智慧水利風景區的管理與服務平臺可視化設計與研究

盧 漫，劉 蕾，徐雪冰

(河海大學土木與交通學院，江蘇 南京 210000)

近年來在互聯網浪潮下，旅游業悄然轉型，以“互聯網+旅游”思維為引導的智慧旅游、智慧景區、旅游O2O備受關注與推崇，國家也發布相關政策文件支持各風景區建設具有各自特色的智慧景區。傳統風景區信息化的建設逐漸呈現出智能化、應用多樣化的發展趨勢，多種技術和應用交叉滲透到風景區的建設上，但目前我國大多數景區的管理平臺基本還是獨立運營各領域功能，數據不能自動共享和交換，不能互聯互通，且可視化程度低。

水利風景區經過20年的建設實踐，已經成為國家生態文明建設的重要抓手，是地方社會經濟發展的重要引擎。水利風景區是指以水域(水體)或水利工程為依托，具有一定規模和質量的風景資源與環境條件，可以開展觀光、娛樂、休閑、度假或科學、文化、教育活動的區域，不同于單純的水利工程建設，也不同于一般的旅游風景區建設，綜合性特征更為突出，不只涉及單純的景觀開發利用與保護的問題，還涉及水工程、水安全、水生態、水文化等多元價值的協調，具有較大的管理難度。但人們往往更加注重水利風景區建設方面的問題，而對于經營管理缺乏足夠的重視，這在很大程度上制約了水利風景區的發展。為了推動水利風景區高質量發展，實現景區的社會效益、生態效益以及經濟效益的統一，進行智慧管理非常重要。未來水利風景區必將朝著數據自動共享，統一為游客提供服務的智能化管理方向發展。

1 智慧水利風景區的管理與服務平臺設計目的

1.1 提高管理效率

水利風景區管理范圍通常遠大于一般的風景區，根據《水利風景區管理辦法2004》，水利風景區管理機構應當建立健全景區管理與保護制度，保證水利風景區健康、有序、可持續發展。應當做好水、土、生物及人文資源的保護工作，對宜林、宜草區域按照生態和美化要求修復植被，并按照有關要求有效處理垃圾、污水等；應當提供良好的衛生、服務、消防、救護等公共設施，并不斷提高服務質量。這就需要水利風景區管理機構建立一套協調、靈活、高效的運行機制，對此本文將設計研究一個智慧水利風景區管理可視化平臺，來實現監測數據實時全面獲取，數據集中可視化等功能，這將方便景區管理者集中處理和決策相關現狀和問題，做到實時、精準管理的效果。

1.2 提高水利風景區信息可視化程度

在水利風景區管理與服務中，由于水利風景區管理中水利安全監測數據多等因素，景區各信息數據無法很好地匯總以及實時可視化，進而導致相關數據信息對于各個條線的管理者無法實現實時接收處理，管理者的決策和執行力度降低。本次設計研究的智慧水利風景區管理可視化平臺，能夠通過物聯網的方式，對景區內部各個監管數據進行實時匯總可視化和分析整合，系統可快速反應，同時提高水利風景區信息可視化程度。

1.3 增強信息共享性

水利風景區內需要監督與管理的信息主要包括水環境管理數據、疫情防控管理數據、日常運行監督數據、景區導覽講解數據等，景區日常運轉中，會經常出現各部分管理數據無法共享，導致部門之間人員協同工作效率不高。信息共享是指通過信息交換來實現的一種技術，在這個過程中，需要對信息進行有效的處理和利用，從而達到信息的使用價值。本次設計研究的智慧水利風景區管理可視化平臺，大數據可視化與數據交互等特點可提升景區管理者的信息化水平，打破業務信息壁壘，實現信息共享，幫助景區管理者分析景區各項業務特性，提供輔助決策支持，增強景區各項業務洞察力與競爭力，進而增強水利風景區的信息共享性，提高水利風景區管理一體化。

1.4 增強游客服務與水利文化的體驗感

近年來水利風景區的建設快速發展，國家級、省級水利風景區數量逐年上升。但是水利風景區游客的相關旅游體驗卻常常達不到在其他景區的全面和舒適，景區面向游客的服務不應僅僅是景觀和建筑的展示，還應該包括智慧旅游服務，豐富水利科技、水文化的傳播宣傳等。

