許凌云

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421005）

0 引言

在旅程開始之前，游客通常會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備瀏覽旅游App，以尋找更適合自己的旅游攻略。但游客在享受網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來(lái)便利的同時(shí)，也會(huì)因評(píng)論留言和網(wǎng)絡(luò)瀏覽痕跡主動(dòng)或被動(dòng)地留下數(shù)字足跡。因此，旅游業(yè)就可以利用數(shù)字足跡組建游客的行為圖譜，從而更直觀地了解游客的旅游習(xí)慣和消費(fèi)特征，進(jìn)而更好地為游客提供定制游覽路線等旅游服務(wù)[1]。旅途中的住宿、餐飲、交通以及景點(diǎn)游覽等環(huán)節(jié)構(gòu)成了形成鏈中的重要節(jié)點(diǎn)，只有科學(xué)規(guī)劃各節(jié)點(diǎn)，才能使行程鏈節(jié)點(diǎn)按照時(shí)間空間順序進(jìn)行線性排列，同時(shí)結(jié)合游客的個(gè)性化需求形成有序集合[2]。

1 旅游規(guī)劃行程鏈的節(jié)點(diǎn)生成

為生成旅游規(guī)劃行程鏈的節(jié)點(diǎn)，讓旅游者最大化利用旅游時(shí)間，這就是設(shè)計(jì)的游玩最優(yōu)路徑。而在選取景區(qū)節(jié)點(diǎn)時(shí)，為了保證景區(qū)節(jié)點(diǎn)的聚集度，主要考慮節(jié)點(diǎn)之間的距離以及節(jié)點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)，這樣容易讓游客走回頭路，無(wú)法縮短路線[3]，這就會(huì)影響旅游者的出行效率。于是，通過(guò)遺傳算法解決各節(jié)點(diǎn)時(shí)間相互擠壓沖突的問(wèn)題，從而解決在游覽過(guò)程中多走重復(fù)路的問(wèn)題。

1.1 選擇目標(biāo)函數(shù)

X代表已經(jīng)選擇的n個(gè)旅游節(jié)點(diǎn)的集合，X={v1，v2，v3，…，vn}，d為每個(gè)景區(qū)節(jié)點(diǎn)間的距離，記為d（v1，v2），f（x）即為目標(biāo)函數(shù)，因此得出最短路徑如公式（1）所示。

式中：i為式子初始值；n為旅游節(jié)點(diǎn)。

1.2 數(shù)據(jù)初始化

首先，使用遺傳算法將隨機(jī)產(chǎn)生的初始群體生成順序遺傳編碼。其次，利用適應(yīng)度函數(shù)F計(jì)算景區(qū)節(jié)點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)值。最后，排列成順序表。其中，適應(yīng)度函數(shù)F如公式（2）所示。

式中：I為景區(qū)綜合評(píng)價(jià)值。

1.3 更新群體及判定終止條件

設(shè)節(jié)點(diǎn)間的最小距離為L(zhǎng)min，平均距離為L(zhǎng)avg，上述函數(shù)運(yùn)算結(jié)束的條件如下：通過(guò)計(jì)算機(jī)的10次迭代運(yùn)算，Lmin不再改變且Lavg穩(wěn)定為一個(gè)值，此時(shí)停止計(jì)算，則可以確定景區(qū)多個(gè)節(jié)點(diǎn)位置距離的相對(duì)最優(yōu)解。

上述遺傳算法可以對(duì)最短路徑中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排列，這樣可以縮短旅游者在路上中消耗的時(shí)間，為最優(yōu)的日程安排提供了時(shí)間基礎(chǔ)。

如圖1所示，圖1（a）表示利用動(dòng)態(tài)篩選方法顯示景點(diǎn)節(jié)點(diǎn)安排順序，可以反映旅游者在實(shí)際游覽中的問(wèn)題（包括線路重復(fù)問(wèn)題）。圖1（b）表示利用遺傳算法重新安排的景點(diǎn)節(jié)點(diǎn)順序，可以解決線路重復(fù)問(wèn)題。

