許凌云

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

0 引言

在旅程開始之前，游客通常會通過網(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)帶來便利的同時，也會因評論留言和網(wǎng)絡(luò)瀏覽痕跡主動或被動地留下數(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、交通以及景點游覽等環(huán)節(jié)構(gòu)成了形成鏈中的重要節(jié)點，只有科學(xué)規(guī)劃各節(jié)點，才能使行程鏈節(jié)點按照時間空間順序進(jìn)行線性排列，同時結(jié)合游客的個性化需求形成有序集合[2]。

1 旅游規(guī)劃行程鏈的節(jié)點生成

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

1.1 選擇目標(biāo)函數(shù)

X代表已經(jīng)選擇的n個旅游節(jié)點的集合，X={v1，v2，v3，…，vn}，d為每個景區(qū)節(jié)點間的距離，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。

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計算景區(qū)節(jié)點的綜合評價值。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)綜合評價值。

1.3 更新群體及判定終止條件

設(shè)節(jié)點間的最小距離為Lmin，平均距離為Lavg，上述函數(shù)運(yùn)算結(jié)束的條件如下：通過計算機(jī)的10次迭代運(yùn)算，Lmin不再改變且Lavg穩(wěn)定為一個值，此時停止計算，則可以確定景區(qū)多個節(jié)點位置距離的相對最優(yōu)解。

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

如圖1所示，圖1（a）表示利用動態(tài)篩選方法顯示景點節(jié)點安排順序，可以反映旅游者在實際游覽中的問題（包括線路重復(fù)問題）。圖1（b）表示利用遺傳算法重新安排的景點節(jié)點順序，可以解決線路重復(fù)問題。

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)點間線路重復(fù)的問題，因為對旅游出行的道路進(jìn)行了最短的計算優(yōu)化，所以在旅游時會產(chǎn)生大量的富裕時間，因此要討論旅游期間對富裕的旅游時間進(jìn)行分配的問題?？梢酝ㄟ^迭代處理對上述問題進(jìn)行優(yōu)化，主要原理是利用剩余的旅游時間選擇景區(qū)節(jié)點，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)點動態(tài)選擇法篩選景區(qū)節(jié)點，得到景區(qū)節(jié)點集合X={v1，v2，v3，…，vn}。如果設(shè)置旅游者的旅游總游時為T，那么節(jié)點的排列順序仍會存在路徑重復(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，交通所用時間縮短，總旅游時間T保持不變，游覽的活動時長即最優(yōu)路徑的時長Tcur。3）旅游的時差ΔT如公式（3）所示。接下來需要對富裕時差ΔT進(jìn)行重新分配。4）以最末尾節(jié)點Vn為起點，利用富裕時差ΔT再次計算ΔT的景區(qū)節(jié)點組合。5）根據(jù)第二個步驟重新計算，直到ΔT＜0。

式中：T為總旅游時長；Th為住宿時長；Td為餐飲時長，ΔT為“富余”時間。

使用上述方法對景區(qū)節(jié)點、餐飲節(jié)點及住宿節(jié)點進(jìn)行優(yōu)化組合，在得到有序節(jié)點后，利用遺傳算法生成所選取旅游節(jié)點的旅游最優(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 采用游時切分法

在旅游過程中，旅行者會因餐飲和住宿而暫停旅游，因此根據(jù)用餐和住宿所需時間把旅游時長分成3個時段，即全天時段、半天時段與活動時段，如圖3所示。

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

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

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

因為旅游者睡眠的時間連接2 d的旅游時段，所以將住宿時段作為中間時段。

3.2 旅游節(jié)點劃分

根據(jù)各類型城市不同旅游節(jié)點的時間配置方式可劃分為靈活調(diào)整時間節(jié)點和相對固定時間節(jié)點，靈活調(diào)整時間節(jié)點通常對應(yīng)觀光景點類節(jié)點和物資保障類節(jié)點，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，就可以靈活調(diào)整時間[6]。例如某景點中午用餐時間段用餐人數(shù)較多，可采取先游玩后就餐的方式錯峰安排行程。

3.2.1 判定處理浮動節(jié)點

景區(qū)節(jié)點、購物節(jié)點及娛樂節(jié)點構(gòu)成浮動節(jié)點，浮動節(jié)點一般在上午出現(xiàn)。如果當(dāng)天因特殊原因無法排入浮動節(jié)點，那么可以通過3個條件來判斷接下來的日程安排。

