旅游高峰期景區(qū)游客引力分流調(diào)度模型研究——以九寨溝風(fēng)景區(qū)為例

肖雄輝 戈 鵬 朱虹明 任佩瑜 鄭偉民 章小平

(1.四川大學(xué)商學(xué)院，四川成都610064;2.九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)管理局，四川九寨溝623402)

1999年，國(guó)務(wù)院修訂了《全國(guó)年節(jié)及紀(jì)念日放假辦法》，引發(fā)全國(guó)假日旅游熱潮，使長(zhǎng)假成為全年旅游的高峰期，形成旅游“黃金周”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)游客人數(shù)隨著“黃金周”逐年增長(zhǎng)。1999年國(guó)慶節(jié)全國(guó)游客人數(shù)為4 000萬(wàn)人次，2009年達(dá)到22 800萬(wàn)人次，10年增長(zhǎng)超過(guò)5倍。總體來(lái)看，“黃金周”旅游高峰期多在長(zhǎng)假中期，時(shí)間短、爆發(fā)力強(qiáng)、游客集中度高。如九寨溝，最佳日容量為1.8萬(wàn)人，而2012年國(guó)慶“黃金周”實(shí)際單日峰值超過(guò)5萬(wàn)，對(duì)景區(qū)生態(tài)環(huán)境造成巨大影響，主要表現(xiàn)為地表物遭踐踏及土壤結(jié)構(gòu)被破壞(顏磊，等，2009)。游客規(guī)模的擴(kuò)大導(dǎo)致景區(qū)負(fù)荷過(guò)載，已經(jīng)使景區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)成為一對(duì)尖銳的矛盾。景區(qū)游客的分流資源有限，特別是在旅游高峰期，分流調(diào)度資源往往供不應(yīng)求，如果調(diào)度資源分流能力不能與游客需求相匹配，游客將在某一景點(diǎn)過(guò)度集中滯留，導(dǎo)致景區(qū)的生態(tài)環(huán)境因長(zhǎng)期超載而受到破壞，也會(huì)使游客滿意度下降。

針對(duì)景區(qū)旅游高峰不同的形成原因，很多學(xué)者研究了時(shí)間分流(王興斌，2002;李幼常，2006)、客源分流、信息分流(魏遐，吳必虎，2000)、價(jià)格分流(Anna，2000;謝朝武，鄭向敏，2001)和景區(qū)容量控制(Bull，1995)等模式來(lái)防止景區(qū)旅游客流高峰的形成，從而減輕對(duì)旅游生態(tài)環(huán)境的破壞。然而景區(qū)旅游高峰仍然存在，且正嚴(yán)重威脅著景區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。為應(yīng)對(duì)高峰期景區(qū)內(nèi)部游客的擁擠，景區(qū)需要對(duì)各景點(diǎn)游客數(shù)量進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)度。一些學(xué)者建議采用內(nèi)部分流措施來(lái)緩解景區(qū)內(nèi)局部景點(diǎn)的旅游飽和與超載壓力(郭靜，張樹夫，2003;張進(jìn)福，黃福才，2009;邱厭慶，等，2010;馮剛，2011;劉柱勝，2012)。

通過(guò)對(duì)景區(qū)高峰期游客管理模式的研究可知，針對(duì)景區(qū)景點(diǎn)的需求，分配游客分流調(diào)度資源滿足一定的規(guī)則:需求景點(diǎn)的負(fù)荷率越高、距分流調(diào)度資源點(diǎn)的時(shí)空距離越短，預(yù)分配資源點(diǎn)的分流能力越大，景點(diǎn)對(duì)分流資源的需求越應(yīng)優(yōu)先得到滿足。將需求景點(diǎn)負(fù)荷、資源點(diǎn)分流能力視為萬(wàn)有引力模型中的質(zhì)量，需求景點(diǎn)與資源點(diǎn)之間的時(shí)空距離視為萬(wàn)有引力模型中的質(zhì)心距離，引力的大小表示需求與資源的匹配度。可見，萬(wàn)有引力模型不僅在結(jié)構(gòu)上與景區(qū)游客分流資源配置規(guī)則具有相似性，并且能解釋需求景點(diǎn)與資源點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)系。本文在萬(wàn)有引力模型的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新地對(duì)分流資源分流能力進(jìn)行分析，構(gòu)建景區(qū)游客分流的引力模型，為景區(qū)游客分流調(diào)度提供決策支持。