對此本文設計的智慧水利風景區服務平臺將實現景區面向游客智慧導覽的功能，主要包括精準定位可視化、個性化線路規劃、獲取周邊景點實時解說等功能，其中解說包括水利科技與水文化的專項欄目，保證游客在游覽水利風景區期間能夠全面接收水利文化的科科普?？紤]目前正處于后疫情時代，景區服務平臺還支持游客在服務平臺實時觀察景區可預約人數，同時在景區內可以接收各個景點的游客密度，獲取疫情防控密度提醒，實現個性化線路規劃，做到預約、游覽兩個時間段的疫情防控保障。

2 智慧水利風景區的管理與服務平臺總體架構設計

2.1 項目背景

南京市天生橋河水利風景區位于寧高公路西側，并向西北輻射沿河眾多村莊；距南京城南42km處，距溧水城區3km，祿口機場14km。規劃范圍西至倉口村，東至無想山，北至天生橋景區，南至無想山臨界處。規劃用地面積為5571.71hm2，已建成使用全長約2.1km。2009年，天生橋河水利風景區被批準為國家級水利風景區，具有區域位置優越、景觀特色鮮明、文化內涵深厚、發展基礎好等優勢，同時也是景區范圍大、管理分散的典型景區案例。本次研究設計將以天生橋河水利風景區為實際原型，在建立景區三維模型以及獲取平面地圖信息的基礎上進行智慧管理與服務平臺的設計。如圖1所示。

圖1 天生橋河水利風景區

2.2 總體架構設計

智慧水利風景區管理與服務平臺總體架構設計如圖2所示。

3 水利風景區管理平臺系統可視化設計

3.1 智慧水利管理技術

3.1.1利用物聯網傳感器技術檢測景區管理信息

本項目采用一種基于物聯網傳感器技術的景區管理系統，包括基礎設施層、信息傳輸層、后臺數據庫及數字平臺層。基礎設施層通過下屬的傳感器和物聯網設施感知園區內各項數據，將各項數據通過信息傳輸層向后臺數據庫傳遞并由后臺數據庫進行數據解算，后臺數據庫將數據解算結果對應的決策上傳至數字平臺層，如圖3所示，為水利風景區管理方提供處理方案，進而調用相應物聯網設施實施方案。

圖3 物聯網傳感器技術信息檢測的架構

3.1.2利用智慧設施獲取信息

智慧設施包括3大類7個模塊。包括水環境管理類(智慧雨水監測設施、智慧水安全實時預警、智慧水質動態監測設施)、疫情防控管理類(出入口智慧人流統計設施)、日常管理類(智慧灌溉設施、智慧燈光設施、智慧垃圾桶)。

(1)智慧雨水監測設施

智慧雨水監測設施與雨水水位、水流量傳感器聯動，通過水位、水流量傳感器感應景區內道路以及綠化區的雨水量，傳送至數字平臺分析未來半小時內水位，當水位即將超過正常深度時，管理員可在管理平臺觀察相關數據信息，并發出景區水位過深預警，提前疏散人群，調配人工啟動快速排水系統。

(2)智慧水安全實時預警

智慧水安全監測設施與超聲波液位計聯動，如圖4所示，通過超聲波液位計聯動感應景區內水體實時的水位及水流數據，傳送至數字平臺分析未來2h內河湖的水位，當水位即將超過安全深度時，管理員可在管理平臺觀察相關數據信息，并發出預警，提前疏散人群，調配水利管理系統。

圖4 智慧水安全監測設施

(3)智慧水質動態監測設施

智慧水質監測設施與水質分析儀器聯動，通過水質分析儀器感應水體不同分布點的鋅、鎘、鉛、銅等含量，數據傳輸至管理平臺，管理員可對其進行實時監控、數據管理分析、業務管理等功能，當監測數據異常觸發報警事件時，系統可快速反應并做出決策。

