基于层次分析和图论模型的旅游线路设计及其评估

1、基于层次分析和图论模型的旅游线路设计及其评估刘峙麟1李臣1王露21.中南大学机电工程学院;2.西南财经大学统计学院【摘要】旅游线路设计是开发旅游产品一个重要环节。对海南主要景点选取交通条件、知名度和环境与服务质量作为评价指标,其中交通条件和环境与服务质量利用模糊集表示,知名度用访问数量表示。通过隶属度函数和极差化标准公式将数据进行归一化处理,然后利用层次分析法确定三个评价指标的权重,最后建立综合评价模型(CE M进行品质综合评价。针对文化历史游、生活享受游、风景区游三种典型特色旅游路线,我们提出利用谷歌地图的最短路径、最短时间和图论模型。为了保证所设计线路的质量,引进层次分析法(AHP模型,将

2、所设计的线路与已知的线路进行对比及相似性评估。【关键词】综合评价旅游线路谷歌地图层次分析法图论一、引言旅游线路通常指在旅游地或者旅游区内旅游者参观游览所经过的路线。旅游线路是一个区域内若干景点在不同的空间布置,对这些景点游览或活动的先后顺序与连接可有多种不同的串联方式,由此组合成不同的旅游线路。它是依赖于景区(点分布的线型产品,这种产品的简单结构是通过道路对景点之间的有限连接,一般以交通线路设计为主要表现手法。对于历史文化游型、生活享受型、风景游型三种典型的特色旅游而言,文化历史游的游客为了欣赏某几个具有历史文化积淀的景点,一般逗留时间比较长,重复利用同一条线路的可能性较大。生活享受型的游客的

3、目的是为了享受生活,他们比较倾向于到海滩,文化旅游区和度假圣地,而风景游的游客想在有限的时间内遍历多个景点,每个景点的逗留时间都不长,重复利用同一条线路的可能性较小。我们利用谷歌地图对各个景点的地理位置和周围的交通环境有了一定的认识,在设计时充分考虑景点资源、交通条件、时间效率、旅游者的满意程度等因素的限制,提出了基于运筹学理论1不同情况下的最短旅游路径模型、最短时间模型和图论模型。为了保证所设计线路的质量,需要将所设计的线路与已知的线路进行对比评估,我们引进了层次分析法(AHP模型,有机的从几个方面对线路进行相似性评估。二、算法模型设计1.模型假设及符号说明。在旅途中旅游车的车速一定,且不考

4、虑突发事件干扰车子的行程;在景点处车游时车速照样恒定;在五日游的过程中,当天旅游目的地附近都有宾馆,且第一天的目的地就是第二天的出发点;在景区规模较小的景点,景区内的旅游时间忽略不计。I1:交通便利评价指标;I1:知名度评价指标;I1:环境与服务质量评价指标;w1:交通便利评价指标的权重;w1:知名度评价指标的权重;w:环境与服务质量评价指标的权重。2.综合评价模型的建立与求解对于交通便利(I1和环境与服务质量(I1这两个指标用模糊集很好,好,较好,一般,较差表示,对于知名度(I1这个指标用访问量表示。表一(此表来源于海南省旅游网景点名称交通便利知名度环境与服务质量南山文化旅游区好45191很

5、好天涯海角好79369好三亚大小洞天很好14302很好亚龙湾中心广场很好63592好热带海洋动物园较好8109一般热带海洋世界一般19535一般海瑞墓一般6252一般东南亚风情园较好6162较好兴隆热带植物园好21205好五公祠一般7186较好东郊椰林好13828较好博鳌亚洲论坛会址很好22640好博鳌海洋馆较差596一般万泉湖旅游度假村较好12984一般红色娘子军纪念园较好11160较好五指山风景区很好17813较好南湾猴岛生态区很好24518好首先对用模糊集表示的影响指标进行量化处理,从而给出影响因素的量化值,不妨设优质度集为1.0000,0.9126,0.8,0.5245,0.01,对应

6、的数值为5,4,3,2,1。根据实际情况取偏大型柯西分布隶属函数。f(x=1+a(x-b-2-11 x 3clnx+d,3 X 5其中a,b,c,d为待定系数,实际上强度为“很强”时则隶属度为1,即f(5=1;当强度为“强”时,则隶属度为0.8,即f(3=0.8;当强度为“没有”时,则认为隶属度为0.01,即f(1=0.01 ;于是可以确定出a=1.1086,b=0.8942,c=0.3915,d=0.3699。将其代入(6式可得隶属函数;f(x=1+1.086(x-0.8942-2-11 x 30.3915lnx+0.36993 x 5经计算f(2=0.5245,f(4=0.9126则强度集

7、很强,强,较强,稍强,不强的量化值为(1,0.9126,0.8,0.5245,0.01。对于知名度(I2这个指标采用极差标准化公式将数据进行处理:I k=I k-m inImaxI-m in则经过数据化处理后的结果如下表:表二(数据处理后景点名称交通便利知名度环境与服务质量南山文化旅游区1.00000.52561.0000天涯海角1.00000.92850.9126三亚大小洞天1.00000.16161.0000亚龙湾中心广场1.00000.74250.9126热带海洋动物园0.80.08860.5245热带海洋世界0.52450.22320.5245海瑞墓0.52450.06670.5245