引力模型源于物理學(xué)中的牛頓萬(wàn)有引力定律，即兩個(gè)物體之間的引力與它們各自的質(zhì)量成正比，且與它們之間的距離成反比。在旅游研究領(lǐng)域，Duffus(1987)、Edward(1988)、William(1973)等利用旅游引力模型進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)研究，提出了旅游吸引力的距離衰減規(guī)律，在模型中引入了感知距離和實(shí)際距離、出行費(fèi)用等變量。保繼剛(1992)根據(jù)客源市場(chǎng)調(diào)查的數(shù)據(jù)，利用引力模型分析了北京市的旅游引力情況;張友蘭等(2005)將旅游目的地人口和景區(qū)數(shù)，以及旅游客源地的人口作為自變量，將旅游人次作為因變量構(gòu)建了旅游引力模型，并與多元線性回歸模型和時(shí)間序列模型進(jìn)行比較，認(rèn)為旅游引力模型擬合的效果最好。郭為(2007)以國(guó)際入境旅游為研究對(duì)象，構(gòu)建了國(guó)際入境旅游的引力模型。傳統(tǒng)的引力模型無(wú)論是用在貿(mào)易、交通流量預(yù)測(cè)還是空間布局規(guī)劃等方面，考慮的都是某個(gè)點(diǎn)與某個(gè)點(diǎn)之間的吸引力，它們都是多因素對(duì)單一對(duì)象影響的研究。景區(qū)不同景點(diǎn)運(yùn)用引力模型對(duì)分流資源進(jìn)行調(diào)度，則是多因素對(duì)多個(gè)對(duì)象影響的研究。

本文根據(jù)景區(qū)分流資源的特性，構(gòu)建統(tǒng)一分流能力模型，定義了景區(qū)景點(diǎn)需求與調(diào)度資源的引力函數(shù)，提出了基于引力模型的分流調(diào)度算法，并通過(guò)編程對(duì)九寨溝風(fēng)景區(qū)進(jìn)行了分析。該算法在優(yōu)先滿足需求景點(diǎn)的負(fù)荷均衡的前提下，考慮景區(qū)游客分流成本的同時(shí)，將游客滿意度歸入引力調(diào)度算法中。算法利用引力模型計(jì)算出景點(diǎn)與分流調(diào)度資源點(diǎn)的引力測(cè)度值，并以測(cè)度值為依據(jù)，按景點(diǎn)負(fù)荷降序?qū)Ψ至髻Y源進(jìn)行匹配調(diào)度，保證了負(fù)荷率高的景點(diǎn)優(yōu)先獲得與之匹配度高的分流資源。理論上提出了用引力模型來(lái)解決游客分流調(diào)度問(wèn)題的新方法，現(xiàn)實(shí)中，利用引力模型對(duì)分流資源進(jìn)行調(diào)度，使分流能力大的資源去分流游客更擁擠、負(fù)荷更大的景點(diǎn)，在保證景區(qū)運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效率的同時(shí)，考慮到了減少游客等待時(shí)間以提高游客滿意度，這與現(xiàn)實(shí)中的游客分流調(diào)度問(wèn)題更加貼近。

1 景區(qū)游客分流調(diào)度問(wèn)題分析

1.1 概念界定

高峰期游客分流調(diào)度是指，在“黃金周”等旅游旺季，景區(qū)景點(diǎn)內(nèi)游客擁擠，景區(qū)管理者根據(jù)游客的游覽路線安排交通工具和人行道路等景區(qū)分流資源，均衡景區(qū)內(nèi)各景點(diǎn)的游客分布。

定義1 分流調(diào)度任務(wù):指從景點(diǎn)提出分流需求到分流資源抵達(dá)并將游客分流出該景點(diǎn)的全過(guò)程。

定義2 分流資源:能完成景區(qū)游客分流調(diào)度任務(wù)的各種交通工具和景區(qū)設(shè)備設(shè)施，具有初始狀態(tài)矢量性和分流調(diào)度坐標(biāo)位置可變等特征。

定義3 分流能力:交通工具或人行道路在單位時(shí)間內(nèi)可分流的游客數(shù)量，記為K。

定義4 分流調(diào)度引力:分流需求和分流資源之間相互吸引的測(cè)度值，需求景點(diǎn)與分流調(diào)度資源點(diǎn)之間的匹配度，記為F。景點(diǎn)與分流資源的引力越大，表明兩者之間相互吸引越強(qiáng)，在協(xié)調(diào)分配調(diào)度資源時(shí)，分流資源優(yōu)先分配給與之匹配度高的景點(diǎn)。

