邢永捷，李文勇，廉 冠

(桂林電子科技大學(xué)，廣西壯族自治區(qū) 桂林 541004)

1 引 言

在旅游經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的新時代，國家交通強(qiáng)國的重大決策決定了大眾旅游時代發(fā)展的新模式，為更好地適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民群眾旅游需求新變化，應(yīng)深化交通運(yùn)輸與旅游融合發(fā)展，提升旅游交通服務(wù)品質(zhì)，在旅游業(yè)逐步興起的今天，人們越來越注重精神生活，旅游成為了追求良好生活品質(zhì)的方式之一，但同時帶來的問題也比較明顯。在旅游交通方面，由于旅游業(yè)的興起，人們的需求逐漸增多，車多、人雜、交通不便利以及資源浪費(fèi)的狀況日益嚴(yán)重，因此，為減少浪費(fèi)，以最少的資源滿足人們最大的需求，應(yīng)該合理安排旅游車輛調(diào)度，提升車輛利用率、游客游玩體驗，同時提高服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)旅游行業(yè)的發(fā)展。

對旅游交通規(guī)劃和車輛調(diào)度的研究有許多。在旅游規(guī)劃方面，張小濤探究了影響城市旅游交通高效發(fā)展的主要因素以及存在的問題，并針對每個問題提出合理化建議。錢琳琳對大型旅游景區(qū)交通綜合評價方法進(jìn)行研究，提出旅游景區(qū)交通組織與管理方法。在車輛調(diào)度方面，舒新意建立物流配送過程中車輛調(diào)度模型，形成有效的配車方案和行車路線。曾羽琚等提出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的車輛路徑調(diào)度算法，形成車輛的高效調(diào)度。Bae等設(shè)計了兩階段遺傳算法求解同時考慮配送與安裝兩種需求的車輛路徑問題。Lew通過研究旅游者的遷移特征，建立了旅游線路規(guī)劃模型。

交通作為旅游者選擇旅游活動的重要指標(biāo)，既是創(chuàng)造旅游收入的重要渠道，同時也是發(fā)展旅游業(yè)的關(guān)鍵。為滿足眾多旅游者的旅游需求、充分發(fā)揮旅游經(jīng)濟(jì)效益就要合理安排旅行路線和調(diào)度旅游車輛以有效地節(jié)約旅游行業(yè)的運(yùn)營成本、提高整個行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量和經(jīng)營水平。本文以旅游交通現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，從游客、旅行社、運(yùn)輸公司三方面入手，分析各研究對象的特點及需求，從需求出發(fā)，從旅游運(yùn)輸資源統(tǒng)籌角度構(gòu)建區(qū)域旅游包車調(diào)度優(yōu)化模型，以車輛數(shù)目及等待時間最小為目標(biāo)，達(dá)到效益最大化，為旅游交通提供車輛調(diào)度方法，并以桂林市為例，給出實例分析。

2 需求分析

為使交通運(yùn)輸與旅游融合發(fā)展，需要從不同的角度進(jìn)行分析，本文所研究的旅游包車調(diào)度問題，是面向某個區(qū)域整體，并建立在統(tǒng)籌旅游運(yùn)輸資源的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的。為了使其具有一定的普遍性，應(yīng)當(dāng)全面分析旅游包車的需求，而旅游包車的需求與相關(guān)聯(lián)研究對象的需求息息相關(guān)，包含了游客、旅行社和運(yùn)輸公司，分析這三者的需求為調(diào)度優(yōu)化提供了依據(jù)，能夠從最基本的方面改善旅游交通，提升旅游交通服務(wù)品質(zhì)。

