智慧旅游路線規(guī)劃平臺建設(shè)應用

董春華，麻朝光，王冠華，梁康發(fā)，任宇杰

（天津城建大學，天津 300384）

旅游業(yè)作為我國的重要產(chǎn)業(yè)之一，已成為推動我國GDP 增長的重要推動力.自駕游、自助游等形式的自助旅游的發(fā)展，推動自助旅游市場成為新的旅游熱點，同時，也促使旅游產(chǎn)業(yè)供給與需求的矛盾更加突出.目前廣泛應用的旅游平臺多為自助游用戶提供旅游資源的文字圖片等信息，現(xiàn)有的路線規(guī)劃服務(wù)大多是由旅游機構(gòu)提供的旅游產(chǎn)品，用戶一般無法參與對這些內(nèi)容的規(guī)劃和設(shè)計；部分旅游網(wǎng)站提供了基本的旅游行程路線功能，但對于自助游規(guī)劃也基本是通過網(wǎng)友們?nèi)翰呷毫θ斯ね瓿?自助游發(fā)展的此種現(xiàn)狀與智慧旅游產(chǎn)業(yè)化、信息化的趨勢是背道而馳的，亟需更加智能化的旅游服務(wù)平臺填補空白.

互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展促使旅游產(chǎn)業(yè)科技化含量越來越高，基于移動端的旅游方式已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的旅游模式.在這樣的背景下，在移動端旅游的基礎(chǔ)上科學地規(guī)劃最優(yōu)的旅游路線，既滿足游客虛擬旅游的體驗需求，同時為游客提供實際旅游中花費最小而且旅游體驗最好的旅游路線，具有十分重要的意義.

本文以天津市為研究對象，實現(xiàn)基于智能旅游線路規(guī)劃及可視化方法，為自助游客智能化查詢旅游信息及規(guī)劃旅游路線提供有力工具.

1 旅游路線規(guī)劃

1.1 研究現(xiàn)狀

旅游路線規(guī)劃問題是基于經(jīng)典TSP 問題演化而來.目前國內(nèi)外對TSP 問題研究較多，如最鄰近算法、插入法、動態(tài)規(guī)劃算法、遺傳算法以及蟻群算法等，在一定程度上滿足游客的出游條件，如吳澎等基于多目標規(guī)劃算法對201 個國家5A 級景區(qū)進行旅游線路設(shè)計研究[1].劉忠花等提出三階段TSP 模型，利用遺傳算法對201 個國家5A 級景區(qū)進行了合理的旅游路線設(shè)計[2]. 郝標等基于蟻群優(yōu)化算法對井岡山旅游區(qū)進行了路線規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計[3]. 睢先先等結(jié)合改進的蟻群優(yōu)化算法、百度地圖API 以及Android 開發(fā)等技術(shù)，實現(xiàn)了基于Android 智能終端的城市內(nèi)自助游規(guī)劃系統(tǒng)[4].Beatriz Rodriguez 從應用角度出發(fā)，利用數(shù)學模型和交互式多目標技術(shù)設(shè)計了個人旅游路線規(guī)劃系統(tǒng)，可以生成一條基于用戶選擇的行程路線[5]. 黃騰基于遺傳算法對河南省13 個5A 景點進行無約束條件下的旅游路線規(guī)劃，再利用蟻群算法進行有費用約束條件下的旅游路線規(guī)劃[6].萬慧云等基于蟻群算法對全國5A景點進行了旅游路線規(guī)劃方案規(guī)劃設(shè)計[7]. 這些研究為智能旅游路線規(guī)劃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，但其中基于實際旅游景點數(shù)據(jù)進行規(guī)劃的算法對旅游目的地的針對性比較強，并且對于路線的可視化顯示并不盡人意，目前仍沒有一個解決TSP 問題的完美方案.

1.2 蟻群算法

蟻群算法是一種利用正反饋信息在圖中尋找優(yōu)化路徑的概率型算法，是由意大利Marco Colorni 等通過模擬自然界中螞蟻集體尋徑行為而提出的一種基于種群的啟發(fā)式仿生進化算法[8]. 螞蟻在尋找食物的過程中釋放信息素，蟻群之間通過信息素進行交流，并選擇信息素濃度較大的路徑，大量螞蟻表現(xiàn)出一種協(xié)同搜索最短路徑的正反饋現(xiàn)象，路徑越短信息素濃度疊加越快，從而導致最后所有的螞蟻均集中到最短路徑.

