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开题报告之基于SpringBoot+AI大模型的旅游推荐系统的设计与实现
2026/10/22 2:30:14 网站建设 项目流程

随着国民经济的持续增长和居民消费结构的不断升级,旅游已成为人们日常生活的重要组成部分。据中国旅游研究院数据显示,2024年国内旅游人次突破60亿,旅游消费总额超过5万亿元。与此同时,互联网技术的普及使得在线旅游服务渗透率持续提升,用户越来越倾向于通过网络平台获取旅游信息、规划行程和完成预订。

然而,当前在线旅游平台普遍面临信息过载与个性化服务不足的双重挑战。一方面,平台上海量的景点、住宿、攻略信息让用户难以快速找到符合自身需求的内容;另一方面,传统的基于关键词搜索和热门排行的推荐方式过于粗放,无法精准匹配用户的个性化偏好。用户在规划旅行时往往需要花费大量时间筛选信息,决策成本高,体验不佳。

近年来,人工智能技术的快速发展为上述问题提供了新的解决思路。大语言模型(LLM)在自然语言理解、意图识别和内容生成方面展现出强大能力,使得基于对话式交互的智能推荐成为可能。同时,协同过滤等经典推荐算法在用户行为挖掘方面依然具有重要价值。将AI大模型与协同过滤算法相结合,构建混合式智能推荐系统,成为提升旅游平台服务质量的重要方向。

在此背景下,设计与实现一个基于Spring Boot与Vue3的AI旅游推荐系统,整合景点浏览、智能推荐、在线预订、住宿查询、旅游攻略、社区互动等功能于一体,具有重要的现实意义和应用价值。

1.2 研究意义

(1)理论意义

本课题将大语言模型技术与传统协同过滤推荐算法相结合,探索混合推荐架构在旅游垂直领域的应用模式。通过Prompt工程引导AI生成结构化推荐结果,并设计结果验证与数据补全机制,为AI推荐系统的可靠性和实用性提供了新的技术方案。同时,基于用户多维度行为数据(评分、收藏、订单)构建综合用户-物品矩阵,丰富了协同过滤算法在旅游场景下的数据建模方式。

(2)实践意义

提升用户体验:通过AI自然语言交互和个性化推荐,降低用户获取旅游信息的门槛,帮助用户快速发现符合需求的景点,缩短决策路径。

促进旅游数字化转型:为中小型旅游企业或景区提供一套完整的线上服务解决方案,涵盖内容管理、在线交易、用户运营等核心环节,助力旅游产业数字化升级。

技术实践价值:采用Spring Boot 3.x + Vue 3.x + Spring AI等前沿技术栈,形成一套可复用、可扩展的全栈开发参考方案,对同类系统的开发具有借鉴意义。

(3)社会意义

通过智能推荐挖掘用户潜在旅游需求,有助于激活旅游消费市场,促进旅游资源的均衡分配。同时,系统支持用户生成内容(攻略、评论),能够形成良性的旅游社区生态,推动旅游文化的传播与交流。

二、国内外研究现状

2.1 国外研究现状

国外在旅游推荐系统和个性化服务领域的研究起步较早,已形成较为成熟的理论体系和应用实践。

在推荐算法方面,美国明尼苏达大学的GroupLens实验室于1992年提出了协同过滤算法,奠定了推荐系统的理论基础。此后,基于内容的推荐、协同过滤推荐、混合推荐等方法不断演进。Ricci等人系统总结了旅游推荐系统的研究进展,指出旅游推荐具有上下文感知性强、数据稀疏性高、评价维度多元等特点,需要结合领域知识进行专门设计。

在技术应用方面,国外主流在线旅游平台已广泛采用AI技术提升服务质量。Booking.com利用深度学习模型进行住宿推荐和动态定价;Airbnb通过机器学习实现个性化搜索排序和智能客服;TripAdvisor基于用户评论文本挖掘进行情感分析和景点标签生成。这些平台的成功实践证明了AI技术在旅游推荐中的巨大潜力。

近年来,随着ChatGPT等大语言模型的兴起,国外学术界开始探索LLM在推荐系统中的应用。Google研究人员提出了LLM-based Recommendation框架,利用大模型的语义理解能力增强推荐的可解释性;微软研究院探索了ChatGPT as a Recommender的可行性,通过精心设计的Prompt让大模型直接生成推荐列表。这些研究表明,大语言模型有望成为下一代推荐系统的重要技术路径。