1.2 景區(qū)游客分流需求

目前很多景區(qū)在旅游高峰期存在熱門景點(diǎn)人流量大、擁擠度強(qiáng)、負(fù)荷率高，而一些偏冷門的景點(diǎn)游客量少、景點(diǎn)負(fù)載低的現(xiàn)狀，導(dǎo)致景區(qū)各個(gè)景點(diǎn)的游客分布不均衡，從整個(gè)景區(qū)的層面來(lái)看，可認(rèn)為總負(fù)荷率不均衡。景區(qū)景點(diǎn)的游客分流需求是指游客搭乘交通工具或徒步移動(dòng)到下一個(gè)景點(diǎn)，對(duì)交通工具和人行道路產(chǎn)生的需求，這種需求可以用景點(diǎn)的時(shí)空負(fù)荷率來(lái)表示，因?yàn)樵诰包c(diǎn)環(huán)境容量一定的條件下，景點(diǎn)的負(fù)荷越大表示景點(diǎn)的游客數(shù)越多，需要分流出去的游客也應(yīng)越多。

利用時(shí)空負(fù)荷率來(lái)表示景點(diǎn)當(dāng)前的分流需求，可以更科學(xué)地解釋景點(diǎn)的分流需求。因?yàn)榫包c(diǎn)的分流需求除了與當(dāng)前游客數(shù)有關(guān)，還與景點(diǎn)的自然環(huán)境容量和游客在景點(diǎn)的逗留時(shí)間相關(guān)。依據(jù)景區(qū)游客流分布的歷史數(shù)據(jù)、最近訪問(wèn)過(guò)的景點(diǎn)和游客到達(dá)時(shí)間、離開時(shí)間、等待時(shí)間等信息，預(yù)測(cè)景區(qū)將來(lái)的游客分布狀況，獲知景區(qū)景點(diǎn)在未來(lái)一段時(shí)間的分流需求，進(jìn)而對(duì)景區(qū)的分流資源進(jìn)行調(diào)度，達(dá)到景區(qū)游客分布實(shí)時(shí)均衡。

戈鵬等(2013)在旅游景點(diǎn)自然生態(tài)環(huán)境容量的基礎(chǔ)上引入游客的逗留時(shí)間，定義景點(diǎn)j在s時(shí)刻的時(shí)空負(fù)荷率Rsj如下所示:

其中A為景點(diǎn)集;cj為景點(diǎn)j的自然容量;tj為旅客在景點(diǎn)j的平均逗留時(shí)間;為景點(diǎn)j在t時(shí)刻的游客人數(shù)。

1.3 景區(qū)統(tǒng)一分流能力

在獲得景區(qū)游客的分流需求預(yù)測(cè)后，準(zhǔn)確地將景區(qū)各種移動(dòng)和固定分流資源的分流調(diào)度能力進(jìn)行定量化統(tǒng)一，是界定度量引力模型中另一“粒子”——分流能力具體值的基礎(chǔ)，也是利用景區(qū)游客引力分流調(diào)度模型進(jìn)行資源分配，實(shí)現(xiàn)游客均衡分布的決策依據(jù)。

目前可供景區(qū)分流調(diào)度的資源主要包括觀光車、纜車等交通工具和供游客徒步到達(dá)目的地的公路、棧道等人行道路。通過(guò)研究景區(qū)內(nèi)現(xiàn)行的分流措施，提取各景點(diǎn)的主要分流資源，根據(jù)其特征劃分為移動(dòng)資源與固定資源，其中移動(dòng)資源是可供所有景點(diǎn)共享的，而固定資源僅限于滿足其所屬景點(diǎn)的分流需求。為便于研究，本文認(rèn)為一輛車或者一條連接兩景點(diǎn)的人行道路為一個(gè)資源點(diǎn)，車輛的初始狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)，人行道路的坐標(biāo)位置為距兩個(gè)所屬景點(diǎn)時(shí)間距離相等的坐標(biāo)位置，具體能力分配由兩個(gè)所屬景點(diǎn)與人行道路資源點(diǎn)的分流調(diào)度引力共同確定，兩個(gè)所屬景點(diǎn)分配到的人行道路資源與它們和道路資源點(diǎn)形成的引力測(cè)度值成正比。以下分別對(duì)車輛和人行道路的分流能力進(jìn)行統(tǒng)一確定。

