LBS在景区游客管理中的应用研究

陈平林，刘 婷，祝炜平,唐 尧

(1. 杭州师范大学遥感与地球科学研究院，浙江 杭州 310036；2. 浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室，浙江 杭州 310036)

LBS在景区游客管理中的应用研究

陈平林，刘 婷，祝炜平,唐 尧

(1. 杭州师范大学遥感与地球科学研究院，浙江 杭州 310036；2. 浙江省城市湿地与区域变化研究重点实验室，浙江 杭州 310036)

LBS在数字景区中的应用越来越广泛，文章从景区游客管理相关方面存在的问题入手，详细介绍了LBS在景区游客管理中的主要应用范围，包括景区导览服务、位置跟踪服务和搜救服务三个方面，接着探讨了应用中的关键技术及实现方案.此应用研究已经成功实现于杭州西溪国家湿地公园西区.实例证明，该研究成果具有较大的可行性及推广性.

LBS；数字景区；游客管理

0 引 言

随着我国经济持续快速发展和居民收入水平的提高，旅游业是继住房、汽车之后增长最快的居民消费领域[1]，旅游人数的增长，使得游客管理问题变得尤为突出.游客在一定的时空中总数容易集中，如何有序组织与管理数量众多的游客，确定合适的游客游览方式尤为重要[2]，分析挖掘游客的游览轨迹信息可以为管理者提供决策支持.同时，必须保证游客的游览安全，景区搜救服务因而是一项重要的防范安全措施[3].

LBS应用十分广泛，借助LBS，可以随时随地获取个人位置及其周边相关信息，以便为相关人和事提供实时服务[4].国内外学者对游客管理的内容及相关应对对策做了不少研究，然而一般应对策略采用的是人工协调管理等传统手段[5-7]，LBS这项科技手段在景区游客管理中的应用还不多见.

据此，文章将探讨LBS在游客管理中的景区导览服务、位置跟踪服务和景区搜救服务三个方面的应用.针对应用中涉及的定位和位置跟踪两大关键问题，提出了相应的解决措施，并将上述研究成果应用于旅游景区游客自助导览系统和景区中央控制系统中.

1 LBS在景区游客管理中应用的主要范围

LBS指的是在移动环境下，利用GIS技术、空间定位技术、嵌入式技术和无线网络通信技术，为移动终端用户提供基于空间地理位置的信息服务[8].游客管理是指景区经营管理者以游客为管理对象，对游客在景区内活动全过程的组织管理，以保证景区内的旅游活动能长期稳定的发展[2].

景区游客管理LBS应用的基本架构如图1所示.

图1 景区LBS应用的基本架构Fig. 1 The basic architecture of LBS in the application of tourist attractions

“智慧景区”的提出使得LBS在景区中的应用越来越广泛，传统的随团旅游方式在一定程度上限制了游客的自由，人们对游览景点，游览路线和游览时间等因素的不统一使得他们更倾向于自助游览，如果采用信息化手段将游客、游览通信设备、景区管理者等实体联系起来，使得他们之间能够进行实时信息交互，这样管理者便可以掌握游客的动态，为其提供更好的服务.LBS正是通过定位技术获取通信设备终端的位置信息，提供给用户或者通信系统，从而在景区智能管理中具有重要的应用.下面从三个方面讨论LBS在景区游客管理中的应用.

1.1 景区导览服务

旅游业的信息化步伐在不断加快，传统的人工导游已经不能满足游客的需求了，这就需要一种能够提供更加方便，更加贴心的智能导游[9].景区导览是位置服务在景区中最基本的应用.

