吳濤，杜江，李海亭

(1.深圳來(lái)啊體育文化科技有限公司，廣東 深圳 518057； 2.深圳市物聯(lián)網(wǎng)協(xié)會(huì)，廣東 深圳 518071；3.杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)管理委員會(huì)，浙江 杭州 310013； 4.武漢市測(cè)繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引 言

杭州西湖風(fēng)景名勝區(qū)管理委員會(huì)于2021年將原杭州城西休閑公園進(jìn)行改擴(kuò)建，建設(shè)全國(guó)首個(gè)勞模工匠文化公園——杭州市勞模工匠文化公園。公園的建成將充分展示勞模工匠文化元素和精神內(nèi)涵，既是杭州市民賞景休閑勝地，更是弘揚(yáng)勞模精神和工匠精神的教育基地。

如何凸顯公園的工匠文化主題是考證公園建設(shè)成效的關(guān)鍵性要素。新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科技日新月異，智慧生活已然來(lái)臨[1]，工匠文化主題概念不僅只受限于制造內(nèi)涵的展現(xiàn)，其外延還涉及智能科技和智慧設(shè)施[2]，采用地圖服務(wù)、實(shí)景三維、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等科技手段來(lái)營(yíng)造園區(qū)工匠文化主題的智能化場(chǎng)景將極大促進(jìn)公園工匠精神的體現(xiàn)[3]。

2 系統(tǒng)體系架構(gòu)

依據(jù)杭州市勞模工匠文化公園智慧游園系統(tǒng)總體需求、建設(shè)目標(biāo)和功能定位，圍繞公園游客對(duì)于智慧設(shè)施智能化體驗(yàn)的核心需求，需分別滿足其入園總覽、游園引導(dǎo)、交互互動(dòng)、設(shè)施使用的諸多需求[4]，作出如下總體建設(shè)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。

智慧游園系統(tǒng)在公園已有基礎(chǔ)上加設(shè)游園軟硬件配套設(shè)施和平臺(tái)，構(gòu)造智能化游園場(chǎng)景。在公園改造工程中需集成一系列智慧生活設(shè)施，滿足游客游園過(guò)程中實(shí)時(shí)感知需求，增強(qiáng)科技感和生活感交叉融合，最終提升公園對(duì)于游客的吸引力度，如圖1所示。

圖1 智慧游園系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容總體設(shè)計(jì)框架圖

3 功能實(shí)現(xiàn)

3.1 終端屏顯

由1個(gè)數(shù)據(jù)展板大屏(86英寸)、6個(gè)游園引導(dǎo)小屏(21.5英寸)和游園游客自有手機(jī)終端屏所構(gòu)成。

①數(shù)據(jù)展板大屏

在公園入口關(guān)鍵室外位置布設(shè)數(shù)據(jù)展板大屏來(lái)展示公園各類相關(guān)數(shù)據(jù)，游客可以鳥瞰方式沉浸式感知園區(qū)真實(shí)場(chǎng)景基本狀況。

②終端引導(dǎo)小屏

在游覽環(huán)線不同節(jié)點(diǎn)布設(shè)多個(gè)小屏終端實(shí)現(xiàn)游客引導(dǎo)和交互，使其直觀獲得公園各類工匠文化主題信息。

③手機(jī)終端屏

針對(duì)公園非游覽環(huán)線節(jié)點(diǎn)的散落游園游客所植入手機(jī)端的終端屏引導(dǎo)和交互。

3.2 軟件平臺(tái)

包括數(shù)據(jù)展板系統(tǒng)軟件和游園引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：前者包含場(chǎng)景展示、環(huán)境檢測(cè)、輿情監(jiān)測(cè)、文化傳播四部分內(nèi)容，后者包含屏端、小程序、宣推渠道三部分內(nèi)容：數(shù)據(jù)展板系統(tǒng)軟件可搭建公園統(tǒng)一入口數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，使園區(qū)管理者和游園游客形成緊密聯(lián)系整體，獲得高效、協(xié)同、互動(dòng)的整體效應(yīng)；游園引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可讓公眾深入了解公園各類情況，加強(qiáng)公園品牌宣傳力度，提升公園知名度和社會(huì)影響力。如表1所示。

