李汝佳

摘要：隨著生活水平的不斷提高，旅游已經(jīng)成為人民追求幸福生活的主要方式之一，研究旅游線路規(guī)劃問題，對普及全民旅游活動以及發(fā)展旅游業(yè)起著舉足輕重的作用。為了更好地解決旅游線路規(guī)劃問題，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，利用先局部后整體的思想，基于蟻群算法，模擬退火算法，粒子群算法等優(yōu)化算法，結(jié)合模糊數(shù)學(xué)，旅行商問題等理論，運用MATLAB編程求解，制定一套可以高效實用的全國5A景區(qū)旅游路線最佳規(guī)劃方案。

關(guān)鍵詞：旅游路線；蟻群算法；多目標(biāo)規(guī)劃；退火算法；旅行商問題

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）08-0137-04

1 引言

旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的重要增長點，它不僅能加速區(qū)域間資金流轉(zhuǎn)以及信息、技術(shù)管理的傳播，還創(chuàng)造出了高效率的消費行為模式、催生新的市場需求需求和價值等。經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷好轉(zhuǎn)，時代不斷地向前推進(jìn)，人們生活水平得到了巨大改善，在滿足基本溫飽的基礎(chǔ)上，多元化的業(yè)余生活也顯得越發(fā)重要，其中旅游便成了這種多元業(yè)余生活的重要組成部分，越來越多的人愛上了旅游，也愿意花時間與精力去旅游，旅游產(chǎn)業(yè)也隨之不斷壯大。

然而另一方面，同樣是因為經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，整個社會的快節(jié)奏與高競爭使得現(xiàn)代人的工作壓力普遍較大，很少能抽出足夠的時間去深度體驗旅游，所以偶爾空閑出的休假如何利用好也就成了現(xiàn)代人關(guān)于旅游所面臨的一大難題。

本文的研究只是放眼于國內(nèi)，由于國內(nèi)景區(qū)數(shù)目眾多，所以選取國內(nèi)景區(qū)最高級別的5A景區(qū)來舉例說明，雖然5A級景區(qū)都是非常值得一去的地方，但由于時間、交通、費用等因素的限制，需要對旅行的線路進(jìn)行仔細(xì)規(guī)劃。因此，如何科學(xué)高效的設(shè)計旅游線路不僅有利于現(xiàn)代人的出行，對政府未來的規(guī)劃也有著很重要的現(xiàn)實意義。

考慮到5A景區(qū)在數(shù)量上偏多，且景區(qū)所在的位置分布不均勻，本文在研究過程中，會將這些5A景區(qū)按省進(jìn)行了分類，統(tǒng)計出各省的5A景區(qū)個數(shù)和至少需要游覽的時間?；谙伻核惴ㄏ冗M(jìn)行局部優(yōu)化，設(shè)計出每個省份最優(yōu)局部路線，在把問題轉(zhuǎn)化為多旅行商問題，即該旅游愛好者多次出行，進(jìn)行全局優(yōu)化，規(guī)劃出游覽全國201個5A景區(qū)的最優(yōu)路線[1]。

2 解決方案

2.1景區(qū)數(shù)據(jù)匯總與整理

針對某個旅游愛好者游遍全國201個5A級景區(qū)，為了規(guī)劃出一條最高效的旅游方案，以及對于每一次旅游的具體行程做出詳細(xì)的規(guī)劃，在研究過程中，首先對所有5A景區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，得到所有景區(qū)的分布圖如圖1所示：

進(jìn)一步匯總得到全國31個省份5A景區(qū)個數(shù)，匯總結(jié)果如表1所示：

2.2基于蟻群算法的湖北省內(nèi)游覽路線局部優(yōu)化模型

在對全國31個省份進(jìn)行全局旅游最短時間優(yōu)化之前，首先以該旅游愛好者居住省份湖北省為例，從湖北省武漢市出發(fā)，按照一定的順序游遍湖北省內(nèi)11個5A級景區(qū)，使得每一個景區(qū)都能被游覽且僅能被游覽一次，最后再回到出發(fā)點武漢[2]，所以決定利用現(xiàn)代智能算法中的蟻群算法進(jìn)行最短路徑的局部優(yōu)化[3]。

2.2.1基于蟻群算法的模型求解

1）蟻群算法模型建立

2）局部最優(yōu)解過程

2.2.2基于湖北省5A景區(qū)最優(yōu)路徑求解

旅游者需從武漢市出發(fā)，按照一定的順序游遍湖北省內(nèi)11個5A級景區(qū)，使得每一個景區(qū)都能被游覽且僅能被游覽一次，最后再回出發(fā)地武漢市。我們首先利用百度地圖查找這11個景區(qū)所在位置，并利用百度地圖中的測量工具，得到了這十一個5A級景區(qū)任意兩兩間的距離，如下表2所示。為了表述方便，將序號A—K分別代表武漢市黃鶴樓公園、宜昌三峽大壩旅游區(qū)、宜昌三峽人家風(fēng)景區(qū)、十堰丹江口市武當(dāng)山風(fēng)景區(qū)、恩施巴東神龍溪纖夫文化旅游區(qū)、神農(nóng)架生態(tài)旅游區(qū)、宜昌長陽縣清江畫廊景區(qū)、武漢市東湖景區(qū)、宜昌秭歸縣屈原故里文化旅游區(qū)、武漢市黃陂木蘭文化生態(tài)旅游區(qū)、恩施大峽谷景區(qū)。