1.3.1 車輛分流能力

由于景區(qū)用于游客分流的車輛類型比較固定，載客量一般是統(tǒng)一的，車輛前往分流目標(biāo)景點(diǎn)的行駛速度可設(shè)為確定的平均值。車輛的分流能力實(shí)際上是由車輛的剩余載客量和行駛速度共同決定。在車輛初始狀態(tài)為靜止的假設(shè)下，車輛j在t時(shí)刻的分流能力)，其中Cj為車輛j在t時(shí)刻的剩余載客容量，vj為車輛的行駛速度，rj表示車輛到提出分流需求景點(diǎn)的距離，當(dāng)rj為0時(shí)表明車輛在需求景點(diǎn)處。

1.3.2 人行道路分流能力

由于游客在人行道路上一般以一定的速度移動(dòng)，人行道路的面積和游客空間上可接受的游客密度決定了人行道路的靜態(tài)容量。邱厭慶等(2010)計(jì)算人行道路(棧道)瞬時(shí)靜態(tài)容量的公式為:Dm=L/d，其中Dm為瞬時(shí)靜態(tài)容量，L為人行道路長(zhǎng)度，d為行人之間的合理間距，取d=2.5m/人。本文在上述人行道路瞬時(shí)靜態(tài)容量測(cè)算公式的基礎(chǔ)上，引入游客行走速度確定人行道路分流能力，具體的人行道路i在t時(shí)刻的分流能力)，人行道路的瞬時(shí)容量Ci=ρiWiLi，其中Li、Wi分別為人行道路長(zhǎng)和寬，ρi為人行道路上游客最大忍受的人口密度，vi為游客的平均行走速度。

1.4 景區(qū)游客引力分流調(diào)度模型

游客的運(yùn)動(dòng)對(duì)景點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)生壓力，也會(huì)對(duì)分流資源產(chǎn)生需求，需求會(huì)因?yàn)橘Y源有限而產(chǎn)生沖突?；谇笆龇至髻Y源能力分析，下文我們將在時(shí)間、空間、資源特性維度上，研究游客運(yùn)動(dòng)對(duì)分流資源的引力分流調(diào)度模型，為游客分布的實(shí)時(shí)調(diào)度提供決策支撐。

Rash和Nezamabadi(2009)等提出萬(wàn)有引力搜索算法(GSA)，該算法是基于萬(wàn)有引力定律——“在宇宙間，每一個(gè)粒子由于萬(wàn)有引力的作用而彼此相互吸引，這力的大小與粒子的質(zhì)量成正比，與他們之間的距離成反比”而提出的，景區(qū)游客分流需求與資源分流能力的平衡實(shí)際上是對(duì)景點(diǎn)負(fù)載的平衡，本文借鑒GSA算法求出景區(qū)間需求景點(diǎn)和分流資源的分流調(diào)度引力，作為游客分流運(yùn)輸問(wèn)題的調(diào)度效用函數(shù)值。景區(qū)游客分流調(diào)度引力模型如下。

調(diào)度阻力反映分流資源與需求景點(diǎn)間的資源平衡阻力，影響這種阻力的因素通常有景點(diǎn)間游線道路狀況、分流方式、分流成本等。為了研究的方便，將調(diào)度阻力統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為分流調(diào)度的時(shí)間代價(jià)(時(shí)間價(jià)值)，用時(shí)間、成本、其他綜合廣義費(fèi)用來(lái)作為參數(shù)測(cè)度。

調(diào)度阻力函數(shù)Zij=a1tij+a2Eij+a3δ，其中tij是分流資源點(diǎn)j到達(dá)分流需求景點(diǎn)i的時(shí)間;Eij是從分流資源點(diǎn)j到達(dá)分流需求景點(diǎn)i完成調(diào)度任務(wù)的成本;δ是分流方式懲罰項(xiàng)，如舒適度、便捷度、觀賞度、安全性能等;a1，a2，a3是阻力的前置系數(shù)，使時(shí)間、金錢和滿意度采用統(tǒng)一的度量單位。

2 高峰期游客引力分流調(diào)度算法設(shè)計(jì)

