陳 媛，吳勝潔，董春玲

(1.山東師范大學(xué) 地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250300；2.中國(guó)傳媒大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院， 北京 100024)

1 引言

“智慧旅游”的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)固化、程序化的旅游方式。如今旅游者對(duì)旅游內(nèi)容的要求越來(lái)越高，行程安排也更加追求個(gè)性化，更傾向于自主選擇游覽景點(diǎn)，自主規(guī)劃旅游線路。旅游網(wǎng)站能夠?yàn)槁糜握咛峁┝舜罅康穆糜涡畔?，但是隨之而來(lái)的問(wèn)題是旅游者在制定旅游計(jì)劃時(shí)需要在繁瑣而零散信息中篩選出有價(jià)值的參考，以制定最滿意的旅游線路。因此設(shè)計(jì)一個(gè)符合旅游者個(gè)人需求的旅游線路推薦系統(tǒng)，能夠更好地幫助旅游者快速制定旅游路線。

旅游線路推薦是為旅游者規(guī)劃一條或多條合理并符合其需求的旅游線路。在“智慧旅游”的背景下，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量旅游線路推薦的研究。其研究成果或通過(guò)用戶歷史旅游信息推薦旅游服務(wù)[1，2]，或使用大數(shù)據(jù)挖掘大量其他用戶的行為偏好，將相似程度大的推薦給用戶[3]，或是通過(guò)協(xié)調(diào)過(guò)濾的推薦方法[4]。這樣的推薦結(jié)果在一定程度上都具有片面性，不符合旅游者個(gè)性化需求。旅游者目標(biāo)和需求的限制使得其在旅游目的地內(nèi)的行為是獨(dú)特的，同時(shí)旅游者也不會(huì)反復(fù)選擇單一屬性的旅游景點(diǎn)。旅游者選擇陌生景點(diǎn)前無(wú)法親身體驗(yàn)，決策行為是不確定的[5]，這就要求旅游推薦服務(wù)盡可能充分了解旅游者的偏好約束，為旅游者推薦滿意度最大的旅游產(chǎn)品。

針對(duì)上述推薦算法的局限性，本文根據(jù)旅游推薦的特殊性，提出基于約束條件的推薦算法，把推薦任務(wù)看作是解決一個(gè)約束滿足問(wèn)題，考慮旅游者個(gè)人性化行為約束，將符合約束條件的景點(diǎn)推薦給用戶，構(gòu)建最優(yōu)化旅游線路。

2 旅游者時(shí)空間行為

2.1 旅游者行為

學(xué)者們對(duì)行為的研究方式和角度的不同導(dǎo)致了很多行為模式的出現(xiàn)，這些行為模式之間最大的差異在于對(duì)影響行為的因素的認(rèn)識(shí)不同。廣義上的旅游者行為涉及要素復(fù)雜，囊括了旅游者在一次完整的旅游過(guò)程全部表現(xiàn)，根據(jù)旅游活動(dòng)階段可簡(jiǎn)單劃分為旅游前、旅游中和旅游后3個(gè)階段，包括旅游前的動(dòng)機(jī)和決策、旅游中的景觀體驗(yàn)和游后行為趨向[5]。本文研究旅游者行為對(duì)旅游線路的約束，因此主要關(guān)注決策和實(shí)施旅游活動(dòng)的旅游者行為。

旅游線路所表征的旅游者行為可以理解為旅游者個(gè)人對(duì)旅游產(chǎn)品信息進(jìn)行決策和執(zhí)行的表現(xiàn)，包括旅游者的動(dòng)機(jī)行為、決策行為以及空間行為。旅游活動(dòng)首先是一種空間行為，旅游者的動(dòng)機(jī)行為和決策行為是產(chǎn)生旅游者空間行為的內(nèi)在機(jī)理，是其空間行為的前提和基礎(chǔ)[6]。旅游者行為是旅游者偏好和所受約束條件的反映，旅游者在游覽前的反映其個(gè)人偏好的決策行為和各景點(diǎn)影響下旅游者的時(shí)空間行為，直接影響旅游線路制定。