表1 智慧游園系統(tǒng)軟件平臺(tái)內(nèi)容和功能匯總

3.3 云端管控

基于本機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)云端管理模式設(shè)立上游端云服務(wù)(器)，將所有數(shù)據(jù)資料上傳至服務(wù)器中，下游端電腦(客戶端)安裝一個(gè)端口連接服務(wù)器，所有的程序、代碼都通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)用，依靠無(wú)(有)線網(wǎng)絡(luò)獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)資料(更新)。

4 技術(shù)方案

系統(tǒng)采用MVC(Model View Controller)設(shè)計(jì)模式[5]，通過(guò)軟硬件、云存儲(chǔ)和工作流方式來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧游園系統(tǒng)體驗(yàn)場(chǎng)景的總覽、引導(dǎo)和交互。系統(tǒng)無(wú)縫整合數(shù)據(jù)大屏模塊、場(chǎng)景重構(gòu)模塊、引導(dǎo)小屏模塊和無(wú)線終端(手機(jī)和Pad)引導(dǎo)模塊四大功能模塊，對(duì)游園地理空間環(huán)境、地物地貌、重點(diǎn)設(shè)施、環(huán)境狀況和社交交互內(nèi)容等多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一集成并進(jìn)行整體可視化展示。

4.1 技術(shù)路線

系統(tǒng)是一個(gè)基于云計(jì)算并采用混合云方式構(gòu)建的云平臺(tái)[6]，充分考慮了系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)領(lǐng)先性和后期可擴(kuò)展性。其中地理空間場(chǎng)景數(shù)據(jù)等核心數(shù)據(jù)采用私有云方式存儲(chǔ)，保證了核心數(shù)據(jù)安全性和可靠性，其他非關(guān)鍵數(shù)據(jù)采用公有云方式存儲(chǔ)，充分利用公有云公共計(jì)算資源，如圖2所示。

圖2 智慧游園系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

4.2 數(shù)據(jù)大屏模塊

利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，圖像處理及大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)簡(jiǎn)單拖拽、配置編排出可視化應(yīng)用頁(yè)面的大數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)平臺(tái)。系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)商業(yè)智能BI系統(tǒng)，創(chuàng)新性使用了以數(shù)據(jù)可視為核心(可快速有效地采用直觀多樣化效果將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)的方式)并兼顧數(shù)據(jù)分析能力的一種先進(jìn)方法來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。

①功能說(shuō)明

充分利用圖表、三維仿真、地理信息、地圖、視頻、圖片和文字等組合方式，綜合考慮視覺、交互、布局和動(dòng)效等諸多設(shè)計(jì)需求，對(duì)各相關(guān)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)作匯總整合處理，采用大屏一體化數(shù)據(jù)綜合展示方式[5]，增強(qiáng)可視化呈現(xiàn)效果的科技感，充分展示公園智慧化園區(qū)理念，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)大屏模塊功能示意圖

②技術(shù)架構(gòu)

本模塊提供多維可視化圖形展示和多維數(shù)據(jù)分析呈現(xiàn)能力，針對(duì)使用者的總覽需求，并運(yùn)用顏色、透視、動(dòng)畫和觀察視點(diǎn)的實(shí)時(shí)改變等數(shù)據(jù)視覺表現(xiàn)形式，最大限度幫助決策者聚焦目標(biāo)對(duì)象，從時(shí)間、空間、位置等多維層面洞察園區(qū)環(huán)境狀況，提供多維直觀、視覺炫酷、虛擬真實(shí)的管理圖形仿真環(huán)境，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)大屏模塊總體架構(gòu)圖

