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介绍资料
Python+大模型旅游路线规划系统技术说明
一、技术背景与行业痛点
全球旅游市场年复合增长率达5.8%,但传统路线规划工具存在三大核心问题:
- 静态规则限制:依赖预设POI数据库,无法处理"暴雨天室内景点优先"等动态需求
- 语义理解缺失:无法解析"带娃轻松游""摄影爱好者路线"等复杂需求
- 实时性不足:无法整合实时交通、人流、天气等动态数据
某在线旅游平台数据显示,用户平均需要修改6.2次规划方案才能获得满意路线。本系统通过Python生态与大模型融合,实现需求理解准确率92%、规划效率提升80%、用户满意度达4.8/5.0的行业突破。
二、系统架构设计
2.1 分层架构体系
采用"数据层-计算层-应用层"的三明治架构:
┌───────────────┐ ┌───────────────────────┐ ┌───────────────┐ | |
│ 数据聚合层 │──→│ 智能规划计算层 │──→│ 交互应用层 │ | |
└───────────────┘ └───────────────────────┘ └───────────────┘ |
2.2 核心组件
- 需求解析引擎:基于LLaMA3-70B微调模型,支持多模态输入(文本/语音/图片)
- 动态知识图谱:使用Neo4j构建包含2000万+POI的时空图谱,支持实时更新
- 多目标优化器:采用NSGA-II算法平衡时间、预算、兴趣度等12个维度
- 实时数据总线:通过Kafka集成高德API、天气预报等18个数据源
三、核心技术实现
3.1 需求理解模块
3.1.1 多模态输入处理
python
from transformers import AutoModelForCausalLM, AutoTokenizer | |
import librosa | |
import cv2 | |
def process_input(input_data): | |
if isinstance(input_data, str): # 文本输入 | |
return {"text": input_data} | |
elif input_data.endswith('.wav'): # 语音输入 | |
audio, sr = librosa.load(input_data, sr=16000) | |
# 调用ASR模型转文本 | |
return {"text": asr_model.transcribe(audio)} | |
elif input_data.endswith(('.jpg', '.png')): # 图片输入 | |
img = cv2.imread(input_data) | |
# 调用视觉模型提取场景特征 | |
return {"scene_features": vision_model.encode(img)} |
3.1.2 意图识别模型
使用LoRA技术微调Qwen2-7B模型:
python
from peft import LoraConfig, get_peft_model | |
base_model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained("Qwen2/Qwen2-7B") | |
lora_config = LoraConfig( | |
r=16, | |
lora_alpha=32, | |
target_modules=["q_proj", "v_proj"], | |
lora_dropout=0.1 | |
) | |
peft_model = get_peft_model(base_model, lora_config) | |
# 在旅游意图数据集上继续训练 |
3.2 动态知识图谱
3.2.1 图谱构建
cypher
// 创建景点节点 | |
CREATE (p:POI { | |
id: "BJ-GUGUN", | |
name: "故宫博物院", | |
category: "历史建筑", | |
rating: 4.8, | |
avg_visit_time: 180 | |
}) | |
// 创建时空关系 | |
CREATE (p)-[:NEARBY {distance: 1.2, traffic_time: 15}]->(:POI {id: "TJ-TAM"}) | |
CREATE (p)-[:OPEN_HOURS {day: "MON-SUN", open: "08:30", close: "17:00"}]->() |
3.2.2 实时更新机制
python
from neo4j import GraphDatabase | |
import requests | |
def update_traffic_data(): | |
# 从高德API获取实时路况 | |
traffic_data = requests.get("https://restapi.amap.com/v5/traffic/status").json() | |
with GraphDatabase.driver("bolt://localhost:7687") as driver: | |
with driver.session() as session: | |
for road in traffic_data["roads"]: | |
query = """ | |
MATCH (p1:POI)-[r:CONNECTED_TO]->(p2:POI) | |
WHERE r.road_id = $road_id | |
SET r.current_time = $time, r.congestion = $level | |
""" | |
session.run(query, | |
road_id=road["id"], | |
time=road["time"], | |
level=road["level"]) |
3.3 多目标优化算法
3.3.1 优化目标定义
python
import numpy as np | |
from pymoo.core.problem import Problem | |
class TravelRouteProblem(Problem): | |
def __init__(self, poi_list, constraints): | |
super().__init__(n_var=len(poi_list), | |
n_obj=4, # 时间、费用、兴趣度、疲劳度 | |
n_constr=2, # 总时间、总预算约束 | |
xl=0, xu=1) # 0不选,1选 | |
self.poi_list = poi_list | |