2.1 算法原理及數(shù)學(xué)模型

2.1.1 算法原理

景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷值不同，景點(diǎn)產(chǎn)生的分流需求也不一樣。景區(qū)游客分流調(diào)度主要考慮的是將資源合理分配利用，這與運(yùn)籌學(xué)中的指派問(wèn)題有相似點(diǎn)，但由于用單純的指派問(wèn)題來(lái)解決景區(qū)游客分流調(diào)度問(wèn)題可能會(huì)出現(xiàn)以下情況:用指派問(wèn)題求解得到的分流方案，其成本費(fèi)用能達(dá)到最小，但在成本目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)的情況下，考慮資源點(diǎn)與景點(diǎn)之間的距離，分流資源的能力與景區(qū)的分流需求可能不匹配，分流需求大的景點(diǎn)獲得的資源的分流能力可能不足，而需求小的景點(diǎn)分配到的反而是能力大的資源?；谏鲜鰡?wèn)題，本文提出一種更符合景區(qū)管理實(shí)際的調(diào)度優(yōu)化算法。

景區(qū)游客分流調(diào)度實(shí)際上是一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題，所要考慮的目標(biāo)主要有游客和景區(qū)兩方面的利益，分別表現(xiàn)為游客希望等待被分流的時(shí)間盡可能短，而景區(qū)希望在總體負(fù)荷均衡的前提下提高運(yùn)營(yíng)效率。用引力模型進(jìn)行游客分流調(diào)度，在引力測(cè)度值較大時(shí)，可以是景點(diǎn)負(fù)荷率足夠大，也可以是分流資源的距離足夠小。在本算法中，按景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷大小降序排列，每完成一次調(diào)度任務(wù)后，對(duì)需求景點(diǎn)和分流資源之間的引力測(cè)度值進(jìn)行全局迭代計(jì)算，將引力測(cè)度值高的對(duì)應(yīng)分流資源分配給需求景點(diǎn)，進(jìn)而保證負(fù)荷率高的景點(diǎn)優(yōu)先獲得與之匹配度高的分流資源。

由于游客分流調(diào)度問(wèn)題是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的，每一時(shí)刻都存在調(diào)度方案，本文算法重點(diǎn)研究的是單時(shí)刻的調(diào)度需求，將調(diào)度需求和現(xiàn)有分流資源進(jìn)行匹配，從而產(chǎn)生調(diào)度方案。

2.1.2 算法數(shù)學(xué)模型

如果將分流成本和游客滿意度的權(quán)重看作是同等重要，那么目標(biāo)函數(shù)為

式(4)中，Tmin為滿意度為1的最長(zhǎng)等待時(shí)間，Tmax為滿意度為0的最短等待時(shí)間。

心理學(xué)家將時(shí)間屬性在人們心理上的綜合反映稱為時(shí)間知覺或時(shí)間體驗(yàn)，顧客在消費(fèi)過(guò)程中也同樣伴隨著時(shí)間知覺或時(shí)間體驗(yàn)(Vikas，Wagner，2001)。游客在旅游景區(qū)游覽時(shí)，同樣也存在時(shí)間滿意度，在本文的研究中主要體現(xiàn)為游客的等待時(shí)間。游客的時(shí)間滿意度一般與游客等待分流的時(shí)間呈負(fù)相關(guān)性，游客的等待時(shí)間越長(zhǎng)，其滿意度就越低。所以景區(qū)在充分利用分流資源的前提下，應(yīng)盡可能減少游客等待分流的時(shí)間，從而改善游客的旅游體驗(yàn)。

2.2 算法描述

對(duì)于游客分流調(diào)度問(wèn)題的算法主要有以下幾個(gè)步驟(見圖1)。

預(yù)測(cè)下一時(shí)刻t的景點(diǎn)負(fù)荷，產(chǎn)生需求景點(diǎn);按景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷值降序排列各景點(diǎn);按負(fù)荷降序分別計(jì)算一個(gè)需求景點(diǎn)與所有分流資源點(diǎn)的引力測(cè)度值;分流資源匹配;分流資源去重檢驗(yàn);更新信息，檢驗(yàn)分流調(diào)度任務(wù)是否完成;輸出調(diào)度方案。

Step1產(chǎn)生需求景點(diǎn)。依據(jù)景區(qū)游客流分布的歷史數(shù)據(jù)、最近訪問(wèn)過(guò)的景點(diǎn)和游客到達(dá)時(shí)間、離開時(shí)間、等待時(shí)間等信息，預(yù)測(cè)景區(qū)未來(lái)的游客分布狀況，獲知景區(qū)景點(diǎn)在未來(lái)一段時(shí)間的時(shí)空負(fù)荷率，進(jìn)而確定景點(diǎn)的分流需求。