2.2 旅游者時(shí)空間行為

旅游活動(dòng)是旅游者活動(dòng)場(chǎng)所的空間變化。毋庸置疑，時(shí)間和空間是所有旅游者行為活動(dòng)發(fā)生的背景。旅游景點(diǎn)在空間上的客觀距離是以兩地間的實(shí)際路程來(lái)衡量，由于旅游者對(duì)旅游景點(diǎn)的知識(shí)空白，使得旅游景點(diǎn)對(duì)于旅游者的吸引力真正起決定作用的是感知距離而不是客觀距離[5]。感知距離則以克服客觀距離所消耗的時(shí)間、資金和精力等來(lái)衡量，客觀距離是感知距離的基礎(chǔ)，隨著交通通達(dá)程度的不斷提高，旅游者在景點(diǎn)間移動(dòng)所付出的時(shí)間代價(jià)越來(lái)越小。因此，旅游者行為中時(shí)間因素成為影響旅游線路選擇的決定性因素。旅游線路設(shè)計(jì)需要考慮旅游者個(gè)體的實(shí)際需求，就需要把握旅游者的時(shí)空行為規(guī)律。

本文研究在這一認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，引入時(shí)間維度，認(rèn)為旅游者行為都是在其個(gè)人時(shí)間約束下，在一定的空間尺度內(nèi)發(fā)生的[7，8]。

3 理論模型

3.1 時(shí)間距離模型

本文引入“時(shí)間距離”這一衡量指標(biāo)，指在單位時(shí)間里乘各種交通工具在各個(gè)方向上可能達(dá)到的距離。旅游者前往旅游景點(diǎn)的時(shí)間距離是根據(jù)從空間中一點(diǎn)到達(dá)另一點(diǎn)所需時(shí)間進(jìn)行度量的，主要受出行的空間距離和交通工具的制約。

為了便于時(shí)間距離與空間距離進(jìn)行比較，并結(jié)合最短路徑算法求解旅游線路規(guī)劃問(wèn)題。根據(jù)物理學(xué)中相對(duì)論原理，尺子的長(zhǎng)度在不同的運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)體系中是不一樣的，它沿著運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加而縮短，運(yùn)動(dòng)的速度越快，長(zhǎng)度就變得越短[15]。在此將旅游者需花費(fèi)的時(shí)間換算成為單位的空間距離，建立變換數(shù)學(xué)模型：

LTij=Vij·LDij/Vmin(i=1,2,3...,n,j=1,2,3...n,i≠j)

(1)

式中，為旅游者從景點(diǎn)到所走的路程；表示兩景點(diǎn)間的特定時(shí)間距離的空間轉(zhuǎn)換結(jié)果；為指定交通工具的平均速度；旅游者出行方式的最小平均速度(通常為步行速度)。利用上述公式，能夠更加直觀地將旅游者時(shí)間約束信息可視化表現(xiàn)出來(lái)。

3.2 主觀評(píng)分模型

景點(diǎn)評(píng)分是旅游者在游覽一個(gè)景點(diǎn)后對(duì)該景點(diǎn)做出的滿意度評(píng)價(jià)，能夠直觀地反映該景點(diǎn)的受歡迎程度。旅游者在選擇游覽一個(gè)陌生景點(diǎn)前，會(huì)選擇參考其他旅游者給出的景點(diǎn)評(píng)分，趨向于選擇推薦人數(shù)多，評(píng)分高的景點(diǎn)。

目前諸多旅游網(wǎng)站都提供景點(diǎn)打分和評(píng)價(jià)模塊，這些評(píng)分沒(méi)有絕對(duì)客觀的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，是旅游者主觀評(píng)分的結(jié)果。本文研究選擇多個(gè)旅游網(wǎng)站對(duì)同一景點(diǎn)的評(píng)分結(jié)果，進(jìn)行歸一化處理，求得主觀評(píng)分的歸一化分?jǐn)?shù)，以期有效消除評(píng)分中存在的主觀性誤差。評(píng)分結(jié)果的歸一化模型如下，其中，為某一網(wǎng)站的評(píng)分?jǐn)?shù)，和分別為所有網(wǎng)站評(píng)分的最低值和最高值。

(2)

