叢海龍,鄭 茜,盧素蘭
(福建農(nóng)林大學(xué)鄉(xiāng)村振興學(xué)院,福建 福州 350002)
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和生活質(zhì)量的不斷提高,人們在工作之余開始將外出旅游作為自己的休閑手段。據(jù)福建省統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全省旅游收入和旅游人數(shù)在2020年之前逐年增加,呈現(xiàn)了積極增長的趨勢。但是伴隨著2020年新冠疫情的爆發(fā),福建省旅游業(yè)的發(fā)展受到了沉重打擊。疫情管控后,旅游業(yè)進(jìn)入恢復(fù)期,國家文化和旅游部辦公廳于2020年7月發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)旅游企業(yè)擴(kuò)大復(fù)工復(fù)業(yè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》,逐步開放全省旅行社有序恢復(fù)經(jīng)營活動(dòng);2021年福建省政府出臺(tái)了《福建省人民政府關(guān)于促進(jìn)旅游業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》(閩政〔2021〕8號)政策,幫助福建省旅游經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)恢復(fù)。但是,由于新冠疫情的反復(fù)出現(xiàn)及各地不同的管控措施,人們對于外出旅游產(chǎn)生了消極態(tài)度,旅游業(yè)未來發(fā)展前途迷茫,所以通過預(yù)測分析新冠疫情對福建省旅游業(yè)的影響,對后續(xù)旅游業(yè)發(fā)展具有參考價(jià)值。
目前,與新冠疫情和旅游業(yè)相關(guān)的研究主要以定性研究為主。如姚瑤[1]針對農(nóng)村旅游市場做出了研究,認(rèn)為新冠疫情促進(jìn)了人們對農(nóng)村市場旅游智慧化的需求,但沒有足夠條件實(shí)現(xiàn);嚴(yán)偉等[2]通過中小旅游企業(yè)當(dāng)前遇到的困難,提出相應(yīng)對策建議;楊勇[3]對于常態(tài)化疫情防控下的旅游經(jīng)濟(jì)研究的問題與機(jī)遇進(jìn)行分析。此外,還有許多學(xué)者對于疫情下旅游業(yè)發(fā)展問題提出相應(yīng)對策,但定性研究缺乏數(shù)據(jù)分析,無法客觀體現(xiàn)新冠疫情對旅游業(yè)的影響程度,因此本文選擇通過分析數(shù)據(jù)誤差的方式對福建省旅游業(yè)進(jìn)行預(yù)測。目前旅游業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測上的研究方法已較為成熟。如張洪采等[4]取指數(shù)平滑法對長三角地區(qū)的國內(nèi)旅游發(fā)展?jié)摿M(jìn)行了預(yù)測;王佳慧[5]通過構(gòu)建灰色預(yù)測模型對山西省旅游服務(wù)貿(mào)易發(fā)展進(jìn)行預(yù)測;孫穎[6]構(gòu)建季節(jié)性ARIMA模型對于中國入境旅游人數(shù)進(jìn)行了預(yù)測。然而,以上方法基本都屬于使用單一模型或者預(yù)測方法對于同一預(yù)測目標(biāo)進(jìn)行預(yù)測,雖然每個(gè)預(yù)測模型都有相應(yīng)提高預(yù)測精度的方法,但由于每個(gè)模型都難免會(huì)出現(xiàn)信息缺失的問題,從而排斥其他的模型,存在降低預(yù)測精度的可能。因此,許多學(xué)者采取組合模型的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測。