(shù)字化，將信息化程度具體到信息收集、處理。（3）智慧旅游體現(xiàn)旅游者的主體地位，以人為本，強調人的感受，并引入評價體系，動態(tài)更新。（4）傳統(tǒng)旅游是以人的流動為基礎，是人與景點簡單的融合，沒有感情的交流。智慧旅游通過旅游信息數(shù)字化，讓旅游者更好的體會整個旅游活動的過程。（5）智慧旅游的發(fā)展，是一個技術和服務理念不斷創(chuàng)新的過程。

1.3 智慧旅游的相關技術

智慧旅游的整個技術體系主要體現(xiàn)在信息平臺的融合。

（1）感知層平臺，這是智慧旅游的基礎平臺。智慧旅游所有的基礎信息都是從感知層進行收集和整理，是智慧旅游應用體系的數(shù)據(jù)支撐。感知層中的物聯(lián)網(wǎng)平臺的構建，本質上是智慧旅游各種資源的收集，從而使智慧旅游成為可能。

（2）網(wǎng)絡層平臺，這是數(shù)據(jù)通信的基礎。在通信層面，移動互聯(lián)是智慧旅游的重點，旅游本來就是一個比較復雜的社會網(wǎng)絡。智慧旅游要讓旅游者有全新的體驗，網(wǎng)絡傳輸質量是最關鍵的，否則智慧旅游將是一個空中樓閣。

（3）信息處理平臺，這是智慧旅游的核心。在這個過程中，我們主要用到了大數(shù)據(jù)和云計算，通過云平臺和人工智能，將整個旅游系統(tǒng)中的信息進行分布式并行計算，通過虛擬化、網(wǎng)絡存儲等技術，讓旅游者能夠體會到智慧旅游的魅力。

（4）應用層平臺，這是我們的落腳點。所有智慧旅游的成果都需要一個出口，應用層就是這個展示平臺。應用層平臺是落實智慧旅游的平臺，智慧旅游是否能夠真正得到體現(xiàn)，就看應用層的具體表現(xiàn)。在應用過程中，我們除了有真實場景，還可以通過虛擬現(xiàn)實技術，展示一些著名景點，給旅游者一個全新的體驗。

1.4 智慧旅游發(fā)展的技術瓶頸

智慧旅游一路走來，依賴于科技的發(fā)展。但是影響智慧旅游的一些關鍵技術發(fā)展有所緩慢，還未進入成熟階段。主要體現(xiàn)在：（1）云計算技術還有待進一步提高，穩(wěn)定性和安全性還需進一步加強；（2）網(wǎng)絡傳輸速度的進一步提升，這是智慧旅游發(fā)展很重要的一步；（3）大數(shù)據(jù)挖掘模式的研究，繼續(xù)研究從大數(shù)據(jù)中找到旅游者所關心的數(shù)據(jù)源。

2 復雜網(wǎng)絡及其數(shù)據(jù)挖掘的發(fā)展

2.1 復雜網(wǎng)絡的發(fā)展

自然界由很多復雜網(wǎng)絡構成，它們通過節(jié)點和節(jié)點組成網(wǎng)絡。例如社會關系網(wǎng)絡、Internet、社交網(wǎng)絡等，這些網(wǎng)絡表面上看沒有任何關系且各不相同。但是這些有形或無形的網(wǎng)絡具有的特征，如動態(tài)平衡、等級結構、相互關聯(lián)等。經(jīng)過實踐證明，這些網(wǎng)絡之間具有很多的相似性。當?shù)谌喂I(yè)革命誕生之時，網(wǎng)絡進入了飛速發(fā)展的時代，從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)，從云計算到大數(shù)據(jù)等，這些變化將使世界變得更小。對于人類來說，復雜網(wǎng)絡是高級別的網(wǎng)絡，它具有其它網(wǎng)絡所不具備的特性：（1）網(wǎng)絡規(guī)模龐大，網(wǎng)絡節(jié)點無限延伸，具有時空演變的特性；節(jié)點此消彼長，增加了對網(wǎng)絡分析的難度；（2）網(wǎng)絡規(guī)模龐大，導致結構復雜，網(wǎng)絡中的復雜因子不斷變化增加了復雜系數(shù)；（3）動力傳播性不斷增加，網(wǎng)絡有向性互不相同。