2.1 游客出行需求分析

游客是旅游包車最主要的服務(wù)對象，乘坐旅游包車出行的游客滿意度決定了旅游交通服務(wù)水平的高低，那么就需要切實了解游客的需求來達(dá)到提高服務(wù)水平的目的。游客出行最希望的是方便舒適快捷，在行程安排上不需要花大量的精力，這就決定了游客對旅游包車的需求。為滿足這樣的需求，旅游包車應(yīng)該在時間上進(jìn)行優(yōu)化，車輛合適調(diào)度能夠提升利用率，不僅可以減少時間的浪費(fèi)，避免人等車的現(xiàn)象，還可以在調(diào)度方面，達(dá)到車輛調(diào)度優(yōu)化的目的。

2.2 旅行社需求分析

旅行社負(fù)責(zé)為游客提供多樣化且各具特色的旅游服務(wù)，需要借助旅游包車為游客提供出行方式。一方面，不同的旅游團(tuán)體需要不同的車輛類型，在行程安排上，考慮到各個起始地以及游覽景點的不同，需要適當(dāng)?shù)能囕v調(diào)度來服務(wù)于游客；另一方面，在明確了一切基礎(chǔ)條件的前提下，旅游包車需要做好配合工作，才能夠同時滿足旅行社和游客需求，提供更好地交通出行服務(wù)。

2.3 運(yùn)輸公司需求分析

運(yùn)輸公司的作用是提供交通工具，針對旅行社給出的游客情況以及具體行程進(jìn)行車輛安排。為使效益最大化，運(yùn)輸公司在提供車輛時需要提高車輛利用率，最優(yōu)目標(biāo)便是用最少的車輛數(shù)服務(wù)最多的游客，大大節(jié)約成本，提供良好的服務(wù)，因此，車輛調(diào)度優(yōu)化必不可少，從車輛數(shù)目來優(yōu)化調(diào)度能夠滿足運(yùn)輸公司的需求。

3 區(qū)域旅游包車調(diào)度優(yōu)化模型

3.1 建模思路

以需求為基礎(chǔ)，從旅游運(yùn)輸資源統(tǒng)籌方面考慮建立模型，為達(dá)到以最少資源滿足最大需求的目的，建立以最少車輛完成接送任務(wù)，且游客等待時間最小為主要目標(biāo)的調(diào)度優(yōu)化模型，同時從多角度給出調(diào)度約束條件，從而達(dá)到效益最大化，提升服務(wù)水平，實現(xiàn)優(yōu)化的目的。

3.2 基本假設(shè)及參數(shù)設(shè)置

表1 參數(shù)設(shè)置表

(1)所有車輛在行程開始前都能準(zhǔn)時到達(dá)集結(jié)點；

(2)車輛行駛速度均滿足道路限速要求；

(3)同一調(diào)度安排的車輛類型相同。

3.3 模型建立

調(diào)度優(yōu)化模型建立如下。

目標(biāo)函數(shù)

(1)

約束條件

nk≤Nk,?k∈Ag

(2)

(3)

(4)

(5)

M{1,j,…}=1，ωi∩ωj∩…=?

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

公式(1)為最少車輛完成所有接送任務(wù)，且游客等待時間最?。还?2)為載客量約束，保證車輛實際載客量低于載客能力；公式(3)為限制車輛總行程時間，確保其在提前設(shè)定好的范圍內(nèi)；公式(4)(5)為起終點約束，保證車輛只能從起始點出發(fā)，并在完成任務(wù)后返回起始點(即終點)；公式(6)為調(diào)度時間約束，保證調(diào)度時間不沖突；公式(7)(8)為約束節(jié)點銜接，確保每個節(jié)點的前繼節(jié)點與后繼節(jié)點的唯一性；公式(9)(10)為判斷參數(shù)。

ρ1、ρ2為整數(shù)，且ρ1?ρ2，最小化車輛使用數(shù)量為第一目標(biāo)，最小化游客等待時間為第二目標(biāo)。

3.4 求解算法

(1)算法概述

本文采用遺傳算法求解旅游包車調(diào)度優(yōu)化模型最優(yōu)解。遺傳算法是模擬生物在自然環(huán)境中優(yōu)勝劣汰、適者生存的遺傳和進(jìn)化過程而形成的一種具有自適應(yīng)能力的、全局性的概率搜索算法。設(shè)計過程如圖1所示。