Step2引力測(cè)度值計(jì)算。將需求景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷率的大小降序排列，按負(fù)荷率大的景點(diǎn)優(yōu)先匹配資源的原則，在需求景點(diǎn)和已知資源點(diǎn)之間用引力模型進(jìn)行計(jì)算，從而得出每個(gè)資源點(diǎn)與需求景點(diǎn)之間的資源匹配度。求出需求景點(diǎn)與分流資源點(diǎn)之間引力值最大的組合，作為游客分流調(diào)度的基礎(chǔ)。

Step3分流資源去重檢驗(yàn)。在給某一個(gè)需求景點(diǎn)分配調(diào)度資源的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)不同資源點(diǎn)對(duì)需求景點(diǎn)的引力測(cè)度值大小一樣的情況。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，計(jì)算該需求景點(diǎn)與不同分流資源點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值，取其優(yōu)者為分流調(diào)度的方案，用目標(biāo)函數(shù)的效用值來(lái)進(jìn)一步確定資源與需求之間的最優(yōu)匹配度。

Step4分流資源分配。在對(duì)已知分流資源和需求景點(diǎn)的引力測(cè)度值計(jì)算后，根據(jù)分配方案的效用值最優(yōu)進(jìn)行資源的分配。

Step5更新。每次進(jìn)行完Step4之后都需要更新景區(qū)景點(diǎn)、景區(qū)資源點(diǎn)、引力模型參數(shù)值。(1)需求景點(diǎn)更新:景點(diǎn)數(shù)量、需求景點(diǎn)具體分布、需求景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷預(yù)測(cè)值;(2)分流資源點(diǎn)更新:資源點(diǎn)數(shù)量、資源點(diǎn)具體分布、資源點(diǎn)統(tǒng)一分流能力值;(3)模型參數(shù)值更新:負(fù)荷與能力的指數(shù)系數(shù)、調(diào)度阻力函數(shù)參數(shù)、常用參數(shù)值。

完成上述更新后返回Step1。

圖1 算法總體流程圖

3 案例分析

3.1 案例背景

為了研究引力調(diào)度模型對(duì)景區(qū)游客分流調(diào)度的作用，本文以九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)為例，構(gòu)建九寨溝游客分流調(diào)度引力模型。九寨溝位于中國(guó)青藏高原東部，擁有“世界自然遺產(chǎn)”(1992)、“世界人與生物圈保護(hù)區(qū)”(1997)等多項(xiàng)國(guó)際桂冠。自1984年正式對(duì)外接待游客至今，隨著知名度的提升，九寨溝游客由最初的每年幾萬(wàn)人次增加到現(xiàn)在的一百多萬(wàn)人次。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，景區(qū)旅游旺季在每年四月至十一月，旺季每天接待的游客數(shù)量可達(dá)1萬(wàn)多人次，在“十一黃金周”期間，每日游客數(shù)量更可高達(dá)4萬(wàn)多人次①信息來(lái)源:九寨溝官方網(wǎng)站http://www.jiuzhai.com/;馮剛.景區(qū)游客時(shí)空分流導(dǎo)航管理［M］.北京:北京大學(xué)出版社，中國(guó)林業(yè)出版社，2011.。景區(qū)游客的增加無(wú)疑給景區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的影響，也給景區(qū)管理帶來(lái)了很大的壓力。如何解決景區(qū)有限的資源與不斷增加的游客需求之間的矛盾，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等各系統(tǒng)之間的統(tǒng)籌、和諧和可持續(xù)發(fā)展，已成為目前九寨溝景區(qū)亟待解決的問(wèn)題。這一問(wèn)題也是中國(guó)其它景區(qū)以及世界各地的國(guó)家公園、自然遺產(chǎn)地共同面臨的問(wèn)題。