姜姍等[7]使用PSO算法優(yōu)化了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,從而構(gòu)建PSO-BP模型對安徽省旅游收入進(jìn)行預(yù)測,并提出PSO優(yōu)化后的BP模型精度比單一的BP模型更高;江雨兮[8]建立ARIMASVR模型對福建省入境旅客進(jìn)行預(yù)測,其用ARIMA和SVR不同的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)從而提高了預(yù)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外,在進(jìn)行組合模型使用的同時(shí)需要關(guān)注模型之間權(quán)重分配問題,因?yàn)椴煌哪P蛢?yōu)缺點(diǎn)不同,在不同的數(shù)據(jù)環(huán)境有著不同的精確度,所以在不同時(shí)期模型的組合需要分配不同的權(quán)重。楊霞等[9]通過加權(quán)算法確定組合預(yù)測模型的權(quán)值,提高預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性;馮增喜等[10]建立了一種殘差修正的組合預(yù)測方法,通過這種方法證明了動(dòng)態(tài)組合殘差修正的預(yù)測方法要比多個(gè)單一的預(yù)測方法的組合更能改善預(yù)測效果。根據(jù)上述學(xué)者研究經(jīng)驗(yàn)可以得出動(dòng)態(tài)組合模型具有精度更高,信息更全,且能夠根據(jù)時(shí)期動(dòng)態(tài)變化的優(yōu)點(diǎn),因此本文通過建立動(dòng)態(tài)組合模型對福建省旅游業(yè)進(jìn)行預(yù)測。
本文入境游客人數(shù)數(shù)據(jù)選用1979-2020年《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》中接待入境游客人數(shù)的數(shù)據(jù),以及《2021年福建省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中的入境游客人數(shù)數(shù)據(jù)。1979-2021年福建省入境旅客人數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。旅游收入預(yù)測數(shù)據(jù)選擇2015-2019年《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》中福建省國內(nèi)旅游收入數(shù)據(jù),以及《2021年福建省國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》中福建省國內(nèi)旅游收入數(shù)據(jù)。福建省國內(nèi)旅游年收入?yún)R總?cè)绫?所示。同時(shí),由于R語言具有自由、免費(fèi)、開源、方便數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點(diǎn),本文選用R語言作為數(shù)據(jù)處理工具。
表1 1979-2021年福建省入境旅客人數(shù) (單位:人)
表2 福建省國內(nèi)旅游年收入?yún)R總
ARIMA模型,全稱為自回歸積分滑動(dòng)平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model),是由博克思(Box)和詹金斯(Jenkins)于20世紀(jì)70年代初提出的一種時(shí)間序列預(yù)測方法。ARIMA模型是指在將非平穩(wěn)時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)時(shí)間序列過程中,將因變量僅對它的滯后值以及隨機(jī)誤差項(xiàng)的現(xiàn)值和滯后值進(jìn)行回歸所建立的模型。ARIMA(p,d,q)模型表述如下:
式中,Yt是時(shí)序中任意觀測值,μ是序列的均值,β是權(quán)重,εt是隨機(jī)擾動(dòng),p是自回歸部分的滯后階數(shù),q為移動(dòng)平均部分滯后階數(shù),d為差分階數(shù)。
ARIMA模型操作流程如圖1所示。