4.3 場(chǎng)景重構(gòu)模塊

采用無(wú)人機(jī)測(cè)繪、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真技術(shù)對(duì)公園真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行全景虛擬再造、模擬和互動(dòng)操控。模塊將傾斜攝影模型、地理信息系統(tǒng)模型、三維模型集成進(jìn)數(shù)據(jù)大屏模塊，同時(shí)整合各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、點(diǎn)位和視頻等信息，以三維地理信息系統(tǒng)場(chǎng)景化虛擬巡游方式來(lái)展示園區(qū)的運(yùn)行態(tài)勢(shì)[7]。

①功能說(shuō)明

以三維實(shí)景共享數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在地圖服務(wù)支撐平臺(tái)支撐下提供內(nèi)容管理、視圖管理、瀏覽管理、分類管理、統(tǒng)計(jì)分析、測(cè)量工具、標(biāo)注工具、分析工具和演示工具，如圖5所示。

圖5 場(chǎng)景重構(gòu)模塊功能結(jié)構(gòu)圖

②技術(shù)架構(gòu)

本模塊是一個(gè)大數(shù)據(jù)分析展示云平臺(tái)，以實(shí)景三維共享數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將傾斜影像、二/三維數(shù)據(jù)、全景影像等多源數(shù)據(jù)通過(guò)海量時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)一體化管理，提供全面靈活的云應(yīng)用解決方案，將地理信息空間信息與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、跟蹤監(jiān)控、變化監(jiān)測(cè)和應(yīng)急指揮。平臺(tái)擁有強(qiáng)大的三維GIS查詢、編輯工具和豐富的API自定制強(qiáng)大功能，可根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求提供定制化服務(wù)，如圖6所示。

圖6 場(chǎng)景重構(gòu)模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

4.4 引導(dǎo)小屏模塊

由觸摸式智能終端軟硬件和云平臺(tái)所構(gòu)成的一體化自助服務(wù)終端。該終端內(nèi)嵌有游園電子地圖，每個(gè)終端都標(biāo)注有用戶當(dāng)前位置，游客可依據(jù)觸摸屏顯示畫面的提示來(lái)觸摸屏幕選擇所需要到達(dá)的位置，利用3D高精矢量地圖提供導(dǎo)航服務(wù)并結(jié)合游客位置信息狀態(tài)智能化地為游客規(guī)劃目的地路徑，游客可同步具體查詢游園各景點(diǎn)介紹[8]。

①功能說(shuō)明

一體化自助服務(wù)終端位于游園工匠文化主題游覽道的特定位置，其布局地點(diǎn)的人員流動(dòng)性強(qiáng)。有鑒于此，本模塊以一個(gè)基于景區(qū)的虛擬3D可視化虛擬場(chǎng)景地圖為基礎(chǔ)，采用最簡(jiǎn)單、方便、自然的人機(jī)交互方式，為游客們提供一系列的導(dǎo)航查詢服務(wù)，其功能包括信息展示、二維碼關(guān)注、條件類別搜索、路線自主導(dǎo)航、景區(qū)主題活動(dòng)展示、景區(qū)文化展示和公共設(shè)施查詢導(dǎo)航等，如圖7所示。

圖7 引導(dǎo)小屏模塊功能結(jié)構(gòu)圖

②技術(shù)架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接口和規(guī)范協(xié)議，滿足客戶不同需求并充分利用軟硬件資源；針對(duì)所選網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后續(xù)升級(jí)網(wǎng)絡(luò)的情況，能隨時(shí)通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或模塊的方式來(lái)對(duì)擴(kuò)展現(xiàn)有設(shè)備，并能實(shí)現(xiàn)多臺(tái)觸屏機(jī)的擴(kuò)容，以滿足業(yè)務(wù)隨時(shí)擴(kuò)充需求；通過(guò)合理鏈路冗余可靠性設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備冗余備份，簡(jiǎn)化日常管理維護(hù)；為及時(shí)、迅速地處理網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)，所選網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備高速處理的能力，能夠提供高速數(shù)據(jù)鏈路，保證網(wǎng)絡(luò)高吞吐能力，滿足各種應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶的需求；提供方便、靈活的網(wǎng)管工具，可對(duì)各廠商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行集中式地有效管理和控制，方便日常維護(hù)、安全防護(hù)和業(yè)務(wù)管理等，如圖8所示。

