最优效用的定制化旅游景区线路规划系统技术方案

本申请首先基于对旅游景区线路规划问题的解析,将旅游景区线路规划问题转化为旅行商问题，设计含有多个约束条件的组合优化问题，结合游客实际游览中各方面因素，构建在游览时间、指定出入口、游览效用约束条件下的旅游景区线路规划问题模型，然后采用ACO并进行改进，从距离和吸引力两个方面出发，分别定义两种路径引导式信息，对应建立距离和吸引力两类蚁，协同进行搜索寻找最优路线，最优路径的判定标准变为效用最大而不是距离最短，外传递素更新使用效用而非距离进行更新，建立基于最优效用的ACO求解，最后基于开发了一款旅游景区线路规划软件，界面简洁大方，每个模块的功能均达到预期的目标，系统整体运行高效稳定。系统整体运行高效稳定。系统整体运行高效稳定。

【技术实现步骤摘要】
最优效用的定制化旅游景区线路规划系统


[0001]本申请涉及一种定制化旅游景区线路规划系统，特别涉及一种最优效用的定制化旅游景区线路规划系统，属于旅游景区线路规划


技术介绍

[0002]伴随旅游产业地位的逐渐提升，计算机技术和移动信息技术的发展，同时受智慧城市建设与发展的启迪，智慧旅游概念被提出，智慧旅游是基于新一代信息技术为满足游客定制化需求，提供高满意度和高品质服务，而实现旅游资源的共享与有效利用的系统化管理变革，将为游客提供信息化服务。
[0003]当前，自助出游成为越来越多游客的选择。对于自助旅行者而言，在景区如何安排旅游景区线路是一件非常麻烦且棘手的工作，游客通常会在景区领取纸质地图或者跟随景区内的路标指引牌决定去游玩哪些景点，怎样到达这些景点，再安排景点游玩顺序及游玩时间等等。也有游客提前搜集景点信息定制路线和旅行方案,但旅游信息搜索的整个过程通常需要花费大量的时间和精力,而最终得到的信息往往不尽如人意，尤其是游客对目的景点不了解的情况下，安排自己的旅游计划很难，虽然各式各样的旅游APP层出不穷，但只有一些根据经验推荐的城市游览路线，没有具体景区内的景点和基于算法的路线推荐，并且没有具体的景区游览导航功能,景区游览路线规划相关的移动端应用也很少。
[0004]如果有一款移动APP可以在游客进景区游览前帮助其制定旅游景区线路，游客不必在旅游前花费大量的时间去搜集相关信息资源安排自己的行程，而只需要在该系统上输入个人偏好的旅游需求，例如游玩景点、时间预算和选择的出入口等信息，系统通过信息整合与智能搜索计算，可自动为游客生成一条或者多条优化的出游路线，系统同时还可以有经典线路推荐、线路收藏、景点简介等功能，可以为游客推荐合理的定制化旅游景区线路，带来超出预期的旅游体验,不仅可以大量节省游客时间,同时在较大程度上有助于提高景区的服务质量，对促进旅游业的不断发展，实现智慧旅游服务具有重要的现实意义和巨大的运用价值。
[0005]旅游景区线路规划是拥有多个约束条件的组合优化问题，是指依据用户的兴趣，偏好等因素,设定各种相应的参数，这些参数可以是旅游价格，游览时间，旅游始末点等，然后通过路径优化算法获取最佳的旅游路线，电子旅游的相关设备也正在快速发展，一些景点也陆续引入了导游器等设备，但整体上来说电子导游设备的功能仍处于非智能阶段，离实现智能导游的功能还差得很远。