2 旅游規(guī)劃行程鏈的優(yōu)化

旅游規(guī)劃行程鏈形成的最優(yōu)組合是利用旅游節(jié)點(diǎn)間的空間距離進(jìn)行篩選的，隨后進(jìn)行空間組合排列，從而生成最短的旅游路線路徑[4]。

利用遺傳算法在一定程度上可以解決旅游節(jié)點(diǎn)間線路重復(fù)的問(wèn)題，因?yàn)閷?duì)旅游出行的道路進(jìn)行了最短的計(jì)算優(yōu)化，所以在旅游時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的富裕時(shí)間，因此要討論旅游期間對(duì)富裕的旅游時(shí)間進(jìn)行分配的問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)迭代處理對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，主要原理是利用剩余的旅游時(shí)間選擇景區(qū)節(jié)點(diǎn)，從而生成最優(yōu)路徑。結(jié)果如圖2所示，步驟如下：1）采用景區(qū)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)選擇法篩選景區(qū)節(jié)點(diǎn)，得到景區(qū)節(jié)點(diǎn)集合X={v1，v2，v3，…，vn}。如果設(shè)置旅游者的旅游總游時(shí)為T，那么節(jié)點(diǎn)的排列順序仍會(huì)存在路徑重復(fù)的情況，并非最優(yōu)路徑。2）為生成最優(yōu)路徑，使用遺傳算法獲得集合，因此得到優(yōu)化后的次序X1={v1，v2，v3，…，vn}，優(yōu)化后的最優(yōu)路徑出行路線減少，交通所用時(shí)間縮短，總旅游時(shí)間T保持不變，游覽的活動(dòng)時(shí)長(zhǎng)即最優(yōu)路徑的時(shí)長(zhǎng)Tcur。3）旅游的時(shí)差ΔT如公式（3）所示。接下來(lái)需要對(duì)富裕時(shí)差ΔT進(jìn)行重新分配。4）以最末尾節(jié)點(diǎn)Vn為起點(diǎn)，利用富裕時(shí)差ΔT再次計(jì)算ΔT的景區(qū)節(jié)點(diǎn)組合。5）根據(jù)第二個(gè)步驟重新計(jì)算，直到ΔT＜0。

式中：T為總旅游時(shí)長(zhǎng)；Th為住宿時(shí)長(zhǎng)；Td為餐飲時(shí)長(zhǎng)，ΔT為“富余”時(shí)間。

使用上述方法對(duì)景區(qū)節(jié)點(diǎn)、餐飲節(jié)點(diǎn)及住宿節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化組合，在得到有序節(jié)點(diǎn)后，利用遺傳算法生成所選取旅游節(jié)點(diǎn)的旅游最優(yōu)路徑，即確定了最終的游覽線路。該最優(yōu)模型安排了已有行程中富裕時(shí)差的日程。

3 基于數(shù)字足跡的旅游日程劃分

3.1 采用游時(shí)切分法

在旅游過(guò)程中，旅行者會(huì)因餐飲和住宿而暫停旅游，因此根據(jù)用餐和住宿所需時(shí)間把旅游時(shí)長(zhǎng)分成3個(gè)時(shí)段，即全天時(shí)段、半天時(shí)段與活動(dòng)時(shí)段，如圖3所示。

旅游時(shí)長(zhǎng)是指游客從制定旅游計(jì)劃開始至整體行程結(jié)束的旅游整體花費(fèi)的時(shí)間總和，當(dāng)構(gòu)建基于數(shù)字足跡的旅游規(guī)劃行程鏈的模型時(shí)要將時(shí)間劃分方法作為旅游日程安排時(shí)的基礎(chǔ)方法，并將以往的景區(qū)旅游行程路線的設(shè)計(jì)原則和各城市景點(diǎn)游客的有臉規(guī)律等相關(guān)影響因素作為重要參考[5]。