(4)出入口智慧人流統計設施

景區出入口智慧門閘與內置開關傳感器聯動，通過內置開關傳感器統計景區開放時間內動態人數監測，人數通過信息傳輸層向數字平臺發送信息，人數信息分為3個范圍，低風險、中風險、高風險，景區管理人員可以通過上級管理平臺獲取可視化范圍信息，動態監控疫情期間景區人流，有效控制景區總人數。

(5)智慧灌溉設施

智慧噴灌裝置與溫度、濕度傳感器聯動，受數字平臺控制，在相應區域達到溫度、濕度上下限閾值時自動開啟，也可通過數字平臺上級管理平臺人工開啟進行綠帶灌溉。

(6)智慧燈光設施

智慧燈光設置與光敏傳感器、紅外線聯動，光敏傳感器用于自動開啟和關閉綠帶內照明路燈和景觀射燈，如圖5所示。光敏傳感器在感應到外界光線強度高于或低于設定的上、下線閾值后自動開啟或關閉照明路燈及景觀射燈，而在夜晚22:00—次日凌晨4:00，景區內照明路燈和景觀射燈處于熄滅或最低亮度狀態，紅外感應器感應到景區內有有人經過時，自動調節亮度以提供相應道路照明和景觀照明服務。

圖5 智慧燈光設施

(7)智慧垃圾桶

智慧垃圾桶與內置的質量傳感器聯動，通過內置質量傳感器判斷桶內垃圾含量，桶內垃圾含量達桶容積的80%時通過信息傳輸層向數字平臺發送信息，景區管理人員可以通過上級管理平臺調配環衛人員對相應垃圾桶進行垃圾處理和回收。

3.2 可視化設計

以溧水天生橋河為例，本次設計研究的智慧管理平臺是為水利風景區管理人員量身定做，能夠實時、集中、高效、全面地解決各種管控問題，促進管理人員高效決策的后臺智慧管理平臺。平臺功能豐富，能夠實現水環境、日常管理、疫情防控的多項數據動態監測與分析。

智慧管理平臺主要通過景區概況、水環境管理、日常管理、疫情防控4大模塊來實現景區管理一體化。平臺功能結構如圖6所示。

圖6 智慧管理平臺功能結構

(1)景區概況模塊

在平臺首頁可獲取水利風景區的天氣、日期、經緯度。景區概況可獲取景區等級、開放時間、推薦游線等基礎信息，同時以視頻的形式展現景區總體情況。

(2)水環境管理模塊

該模塊主要包括智慧水位水流量監測、智慧雨水情監測和智慧水質監測。智慧水位水流量監測可以通過水位、水流量傳感器實時監測天生橋河水位與水流量并生成圖表。當下大雨時，可在平臺觀察相關數據信息，當預計水位與水流量超過警戒線時，提前疏散人群，調配人工啟動快速排水系統。智慧水質監測可將水體分析結果以圖表形式反映在平臺上，水質等級、水質合格情況、超標項目等信息一覽無余。

(3)日常管理模塊

該模塊可以實時管控景區的各項設施：當綠地的溫度、濕度達到上下限閾值時，可自動或人工開啟噴灌裝置，并在平臺顯示開啟或關閉灌溉裝置的數量；當光敏傳感器感應到外界光線強度高于或低于設定的上、下線閾值后，照明燈會自動開啟或關閉，并且平臺會顯示景區內的照明狀態；平臺還將顯示各個垃圾桶內垃圾含量，當桶內垃圾含量達桶容積的80%時，管理人員可提前調配環衛人員對相應垃圾桶進行垃圾處理，并實時顯示垃圾桶處理情況。

(4)疫情防控模塊

疫情防控模塊主要呈現人流可視化：動態監測人流實時數據，統計人流峰值數據、人流變化數據，調取實時監控視頻，24小時把控景區人流密度，降低疫情傳播風險。

4 水利風景區服務平臺系統可視化設計

4.1 智慧景區導覽技術

4.1.1智慧導覽系統設計

本次設計研究基于互聯網技術的智慧導覽功能技術，iBeacon是2013年美國蘋果公司發布的室內定位系統，其本質是一個低功耗藍牙設備。iBeacon使用低功耗藍牙技術進行近距離的數據通信，當用戶的移動互聯網設備靠近相應iBeacon時，用戶的移動互聯網設備可以感應到信號并進行相應的操作。藍牙技術自1998年發展至今，已經發展到了藍牙5.0時代，也早已成為現代移動互聯網設備的標準配置之一，擁有巨量的使用用戶基礎。基于ibeacon技術的智慧導覽系統，在園區內布置大量iBeacon藍牙信息端，向進入園區并到達相應區域的游客移動互聯網終端設備發送相應的講解音頻或視頻，實現智慧導覽系統下園區的自動，智能講解。