2.2 国内研究现状

国内在旅游推荐系统领域的研究虽然起步相对较晚,但发展迅速,已在算法优化和应用落地方面取得显著成果。

在算法研究方面,国内学者针对旅游场景的特点对经典推荐算法进行了大量改进。例如,有研究提出融合用户兴趣偏好和时间上下文信息的旅游路线推荐算法;有研究将知识图谱引入景点推荐,利用景点之间的语义关联提升推荐准确度;还有研究基于深度学习模型(如Wide & Deep、DIN)进行旅游产品的点击率预估。这些研究有效缓解了旅游数据稀疏和冷启动问题。

在系统实现方面,国内主流在线旅游平台(如携程、去哪儿、马蜂窝、飞猪)均已建立较为完善的推荐体系。携程基于海量用户行为数据构建用户画像,实现千人千面的首页推荐;马蜂窝通过UGC内容挖掘和知识图谱技术提供个性化攻略推荐;飞猪结合阿里巴巴生态的电商数据,实现跨场景的旅游产品推荐。

在AI应用方面,国内互联网企业积极跟进大语言模型技术。百度基于文心一言推出智能旅游助手;阿里巴巴发布通义千问并探索其在旅游客服和推荐场景的应用;字节跳动利用大模型优化抖音旅游内容的理解和分发。同时,以硅基流动(SiliconFlow)为代表的国内AI基础设施服务商,为开发者提供了便捷的大模型API接入能力,降低了AI应用的技术门槛。

2.3 研究现状评述

综合国内外研究现状,可以得出以下结论:

推荐算法持续演进:从早期的协同过滤、内容推荐,到深度学习推荐、知识图谱推荐,再到当前的大语言模型推荐,推荐技术不断革新,为旅游推荐系统提供了丰富的技术选择。

混合推荐成为主流:单一推荐算法难以应对复杂的旅游场景,融合多种算法优势的混合推荐架构成为业界共识。

大语言模型带来新机遇:LLM在自然语言理解、意图识别和内容生成方面的突破,为构建对话式、可解释的旅游推荐系统提供了新的技术路径,但目前相关研究和应用仍处于探索阶段。

工程实践有待完善:现有研究多聚焦于算法本身的优化,对如何构建完整的、可落地的AI旅游推荐系统(涵盖前后端架构、数据管理、支付集成等)的系统性工程实践研究相对不足。

本课题正是基于上述背景,旨在设计并实现一个融合AI大模型与协同过滤算法的完整旅游推荐系统,既关注推荐算法的有效性,也重视系统工程的实用性和可扩展性。

三、研究内容

3.1 系统总体设计

本课题设计并实现一个基于B/S架构的AI旅游推荐系统,采用前后端分离的开发模式。系统总体分为四个层次:

表示层:基于Vue 3 + Element Plus构建用户界面,包括面向普通用户的前台门户和面向管理员的后台管理系统。

接口层:基于Spring Boot MVC提供RESTful API,负责请求接收、参数校验、权限控制和响应封装。

业务层:封装核心业务逻辑,包括用户管理、景点管理、订单处理、AI推荐、协同过滤推荐、支付集成等。

数据层:基于MyBatis-Plus实现MySQL数据持久化,利用Redis进行热点数据缓存,通过阿里云OSS或本地存储管理文件资源。

3.2 核心功能模块

(1)用户认证与权限管理模块

实现用户注册、登录、密码管理、邮箱验证等功能。采用Spring Security进行安全控制,使用BCrypt算法加密存储密码,基于JWT Token实现无状态认证。通过角色编码(ADMIN/USER)区分管理员和普通用户,实现基于角色的访问控制(RBAC)。

(2)景点信息管理模块

实现景点分类管理、景点信息维护(增删改查)、景点图片上传、景点搜索与筛选等功能。支持按分类、地区、价格区间等多维度筛选,支持关键词模糊搜索。

(3)AI智能推荐模块

基于Spring AI框架集成硅基流动大模型API,实现对话式景点推荐。核心研究内容包括:

Prompt工程设计:设计结构化的系统提示词,引导AI调用工具函数获取真实景点数据,确保推荐结果真实可靠。

工具函数封装:封装景点搜索、详情查询等工具函数(Function Calling),供AI在推理过程中调用,实现"检索增强生成"(RAG)模式。

结果验证与补全:对AI返回的推荐结果进行服务端验证,过滤不存在的景点ID,自动补充景点完整信息(图片、分类、价格等),形成前端可直接渲染的富数据。

会话管理:基于Spring AI的ChatMemory实现多轮对话上下文管理,支持渐进式需求细化。

(4)协同过滤推荐模块

实现基于用户行为数据的协同过滤推荐算法。核心研究内容包括:

综合行为矩阵构建:融合用户评分(评论表)、收藏行为(收藏表)、购买行为(订单表)等多源异构数据,构建加权的用户-景点行为矩阵。

混合推荐策略:结合基于用户的协同过滤(User-based CF)和基于物品的协同过滤(Item-based CF),通过加权融合提升推荐准确度。

冷启动处理:针对新用户和新景点,设计基于热门统计和内容特征的兜底推荐策略。

实时计算优化:采用实时计算与缓存预热相结合的方式,在保证推荐时效性的同时控制计算开销。

(5)门票预订与支付模块

实现门票库存管理、在线下单、支付宝支付集成、订单状态流转等功能。核心研究内容包括:

库存一致性保障:利用数据库事务和乐观锁机制,防止超卖现象。

支付安全集成:集成支付宝官方SDK,实现PC网站支付,处理异步通知和同步返回,确保支付状态准确更新。

订单生命周期管理:设计订单状态机(待支付→已支付→已完成/已取消),支持用户取消未支付订单并释放库存。

(6)住宿服务模块

实现住宿信息展示、类型筛选、评分评价、关联景点查询等功能。支持用户发表住宿评价,管理员进行评价管理。

(7)旅游攻略与社区互动模块

实现攻略的发布(支持富文本编辑)、浏览、搜索、编辑、删除功能;实现评论的发表、回复、点赞、删除功能。构建用户内容生态,增强平台粘性。

(8)后台管理模块

为管理员提供数据仪表盘(用户/景点/订单统计)、用户管理、景点管理、门票管理、订单管理、住宿管理、内容管理(攻略/评论/轮播图)等功能。

3.3 数据库设计

设计覆盖上述业务场景的数据库表结构,主要包括:用户表、景点分类表、景点信息表、景点收藏表、门票表、门票订单表、住宿表、住宿评价表、旅游攻略表、评论表、评论点赞表、AI会话表、AI消息表等。重点研究景点、门票、订单之间的关联设计,以及用户行为数据的存储与索引优化。

四、需要解决的问题及解决方案

4.1 问题一:AI推荐结果的真实性与可靠性保障

问题描述:大语言模型存在"幻觉"问题,可能推荐数据库中不存在的景点,或生成与事实不符的推荐理由,严重影响用户体验和系统可信度。

解决方案:

检索增强生成(RAG)模式:不让AI凭空生成推荐,而是通过Function Calling机制,强制AI先调用searchScenicSpots等工具函数从数据库检索真实景点,再基于检索结果进行筛选和推荐。

Prompt工程约束:在系统提示词中明确约束AI的行为,包括"必须调用工具"、"只能推荐工具返回的景点ID"、"严禁编造信息"等规则,并通过多轮Prompt迭代优化输出稳定性。

服务端二次验证:AI返回推荐结果后,服务端立即查询数据库验证景点ID是否存在,对无效结果进行过滤;同时自动补充景点的图片、分类、价格等完整信息,确保前端渲染数据的准确性和丰富性。

结构化输出约束:利用Spring AI的.entity()方法将AI输出强制绑定到预定义的Java Record类型(如StructOutPut.RecommendationList),确保输出格式符合预期。

4.2 问题二:多源异构用户行为数据的协同过滤建模

问题描述:旅游场景下用户行为类型多样(评分、收藏、购买),不同行为的置信度和价值不同,如何构建统一的用户-物品行为矩阵是协同过滤推荐的关键挑战。

解决方案:

行为权重设计:根据行为类型赋予不同权重,例如:评分行为权重最高(用户主动表达偏好),购买行为次之(实际消费决策),收藏行为再次(意向表达)。具体权重可通过A/B测试或网格搜索调优。

隐式反馈量化:对于非评分行为(收藏、购买),将其量化为隐式评分。例如:收藏=3分,购买=5分,评论评分直接使用1-5分。通过归一化处理将不同量纲的行为映射到统一区间。