將上午游覽時(shí)段DM、下午游覽時(shí)段DA和晚上游覽段DE歸納為總的游覽時(shí)段Dr，如公式（4）所示。

將早餐時(shí)段DB、午餐時(shí)段DL和晚餐時(shí)段DD歸納為餐飲時(shí)段DR，如公式（5）所示。

因?yàn)槁糜握咚叩臅r(shí)間連接2 d的旅游時(shí)段，所以將住宿時(shí)段作為中間時(shí)段。

3.2 旅游節(jié)點(diǎn)劃分

根據(jù)各類型城市不同旅游節(jié)點(diǎn)的時(shí)間配置方式可劃分為靈活調(diào)整時(shí)間節(jié)點(diǎn)和相對(duì)固定時(shí)間節(jié)點(diǎn)，靈活調(diào)整時(shí)間節(jié)點(diǎn)通常對(duì)應(yīng)觀光景點(diǎn)類節(jié)點(diǎn)和物資保障類節(jié)點(diǎn)，是指在有固定旅游行程規(guī)劃的情況下，如果游客在旅途中出現(xiàn)新的需求變動(dòng)，就可以靈活調(diào)整時(shí)間[6]。例如某景點(diǎn)中午用餐時(shí)間段用餐人數(shù)較多，可采取先游玩后就餐的方式錯(cuò)峰安排行程。

3.2.1 判定處理浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)

景區(qū)節(jié)點(diǎn)、購(gòu)物節(jié)點(diǎn)及娛樂(lè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)，浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)一般在上午出現(xiàn)。如果當(dāng)天因特殊原因無(wú)法排入浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)，那么可以通過(guò)3個(gè)條件來(lái)判斷接下來(lái)的日程安排。

根據(jù)以下條件可以判斷能否將浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)作為候選節(jié)點(diǎn)，主要根據(jù)是否能滿足上訴的判定條件。能滿足一條，就代表該節(jié)點(diǎn)能夠納入半天時(shí)段的游覽計(jì)劃內(nèi)，否則判定為候選節(jié)點(diǎn)，暫時(shí)不予處理。詳細(xì)流程安排如圖4所示。

先判斷該要素在當(dāng)天的哪個(gè)半天段（上午、下午或晚上），如公式（6）所示。

式中：Tw為所剩的半天段中待分配時(shí)長(zhǎng)；Tt為景區(qū)的節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)。

當(dāng)t>0時(shí)，代表當(dāng)前半天時(shí)段游覽安排有空余時(shí)間，那么可以安排待排節(jié)點(diǎn)，在分配空余時(shí)間時(shí)引入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)t＜0時(shí)，代表當(dāng)前半天時(shí)段游覽安排沒(méi)有空余時(shí)間，那么不可以加入待排節(jié)點(diǎn)，Δt如公式（7）所示。

式中：Tc為半天的浮動(dòng)要素時(shí)長(zhǎng)；Δp為該節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)的最大壓縮比例；Δt為該節(jié)點(diǎn)中的旅游時(shí)長(zhǎng)。

利用公式（7）來(lái)判定經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)壓縮后，時(shí)段內(nèi)能否再安排該待排節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)Δt＜0時(shí)，將扣除所有被平均分配到半天中的浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)，此時(shí)Tc=Tc-t/n（n為浮動(dòng)要素的數(shù)量），再對(duì)該要素的時(shí)間進(jìn)行分配，安排進(jìn)入下一個(gè)待排節(jié)點(diǎn)；當(dāng)Δt>0時(shí)，判定Δt-（Tdw+Taw）·Δp的值與0的關(guān)系（Tdw為用餐分配時(shí)間；Taw為住宿分配時(shí)間記），如果其值大于0，就表示該時(shí)間段有時(shí)間富余，此時(shí)可以將Tw平均分配到浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)中，引入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如公式（8）所示。