圖1 遺傳算法設(shè)計流程圖

(2)遺傳算法關(guān)鍵步驟

①選擇編碼方式

如何編碼是第一步工作，通過編碼將要求解的問題表示成遺傳空間的染色體或者個體。本文研究的是車輛調(diào)度問題，對染色體采用自然數(shù)編碼，即序數(shù)編碼方式。用0表示起始點(終點)，1，2，…，n表示各節(jié)點，這樣有利于基于次序的實際問題的解決，提升實用性。

②生成初始群體

確定編碼方式后，遺傳算法通常采用隨機(jī)方法生成若干個個體的集合該集合稱為初始種群，為使初始種群盡可能地均勻分布在整個解空間，本文采用隨機(jī)方式生成初始種群。

③確定適應(yīng)度函數(shù)

根據(jù)所求問題的目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行評估，判斷群體中的個體的優(yōu)劣程度。適應(yīng)度越大越好，在生成了初始群體之后，檢驗各約束條件是否成立，若有違反則降低適應(yīng)度遭淘汰。本文研究的目的是效益最高，因此需適當(dāng)在目標(biāo)函數(shù)與適應(yīng)函數(shù)之間進(jìn)行交換。

④設(shè)計遺傳算子

本文采用簡單易操作的輪盤賭選擇算子，目的是為了從當(dāng)前種群中選出優(yōu)良的個體，根據(jù)染色體適應(yīng)度的比例確定其被選擇的概率，即適應(yīng)度高的個體能以較大的概率被遺傳到下一代。

在交叉方面，本文采用的是方法是部分匹配交叉，若采用單點或多點交叉，可能會導(dǎo)致不能夠涵蓋所有情況，還需要對結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步修正。部分匹配交叉較適應(yīng)自然數(shù)編碼方式，插入交叉段時，會去掉與原染色體相同的部分，得到新個體。

本文選擇倒位變異算子進(jìn)行變異操作，將所選擇的變異點區(qū)域顛倒，得到新個體，若其適應(yīng)度更合適則保留，反之撤銷該操作。

⑤設(shè)定終止條件

本文采用事先確定迭代次數(shù)作為終止規(guī)則，判斷迭代次數(shù)是否符合提前設(shè)定，若是，則終止算法，輸出最優(yōu)解；反之，繼續(xù)執(zhí)行進(jìn)化。

4 實例分析

根據(jù)桂林市旅游現(xiàn)狀，本文以陽朔縣景區(qū)的各個景點為實例研究對象，進(jìn)行旅游包車調(diào)度的實例應(yīng)用，其中包含十里畫廊、興坪古鎮(zhèn)、銀子巖等景點，各個景點之間道路連接性較好?？紤]到桂林市旅游的特性，由于陽朔縣是桂林市游客游覽的熱門景區(qū)，游客的需求也最大，因此，該區(qū)域旅游線路具備實例應(yīng)用的實際的條件。

現(xiàn)給出10個行程，形成了10條出行鏈，假定10個行程的旅游團(tuán)規(guī)模相同，采用同種類型的大巴車進(jìn)行接駁，出發(fā)及返回時間不同，出發(fā)地點包括市區(qū)和陽朔，且均能在計劃時間到達(dá)及返回，保證游客行程的合理性，最大滿足各類游客的需求，同時，車輛安全性有保證，行駛速度滿足道路限速規(guī)范，各個行程安排如表2所示。

表2 行程表

未進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化之前，根據(jù)車輛行駛安排現(xiàn)狀，每個行程安排一輛車，每個旅行團(tuán)的游客在游覽期間不換車，一輛車服務(wù)一個旅行團(tuán)，由此，共安排10輛車，車輛載客行駛共45 h，停車等待共49.5 h，調(diào)度時間0 h，10輛車的行駛路線如下。