时间衰减因子:引入时间衰减函数(如指数衰减),近期行为对推荐结果的影响大于远期行为,反映用户兴趣的时效性。

混合CF策略:分别计算User-based CF和Item-based CF的推荐结果,按权重融合,兼顾用户相似性和物品相似性。

4.3 问题三:高并发场景下的数据一致性与系统性能

问题描述:门票预订涉及库存扣减,在高并发场景下可能出现超卖;同时,AI推荐和协同过滤计算量大,需保障接口响应速度。

解决方案:

库存并发控制:采用数据库行级锁(SELECT ... FOR UPDATE)或乐观锁(版本号机制)控制门票库存扣减,确保原子性操作;在Service层添加事务管理,扣减库存和创建订单要么同时成功,要么同时回滚。

Redis缓存优化:对用户信息、景点列表、推荐结果等高频访问数据实施Redis缓存,设置合理的过期时间;使用@RedisCache自定义注解实现声明式缓存管理,降低数据库压力。

异步处理:对AI推荐等耗时操作,采用异步非阻塞方式调用,避免阻塞主线程;利用Spring AI的Flux响应式编程模型处理流式输出。

数据库索引优化:在景点表的分类ID、地区、价格字段,订单表的用户ID、状态字段,评论表的目标ID字段等高频查询条件上建立索引,提升查询效率。

4.4 问题四:系统安全性保障

问题描述:系统涉及用户隐私数据、支付信息和内容安全,需要防范常见的Web安全威胁。

解决方案:

认证与授权:基于Spring Security实现登录认证,使用BCrypt强哈希加密密码;基于JWT Token实现接口访问控制,防止未授权访问;通过角色编码区分权限,敏感操作(如订单管理、用户管理)仅管理员可访问。

输入校验与SQL注入防护:使用Hibernate Validator(@NotBlank、@Email等注解)进行参数校验;MyBatis-Plus默认使用预编译语句,有效防止SQL注入。

支付安全:支付宝支付采用异步通知+服务端验签机制,防止伪造支付结果;订单金额以服务端计算为准,不信任前端传入的价格。

XSS与CSRF防护:前端对用户输入进行转义处理,防止跨站脚本攻击;开发环境关闭CSRF,生产环境开启Token验证。

五、项目进度安排

本课题计划用时16周完成,具体进度安排如下:

阶段

时间

主要任务

成果形式

第一阶段:选题与调研

第1-2周

确定毕业设计题目,查阅相关文献资料,调研国内外旅游推荐系统发展现状,完成开题报告撰写与答辩

开题报告、文献综述

第二阶段:需求分析与设计

第3-4周

进行系统需求分析,绘制用例图、业务流程图;设计系统总体架构、功能模块划分、数据库ER图;完成详细设计文档

需求规格说明书、系统设计文档、数据库设计文档

第三阶段:环境搭建与基础开发

第5-6周

搭建Spring Boot + Vue3开发环境,配置MySQL、Redis、Maven等基础设施;实现用户认证、权限管理、景点信息管理等基础模块

可运行的基础系统框架

第四阶段:核心功能开发

第7-10周

开发门票预订与支付模块、住宿服务模块、旅游攻略模块、社区互动模块;完成前后端接口联调

核心功能模块代码、接口文档

第五阶段:AI推荐功能开发

第11-12周

集成Spring AI与硅基流动API,实现AI智能推荐模块;实现协同过滤推荐算法;完成推荐结果验证与缓存优化

AI推荐功能模块、算法实现代码

第六阶段:系统测试与优化

第13-14周

进行功能测试、性能测试、安全测试;修复发现的Bug;优化系统性能和用户体验

测试报告、优化后的系统版本

第七阶段:论文撰写与答辩准备

第15-16周

撰写毕业设计论文(初稿、修改稿、终稿);准备答辩PPT和演示材料;参加毕业答辩

毕业论文、答辩PPT、可演示的完整系统

六、参考文献

[1] 李聪, 马军, 陈纯毅. 基于深度学习的旅游推荐系统研究综述[J]. 计算机科学, 2023, 50(6): 1-12.

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[18] 艾瑞咨询. 中国在线旅游行业研究报告(2024年)[R]. 上海: 艾瑞咨询集团, 2024.

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