如果Δt-（Tdw+Taw）·Δp＜0，那么半天中所有浮動(dòng)要素扣除Δp時(shí)間，如公式（9）所示。

半天時(shí)段中扣除用餐時(shí)間或住宿時(shí)間，分配該旅游節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)，接著引入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如公式（10）所示。

通過(guò)以上判斷方法及公式確定是否可以將浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)安排進(jìn)旅游行程，可以有效提高節(jié)點(diǎn)安排的合理性，促進(jìn)各浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)的有序組合。

3.2.2 用餐節(jié)點(diǎn)的選擇與安排

使用模型安排用餐節(jié)點(diǎn)，由于不同餐館的用餐時(shí)間不同，因此在運(yùn)用模型的過(guò)程中劃分了相應(yīng)的用餐時(shí)間。在餐飲節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)的安排中，引出流程圖（圖5）：1）判定研究要素處于哪個(gè)時(shí)間段。2）記旅游者實(shí)際用餐時(shí)間為Tdf，餐飲處于的半天時(shí)段時(shí)間為Tdw，如果Tdf＜Tdw，則用餐時(shí)間較少，餐飲時(shí)段有空余時(shí)間可以安排節(jié)點(diǎn)，那么剩余的時(shí)間就被歸入下一時(shí)段中進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。3）如果Tdf>Tdw，則旅游者用餐時(shí)間較長(zhǎng)，餐飲時(shí)段之后安排的節(jié)點(diǎn)只能被壓縮，該節(jié)點(diǎn)得到的最大壓縮比例時(shí)長(zhǎng)為Δp，為滿足用餐時(shí)間，需要Δp最大且判斷Tdf·Δp是否大于Tdw，如果大于Tdw，則將從下一個(gè)時(shí)間段內(nèi)減去超出的時(shí)間。

3.2.3 住宿節(jié)點(diǎn)的選擇與安排

因?yàn)樽∷薰?jié)點(diǎn)是一天中最后的時(shí)段，所以利用剩余時(shí)間進(jìn)行安排，安排流程如圖6所示。

如果研究節(jié)點(diǎn)不處于晚上的時(shí)間段，則直接進(jìn)入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算；如果研究節(jié)點(diǎn)屬于晚上的時(shí)間段，則將半天段剩余時(shí)間Tw按節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)比例分配給住宿節(jié)點(diǎn)以及半天時(shí)段的浮動(dòng)要素，再引入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

3.2.4 判斷安排交通時(shí)長(zhǎng)以及特殊節(jié)點(diǎn)

特殊節(jié)點(diǎn)以及交通所需的時(shí)長(zhǎng)因客觀因素而固定，因此安排行程時(shí)無(wú)法壓縮時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)壓縮時(shí)長(zhǎng)時(shí)，首選浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)，然后扣除用餐、住宿時(shí)長(zhǎng)的富裕時(shí)間，再對(duì)交通時(shí)長(zhǎng)、特殊節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間安排。具體流程如圖7所示。

當(dāng)t＞0時(shí)，對(duì)該節(jié)點(diǎn)分配時(shí)間并引入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如公式（11）所示。

式中：Tw為半天段中所剩的待分配時(shí)間；Tt為該節(jié)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)t＜0時(shí)，如公式（12）所示。

式中：Tc為半天時(shí)段的浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)。

當(dāng)Δt＞0時(shí)，半天時(shí)段中所有浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)除去Δp時(shí)間，如公式（13）所示。

式中：ΔP為研究節(jié)點(diǎn)最大壓縮比例時(shí)長(zhǎng)；Δt為半天時(shí)段中用餐以及住宿的時(shí)間。

當(dāng)Δt＜0時(shí)，對(duì)所有的半天段中浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)平均分配t后，對(duì)剩余待分配節(jié)點(diǎn)分配時(shí)間，引入下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如公式（14）所示。