4 基于約束的推薦模型

4.1 算法模型

旅游線路是旅游者行為在空間上的表征，通過(guò)旅游者在空間上的移動(dòng)，串聯(lián)多個(gè)不同空間位置的節(jié)點(diǎn)(旅游景點(diǎn))，從而構(gòu)建旅游者在一定地域范圍內(nèi)的有向行為路徑。不同旅游者的旅游線路差異就體現(xiàn)在游覽景點(diǎn)的先后順序和連接方式上。

基于約束的推薦模型就是把推薦問(wèn)題看作解決約束滿足條件，把符合條件的結(jié)果推薦給用戶[10]。約束推薦方法適合于推薦產(chǎn)品信息復(fù)雜，用戶無(wú)法詳細(xì)了解所有產(chǎn)品特征的情況。因此在為旅游者推薦旅游線路的服務(wù)上，適合采用基于約束的旅游推薦。

該方法首先對(duì)旅游資源進(jìn)行有效的整合，預(yù)先定義景點(diǎn)信息知識(shí)庫(kù)，根據(jù)旅游者約束條件來(lái)設(shè)計(jì)推薦結(jié)果。根據(jù)上述理論模型，給出計(jì)算景點(diǎn)決策得分公式。其中，為旅游者事先確定的游覽時(shí)間。

(3)

4.2 算法思想

通過(guò)決策模型計(jì)算各景點(diǎn)間的時(shí)間距離，以景點(diǎn)評(píng)價(jià)得分為其權(quán)重，得到旅游者個(gè)人決策行為得分。該算法的主要思想是通過(guò)結(jié)合并改進(jìn)GIS最短路徑算法[18-19]，將景點(diǎn)看作空間上分散的節(jié)點(diǎn)，設(shè)置出發(fā)點(diǎn)(頂點(diǎn))，選擇決策得分最大的景點(diǎn)作為下一處游覽景點(diǎn)，在規(guī)定的時(shí)間約束下，再以該景點(diǎn)作為出發(fā)點(diǎn)計(jì)算決策得分，不斷來(lái)擴(kuò)充景點(diǎn)集合，連接成一條旅游線路。其算法流程如圖1所示。

圖1算法流程

當(dāng)用戶指定必須游覽的景點(diǎn)時(shí)，通過(guò)改進(jìn)GIS最短路徑算法，計(jì)算從出發(fā)點(diǎn)到指定景點(diǎn)的最短時(shí)間距離；當(dāng)用戶指定游覽景點(diǎn)類(lèi)型時(shí)，首先篩選景點(diǎn)集合，再選取該集合中決策得分最高的景點(diǎn)作為第一個(gè)游覽景點(diǎn)；當(dāng)用戶沒(méi)有偏好約束時(shí)，直接從用戶出發(fā)點(diǎn)計(jì)算決策得分最高的景點(diǎn)作為游覽景點(diǎn)。

若用戶結(jié)束第一個(gè)景點(diǎn)游覽后沒(méi)有超過(guò)時(shí)間限制，再以用戶當(dāng)前位置為出發(fā)點(diǎn)計(jì)算下一景點(diǎn)，直達(dá)超出時(shí)間限制，輸出旅游線路。其中用戶時(shí)間包括景點(diǎn)內(nèi)游玩時(shí)間和景點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)間。

5 實(shí)證研究

5.1 實(shí)驗(yàn)區(qū)介紹

武夷山國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)，作為武夷山旅游者游玩觀光的主要區(qū)域。景區(qū)內(nèi)按照游玩天數(shù)收取費(fèi)用，游玩景點(diǎn)不限。這樣的模式使得旅游者游覽景點(diǎn)的選擇、旅游線路的規(guī)劃尤為重要。

本文通過(guò)爬取國(guó)內(nèi)多個(gè)旅游網(wǎng)站信息，選取該區(qū)域內(nèi)不同景點(diǎn)類(lèi)別中熱度最高的9處景點(diǎn)作為算法試驗(yàn)景點(diǎn)。分別是登山景點(diǎn)(天游峰、虎嘯巖、馬頭巖)，宗教景點(diǎn)(天心永樂(lè)禪寺、止止庵)，步行景點(diǎn)(一線天、大紅袍、水簾洞、鷹嘴巖)。旅游者需通過(guò)同一入口進(jìn)入和離開(kāi)景區(qū)。