根據(jù)以下條件可以判斷能否將浮動節(jié)點作為候選節(jié)點，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)點能夠納入半天時段的游覽計劃內(nèi)，否則判定為候選節(jié)點，暫時不予處理。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長；Tt為景區(qū)的節(jié)點時長。

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

式中：Tc為半天的浮動要素時長；Δp為該節(jié)點時長的最大壓縮比例；Δt為該節(jié)點中的旅游時長。

利用公式（7）來判定經(jīng)過節(jié)點時長壓縮后，時段內(nèi)能否再安排該待排節(jié)點。

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

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

半天時段中扣除用餐時間或住宿時間，分配該旅游節(jié)點時長，接著引入下一個節(jié)點，如公式（10）所示。

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

3.2.2 用餐節(jié)點的選擇與安排

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

3.2.3 住宿節(jié)點的選擇與安排

因為住宿節(jié)點是一天中最后的時段，所以利用剩余時間進(jìn)行安排，安排流程如圖6所示。

如果研究節(jié)點不處于晚上的時間段，則直接進(jìn)入下一個節(jié)點計算；如果研究節(jié)點屬于晚上的時間段，則將半天段剩余時間Tw按節(jié)點的時長比例分配給住宿節(jié)點以及半天時段的浮動要素，再引入下一個節(jié)點。

3.2.4 判斷安排交通時長以及特殊節(jié)點

特殊節(jié)點以及交通所需的時長因客觀因素而固定，因此安排行程時無法壓縮時長。當(dāng)壓縮時長時，首選浮動節(jié)點，然后扣除用餐、住宿時長的富裕時間，再對交通時長、特殊節(jié)點進(jìn)行時間安排。具體流程如圖7所示。

當(dāng)t＞0時，對該節(jié)點分配時間并引入下一個節(jié)點，如公式（11）所示。

式中：Tw為半天段中所剩的待分配時間；Tt為該節(jié)點的時長。當(dāng)t＜0時，如公式（12）所示。

式中：Tc為半天時段的浮動節(jié)點時長。

當(dāng)Δt＞0時，半天時段中所有浮動節(jié)點除去Δp時間，如公式（13）所示。

式中：ΔP為研究節(jié)點最大壓縮比例時長；Δt為半天時段中用餐以及住宿的時間。

當(dāng)Δt＜0時，對所有的半天段中浮動節(jié)點平均分配t后，對剩余待分配節(jié)點分配時間，引入下一個節(jié)點，如公式（14）所示。

如果此時待分配節(jié)點為0，就說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間Tw與0的關(guān)系，如果不等于0，就可以將Tw均分給浮動節(jié)點。至此，結(jié)束各節(jié)點時長的安排過程。

4 試驗結(jié)果與合理性分析

4.1 試驗?zāi)Ｐ蜆?gòu)建

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

當(dāng)進(jìn)行試驗驗證時，選用Microsoft Windows 7進(jìn)行系統(tǒng)操作，以Microsoft Visual Studio2010及其SP1升級包作為開發(fā)平臺，基于Microsoft SQL Server 2008 R2和ESRI Geodatebase數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息，利用C#、Java、HTML以及JavaScript等開發(fā)語言構(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)果驗證分析

試驗以熟悉的旅游景點為首選目的地，并充分考慮了各節(jié)點所在區(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)與分散的景點之間有一定的聯(lián)系，因此在路線上會優(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)點旅游序列篩選方法

對圖3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，該方法以最短的路徑長度為基礎(chǔ)，并對最佳路線進(jìn)行排序，以確保最短的路徑長度，節(jié)約道路交通時間。從線路排序的結(jié)果來看，該方法考慮了節(jié)點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

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性化定制服務(wù)。在模型構(gòu)建過程中，首先從時間、空間等方面確定旅游節(jié)點篩選辦法。其次，為綜合考慮游客的旅游需求，利用節(jié)點篩選法、時間安排模型法以及最優(yōu)路線設(shè)計法建立旅游規(guī)劃行程鏈的最優(yōu)模型。最后，對篩選出的節(jié)點進(jìn)行日程安排和線路規(guī)劃，最終形成同時考慮時間、空間因素的旅游行程規(guī)劃。通過測試可知，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性化需求的旅游行程。