1)游览路径优化：当游客处在一个陌生的环境中时，难免会遇到一系列问题：如何到达A景点，怎么走最近，B景点在哪儿等等.景区导览系统完全可以解决这些问题，系统首先通过定位技术获取游客当前所在地点的位置，然后帮助游客计算出到达目的景点的最优路径，供游客参考；2)推荐路线导览：游客根据推荐路线的指示实现线路的实地导览，也可以通过模拟对游览的线路进行大致地了解；3)自选路线导览：游客首先确定好自选路线的行程，添加起点、经过点、终点，按照设定的路线进行导览；4)漫游导览：相对前两种按路线导览方式来说是最方便的，游客只需持有终端系统设备，系统会通过GPS自动匹配景点，从而实现自动播报游客所处位置的景点信息，当处于室内的时候，会自动接收RFID，根据RFID编号来播报其对应的景点，让游客更好地了解景区背景及其人文典故，由于该方式是漫无目的的游览，所以会缺少一些方向指向的提示；5)语音讲解：导览系统可以播报游客所在位置的景点信息，在上述导览过程中，除了道路指向语音提示、景点导游词语音讲解外，系统还增加了人性化的语音提示，会在桥上或水域附近提示注意安全等.

1.2 位置跟踪服务

游客对哪些景点感兴趣，哪些景点最受欢迎，客流量是否受时间的影响等是旅游规划中必须考虑的关键因素.上述信息可以通过位置跟踪服务获取，导览系统终端将游客的游览位置信息实时上传到景区中央控制系统数据库后，编写程序代码可以实现历史轨迹的查询功能，查询相关数据记录后得到特定景点特定时间段内的客流量，初步推断出游客比较感兴趣的景点及游客量达到高峰期的时间段.研究并分析游客的历史位置数据信息是LBS的潜在应用，一旦记录了游客的游览轨迹，就可以对轨迹数据进行分析、挖掘，从而掌握游客的行为特征，为用户提供针对性、个性化、智能化的基于位置的服务[10]，从而极大改善游客的体验水平.上述分析结果还可以作为旅游规划的理论依据，为管理者提供决策支持.

1.3 景区搜救服务

游客安全管理是景区游客管理的重要内容.景区通过安装和改进相关设施设备，规范应急救援制度等确保游客安全，提高游客管理能力.移动位置服务具有播报准确、实时并具有一定的扩展能力，因而在景区应急救援与安全管理中具有极大的应用价值.移动位置的应用将大大提高紧急救援的效率和可靠性.因此，本研究设计了基于LBS的景区搜救应用模型，整个搜救系统主要由游客服务端、中央控制系统、救援中心三个部分组成.图2说明了中央控制系统通过人员调度接口实现与救援中心的连接.

1.3.1 游客服务终端 游客服务终端包括嵌入式设备和手机，除了提供上述景区导览服务，还具有移动通信功能，包括位置上报和紧急呼救，系统后台会适时计算设备所在位置，并将位置信息上报给中央控制系统，游客可以点击地图主页面的SOS按钮，系统将发送报警信息给中央控制系统，以便景区管理者进行人员调度与救助等.

图2 景区搜救系统模型Fig. 2 The model of the search and rescue in tourist attractions

1.3.2 中央控制系统 中央控制系统可以接收游客服务终端的呼救信息并发送消息给游客(即消息广播)，以更好地对游客进行行为管理，方便管理者做出决策；在景区搜救服务中，中央控制系统通过人员调度接口实现与救援中心的连接，此外，还可以对景区导览设备进行管理.

通过信息查询进行位置查询，查看景区某一位置的相关信息，具体了解某一点位或区域位置内导览设备的数量、游览情况等，当收到某个设备的警报信息时，对应位置处的该设备图标会发出警报声且颜色变为亮红色，获取该点的信息对救援中心人员的决策具有非常重大的意义.消息广播是指管理人员在后台系统录入文字消息，向所有或指定导览终端机进行广播.例如，系统收到警报时，可以发送相关信息给附近的游客，请他们伸出援助之手.设备管理功能可以实时获取游车、游船、手机等终端的使用状态和位置状态，进行管理和监控.

1.3.3 救援中心 救援中心包括应急救援设施、安保人员及其调度信息.一旦安全事故发生或搜救信号触发，救援中心接收中央控制系统的调度信息，并根据位置前往事故发生地点救援.