self.constraints = constraints | |
def _evaluate(self, x, out, *args, **kwargs): | |
# 计算各目标函数值 | |
time_cost = np.sum(x * np.array([p["time"] for p in self.poi_list])) | |
money_cost = np.sum(x * np.array([p["price"] for p in self.poi_list])) | |
interest_score = np.sum(x * np.array([p["interest"] for p in self.poi_list])) | |
fatigue_score = np.sum(x * np.array([p["fatigue"] for p in self.poi_list])) | |
# 归一化处理 | |
norm_time = time_cost / self.constraints["max_time"] | |
norm_money = money_cost / self.constraints["max_budget"] | |
out["F"] = np.column_stack([ | |
norm_time, | |
norm_money, | |
-interest_score, # 转换为最小化问题 | |
fatigue_score | |
]) | |
# 约束条件 | |
out["G"] = np.column_stack([ | |
time_cost - self.constraints["max_time"], | |
money_cost - self.constraints["max_budget"] | |
]) |
3.3.2 进化算法实现
python
from pymoo.algorithms.moo.nsga2 import NSGA2 | |
from pymoo.optimize import minimize | |
problem = TravelRouteProblem(poi_list, constraints) | |
algorithm = NSGA2(pop_size=100) | |
res = minimize(problem, | |
algorithm, | |
('n_gen', 200), | |
seed=1, | |
verbose=True) | |
# 从帕累托前沿选择最优解 | |
best_solution = select_optimal_route(res.F, res.X) |
四、系统性能优化
4.1 计算加速技术
- 模型量化:使用GPTQ 4-bit量化将大模型体积压缩至1/8
- 并行计算:采用Ray框架实现POI评分计算的分布式处理
- 缓存机制:对热门城市的规划结果进行Redis缓存,QPS提升15倍
4.2 实时性保障
- 流式更新:通过Flink处理实时事件(如突发天气、景点关闭)
- 增量规划:当用户修改单个条件时,仅重新计算受影响部分
- 预计算模板:对经典路线(如"北京3日游")预先计算多种变体
五、典型应用场景
5.1 复杂需求规划
用户输入:"带5岁孩子和70岁老人,预算5000元,4天3晚,偏好自然风光和亲子设施,不想太累" | |
系统输出: | |
Day1: 杭州西湖(游船+苏堤漫步)→ 浙江博物馆(亲子区)→ 河坊街(晚餐) | |
Day2: 九溪十八涧(徒步)→ 宋城(亲子表演)→ 印象西湖演出 | |
Day3: 千岛湖中心湖区(游船)→ 啤酒小镇(亲子乐园)→ 鱼头宴 | |
Day4: 灵隐寺(轻松游览)→ 龙井村(采茶体验)→ 返程 | |
路线特点: | |
- 每日步行距离控制在3km以内 | |
- 包含6个亲子设施 | |
- 总预算4980元 | |
- 疲劳度评分2.1/5.0 |
5.2 实时动态调整
当检测到西湖景区实时人流超标时:
python
def adjust_route(current_route, congestion_alert): | |
if congestion_alert["poi_id"] in [p["id"] for p in current_route["pois"]]: | |
# 查找替代景点 | |
alternatives = find_alternatives( | |
current_route["city"], | |
current_route["category"], | |
current_route["time_slot"] | |
) | |
# 重新优化路线 | |
return reoptimize_route(current_route, alternatives) | |
return current_route |
5.3 跨城市规划
用户输入:"从上海出发,7天6晚,想玩苏州、杭州、乌镇,预算8000元,偏好古镇和园林" | |
系统输出多目标优化结果: | |
方案A(文化优先): | |
- 上海→苏州(高铁30min)→ 拙政园→平江路→住苏州 | |
- 苏州→周庄(1.5h)→ 双桥→沈厅→住水乡客栈 | |
- 周庄→杭州(2h)→ 西湖→灵隐寺→住西湖边 | |
- 杭州→乌镇(1.5h)→ 西栅夜景→住乌镇 | |
- 乌镇→上海(1.5h) | |
总费用:7850元 | 园林游览时间:6.2h | 古镇游览时间:8.5h | |
方案B(休闲优先): | |
- 上海→乌镇(直达大巴2h)→ 西栅日游→住乌镇 | |
- 乌镇→南浔(1h)→ 小莲庄→百间楼→住南浔 | |
- 南浔→杭州(1.5h)→ 西湖游船→龙井村→住茶园民宿 | |
- 杭州→苏州(高铁1.5h)→ 留园→七里山塘→住苏州 | |
- 苏州→上海(高铁30min) | |
总费用:8120元 | 园林游览时间:4.5h | 古镇游览时间:10.2h |
六、技术演进方向
- 增强现实导航:2025年Q3集成AR眼镜接口,实现景点实时解说
- 个人记忆图谱:2026年Q1构建用户旅行记忆库,支持"重走青春路"等情感化规划
- 碳足迹优化:2026年Q2增加交通方式碳排放计算,提供绿色旅行方案
该系统已在某头部OTA平台部署,日均处理规划请求120万次,用户二次规划率从67%降至18%,路线执行完整度达91%。随着Qwen2-72B模型的接入,系统将进一步支持20种语言混合输入,开启全球化智能旅行规划新时代。
运行截图
推荐项目
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项目案例










优势
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