圖1 ARIMA模型操作流程圖
灰色預(yù)測法指的是通過鑒別系統(tǒng)因素之間發(fā)展趨勢的相異程度,即進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,并對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理來尋找系統(tǒng)變動(dòng)的規(guī)律,生成有較強(qiáng)規(guī)律性的數(shù)據(jù)序列,然后建立相應(yīng)的微分方程模型,從而預(yù)測事物未來發(fā)展趨勢的狀況的方法。
由于GM(1,1)預(yù)測模型主要適用于指數(shù)預(yù)測,對于歷史數(shù)據(jù)有較強(qiáng)的依賴性,對于發(fā)生波折后的預(yù)測會(huì)存在一定的誤差[11],而ARIMA模型由于模型只簡單借助內(nèi)生變量而沒考慮外生因素,所以本文采用誤差平方和的倒數(shù)來確定權(quán)重,其基本理念是誤差平方和越大的模型所分配到的權(quán)重就越小,盡可能地減少誤差較大模型對組合模型預(yù)測數(shù)據(jù)的影響。又因?yàn)榭紤]到常規(guī)權(quán)重計(jì)算數(shù)值確定后,在后面的計(jì)算過程是不變的,這權(quán)重計(jì)算方法并不適用于疫情發(fā)生前后數(shù)據(jù)產(chǎn)生了較大變化的情況,因此本文借鑒孫彩云等[12]對河北省人均GDP進(jìn)行預(yù)測的構(gòu)建動(dòng)態(tài)組合模型的方法,通過使用預(yù)測期前3期的預(yù)測誤差平方和的倒數(shù)作為權(quán)重,使得權(quán)重隨著預(yù)測期的變化而變化。具體計(jì)算步驟如下:
首先,對誤差進(jìn)行歸一化操作,即計(jì)算2個(gè)模型的真實(shí)值和預(yù)測值的誤差:
式中,eit為第i種預(yù)測模型在t時(shí)刻的相對預(yù)測誤差。
其次,計(jì)算第i種預(yù)測模型預(yù)測T時(shí)刻前p期的預(yù)測誤差平方和,隨著預(yù)測期T的改變,前p期的預(yù)測誤差平方和會(huì)隨之改變,計(jì)算公式如下:
再次,計(jì)算第i種模型的權(quán)重系數(shù):
式中,wi為第i種預(yù)測模型的權(quán)系數(shù),該系數(shù)會(huì)隨著預(yù)測期T的變化而變化。
最后,計(jì)算組合模型預(yù)測值:
2.1.1 原始數(shù)據(jù)分析 ARIMA 模型部分采取表 1 中1979-2015年的福建省入境旅游人數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。進(jìn)行ARIMA模型預(yù)測之前,首先需要畫出序列的折線圖并判斷其平穩(wěn)性。由圖2可知,該序列具有很強(qiáng)的趨勢性,是不平穩(wěn)的序列,對該序列進(jìn)行ADF檢測,求得p值為0.99,明顯沒有通過顯著性檢測,因此需要對序列進(jìn)行差分。
圖2 福建省1979-2019年入境旅游人數(shù)時(shí)序圖
2.1.2 差分和檢驗(yàn) 對原始序列進(jìn)行二階差分,根據(jù)圖3可以看出二階差分使該序列實(shí)現(xiàn)平穩(wěn),后續(xù)對二階差分序列進(jìn)行ADF檢驗(yàn),其結(jié)果p值為0.01,顯著小于0.05且單位根為0,通過了單位根檢驗(yàn),因此可以認(rèn)為該序列通過二階差分實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)。
圖3 入境旅游人數(shù)二階差分圖
2.1.3 模型定階和模型評價(jià) 為了避免人工定階造成的偏差,本文使用模型自動(dòng)定階函數(shù)確定模型階數(shù),最后定階為ARIMA(1,2,1)。本文利用AIC信息準(zhǔn)則來判斷該模型擬合程度,其比較準(zhǔn)則是AIC越小越好,根據(jù)結(jié)果表示ARIMA(1,2,1)的AIC值最小,結(jié)果AIC、BIC、AICc值分別為-63.73、-58.74、-63.05。因此從AIC值可以看出該模型較為合理。