利用蟻群算法解決TSP 問題原理為：假設(shè)蟻群中螞蟻個數(shù)為m，風景區(qū)個數(shù)為n，風景區(qū)i 與j 之間路徑距離為Rij（i，j=1，2，…，n），在t 時刻，該路徑的信息素濃度為τij（t），設(shè)各風景區(qū)之間的信息素初始濃度相同，均為 τij（t）= τ0.螞蟻 k（k=1，2，…，m）可通過各風景區(qū)的路徑之間的信息素濃度大小決定要訪問的下一景區(qū)（t）表示 t 時刻螞蟻 k 從風景區(qū) i 轉(zhuǎn)移到風景區(qū)j 的概率.螞蟻釋放信息素的過程中，信息素同時逐漸揮發(fā)，設(shè)信息素揮發(fā)程度為參數(shù)ρ（0 ＜ρ ＜1），當所有螞蟻均完成一次循環(huán)之后，對各風景區(qū)間路徑的信息素濃度進行更新[7]. 信息素濃度最高路徑為最優(yōu)路徑.

針對該問題，為考慮區(qū)域景點的各種旅游資源信息，實現(xiàn)自助游客旅游行程路線的自助規(guī)劃，本文基于蟻群算法建立動態(tài)路線規(guī)劃算法，并將規(guī)劃路線以二維地圖和交通方式相結(jié)合的方式進行可視化展示，從而為游客提供智能路線規(guī)劃服務(wù).

2 旅游路線規(guī)劃平臺實現(xiàn)

2.1 平臺架構(gòu)設(shè)計

平臺的開發(fā)環(huán)境操作平臺選用Windows 與Linux結(jié)合使用；前端開發(fā)工具選用HBuilderX，前端管理開發(fā)工具選用IntelliJ-IDEA13，Web 服務(wù)器使用阿里云提供的輕量級應用服務(wù)器、nginx 和tomcat；數(shù)據(jù)存儲采用MySQL 關(guān)系數(shù)據(jù)庫. 平臺的設(shè)計模式采用SSM框架，客戶端采用 HTML5 技術(shù)，使用jQuery 的JavaScript 框架建立，后臺數(shù)據(jù)服務(wù)交互通過Ajax 技術(shù)對后臺發(fā)出請求，后臺按照邏輯需求調(diào)用庫并使用Json 格式進行數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)客戶端與數(shù)據(jù)服務(wù)層的數(shù)據(jù)交互.

2.2 平臺功能設(shè)計

根據(jù)平臺需求，平臺提供的各種景點信息，使用戶能夠了解景點描述、位置、交通及評論等相關(guān)信息，通過選擇意向景點進行行程規(guī)劃，獲得旅游體驗.功能模塊主要包括景點信息展示、附近景點、景點推薦、行程規(guī)劃、路線展示、用戶管理等. 平臺功能如圖1 所示.

圖1 平臺功能

2.3 平臺功能實現(xiàn)

2.3.1 用戶管理

用戶管理部分包括用戶注冊、登錄及意見反饋.用戶使用平臺功能需在“用戶注冊”界面進行注冊，并通過郵箱驗證.

2.3.2 景點信息展示

用戶可在景點信息顯示欄下瀏覽天津市各個景點，選擇意向景點，可看到該景點的詳細信息.如景觀圖片、景點描述、地址、開放時間、聯(lián)系電話以及景點的地圖定位顯示，通過地圖縮放可以查看景點周圍的各類地物，如圖2 所示.

圖2 景點詳情頁面

2.3.3 附近景點

在“附近好玩”界面，平臺通過獲取用戶的地理位置，以3 km 的距離為緩沖，查找用戶周圍的景點信息，并為用戶展示景點詳細列表，點擊意向景點，可展示該景點的詳細信息，如圖3 所示.

圖3 附近景點顯示

2.3.4 行程規(guī)劃

用戶通過瀏覽景點信息，選擇多個意向景點，所選景點將會傳輸?shù)揭?guī)劃模塊，在規(guī)劃模塊用戶可以選擇要規(guī)劃的景點或刪除意向景點，選擇“幫我規(guī)劃”功能，后臺應用蟻群算法，根據(jù)所選意向景點的空間位置規(guī)劃出合理的路線，并將結(jié)果返回到“我的行程”，將規(guī)劃好的景點ID 序列存儲在數(shù)據(jù)庫行程規(guī)劃表的placelist 字段.該模塊如圖4 所示.

圖4 景點選擇

2.3.5 我的行程

該模塊功能為接收行程規(guī)劃模塊的規(guī)劃結(jié)果，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的景點排序序列，將規(guī)劃好的游覽順序分段進行地圖可視化顯示，并對每個分段配以交通狀況.顯示詳情如圖5 所示.

圖5 行程顯示界面

3 結(jié) 語

本文以天津市為研究對象開發(fā)了城市旅游智能路線規(guī)劃平臺，平臺利用蟻群算法實現(xiàn)旅游路線的智能規(guī)劃，調(diào)用百度地圖API 進行規(guī)劃結(jié)果的可視化，為天津市自助游客提供便捷，具有很好的現(xiàn)實意義.該平臺利用網(wǎng)頁技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)功能需求，使其既能封裝成App 在移動端使用，又能在Web 端基于瀏覽器使用，能夠輕松實現(xiàn)跨平臺，方便用戶在各種平臺使用.