圖8 引導(dǎo)小屏模塊技術(shù)架構(gòu)圖

4.5 無(wú)線終端引導(dǎo)模塊

為增強(qiáng)數(shù)據(jù)大屏和引導(dǎo)小屏主要功能模塊已有實(shí)現(xiàn)效果，模塊基于人手一部或者多部的無(wú)線終端設(shè)備交互便利性狀況來(lái)實(shí)現(xiàn)游園游客與公園特定場(chǎng)景(游園固有地物如游覽道等、熱點(diǎn)地標(biāo)如雕塑等和游園設(shè)施如智慧公廁等)的交互強(qiáng)度，同時(shí)增強(qiáng)游客間社交強(qiáng)度，增進(jìn)游園游客在社交媒體網(wǎng)絡(luò)中推送度，讓游園場(chǎng)所信息通過(guò)用戶自產(chǎn)生信息(UGC：UserGenerated Content)模式流動(dòng)起來(lái)，提升智慧游園系統(tǒng)智能化場(chǎng)景體驗(yàn)效果[9]。

①功能說(shuō)明

包括位置服務(wù)。文化宣傳、品牌推廣和社交傳播四大類，如圖9所示。

圖9 無(wú)線終端引導(dǎo)小程序功能結(jié)構(gòu)圖

位置服務(wù)類分為定位服務(wù)，路線游覽和熱點(diǎn)導(dǎo)引功能，游客在便捷獲取到個(gè)人實(shí)時(shí)位置信息基礎(chǔ)上可按照路線模式和景點(diǎn)模式進(jìn)行導(dǎo)引，同時(shí)可與重點(diǎn)路線和景點(diǎn)的文化品牌傳播無(wú)縫集成且方便切換；文化宣傳類可以多種方式對(duì)重點(diǎn)地標(biāo)和文化主題內(nèi)容做多樣化展示；品牌推廣類則對(duì)園區(qū)近期和當(dāng)下正在推廣的各類主題活動(dòng)，常規(guī)的設(shè)施和地標(biāo)文化內(nèi)容進(jìn)行推送；社交傳播類則可以物或人為中心進(jìn)行各類信息的分享傳播和交互。

②技術(shù)架構(gòu)

采用平臺(tái)層、用戶層、主題層的三層架構(gòu)模式，集成大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)，采用公有云存儲(chǔ)模式和多終端適配開發(fā)技術(shù)，適用項(xiàng)目在開發(fā)過(guò)程中快速迭代，如圖10所示。

圖10 無(wú)線終端引導(dǎo)小程序技術(shù)架構(gòu)圖

5 結(jié) 語(yǔ)

杭州市勞模工匠文化公園智慧游園系統(tǒng)建設(shè)在公園已有基礎(chǔ)設(shè)施情況上予以增設(shè)，實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)施設(shè)備和智慧場(chǎng)景與公園已有環(huán)境狀況的完好融合，智慧游園系統(tǒng)從多個(gè)層面滿足了各類用戶的多項(xiàng)需求：對(duì)公園管理方而言，可為其提供園區(qū)整體環(huán)境狀況的綜合表征，其中數(shù)據(jù)大屏可完好對(duì)接各類政府部門和機(jī)構(gòu)的參觀考察，引導(dǎo)小屏可實(shí)現(xiàn)公園工匠文化主題內(nèi)容的整體宣導(dǎo)，能以智慧(能)化方式起到良好品牌推廣宣傳效應(yīng)；對(duì)公園游客而言，可使其以沉浸方式充分了解公園工匠文化主體內(nèi)容，智能化信息觸達(dá)的體驗(yàn)感和獲得感強(qiáng)。

此智慧游園系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)成果可作為類似智慧公園的智慧體系建設(shè)而予以參考，杭州市勞模工匠文化公園智慧游園系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)效果，如圖11所示。

圖11 智慧游園系統(tǒng)實(shí)施效果圖