2 关键技术的改进及其实现方案

2.1 基于GPS与RFID的室内/室外无缝集成定位

全球定位系统GPS(Global Positioning System)是基于卫星的定位系统[11].系统设计时，当接收模块获取到3颗以上卫星的有效性号时，便可以较为准确计算设备所在位置.在开阔环境中，GPS定位性能良好，可以直接获取GPS位置信息作为当前位置信息，但由于GPS卫星信号遮挡，GPS定位技术尚不能满足室内定位的需求.RFID是一种短距离的室内定位技术，带有读写器的终端设备在运动过程中，会读取处于其读写范围内的标签进行定位计算[12].这些电子标签为放置室内用以标识景点的讲解点.读写器与电子标签的信号传输距离是可调节的，距离范围可达2～50m.常用的RFID定位算法有：基于路径损耗模型的定位和基于参考标签的定位[13].但这些算法要么计算复杂，要么需要放置多余的参考标签，造成不必要的浪费.

为此，有必要设计一种结合地理信息数据库的RFID室内定位算法.首先，根据景区室内电子标签布设方案，预先计算出每一电子标签的地理位置信息，建立标签地理信息库.在系统运行过程中，当获取到电子标签信号时，综合标签信息库中的位置信息与RFID信号，计算出设备所在位置信息.

有了上述针对室内和室外的定位方法后，系统还需要衔接室内和室外环境，记录两种环境的交接点.当游客从室外环境进入室内环境，系统提示接收不到GPS信号，转入室内定位;反之，进入室外定位[14-15].表达式如下：

2.2 基于数据缓存池的准实时位置跟踪服务

目前，嵌入式终端以及手机等终端的硬件设备包含GPS接收模块和GPRS无线通信模块，使得为用户提供实时的位置服务成为可能.GPRS无线传输模块作为终端的无线收发模块，把从单片机发送来的IP包或基站传来的分组数据进行相应的处理后再转发，然而现在的GPRS网还不够稳定，会出现无线网络中断和弱连接问题，有丢包的现象，造成某些游客所在位置点的数据缺失，关键位置点的数据缺失会为游客行为分析和搜救服务中位置的确定带来困难.另一方面，景区对游客位置服务的实时性要求不是很强，因此，本文提出一种保证位置数据质量的准实时位置跟踪服务方法.

在设备终端设计数据缓存池模块以解决数据丢包的问题，基于数据缓存池的位置数据上传原理如图3所示，可以为用户提供准实时的位置跟踪服务.

图3 基于数据缓存池的位置跟踪服务Fig. 3 The location tracking service based on data buffer pool

设备终端(主要指PDA、手机等)中的GPS模块接收GPS卫星发送的信号，通过对信号的解析获取位置数据，终端系统会将采集到的位置数据存储到数据缓存池中，这样截取一个时间段的位置数据便可得到一条轨迹信息.终端通过GPRS模块将位置数据发送到定位服务器，定位服务器再将位置数据上传到数据库.每当地图终端(即管理系统终端的电脑)向Web应用服务器发送查询请求时，Web应用服务器会根据查询命令查询数据库，然后将查询结果返回到地图终端，终端基于WebGIS的中央控制系统在电子地图上显示相关信息，还可以根据显示结果做进一步的分析、判断、跟踪等.

设计的数据缓存池模块所要实现的功能及工作原理为：在移动设备中编写位置数据存储模块，可以视其为一个特殊的数据库系统，当无线网络连接中断时，该模块能将GPS接收模块接收到的位置数据保存在上述特殊的数据库中，连接恢复后，将未能上传的位置数据信息继续上传到服务器端，弥补数据丢包的现象.这样便使得游客的位置数据丢失带来的弊端得到解决.

3 应用实例

上述应用和技术已经成功实现于杭州西溪国家湿地公园西区.