本文的游客分流引力調(diào)度模型需要以九寨溝中各個(gè)景點(diǎn)在每個(gè)時(shí)刻的游客數(shù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)景區(qū)管理局、四川大學(xué)、電子科技大學(xué)等多家單位共同承擔(dān)的國(guó)家“863”重大專項(xiàng)——基于時(shí)空分流管理模式的RIFD技術(shù)在自然生態(tài)保護(hù)區(qū)和地震遺址博物館的應(yīng)用研究課題為該項(xiàng)數(shù)據(jù)的獲得提供了基礎(chǔ)。通過(guò)該項(xiàng)目的研究，目前九寨溝用于時(shí)空分流管控的管理系統(tǒng)由地圖引擎、實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)調(diào)度3個(gè)模塊構(gòu)成，通過(guò)在實(shí)證景點(diǎn)溝口統(tǒng)計(jì)入溝人數(shù)、設(shè)立RFID讀卡器及視頻監(jiān)控等手段，獲得游客在九寨溝整個(gè)景區(qū)的入溝人數(shù)和在實(shí)證景點(diǎn)中的分布數(shù)量，再根據(jù)游客在高峰期各個(gè)時(shí)刻的分布規(guī)律，以分流概率預(yù)測(cè)出景點(diǎn)各時(shí)刻的人數(shù)分布，進(jìn)而求得相應(yīng)的景點(diǎn)負(fù)載，具體如圖2所示。按照2.1的算法原理和2.2的算法描述，現(xiàn)利用項(xiàng)目實(shí)證景點(diǎn)的旅游高峰期人數(shù)進(jìn)行具體的建模分析，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量的景點(diǎn)和資源點(diǎn)作為案例分析基礎(chǔ)來(lái)驗(yàn)證算法模型的有效性和可行性。

3.2 模型構(gòu)建及應(yīng)用

根據(jù)九寨溝歷年游客的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，參考馮剛(2011)統(tǒng)計(jì)的旅客在各景點(diǎn)的逗留時(shí)間，結(jié)合各景點(diǎn)的容量確定時(shí)空負(fù)荷率。圖3顯示了九寨溝景點(diǎn)之間的距離，以乘車時(shí)間表征，表1列出了9個(gè)景點(diǎn)的容量和游客平均逗留時(shí)間。

根據(jù)實(shí)地調(diào)查，溝口到各景點(diǎn)之間由于路途遙遠(yuǎn)只能靠觀光車運(yùn)輸，以2013年7月九寨溝游客溝口真實(shí)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、調(diào)度資源現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取某一高峰日期，根據(jù)歷史調(diào)度經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)預(yù)測(cè)，確定游客分流需求大的火花海、諾日朗服務(wù)中心、原始森林、鏡海、長(zhǎng)海5個(gè)景點(diǎn)為需求景點(diǎn)，游客分流調(diào)度資源點(diǎn)為實(shí)際在景區(qū)中移動(dòng)的觀光車，備選的游客調(diào)度資源為棧道。根據(jù)實(shí)際視頻監(jiān)控、時(shí)空分流系統(tǒng)、GIS數(shù)據(jù)產(chǎn)生需求景點(diǎn)和資源點(diǎn)，計(jì)算出景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷、資源點(diǎn)分流能力。統(tǒng)一計(jì)算后，需求景點(diǎn)和資源點(diǎn)的基本情況和時(shí)間距離如表2、表3所示。

圖2 九寨溝游客時(shí)空分流系統(tǒng)示意圖

圖3 九寨溝景點(diǎn)結(jié)構(gòu)及時(shí)間測(cè)度圖

表1 景點(diǎn)容量及旅客逗留時(shí)間

表2 九寨溝2013年7月20日16時(shí)需求景點(diǎn)與資源點(diǎn)情況

表3 需求景點(diǎn)與資源點(diǎn)時(shí)間距離矩陣 (單位:min)

假定景點(diǎn)和資源點(diǎn)間最多有兩種引力測(cè)度值大小一樣，引力模型中的引力常數(shù)為1，調(diào)度阻力主要為資源點(diǎn)和需求景點(diǎn)之間的實(shí)際運(yùn)行距離，而非歐式距離。在旅游高峰期，由于分流調(diào)度資源供不應(yīng)求，游客滿意度為0，本文將游客滿意度與景區(qū)經(jīng)濟(jì)效益平等對(duì)待，在模型實(shí)際分析后選取滿意度懲罰項(xiàng)系數(shù)為-40，滿意度函數(shù)時(shí)間價(jià)值主要為資源與景點(diǎn)間的實(shí)際運(yùn)行與資源到達(dá)景點(diǎn)的速率比。

3.3 結(jié)果分析

將需求景點(diǎn)和分流資源點(diǎn)的基礎(chǔ)信息輸入游客引力分流調(diào)度模型中，通過(guò)算法計(jì)算得出分流調(diào)度的組合(見表4)。