[0006]路径规划是电子导游系统中非常关键的技术之一，一个好的游览线路能提高游客游览满意度，同时也可以提升景区的服务质量。现有技术的线上自助游行程规划服务包括专业人士制定的路线规划,自助游爱好者在网络上分享自己的自助游路线行程等，这些路线往往具有很强的主观性，只能作为参考，而且其中大多都是单一的游览景点顺序列表信息，无法根据游客的偏好进行定制化的路线推荐。
[0007]目前大部分方法都是城市之间的旅游路径规划，或城市中几个景区之间最优路径
规划,而对于景区内部的景点之间的路径规划涉及较少，景区内部虽然考虑的因素较少，但在时间的要求上更加严格，游览顺序的微小改变可能会对游客的满意度造成较大影响,所以在景区内部的路径规划十分重要。当前考虑的因素基本上包括旅行时间、旅行费用(包括交通费用和景点费用)，而且考虑的优化标准单一，包括距离最短，费用最低等，很少涉及游客旅游满意度和感受值等主观指标，而游客在游览的过程中更加看重的是自身所获得的感受值而非最短路径,所以把游客满意度作为优化指标更加合理。
[0008]综上所述，现有技术的旅游景区线路规方法还存在许多不足，本申请的难点和待解决的问题主要集中在以下方面：
[0009]第一，旅游信息搜索的整个过程通常需要花费大量的时间和精力,而最终得到的信息往往不尽如人意，尤其是游客对目的景点不了解的情况下，安排自己的旅游计划很难，虽然各式各样的旅游APP层出不穷，但只有一些根据经验推荐的城市游览路线，没有具体景区内的景点和基于算法的路线推荐，并且没有具体的景区游览导航功能,景区游览路线规划相关的移动端应用也很少，开发一款移动APP可以在游客进景区游览前帮助其制定旅游景区线路，游客不必在旅游前花费大量的时间去搜集相关信息资源安排自己的行程，而只需要在该系统上输入个人偏好的旅游需求，例如游玩景点、时间预算和选择的出入口等信息，系统通过信息整合与智能搜索计算，可自动为游客生成一条或者多条优化的出游路线，为游客推荐合理的定制化旅游景区线路，不仅可以大量节省游客时间,同时在较大程度上有助于提高景区的服务质量，是本申请亟需解决的一项非常具有挑战性的工作；
[0010]第二，一些景点也陆续引入了导游器等设备，但整体上来说电子导游设备的功能仍处于非智能阶段，离实现智能导游的功能还差得很远，而现有技术的线上自助游行程规划服务往往具有很强的主观性，只能作为参考，而且其中大多都是单一的游览景点顺序列表信息，无法根据游客的偏好进行定制化的路线推荐，大部分方法都是城市之间的旅游路径规划，或城市中几个景区之间最优路径规划,而对于景区内部的景点之间的路径规划涉及较少，景区内部虽然考虑的因素较少，但在时间的要求上更加严格，游览顺序的微小改变可能会对游客的满意度造成较大影响,当前考虑的因素基本上包括旅行时间、旅行费用，而且考虑的优化标准单一，很少涉及游客旅游满意度和感受值等主观指标，而游客在游览的过程中更加看重的是自身所获得的感受值而非最短路径,现有技术没有把游客满意度作为优化指标，合理性存疑；
[0011]第三，现有技术的ACO主要基于正反馈，容易使ACO陷入局部最优，限制了蚂蚁系统的搜索空间多样性，但增加算法的搜索空间和加收敛之间相互矛盾，无法控制好两者之间的相对重要性，求解效率较低，旅游景区线路规划无法达到预期效果，一些线路规划APP在各个页面的跳转间容易发生程序崩溃，无法在短时间内生成一条合理的游览路径，为景区游客提供旅游景区线路规划服务，很少涉及游客旅游满意度和感受值等主观指标，无法根据游客的偏好进行定制化的路线推荐，用户无法在游览景区前进行路线规划，不利于轻松获得满意的旅游感受。