2.2 數(shù)據(jù)挖掘的發(fā)展

數(shù)據(jù)挖掘技術的發(fā)展大約從18世紀開始，如貝葉斯理論；到了19世紀，有了回歸分析，這些數(shù)據(jù)挖掘技術都是手工地從數(shù)據(jù)中提取模式。隨著信息化時代的到來，計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)存儲在計算機中，這些數(shù)據(jù)的特點決定了人們很難直接理解，而其中的規(guī)律和價值更難以發(fā)現(xiàn)。因此，在大數(shù)據(jù)來臨之時，我們通過對復雜網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)挖掘來發(fā)現(xiàn)其隱藏的數(shù)據(jù)模式。數(shù)據(jù)挖掘是數(shù)據(jù)“模型”的發(fā)現(xiàn)過程，是指從數(shù)據(jù)中提取有用模型的過程。在我們提取的模型中，可以是一個匯總，也可以使一個集合。我們通過建模的計算方法：（1）對數(shù)據(jù)進行簡潔的近似匯總描述，目標是尋找那些共同元素比例較高的集合對。（2）對數(shù)據(jù)進行特征抽取，從數(shù)據(jù)中尋找符合特征的個案。復雜網(wǎng)絡的快速發(fā)展和廣泛應用，以及相關公司的技術支持，給數(shù)據(jù)挖掘帶來了困擾。為解決復雜網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)挖掘問題，將復雜網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)挖掘劃分為面向復雜網(wǎng)絡的結構挖掘、相似性挖掘、數(shù)據(jù)流傳播過程挖掘等多個類別：（1）數(shù)據(jù)挖掘前，對數(shù)據(jù)進行理解及收集、整理、預處理等。（2）數(shù)據(jù)挖掘中，挖掘模型的建立，包括算法的研究及實施，模型建立后的評估等。（3）數(shù)據(jù)挖掘后，通過專家?guī)?，進行動態(tài)評價，并以可視化的形式給用戶展示，從而檢驗和評估數(shù)據(jù)挖掘所產(chǎn)生的結果。endprint

3 復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘在智慧旅游系統(tǒng)中的應用

3.1 智慧旅游系統(tǒng)中結構和屬性信息的數(shù)據(jù)挖掘

目前隨著復雜網(wǎng)絡的廣泛應用和數(shù)據(jù)源越來越多，復雜網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)量在近年來呈現(xiàn)爆炸式的增長。旅游業(yè)和大數(shù)據(jù)及云計算都是當前的熱點，智慧旅游更是我們關注重點。旅游業(yè)復雜數(shù)據(jù)爆炸式的增長—加快了旅游大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，也加速了我們對智慧旅游系統(tǒng)中復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘的緊迫感。結合智慧旅游復雜網(wǎng)絡模型中的結構信息、屬性信息，以及信息流是挖掘復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的基礎和關鍵。要在高度復雜的、非結構化的復雜網(wǎng)絡中準確、高效地構建智慧旅游復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘模型，需要盡可能多地獲取和收集一些相對全面的復雜網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)。通過對復雜網(wǎng)絡關鍵信息的提取，抽象出相應的節(jié)點、邊，以及它們的屬性特征。通過復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)預處理過程，從而得到可以用來進行數(shù)據(jù)挖掘的基本數(shù)據(jù)類型，包括復雜網(wǎng)絡的靜態(tài)數(shù)據(jù)以及動態(tài)的信息流數(shù)據(jù)。智慧旅游這樣的復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)源主要來源于現(xiàn)實世界中待挖掘的真實網(wǎng)絡，包括社會化網(wǎng)絡中的主體-人，交通網(wǎng)絡中的-車，景點網(wǎng)絡中的-景點，旅游社網(wǎng)絡中的-旅行社等，通過收集并集成這部分來自復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)源中的信息。復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘在智慧旅游中的結構和屬性分析主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）智慧旅游的屬性值在云服務流程過程中，主要是服務價值導向的融合和創(chuàng)新，這一階段的數(shù)據(jù)挖掘主要是通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和移動互聯(lián)等新興信息技術來實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、資源共享、系統(tǒng)實現(xiàn)和完善。通過對智慧旅游系統(tǒng)服務準備階段、服務進行階段、服務結束階段三個屬性進行分析，從而提升智慧旅游系統(tǒng)的人性化。

（2）智慧旅游系統(tǒng)的結構挖掘，主要是對傳統(tǒng)旅游模式的重構。強化創(chuàng)新，以云計算為技術手段，提升服務理念。這一過程主要是對旅游模式的分解，將每一個旅游節(jié)點放到復雜網(wǎng)絡的大環(huán)境中進行分析，從根本上解決每一個節(jié)點在時空演變的過程中，能有效改善旅游者的旅游體驗。

（3）智慧旅游系統(tǒng)中商業(yè)模式屬性，從傳統(tǒng)的景點購買向電子商務過渡，改變旅游行程中的購物模式，這種模式的關鍵是對海量信息的精確處理，這是復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘的重點。