同時(shí)，通過(guò)引力模型分流的調(diào)度方案是將景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷大且與分流資源點(diǎn)時(shí)空距離小的景點(diǎn)優(yōu)先進(jìn)行分流調(diào)度，從景區(qū)整體宏觀上均衡所有景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷率。對(duì)比而言，傳統(tǒng)景區(qū)游客分流是在景點(diǎn)游客高峰形成后進(jìn)行的緊急調(diào)度，目前景區(qū)分流調(diào)度僅依靠資源點(diǎn)與需求景點(diǎn)的距離這一指標(biāo)進(jìn)行調(diào)度，具體分流調(diào)度方案如表5所示。

表4 引力模型分流調(diào)度方案

表5 傳統(tǒng)以資源需求距離為依據(jù)的調(diào)度方案

單獨(dú)以距離為依據(jù)的分流調(diào)度方案里將資源點(diǎn)3的資源分配給鏡海。其余兩個(gè)景點(diǎn)在下一時(shí)刻瞬時(shí)分流方案中使用備用調(diào)度資源，如棧道、公路等。引力分流和傳統(tǒng)分流方案的平均時(shí)空負(fù)荷率分別為13.49、13.53，利用景點(diǎn)分流前后時(shí)空負(fù)荷均衡性可對(duì)比兩種方案的優(yōu)劣。

E引力＜E距離，故基于引力模型的游客調(diào)度方案比傳統(tǒng)基于距離的調(diào)度方案平均負(fù)荷小，說(shuō)明引力模型的資源與需求之間匹配度好。

綜上所述，基于引力模型游客分流調(diào)度算法產(chǎn)生的調(diào)度方案，在方案調(diào)度中不但能在考慮景區(qū)游客游覽體驗(yàn)滿意度因素下滿足最急迫需求景點(diǎn)的分流需求，而且具有比傳統(tǒng)以距離為分流依據(jù)更好的匹配度，從試點(diǎn)景點(diǎn)中驗(yàn)證了該分流調(diào)度算法的有效性。

4 總結(jié)與展望

景區(qū)游客分流調(diào)度問(wèn)題就是在保證景區(qū)整體時(shí)空負(fù)荷率平衡的前提下，考慮景區(qū)在管理游客分布、車輛調(diào)度的分流成本和游客在等待分流調(diào)度過(guò)程中的滿意度，合理利用分流資源將游客分流出負(fù)荷超載的景點(diǎn)，它實(shí)際上是個(gè)多目標(biāo)資源配置問(wèn)題。

本文對(duì)景區(qū)游客分流調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要工作如下:通過(guò)對(duì)目前景區(qū)高峰期游客分流現(xiàn)狀的研究和引力模型應(yīng)用的分析，對(duì)景區(qū)游客分流調(diào)度問(wèn)題和分流調(diào)度引力等其他相關(guān)概念進(jìn)行定義，選取景區(qū)的車輛資源和人行道路資源進(jìn)行特性分析，在對(duì)景區(qū)游客分流調(diào)度的基礎(chǔ)上數(shù)學(xué)建模，構(gòu)建景區(qū)分流資源統(tǒng)一分流能力模型。將景點(diǎn)時(shí)空負(fù)荷率、分流資源分流能力和資源與需求景點(diǎn)之間的距離作為模型影響因子，創(chuàng)新地構(gòu)建了景區(qū)游客分流調(diào)度引力模型，在該引力模型和分流調(diào)度原理的基礎(chǔ)上，以景區(qū)游客分流調(diào)度成本和游客滿意度懲罰綜合效用值最小為目標(biāo)，設(shè)計(jì)游客分流調(diào)度算法，以九寨溝風(fēng)景名勝區(qū)高峰期游客分流為案例進(jìn)行了分析應(yīng)用，得出實(shí)證景點(diǎn)有效的游客分流調(diào)度策略。

在本文的基礎(chǔ)上還需要做進(jìn)一步的工作。

第一，模型中分流資源點(diǎn)初始狀態(tài)的矢量性，分流資源的可移動(dòng)性，以及移動(dòng)調(diào)度中分流資源點(diǎn)與分流需求景點(diǎn)的關(guān)系，在今后研究中還有待討論。

第二，本文提出的游客分流引力模型，在景區(qū)游客分流調(diào)度問(wèn)題的解決中具有創(chuàng)新性，模型的普適性還有待今后在其他景區(qū)的推廣研究。

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