如果此時(shí)待分配節(jié)點(diǎn)為0，就說(shuō)明全部要素被安排完畢，可以判定所有半天段剩余待分配時(shí)間Tw與0的關(guān)系，如果不等于0，就可以將Tw均分給浮動(dòng)節(jié)點(diǎn)。至此，結(jié)束各節(jié)點(diǎn)時(shí)長(zhǎng)的安排過(guò)程。

4 試驗(yàn)結(jié)果與合理性分析

4.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建

基于上述算法，選用了一種用于驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的線路驗(yàn)證分析方法。在此基礎(chǔ)上，利用行程規(guī)劃模型對(duì)試驗(yàn)樣例的旅行路線進(jìn)行初步數(shù)據(jù)收集，然后利用旅行ID對(duì)游客的個(gè)人信息和行程基礎(chǔ)信息進(jìn)行匹配，并利用該模型對(duì)不同的旅行狀況進(jìn)行計(jì)算，從而得到行程規(guī)劃的結(jié)果。

當(dāng)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，選用Microsoft Windows 7進(jìn)行系統(tǒng)操作，以Microsoft Visual Studio2010及其SP1升級(jí)包作為開發(fā)平臺(tái)，基于Microsoft SQL Server 2008 R2和ESRI Geodatebase數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，利用C#、Java、HTML以及JavaScript等開發(fā)語(yǔ)言構(gòu)建模型。

模型要求兼容性為IE6.0以上版本的瀏覽器，具備Firefox及Chrome瀏覽器。電腦的CPU頻率為300 MHz～600 MHz，頻率越高越好。瀏覽器分辨率大于或等于800×600 dpi，推薦分辨率配基本為1024×768 dpi。顯示器內(nèi)存大于或等于256 MRAM，推薦1 G RAM內(nèi)存運(yùn)行。

4.2 結(jié)果驗(yàn)證分析

試驗(yàn)以熟悉的旅游景點(diǎn)為首選目的地，并充分考慮了各節(jié)點(diǎn)所在區(qū)域的空間布局，結(jié)合遺傳算法和路網(wǎng)狀況進(jìn)行路線規(guī)劃。由計(jì)劃結(jié)果（表1）可知，在路線安排上，由于景區(qū)與分散的景點(diǎn)之間有一定的聯(lián)系，因此在路線上會(huì)優(yōu)先選擇相同的區(qū)域，而不是選擇相鄰的路線，以確保旅游的連續(xù)性。

表1 結(jié)合空間關(guān)系的節(jié)點(diǎn)旅游序列篩選方法

對(duì)圖3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，該方法以最短的路徑長(zhǎng)度為基礎(chǔ)，并對(duì)最佳路線進(jìn)行排序，以確保最短的路徑長(zhǎng)度，節(jié)約道路交通時(shí)間。從線路排序的結(jié)果來(lái)看，該方法考慮了節(jié)點(diǎn)的空間和道路的距離，使該方法的優(yōu)化效果更顯著。

5 結(jié)語(yǔ)

促進(jìn)數(shù)字足跡理念與旅游規(guī)劃行程鏈的有效結(jié)合有利于推動(dòng)區(qū)域旅游產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展和旅游資源的優(yōu)化配置，更好地為旅游者提供旅游個(gè)性化定制服務(wù)。在模型構(gòu)建過(guò)程中，首先從時(shí)間、空間等方面確定旅游節(jié)點(diǎn)篩選辦法。其次，為綜合考慮游客的旅游需求，利用節(jié)點(diǎn)篩選法、時(shí)間安排模型法以及最優(yōu)路線設(shè)計(jì)法建立旅游規(guī)劃行程鏈的最優(yōu)模型。最后，對(duì)篩選出的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行日程安排和線路規(guī)劃，最終形成同時(shí)考慮時(shí)間、空間因素的旅游行程規(guī)劃。通過(guò)測(cè)試可知，行程鏈模型構(gòu)建有利于基于游客的數(shù)字足跡為其提供更好的具有個(gè)性化需求的旅游行程。