根據(jù)上述結(jié)果可以得出線性擬合模型為:
2.1.4 模型診斷 設(shè)原假設(shè)該殘差序列為白噪聲序列,對ARIMA(1,2,1)進(jìn)行白噪聲檢驗(yàn),其結(jié)果p值為0.7874顯著大于0.05,因此接受原假設(shè)殘差序列為白噪聲序列,現(xiàn)在可以認(rèn)定該模型顯著有效,成功擬合ARIMA(1,2,1)模型。
2.1.5 預(yù)測結(jié)果 根據(jù)以上建立的 ARIMA(1,2,1)模型,對福建省2016-2021年入境旅游人數(shù)進(jìn)行預(yù)測,并通過真實(shí)值和預(yù)測值計(jì)算出相對誤差和相對誤差平方。預(yù)測結(jié)果如表3所示。
表3 ARIMA(1,2,1)模型預(yù)測誤差對比分析
通過表3可以看出2016-2019年的預(yù)測結(jié)果相對誤差隨著時(shí)間的增加,預(yù)測誤差值在整體上變大,所以可以看出ARIMA模型不適合進(jìn)行長期預(yù)測。
2.2.1 GM(1,1)建模過程 GM(1,1)模型構(gòu)建過程為設(shè)1組原始數(shù)據(jù)為x(0)={x(0)(1),x(0)(2),···,x(0)(n)},n為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。對x(0)進(jìn)行累加來削弱隨機(jī)數(shù)列的隨機(jī)性和波動(dòng)性,得到新的數(shù)列為:x(1)={x(0)(1),x(0)(2),···,x(0)(n)},其中n為數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)。接下來通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行累加或者累減以減弱隨機(jī)序列的隨機(jī)性和波動(dòng)性,從而得到1個(gè)新的序列:
其中,x(1)(t)個(gè)數(shù)據(jù)表示對應(yīng)前幾項(xiàng)數(shù)據(jù)累加。
對x(1)(t)建立下述一階線性微分方程:即GM(1,1)模型。
然后對累加生成數(shù)據(jù)做均值生成B與常數(shù)項(xiàng)向量Yn,即:
對建立的灰色模型進(jìn)行檢驗(yàn),計(jì)算x(0)(t)與(0)(t),公式如下:
最后利用模型進(jìn)行預(yù)測:
2.2.2 GM(1,1)級比差值檢驗(yàn) 根據(jù)原始數(shù)據(jù)x(0)(k-1),x(0)(k)來計(jì)算級比 λ(k),再用發(fā)展系數(shù)a來求得相應(yīng)的級比偏差:
由于p(k)<0.1,所以能夠認(rèn)為達(dá)到較高要求。
2.2.3 GM(1,1)預(yù)測結(jié)果及誤差對比 GM(1,1)模型預(yù)測以及誤差對比結(jié)果如表4所示。由表4可以看出,2016-2019年預(yù)測誤差精度較好,用2020、2021年預(yù)測相對誤差數(shù)值和前面年份對比,預(yù)測值與實(shí)際值有較大差距,因此預(yù)測值與真實(shí)值發(fā)展趨勢自2020年后也出現(xiàn)較大差異。
表4 GM(1,1)模型預(yù)測及誤差對比結(jié)果
為了預(yù)測2019、2020、2021年的數(shù)據(jù),本文分別選取 2019、2020、2021年的前 3年數(shù)據(jù)即 2016-2018年、2017-2019年、2018-2020年的數(shù)據(jù)預(yù)測誤差平方和來計(jì)算動(dòng)態(tài)權(quán)重,計(jì)算結(jié)果如表5所示。通過對誤差平方和計(jì)算,得到2種預(yù)測模型的動(dòng)態(tài)權(quán)重系數(shù),計(jì)算結(jié)果如表6所示。
表5 2種預(yù)測模型誤差平方和分析
表6 2種模型動(dòng)態(tài)權(quán)重分析
基于上面動(dòng)態(tài)系數(shù)構(gòu)造動(dòng)態(tài)組合預(yù)測模型如下:
利用動(dòng)態(tài)組合模型對2019-2021年福建省入境旅游人數(shù)進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果如表7所示。
表7 動(dòng)態(tài)權(quán)重模型預(yù)測及相對誤差計(jì)算結(jié)果
由表7可以看出,2019年動(dòng)態(tài)權(quán)重模型預(yù)測值與真實(shí)值的相對誤差較小,模型也較為精準(zhǔn),但到了2020、2021年,預(yù)測值與真實(shí)值的相對誤差大幅增加。
通過表8對比結(jié)果可以看出,本文中組合模型短期內(nèi)預(yù)測精度優(yōu)于ARIMA模型,長期優(yōu)于GM(1,1)模型,動(dòng)態(tài)組合模型能夠兼顧2種預(yù)測方法的優(yōu)點(diǎn),減少了有效信息的喪失,使得預(yù)測更加穩(wěn)定。
表8 3種模型預(yù)測和相對誤差對比結(jié)果
為了充分說明疫情對福建省旅游業(yè)的影響,本文加入了GM(1,1)模型對福建省旅游業(yè)收入的預(yù)測,之所以不用ARIMA模型或者動(dòng)態(tài)組合模型對福建省旅游業(yè)收入進(jìn)行預(yù)測,是因?yàn)楦=ㄊ÷糜螛I(yè)數(shù)據(jù)量不足,無法支持構(gòu)建ARIMA模型,因此也無法構(gòu)建動(dòng)態(tài)預(yù)測模型,而由于灰色預(yù)測方法擁有可以對小樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測的優(yōu)點(diǎn),因此選擇建立GM(1,1)模型對福建省旅游業(yè)收入進(jìn)行預(yù)測。
福建省國內(nèi)收入預(yù)測結(jié)果和相對誤差如表9所示。通過表9的預(yù)測結(jié)果可以看出,2020、2021年福建省旅游業(yè)收入的預(yù)測值與真實(shí)值產(chǎn)生了較大差異,說明福建省旅游業(yè)收入伴隨著福建省旅游人數(shù)減少而大幅減少。2021年的相對誤差沒有比2020年相對誤差減少,反而增大,旅游收入2021年的真實(shí)值也比2020年小,本研究認(rèn)為可能是由于疫情的影響,人們收入受到影響從而減少旅游行中的花費(fèi)。疫情的不確定性也減少了人們的消費(fèi)意愿[13]。
表9 福建省旅游業(yè)收入預(yù)測以及相對誤差
本文對福建省入境旅游人數(shù)分別建立了時(shí)間預(yù)測模型、灰色預(yù)測模型和動(dòng)態(tài)組合模型,通過3種模型預(yù)測值和真實(shí)值結(jié)果觀察得出以下結(jié)論:(1)由于福建省入境旅游數(shù)據(jù)存在線性和非線性特征,這些特征會(huì)在一定程度上影響預(yù)測精準(zhǔn)度,因此本文需要構(gòu)建的動(dòng)態(tài)組合模型,通過將時(shí)間序列模型對短期預(yù)測和灰色預(yù)測模型對長期預(yù)測的優(yōu)勢充分利用后,動(dòng)態(tài)組合模型能夠更好地減少信息丟失。(2)因?yàn)橐咔閷ΜF(xiàn)實(shí)影響是多方面的,不能簡單地用某個(gè)數(shù)據(jù)去衡量疫情對福建省可能存在的影響,因此本文認(rèn)為可以通過預(yù)測值與真實(shí)值發(fā)展的趨勢與現(xiàn)實(shí)防疫情況相結(jié)合來說明疫情對福建省旅游業(yè)的影響。首先,在2020年,由于2019年末新冠疫情的爆發(fā),各個(gè)城市開始陸續(xù)采取封城的措施限制人員流動(dòng),實(shí)行就地過年,全國進(jìn)入了“停擺”時(shí)期。1-3月是疫情最嚴(yán)重的時(shí)期,其中包含了春運(yùn)、春節(jié)假期這個(gè)人口流動(dòng)最多的時(shí)間段,雖然隨著3月份福建省實(shí)現(xiàn)疫情“清零”部分行業(yè)開始開放,但是全國范圍的疫情反復(fù)出現(xiàn)無法放開對旅游業(yè)的限制,這就使得由于全國范圍的人員流動(dòng)的限制,毫無疑問會(huì)對福建省旅游業(yè)造成很大的影響,這與預(yù)測趨勢與真實(shí)趨勢呈現(xiàn)巨大差異相符合。