8、东南亚风情园0.80.06560.8兴隆热带植物园0.91260.24290.9126五公祠0.52450.07770.8东郊椰林0.80.15600.8博鳌亚洲论坛会址1.00000.25980.9126博鳌海洋馆0.010.00000.5245万泉湖旅游度假村0.80.14600.5245红色娘子军纪念园0.80.12450.8五指山风景区1.00000.20290.8南湾猴岛生态区1.00000.28200.9126层次分析法建模确定权重:确定对比矩阵A;确定矩阵B,使得b=lg(a(i,j=1,2,n;确定矩阵C,使得cij=1n-nk-1(bik-bjk;确定矩阵A,使得a ij=

9、10c i j,则矩阵A即为所求的的权重矩阵。确定这三个影响指标的对比向量A=11/41/5416/757/61,带入由; M a tlab编程好的文件解出来权重向量A=W=0.10020.41020.4896。这样海南主要景点的综合评价指标定义为:R=Iij23x3. w1w2w3.带入数据解得最后各个景区的综合指标为R=0.80540.92790.65610.85160.37330.40090.33670.49870.63790.47610.5358493百科论坛0.65360.25780.39680.52290.57510.6627.三、不同旅游方式的旅游线路的设计1.线路C:文化历史游

10、旅游线路的设计(琼海一日游的设计 图一旅游车从海口市走东线高速到达A 点,当天行程的末尾是从C 点继续走东线高速往三亚的方向走,所以在琼海的旅游线路的起点和终点分别是A 点和C 点。由于各个景点之间并没有直通的线路,故上图中其他节点是交通节点,作为连接各景点使用。最短路径数学模型:目标函数:M inni-1x i w i (x i 表示各边对应的决策变量,w i 表示各边长度,n 为节点数约束条件:决策变量x i 是二值变量,即取值为0或1;出发点的净流量为1(节点的净流量=流入量-流出量;中间节点的净流量为0;目的地的净流量为-1;L 、M 、N 各个景点对应的边的决策变量取1,AF 和H

11、I 对应的边上的决策变量取为1。 设计出的线路C:一日:海口(含主要旅游点;二日:文昌文昌孔庙美柳村宋氏祖居铜鼓岭;三日:东郊椰林万泉河风光(车游红色娘子军像(车游;四日:博鳌会址玉带滩万泉河竹筏漂流兴隆热带植物园;五日:南山文化旅游区天涯海角大小洞天返回海口2.线路A:生活享受游旅游线路的设计该类旅游者的目的是为了享受生活,他们比较倾向于到海滩,文化旅游区和度假圣地。由于这个原因,我们不妨把旅游城市就定在三亚。在三亚设计旅游的最优路线即可。由谷歌地图得到三亚及其周围景点的地图。 图二(利用图论标注结点该旅游线路的优化设计是一个周游型线路的设计问题,设计的原则是起点是三亚市,终点也是三亚市,且

12、遍历尽量多的景点而且又避免走冤枉回头路。这个问题也是一个图论的问题。图论类问题的数学模型:目标函数:M in (12ni-1(nj-1x ij .w ij (x ij 表示各边对应的决策变量,w ij 表示各边对应的长度。决策变量x ij 只能取0和1;12n i -1nj -1=n (n 为节点的个数,在这里n =15;ni -1x ij =nj -1x ij =2;ni =m +1nj =m +1将由谷歌地图得到的各点的距离带入模型得到线路B:一日:三亚(含主要旅游点;二日:兴隆兴隆热带风景区日月湾风光万泉河风光(车游红色娘子军像(车游博鳌会址兴隆热带植物园东山岭东南亚风景村;三日:三亚大

13、东海黎村苗寨亚龙湾沙滩漫步亚龙中心广场(含贝壳馆;四日:三亚天涯海角南山佛教文化苑大小洞天;五日:三亚南湾猴岛分界洲岛鹿回头风景园。3.线路A:风景游路线的设计。此类游客的目的是为了遍历足够多景点,所以设计旅游线路时在保证遍历3到6个高品质景点前提下要遍历足够多的景点。因此设计时尽量涉及到景点足够多的城市。在本设计中我们选择亚龙湾为起点,三亚为终点,这又回到了旅游最短路径问题,不过其权重不再是距离而是时间,隶属最短时间问题。最短时间模型:目标函数:M in ni-1x 1w i (x 1表示各边对应的决策变量,w i 表示箭头指向终点的旅游花费时间,n 为节点数约束条件:决策变量x i 是二值