技术实现思路

[0012]本申请结合游客在景区游览时所遇到的困难以及游客的定制化需求,对旅游景区线路规划问题的模型和计算方法进行优化和改进，提出基于时空约束和最优效用的定制化
旅游景区线路规划方法，另外基于终端平台的开发架构、电子地图兴趣点的检索、路径规划问题，设计了有一款可以在游客进景区游览前帮助其制定旅游景区线路的移动APP，游客不必在旅游前花费大量的时间去搜集相关信息资源安排自己的行程，而只需要在该系统上输入个人偏好的旅游需求，例如游玩景点、时间预算和选择的出入口等信息，系统通过信息整合与智能搜索计算，可自动为游客生成一条或者多条优化的出游路线，系统同时还可以有经典线路推荐、线路收藏、景点简介等功能，可以为游客推荐合理的定制化旅游景区线路，带来超出预期的旅游体验,不仅可以大量节省游客时间,同时在较大程度上有助于提高景区的服务质量，对促进旅游业的不断发展，实现智慧旅游服务具有重要的现实意义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.最优效用的定制化旅游景区线路规划系统，其特征在于，首先基于对旅游景区线路规划问题的解析,根据景区特征建立此问题的数学模型，然后采用ACO并进行改进，使得其适合运用于时空约束的旅游路线规划算法，建立基于最优效用的ACO求解，最后基于手机平台开发了一款旅游景区线路规划软件，并进行地图及路径显示，主要包括：第一，将旅游景区线路规划问题转化为旅行商问题，设计含有多个约束条件的组合优化问题，以旅行商问题为基础，结合游客实际游览中各方面因素，构建在游览时间、指定出入口、游览效用约束条件下的旅游景区线路规划问题模型；第二，挖掘旅游景区线路规划问题的特征，对ACO求解组合优化问题进行改进，提出基于最优效用的ACO求解旅游路径规划问题模型，从效用函数的定义、ACO问题解的构建、最优路径判定和外传递素的更新四个方面对ACO进行改进，并提出最优效用改进方法的景区线路规划实现流程，改进点主要包括：一是将其目标函数改为效用函数从而获得最优效用的路径；二是从距离和吸引力两个方面出发，分别定义两种路径引导式信息，对应建立距离和吸引力两类蚁，协同进行搜索寻找最优路线，最优路径的判定标准变为效用最大而不是距离最短，三是外传递素更新使用效用而非距离进行每条边的外传递素的更新；第三，开发一款手机平台景区旅游景区线路规划软件，将改进的ACO移植到系统中进行线路规划，系统包括地图的显示和定位、景点信息展示、定制化路径规划、电子地图标注线路结果，用户利用此系统进行景区地图的查看，景点信息的查询等查询功能，通过此系统输入其游览的定制化参数，包括游览预算时间、游览出入口、感兴趣景点，系统根据输入参数为其推荐路线及游览时间，并将路线结果直观显示在地图上。2.根据权利要求1所述的最优效用的定制化旅游景区线路规划系统，其特征在于，基于最优效用的旅游景区线路规划方法：旅游景区线路规划依据用户偏好，设定相对应的参数，包括游览时间、旅游总价、旅游始末点，通过路径优化获取最佳旅游定制化路线，在数学建模时，目标函数由旅行商问题的行走路径最短变为旅游效用最大，效用函数与景点吸引力、景区停留时间以及行走用时相关；本申请从控制参数设置、引导式信息定义和状态转变规则方面进行改进，首先制定景区线路规划效用函数的定义，其次阐述ACO的改进方法，包括构建改进的ACO问题解、最优路径判定及外传递素的更新、最优效用改进方法的实现流程。3.根据权利要求1所述的最优效用的定制化旅游景区线路规划系统，其特征在于，定义景区线路规划效用函数：在构建景区游客的效用函数时，游客的旅游效用和其在游览景点过程中收获的满意度成正比，与行走、等待时间耗费的成本成反比；效用模型忽略游客到达景点所耗费的时间成本和物质成本的差异，以及每个游客在景点的游览满意度的差异，在景点的满意度基于经验取值，游客的旅游成本包括路径上的行走时间，游客的满意度包括景点的吸引力和在景区停留时间；假设景点个数加上出入口点共m个结点,每个景点的吸引力值为k