5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)利用百度地圖API開(kāi)發(fā)旅游線路推薦系統(tǒng)，通過(guò)后臺(tái)計(jì)算決策得分排序并將連接多個(gè)景點(diǎn)的旅游線路在Web端顯示。在實(shí)驗(yàn)區(qū)域?qū)λ惴ㄟm用性進(jìn)行模擬，設(shè)置三種不同旅游者行為情境。

(1)偏好無(wú)限制。當(dāng)用戶對(duì)景點(diǎn)興趣偏好沒(méi)有約束，僅規(guī)定游玩時(shí)間為4 h。出發(fā)點(diǎn)為景區(qū)入口，計(jì)算決策得分最高的景點(diǎn)為止止庵，通過(guò)遞歸計(jì)算。旅游線路為景區(qū)入口-止止庵-虎嘯巖-一線天。檢驗(yàn)可知，該線路游覽總用時(shí)225 min，符合用戶時(shí)間限制。

圖2 情境一線路

(2)指定游玩景點(diǎn)。用戶指定選擇天游峰景點(diǎn)，游玩時(shí)間為5 h。根據(jù)約束條件，從景區(qū)入口去往天游峰的最佳線路為：景區(qū)入口-大紅袍-天游峰。兩景點(diǎn)建議游覽時(shí)間分別為60 min、150 min，景點(diǎn)間交通時(shí)間為40 min。符合用戶游覽時(shí)間限制，符合用戶指定約束條件。

圖3 情境二線路

(3)指定景點(diǎn)類(lèi)型。若旅游者要求避開(kāi)宗教景點(diǎn)，游玩時(shí)間為4 h。根據(jù)約束條件，推薦系統(tǒng)首先排除宗教景點(diǎn)集合，因此推薦景點(diǎn)相比情境(1)變化為：景區(qū)入口-天游峰-一線天。

實(shí)驗(yàn)的三種情境推薦結(jié)果，表明本推薦算法能夠有效地根據(jù)用戶需求進(jìn)行個(gè)性化規(guī)劃。計(jì)算每個(gè)景點(diǎn)到其他景點(diǎn)的距離，并考慮用戶偏好要求，規(guī)劃不同的線路。當(dāng)情境一對(duì)偏好沒(méi)有任何限制時(shí)，算法首先推薦決策得分高(時(shí)間距離短、評(píng)分高)的景點(diǎn)-止止庵，但情境三要求避開(kāi)宗教景點(diǎn)時(shí)，該推薦算法能夠根據(jù)約束要求推薦其他線路。

圖4 情境三線路

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)旅游者時(shí)空間行為及旅游者行為影響下的旅游線路規(guī)劃進(jìn)行探究和總結(jié)。從地理學(xué)視角出發(fā)，將旅游線路看作旅游者行為在空間上的表征，通過(guò)旅游者在空間上的移動(dòng)，串聯(lián)多個(gè)不同空間位置的旅游景點(diǎn)，而構(gòu)建旅游者在一定地域范圍內(nèi)的有向行為路徑。

一般的旅游線路規(guī)劃僅考慮路程影響，但空間上的路程距離對(duì)旅游者的參考意義并不大，時(shí)間更能有效反映兩地的實(shí)際“距離”。本文在對(duì)旅游者時(shí)間行為約束的結(jié)論下提出用于感知距離參考的“時(shí)間距離”，更適合于旅游活動(dòng)規(guī)劃。提出基于約束的決策推薦模型計(jì)算推薦得分，將決策推薦得分作為權(quán)重通過(guò)改進(jìn)GIS最短路徑算法，能夠在復(fù)雜的道路網(wǎng)絡(luò)中求解最適宜的線路?；诩s束的推薦算法，在每一輪會(huì)話中能直接獲取旅游者需求，不存在冷啟動(dòng)問(wèn)題。解決了一些旅游線路推薦算法的局限。

但旅游者行為是一種主觀選擇為主導(dǎo)的行為，涉及包括心理學(xué)、行為學(xué)等多方面的研究視角。本文從地理學(xué)視角研究，研究較為片面，提出的算法較為理想化，僅考慮易獲取、易評(píng)價(jià)的旅游者行為作為約束條件。接下來(lái)的研究計(jì)劃將進(jìn)一步探究旅游者行為約束條件，充分考慮旅游者主觀需求，以推薦更個(gè)性化、更人性化的旅游線路。