根據(jù)優(yōu)化圖可知，要將湖北省11個5A景區(qū)游遍最短距離約為1382公里，最優(yōu)路徑為：

H→A→J→C→B→G→I→D→F→E→K→H

即先游覽武漢市內(nèi)的景區(qū)：東湖景區(qū)、黃鶴樓公園、黃陂木蘭文化生態(tài)旅游區(qū)，然后游覽宜昌市內(nèi)景區(qū)：三峽人家、三峽大壩、長陽縣清江畫廊景區(qū)、秭歸縣屈原故里文化旅游區(qū)，再游覽十堰武當(dāng)山風(fēng)景區(qū)、神農(nóng)架生態(tài)旅游區(qū)，繼續(xù)游覽恩施市內(nèi)景區(qū)：巴東神龍溪纖夫文化旅游區(qū)以及恩施大峽谷景區(qū)，最后回到武漢市。

以游覽湖北省內(nèi)5A景區(qū)為例，我們?yōu)樵撀糜螑酆谜咴O(shè)計了以下具體的行程：

2.3全國5A景區(qū)游覽路線全局優(yōu)化模型

通過以上建模分析，可以利用蟻群算法求解出了每一個省的局部最優(yōu)路線規(guī)劃，本文的研究目標(biāo)是得到全國游覽時間的全局最優(yōu)路線[5]。可以進(jìn)一步將該問題抽象為一個多旅行商問題[5]，旅行愛好者多次從常住地省會城市武漢市出發(fā)，經(jīng)過各省市地區(qū)旅游，最后回到武漢市，于是我們建立一個0-1規(guī)劃的模型[6][7]。

1）目標(biāo)函數(shù)的建立

通過對研究對象的分析與整合，目標(biāo)是使旅游者游遍全國全部201個5A景區(qū)花費時間最少，可以進(jìn)一步簡化為花在各省之間通勤的時間最少，目標(biāo)函數(shù)如下：

2）約束條件分析

3）模型建立

4）模型求解

對于多旅行商的優(yōu)化，本文在研究過程中采用模擬退火算法進(jìn)行求解[8]，首先求出從出發(fā)地到各省會城市并游玩它所含景點，再回到出發(fā)地形成的哈密頓圈的游覽總時間，其次對這些哈密頓圈的時間進(jìn)行判定，若有一個接近15天，則將其標(biāo)記為一個最佳哈密頓圈，其路線就可作為一次旅游規(guī)劃路線，否則就增加一個區(qū)塊進(jìn)行游覽[9]，再利用模擬退火算法對各個區(qū)塊進(jìn)行最優(yōu)組合，規(guī)劃每次旅行的區(qū)塊[10]，使每次旅游總時間不超過15天且盡量接近15天。依此方法，則可以求出最優(yōu)的總時間。通過MATLAB編程模擬退火算法，可以計算出游客從武漢出發(fā)游遍全國201個5A個景區(qū)至少需要12年。

3 結(jié)語

本文研究各大城市出發(fā)的全國5A景區(qū)旅游十年規(guī)劃，基于時間、路程和費用為優(yōu)化目標(biāo)建立綜合模型，采用遺傳算法進(jìn)行模型求解，給出了部分城市出發(fā)的旅游愛好者十年內(nèi)運用多種交通工具游遍全國5A景區(qū)的旅游路線規(guī)劃，并根據(jù)全國多個城市出發(fā)游遍201個5A景區(qū)所需的旅游總時間、旅游總費用、旅游總路程，提出以“城市旅游消費指數(shù)、城市旅游舒，適指數(shù)、城市旅游安全指數(shù)、城市旅游綠色指數(shù)”為目標(biāo)建立相應(yīng)的旅游可持續(xù)發(fā)展評價指標(biāo)體系，利用該體系為旅游愛好者提供旅游參考，為旅游相關(guān)部門提供政策建議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊靜.旅游路線的優(yōu)化設(shè)計研究——以中國201個5A級景區(qū)為例[J].新經(jīng)濟(jì)，2016（9）.

[2] 袁光輝，謝科.旅游路線動態(tài)規(guī)劃問題研究——以西安市出發(fā)為例[J].數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識，2016（8）.

[3] 田增瑞，趙陽，趙袁軍.基于遺傳算法與蟻群算法的最佳旅游路線設(shè)計[J].數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識，2016（8）.

[4] 徐鋒，杜軍平.改進(jìn)蟻群算法在旅游路線規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2009（8）.

[5] 姜坤霖，李美安，張宏偉.面向旅行商問題的蟻群算法改進(jìn)[J].計算機(jī)應(yīng)用，2015（7）.

[6] 鄒臘英.基于TSP問題的旅游路線安排[J].蘭州文理學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2015（4）.

[7] 宗德才，王康康，丁勇.蟻群算法求解旅行商問題綜述[J].計算機(jī)與數(shù)字工程，2014（6）.

[8] 王徐民，方玉平，張慧慧. 旅游線路優(yōu)化設(shè)計[J].中國西部科技，2011（6）.

[9] 吳成明，王毅，畢紅續(xù)，等.基于不同條件的旅游路線規(guī)劃問題研究[J].數(shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識，2016（5）.

[10] 陸國鋒. 基于多約束多目標(biāo)的旅游路線推薦及關(guān)鍵算法研究[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2013.

【通聯(lián)編輯：唐一東】