i
，最佳停留时间为r
io
，实际游览时间r
i
，定义两个景点之间的距离a
ij
，第1和第m个结点分别代表入口和出口，特别的有k1＝k
m
＝0，r1＝r
m
＝0,r
1o
＝r
mo
＝0；游客刚到一个景点时，其对景点的兴趣最大，而随着游览时间变长，景点对游客的吸引力越来越小，定义游客在游览景点的过程中景点吸引力为线性变化，并且随停留时间的增加而逐渐变小，景点吸引力根据景点的知名度设定，共设置三个景点吸引力等级，分别赋值
1、2、3，景点吸引力值随停留时间的变化函数为：在停留时间为0时，景点对游客的吸引力最大为k
i
,随停留时间的增加游客对景点的吸引力呈线性减小,在最佳停留时间r
1o
降到原始吸引力的二分之一；定义游客在景点i的满意度评价g
i
为吸引力在游览时间内的积分，即表示游客在景点停留时间内获得的吸引力的总和，表达式如式1所示：式中r
i
代表实际游览时间，此式在2r
io
时取得极值，游客在景区停留时间在r＜2r
io
都能获得正的满意度，而时间超过2r
io
满意度反而会下降，当游客在某一景点停留的时间超过一定的值时，就会对这个景点失去兴趣，如果继续呆下去会降低游客的感受值；旅游成本考虑路径上的行走时间，综合满意度的计算，对于满足时间预算的路径T，定义路线T的效用函数如式2所示：其中：式中R_buager表示预算时间，表示路径T的总消耗时间，包括路径的行走时间和每个景区停留时间之和，d表示路径R的所有景点满意度评价g
i
总和权重，e表示路径T总消耗时间的权重，d、e用于控制效用函数中满意度评价和消耗时间的占比，式2表示游览路径T的效用值与在路径T包含的景点获得的满意度之和成正比，与路径T的消耗时间成反比,在效用函数式中游客满意度评价占主导优，当两条路径的游客满意度相同时,游玩时间为决定因素,游玩时间短的产生的效用大。4.根据权利要求3所述的最优效用的定制化旅游景区线路规划系统，其特征在于，构建改进的ACO问题解：旅游景区线路规划的目标函数是旅游效用最大，目标函数基于景区线路规划效用函数的定义，在引导式信息的定义时考虑和效用函数相关的项；效用函数包括游览满意度评价和游览用时,游览满意度评价与景点吸引力正相关，本申请定义两类蚁，一类为时间蚁，另一类吸引力蚁，时间蚁和吸引力蚁分别使用式4和式5计算路径引导式信息,在构建问题解时，同时使用两类蚁寻找优化路线：b
ij
＝k
i
ꢀꢀꢀꢀ
式5式4考虑的因素为两景点之间的行走时间r
ij
，式5考虑的因素为目的景点的吸引力k
i
，利用两类蚁分别去寻找使得路径效用达到最大的路线，寻找一条使得路径效用达到最大的路线；蚁群采用顺序访问方式构建问题的解,在计算蚂蚁个体选择下一景点的概率时，引导式因子采用式4和式5，蚂蚁个体进行状态转变时的概率选择规则如式6所示：
式6表示第w只蚂蚁的状态转变概率计算方法，a
ij
表示路径ij上的外传递素强度，α、β两个参数分别表示外传递素浓度和引导式因子的相对重要性；为增加系统开发新解空间的积极性，避免陷入局部最优的缺陷，在蚂蚁进行景点转变时，采用轮盘赌的方式，首先根据式6计算出各景点的选择概率，作为轮盘赌的概率，每个概率值组成一个轮盘的区域，然后生成一个0至1之间的随机数，依据该随机数落在轮盘中的区域，决定选择哪个景点进行转变。5.根据权利要求4所述的最优效用的定制化旅游景区线路规划系统，其特征在于，最优路径判定及外传递素的更新：在两类蚁构建完各自的旅游景区线路后,利用效用函数式2计算每条路径的效用，并保留效用最大的路径；本申请采用性能好的蚁周模型进行外传递素的更新,是一种整体更新方法，在每次迭代完成后进行更新，对于所有蚂蚁的路径都进行更新，其中外传递素增量根据修改式7所示：P为蚂蚁在所走过的路径上释放的外传递素量，V
k
表示第k只蚂蚁路径的效...

【专利技术属性】
技术研发人员：扆林海，
申请(专利权)人：扆林海，
类型：发明
国别省市：