(1)市區(qū)→陽朔→十里畫廊→興坪→陽朔→市區(qū)；

(2)市區(qū)→相公山→富里橋→興坪→陽朔→市區(qū)；

(3)市區(qū)→陽朔→十里畫廊→銀子巖→興坪→陽朔→市區(qū)；

(4)市區(qū)→漓江碼頭→興坪→陽朔→市區(qū)；

(5)市區(qū)→陽朔→十里畫廊→興坪→陽朔→市區(qū)；

(6)市區(qū)→磨盤山→陽朔→銀子巖→陽朔→市區(qū)；

(7)市區(qū)→興坪→銀子巖→陽朔→市區(qū)；

(8)陽朔→興坪→十里畫廊→陽朔；

(9)陽朔→興坪→陽朔；

(10)陽朔→興坪→陽朔。

為節(jié)省車輛利用成本，采用遺傳算法進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化之后，在完成所有的接駁任務(wù)的情況下由原始的10輛車減少為7輛車，車輛載客行駛共44.5 h，停車等待共26.5 h，調(diào)度時間為8.5 h，節(jié)省了三輛車的成本，車輛載客行駛時間減少0.5 h，停車等待時間減少23 h，為完成接駁任務(wù)，增添8.5 h調(diào)度時間，該結(jié)果中游客等待時間為0 h，實現(xiàn)了游客等待時間的最小化，調(diào)度后車輛的行駛路線如下。

(1)市區(qū)→陽朔→十里畫廊→銀子巖→陽朔→興坪-陽朔-市區(qū)；

(2)市區(qū)→相公山→富里橋→十里畫廊→興坪→陽朔→市區(qū)；

(3)市區(qū)→陽朔→十里畫廊→富里橋→興坪→陽朔→市區(qū)；

(4)市區(qū)→漓江碼頭→興坪→十里畫廊→興坪→銀子巖→陽朔→市區(qū)；

(5)市區(qū)→陽朔→十里畫廊→陽朔→興坪→銀子巖→興坪→陽朔→興坪→陽朔→市區(qū)；

(6)市區(qū)→磨盤山碼頭→陽朔→銀子巖→興坪→陽朔→市區(qū)；

(7)市區(qū)→興坪→陽朔→興坪→陽朔→銀子巖→陽朔→市區(qū)。

5 結(jié) 論

交通作為旅游運(yùn)輸行業(yè)中的重要指標(biāo)，是發(fā)展旅游業(yè)的關(guān)鍵，它不僅關(guān)乎到游客對旅游活動的選擇，也同時影響著城市的旅游環(huán)境，因此，旅游線路的合理規(guī)劃、客運(yùn)車輛的調(diào)度安排都能夠在旅游中實現(xiàn)車輛的最大化利用，減少資源的消耗，又能夠給予游客最佳的體驗，使得游客、旅行社、運(yùn)輸公司等所扮演的角色盡到應(yīng)有的義務(wù)并獲得最大的效益，從而使得城市旅游交通更加完備，滿足各方需求，帶給社會更大的方便。本文所得出的結(jié)論如下。

(1)本文針對三個對象展開研究，從旅游運(yùn)輸資源統(tǒng)籌方面分別分析了游客、旅行社、運(yùn)輸公司的需求，進(jìn)而從三方面深入考慮旅游包車的需求，三個不同角度的分析為后文建立相關(guān)模型解決問題打好基礎(chǔ)。

(2)由需求分析建立旅游包車調(diào)度優(yōu)化模型，經(jīng)考量各方面因素，確定模型解決問題的方向，建立以最少車輛數(shù)及最小等待時間為目標(biāo)的調(diào)度優(yōu)化模型并求解，達(dá)到以最小資源滿足最大需求的目的。

(3)將理論模型配合實際案例進(jìn)行分析，使得理論應(yīng)用到實際，驗證其有效性，在保證了最優(yōu)質(zhì)服務(wù)的基礎(chǔ)上達(dá)到效益最大化，減少浪費(fèi)，提升利用率。