西溪湿地是国家5A级景区，是杭州陆地生态系统的重要组成部分.西溪国家湿地公园西区正在进行景区信息化全方位管理建设，目标是建立大型湿地景区综合性管理系统，构架一个分布松散环境下的开放景区信息服务体系，为游客提供景区信息查询、景点自助导览、公共服务信息查询等功能，增强景区管理部门对车船的监控管理，保障景点服务工作.鉴于此，将上述技术应用到西溪湿地公园西区的信息化建设中，将对景区具有重要作用.西溪湿地西区导游系统的建设依托浙江省科技计划优先主题重大社会发展基金项目以及西溪湿地西区的投入，具有一定的经费支持，目前国家也在倡导智慧景区的建设，LBS及相关技术在很多领域已经广泛应用，使得西溪湿地西区导游系统的建设具备了一定的可行性.

基于LBS技术，系统将分别部署西溪湿地景区中央控制系统、个人自助游智能GPS导游终端、电瓶车游览智能GPS导游终端、游船游览智能GPS导游终端，三种方式智能GPS导游终端通过GPRS/CDMA无线通信网络与部署在互联网上的中央控制系统相连.在西溪国家湿地公园西区内进行上述LBS应用的测试及试用，测试结果如图4.

图4 LBS在西溪湿地西区中的应用Fig. 4 The Application of LBS in West of Xixi National Wetland Park

假设一位游客在景区招隐桥附近遇难，该游客点击SOS紧急求救按钮，在西溪湿地中央控制系统管理端可以看到对应位置的警报信息.图上蓝色线表示游客走过的轨迹.

导览引擎通过TCP协议与后台进行通信连接，从而达到上传目的.设置不同的上传时间间隔将会影响游览轨迹的平滑程度，理论上讲，间隔越小，轨迹越精确.考虑数据流量节约及轨迹平滑度问题，采用试验的方法确定最佳上传频率.首先记录游客实际走过的轨迹，然后设置上传间隔分别为1s、5s、10s、15s、20s，记录对应实际路线的轨迹.对比分析轨迹图线，得到最佳上传频率为5s.

西溪湿地西区导览系统正在发挥重要作用：引导游客便捷游览、合理消费，使得景区的品质和游客满意度得到了提升，加速了景区的发展，最终为实现全省旅游景区数字化打下坚实的基础，为旅游管理部门和旅游景区提供数字化技术支持和保障.

4 结 论

(1)从景区游客管理的主要应用范围出发，通过一定的必要性分析得出，基于LBS技术的景区导览系统可以为游客提供导览服务、位置跟踪服务和景区搜救服务.

(2)该应用研究解决了两个非常重要的关键技术，即室内室外定位的无缝集成和数据缓存的实现.

(3)实例证明，LBS在景区中的应用具有一定的可行性及推广性.

随着嵌入式技术和无线通信技术的发展，LBS在景区中的应用将会越来越广泛.

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TheApplicationofLBSintheScenicVisitorManagement

CHEN Pinglin, LIU Ting, ZHU Weiping, TANG Yao

(1.Institute of Remote Sensing and Earth Science, Hangzhou Normal University, Hangzhou 310036, China; 2.Zhejiang Provincal Key Laboratory of Urban Wetlands and Regional Change, Hangzhou 310036, China)

The application of LBS in digital scenic spots is more and more widely.This paper introduced in detail the main applications of LBS in the scenic visitor management from some certain related problems, including the guide service, position tracking service as well as search and rescue service, then discussed the key technology and implementation in the application.The application research has successfully realized in the West End of Xixi National Wetland Park in Hangzhou.Examples proved that this research had great feasibility and popularization.

LBS; digital scenic spots; visitor management

2013-03-06

浙江省科技计划优先主题重大社会发展基金项目(2009C03015-5)；浙江省重点科技创新团队项目(2010T50039);大学生创新创业孵化项目(2012R421061).

刘 婷(1985—),女，讲师，博士，主要从事数字景区研究.E-mail:yats521@163.com

10.3969/j.issn.1674-232X.2013.05.015

P209

A

1674-232X(2013)05-0462-05