其次,到了2021年,隨著全國范圍疫情發(fā)生逐漸減少,政府應(yīng)對新冠突發(fā)情況的方法逐漸成熟,以及人民外出旅游的愿望逐漸增加,福建省推出了一系列推廣宣傳活動(dòng),如“福建省十條精品線路”的旅游方案,2021年4月19日在北京舉行的福建省旅游媒體推介會(huì)等。這些方法都推動(dòng)了福建省旅游業(yè)的恢復(fù)發(fā)展。福建省入境旅游人數(shù)從2020年的229萬增長到了406萬,真實(shí)數(shù)據(jù)的大幅增加使得預(yù)測數(shù)值與真實(shí)數(shù)值的誤差減小,趨勢差異有所緩和,可以看出趨勢差距減小與疫情的緩和以及福建省旅游業(yè)的恢復(fù)情況是相符合的。本文對福建省旅游業(yè)收入建立了灰色預(yù)測模型,得出結(jié)論:由于疫情影響,人們收入受到影響從而減少旅游行中的花費(fèi)。疫情的不確定性也減少了人們的消費(fèi)意愿。
本文尚存在一些不足之處:(1)由于本文是使用將時(shí)間預(yù)測模型與灰色預(yù)測模型組合的方法來對福建省旅游業(yè)進(jìn)行預(yù)測,這種方法缺點(diǎn)是只能夠預(yù)測出目標(biāo)年份的大致結(jié)果,無法避免誤差,所以只能觀察其發(fā)展趨勢,數(shù)值也僅有一定參考意義;(2)由于疫情對與旅游業(yè)影響十分廣泛,該方法無法論證疫情對旅游業(yè)存在的因果關(guān)系;(3)旅游業(yè)發(fā)展受現(xiàn)實(shí)疫情防疫情況限制,不再處于正常的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境,因此疫情后預(yù)測的數(shù)值會(huì)有失偏頗。
隨著2021年后疫情防控措施的持續(xù)作用,防疫水平整體提升,人們出行逐漸得到了安全保障,旅游行業(yè)也隨著復(fù)工、復(fù)產(chǎn)、復(fù)業(yè)有序推進(jìn),通過限時(shí)、限量、預(yù)約、掃碼、測溫等要求,旅游市場逐漸重新開放。但由于世界疫情狀況依然嚴(yán)峻,境外輸入病例一直存在,再加上本土疫情局部性爆發(fā),因此民眾出行依然面臨著諸多困難。雖然疫情形勢復(fù)雜難測,但福建省由于較好地開展防疫工作,暫時(shí)沒有再出現(xiàn)較大規(guī)模的疫情爆發(fā)情況,加上民眾在疫情期間對于旅游的渴望,因此福建省旅游業(yè)依然有著較大的旅游市場。基于現(xiàn)實(shí)需求,本文對福建省旅游業(yè)提出以下建議:(1)福建省各級政府應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)的幫扶政策,通過貸款減息、減稅等方式幫助旅游相關(guān)企業(yè)渡過難關(guān)。政府還應(yīng)豐富特色旅游產(chǎn)品,以便充分滿足游客多樣化需求;加強(qiáng)旅游宣傳和市場拓展,刺激游客消費(fèi)欲望;制定完善相關(guān)防疫應(yīng)急措施,防止疫情借助旅游發(fā)生傳播。(2)鼓勵(lì)中小旅游企業(yè)自救,積極拓展新的營銷渠道;對旅游相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),學(xué)習(xí)嘗試采用“云旅游”等新型線上提供旅游服務(wù)方式來填補(bǔ)疫情時(shí)期所空缺的市場,通過旅游預(yù)約的方式,根據(jù)預(yù)約情況可以為疫情消退后“補(bǔ)償式”旅游做準(zhǔn)備。(3)政府應(yīng)構(gòu)建起應(yīng)對突發(fā)事件的現(xiàn)代旅游治理體系,旅游業(yè)和衛(wèi)生部門應(yīng)進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)控,確保出現(xiàn)疫情能夠快速處理。(4)各旅游場所適應(yīng)常態(tài)化疫情管理要求,在各旅游場所附近配備核算檢測點(diǎn),讓游客能夠隨時(shí)隨地應(yīng)檢盡檢。