（4）智慧旅游系統(tǒng)中旅游者屬性的數(shù)據(jù)挖掘，以旅游者為中心。通過網(wǎng)絡中心，開展復雜網(wǎng)絡的節(jié)點分析，從而得出旅游者個體在復雜網(wǎng)絡各個節(jié)點所處的位置和所需要的網(wǎng)絡資源。通過鏈接預測，將用戶在網(wǎng)絡中的行為進行記錄，以改善用戶訪問體驗。

3.2 智慧旅游系統(tǒng)中的協(xié)同過濾——推薦相似項

在大數(shù)據(jù)時代，我們游客復雜的個性化需求和大數(shù)據(jù)的處理，引領我們的旅游進入了智慧旅游時代。智慧旅游正是通過改善和提高整個旅游體系，從而達到滿足游客從簡單的旅游體驗到以各種需求為中心。在推薦相似項問題上，我們主要從尋找具有相對較大交集的集合問題開始，在尋找過程中，我們主要通過最小哈希的技術。智慧旅游的發(fā)展是一個創(chuàng)新，我們在云計算環(huán)境下，根據(jù)游客的個性指標來進行有效推薦，這是復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘的一個有效算法。針對該問題，產(chǎn)生了局部敏感哈希的技術，該技術能夠把搜索范圍集中在那些可能相似的項對上面。在協(xié)同過濾中，系統(tǒng)會向用戶推薦相似興趣用戶所喜歡的那些項。首先找出可能的候選對相似文檔集合，然后基于該集合發(fā)現(xiàn)真正的相似文檔。在智慧旅游系統(tǒng)中，我們對個性化旅游云服務選擇進行了協(xié)同過濾，通過技術手段，對這些信息數(shù)據(jù)資源構建基于云平臺中樞來進行信息配置和數(shù)據(jù)計算。在智慧旅游控制中心，我們通過提取復雜網(wǎng)絡動態(tài)增長的信息進行大數(shù)據(jù)分析，并通過移動互聯(lián)將分析結果進行可視化，為游客提供一個精確的旅游信息。在協(xié)同過濾-推薦相似項過程中，通過選擇最小哈希簽名的長度、檢查每個候選對的簽名，確定它們一致性的比例是否大于某個特定值。我們在智慧旅游系統(tǒng)中，通過采用組合算法，來實現(xiàn)個性化推薦。

3.3 智慧旅游系統(tǒng)中網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流挖掘

智慧旅游系統(tǒng)中數(shù)據(jù)是流動的，這是旅游的特性所決定的。我們如何預測復雜網(wǎng)絡的信息傳播過程，主要結合信息流信息進行挖掘。由于復雜網(wǎng)絡的特點，我們在數(shù)據(jù)挖掘過程中，更多的是考慮數(shù)據(jù)的動態(tài)屬性，即信息流的屬性。數(shù)據(jù)流挖掘表示如果真需要數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)都可以用。當我們發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)流來臨時，就需要及時對數(shù)據(jù)進行處理，否則，數(shù)據(jù)就流失了。智慧旅游系統(tǒng)通過云計算和物聯(lián)網(wǎng)等技術手段，及時抓住每一個信息流，并作出精確的數(shù)據(jù)分析，抽取有用樣本，為智慧旅游系統(tǒng)控制中心提供指揮信息。通常情況下，流處理常見方式是選擇或稱為過濾。即我們只想接受流當中滿足某個準則的元組集合。被接受的元組會以流的方式傳遞給另一個過程，而其他元組被忽略。在復雜網(wǎng)絡中，智慧旅游所處理的信息，由于不僅具有結構信息，還具有屬性信息以及信息流，我們不僅要研究其靜態(tài)屬性，還要研究其動態(tài)屬性。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡挖掘方法無法刻畫乃至預測復雜網(wǎng)絡中信息傳播的動力學過程。在構建智慧旅游系統(tǒng)中，我們將復雜網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)挖掘體系應用到數(shù)據(jù)處理中。通過構建一個可靠、穩(wěn)定、高效的數(shù)據(jù)挖掘機制，在數(shù)據(jù)流的處理中，預測信息傳播過程中出現(xiàn)的問題。而整個智慧旅游就是以旅游者為中心的人員流動體系。

4 展望

本文主要研究了復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘在智慧旅游系統(tǒng)中的應用。智慧旅游作為智慧地球的一部分，還有很大的提升空間。我們借助復雜網(wǎng)絡數(shù)據(jù)挖掘工具，充分發(fā)揮云計算的優(yōu)勢，為智慧旅游系統(tǒng)的完善提供支持。未來，我們將從復雜網(wǎng)絡的千絲萬縷中，找出數(shù)據(jù)挖掘的科學模式，充分發(fā)揮人工智能、云計算的作用，不斷改善和提升智慧旅游的層次。

參考文獻

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