采用“導覽小程序”+“導覽系統后臺大數據庫”搭建導覽平臺的框架，采用“個性游覽+后臺大數據庫”的智慧導覽模式，在傳統導覽模式上做出創新，如圖7所示。

圖7 “導覽小程序”和“導覽系統后臺大數據庫”框架示意圖

4.1.2實時精準定位技術

首先在水利風景區內布置小范圍WIFI基站并進行組網，形成覆蓋整個景區的無線局域網，通過Wi-Fi指紋定位技術進行區域定位。而在景區內景觀密集區域布設可實現精確位置感知的ibeacon設備，由ibeacon技術輔助實現精確位置感知。而后將兩組數據上傳至導覽系統后臺的大數據庫進行位置解算。獲取游客相應位置信息后，通過“導覽小程序”對游覽者的移動互聯網設備提供文本及音頻信息推送，游覽路徑智能化導航等一系列核心功能。

4.2 服務小程序設計

以溧水天生橋河為例，本次設計研究的智慧管理平臺為水利風景區游客量身定做，為了游客在景區旅行中能夠實現精準定位、實時景點解說、全面水文化科普、個性旅游線路規劃等各種功能，而設計的一款微信導覽小程序。智慧游覽服務小程序主要通過首頁概況、游覽路線、語音講解、水文化4大模塊來提高游客的旅游體驗。主要功能結構設計如圖8所示。

圖8 智慧游覽服務小程序功能結構

(1)首頁?？芍苯荧@取景區天氣、景區最新動態以及景區內的人氣景點榜單?！拔业慕缑妗笨蛇M行訂單查詢、常見問題、切換賬戶等操作。“景區預定須知”可查看景區預約情況、門票購買詳情。

(2)游覽路線模塊?？刹榭锤鞣N不同的路線規劃，還支持進行實時定位，包括二維地圖展示、三維全景地圖展示、周邊景點標記。點擊人流按鈕，可獲取動態監測各個景點的游客人數，根據這一功能，游客可以在個性化路線中，手動連線景點實現自定義線路規劃。

(3)語音講解模塊。通過對話框形式自動匹配周邊景點，以語音、文字介紹等方式進行詳細介紹。水文化解說包括：水文化及歷史、水文水資源講解、水利工程歷史及其用途、水環境動態監測介紹、水災害及防治。點實時解說包括：景點用途、歷史故事、名人評價、景點特色、景點地位與用途等，通過文本、圖片、語音、視頻等形式。

(4)水文化模塊?？梢垣@取天生橋河水文化、水科技、水科普等信息。進入水安全現狀，可獲取管理平臺的水環境管理數據界面，結合可視化數據分析加深游客對水文化的理解。

5 結語

本文設計研究的智慧水利風景區管理與服務可視化產品具有高效管理、精準數據可視化、實時定位、主動推送管理信息、操作簡單、界面簡潔、功能強大等優點，在智慧水利風景區管理系統的信息采集與可視化處理中必將起到非常重要的作用。

在傳統園林景區智慧轉型的大背景下，智慧水利風景區也面臨新時代的挑戰和機遇，不僅要汲取已成熟的智慧園林景區管理模式，還應當結合水利風景區獨特的水利功能和特色水文化，創新管理平臺與服務平臺功能，打造可供全國水利風景區實施的智慧平臺系統。使其實現通過一個平臺進行智慧水利風景區水位智能監測、內澇預警、垃圾桶智能監測、人流動態監測、智能灌溉、智能照明、智能游覽路線規劃、智能景點解說等，功能齊全，應用前景和應用潛力可觀。