14、变量,即取值为0或1;出发点的净流量为1(节点的净流量=流入量-流出量;中间节点的净流量为0;目的地的净流量为-1。设计出的线路A:一日:海口(含主要旅游点;二日:兴隆万泉河风光(车游红色娘子军像(车游博鳌会址玉带滩万泉河竹筏漂流兴隆热带植物园;三日:三亚亚龙湾沙滩漫步亚龙中心广场(含贝壳馆大东海黎村苗寨;四日:三亚西岛(或分界洲岛天涯海角;五日:三亚南山佛教文化苑大小洞天东山岭回海口.四、线路间的对比性评估1.基于AHP 模型的定量化评估模型。首先明确各个层次之间的关系,选择设计的文化历史游线路C 与另外两条线路A 、B 进行相似性评估。如图三所示:图三(层次分析2.下面开始确定准则层对三条

15、线路的对比阵。(1.空间距离的相似性对三条线路的对比矩阵的确定。线路A 总共的空间距离是827公里,线路B 总共的空间距离是757公里,线路C 的总共空间距离是830公里。根据乘客的旅游心理,当然是花费在车上的时间越少越好,所以空间距离对线路A 的对比矩阵:空间距离线路A 线路B 线路CW 线路A17/89/80.3298线路B 8/719/70.3770线路C8/97/910.2932(2.我们也可以得到总体路线的相似度与差异度的对比矩阵:表三总体路线的相似度线路A 线路B 线路CW 线路A 13/29/80.3935线路B 2/314/30.3178线路C8/93/410.2887(上转3

16、81页变频器在带式输送机中的应用边海波李锋涛山东华泰矿业【摘要】本文介绍了变频器在山东华泰矿业公司32采区皮带运输机中的应用,软启动技术给我公司带来的社会和经济效益。【关键词】胶带输送机变频器软启动山东华泰矿业公司32采区皮带运输机道分上下两段,下段总长470米,上段总长350米,下段最大坡度28°,平均坡度24°,采用一部DT L皮带机运输,由于运距长,坡度大,同时皮带是一个弹性体,在静止或运行时皮带内贮藏了大量的能量。如果在皮带机启动过程中,不加设软启动装置,皮带内贮藏的能量将很快释放出去,在皮带上形成张力波并迅速沿着皮带传输出去。过大的张力波极易引起皮带被撕短,造成事

17、故,影响安全生产。同时根据煤矿安全规程第三百七十三条第九款,带式输送机应加设软启动装置,下运带式输送机应加设软制动装置的规定。山东华泰矿业公司32采区皮带运输机采用变频器实现了带式输送机系统的软启动。运用变频器对带式输送机进行驱动,给我公司带来极大的社会和经济效益:首先,真正实现了带式输送机系统的软启动。运用变频器对带式输送机进行驱动,运用变频器的软启动功能,将电机的软启动和皮带机的软启动合二为一,通过电机的慢速启动,带动皮带机缓慢启动,将皮带内部贮存的能量缓慢释放,是皮带机在启动过程中形成的张力波极小,几乎对皮带不造成伤害。避免了工频启动时,大的启动瞬间电流(为电机额定电流的4-7倍会在启动

18、过程中产生冲击,引起电机内部机械应力和热应力发生变化,对机械部分造成严重磨损甚至损坏。同时还将引起电网电压下降,影响到电网内其他设备的正常运行。其次,实现皮带机电机驱动时的功率平衡。应用变频器对皮带机进行驱动时,一般采用一拖一控制,当多电机驱动时,采用主从控制,实现功率平衡。第三,降低皮带带强参数要求。采用变频器驱动之后,由于变频器的启动时间可在1S-3600S可调,通常皮带机启动时间在60S-200S 内根据现场设定,皮带机的启动时间延长,大大降低对皮带带强的要求,降低设备初期投资。第四,减少设备的维护量。变频器是一种电子器件的集成,它将机械的寿命转化为电子的寿命,寿命很长,大大降低设备维护

19、量。同时利用变频器的软启动功能实现带试输送机的软启动,启动过程中对机械基本无冲击,也大大减少了皮带机机械部分的检修量。第五,节能。在皮带机上采用变频驱动后的节能效果主要体现在系统功率因数和系统功率两个方面。1.提高系统功率因数。通常情况下,煤矿用电机在设计过程中放的余量比较大,工作时绝大部分不能满载运行,电机工作于满电压,满速度而负载经常很小,也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道,电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳,轻载时降低,造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时,定子电流有功分量很小,主要是励磁的无功分量,因此功率因数很低。采用变频器驱动后,在整个过程中功率因数达到0.92以上,大大节省了无功功率。2.提高系统效率。采用变频器驱动后,电机与减速器之间是直接硬连接,中间减少了液力偶合器等环节。而液力偶合器本身的传递效率是不高的,并且液力偶合器主要是通过液体来传动,而液体的传动效率比直接硬连接的传动效率要低很多,因而采用变频器驱动后,系统总的传递效率要比液力偶合器驱动的效率要高5%-10%。另外,矿井通常离变电距离较远,不同时段电压波动较大,利用变频器的自动稳压功能,也有部分节能作用。综上所述,通过变频器在我公司32采区带式输送机系统中的应用,证实变频技术不仅在技术的先进性还是带来的社会及经济效益方面都是巨大的,随着社会的发展,