邢永捷，李文勇，廉 冠

(桂林电子科技大学，广西壮族自治区 桂林 541004)

1 引 言

在旅游经济不断发展的新时代，国家交通强国的重大决策决定了大众旅游时代发展的新模式，为更好地适应经济社会发展和人民群众旅游需求新变化，应深化交通运输与旅游融合发展，提升旅游交通服务品质，在旅游业逐步兴起的今天，人们越来越注重精神生活，旅游成为了追求良好生活品质的方式之一，但同时带来的问题也比较明显。在旅游交通方面，由于旅游业的兴起，人们的需求逐渐增多，车多、人杂、交通不便利以及资源浪费的状况日益严重，因此，为减少浪费，以最少的资源满足人们最大的需求，应该合理安排旅游车辆调度，提升车辆利用率、游客游玩体验，同时提高服务质量，促进旅游行业的发展。

对旅游交通规划和车辆调度的研究有许多。在旅游规划方面，张小涛探究了影响城市旅游交通高效发展的主要因素以及存在的问题，并针对每个问题提出合理化建议。钱琳琳对大型旅游景区交通综合评价方法进行研究，提出旅游景区交通组织与管理方法。在车辆调度方面，舒新意建立物流配送过程中车辆调度模型，形成有效的配车方案和行车路线。曾羽琚等提出了一种基于改进遗传算法的车辆路径调度算法，形成车辆的高效调度。Bae等设计了两阶段遗传算法求解同时考虑配送与安装两种需求的车辆路径问题。Lew通过研究旅游者的迁移特征，建立了旅游线路规划模型。

交通作为旅游者选择旅游活动的重要指标，既是创造旅游收入的重要渠道，同时也是发展旅游业的关键。为满足众多旅游者的旅游需求、充分发挥旅游经济效益就要合理安排旅行路线和调度旅游车辆以有效地节约旅游行业的运营成本、提高整个行业的服务质量和经营水平。本文以旅游交通现状为基础，从游客、旅行社、运输公司三方面入手，分析各研究对象的特点及需求，从需求出发，从旅游运输资源统筹角度构建区域旅游包车调度优化模型，以车辆数目及等待时间最小为目标，达到效益最大化，为旅游交通提供车辆调度方法，并以桂林市为例，给出实例分析。

2 需求分析

为使交通运输与旅游融合发展，需要从不同的角度进行分析，本文所研究的旅游包车调度问题，是面向某个区域整体，并建立在统筹旅游运输资源的基础上所进行的。为了使其具有一定的普遍性，应当全面分析旅游包车的需求，而旅游包车的需求与相关联研究对象的需求息息相关，包含了游客、旅行社和运输公司，分析这三者的需求为调度优化提供了依据，能够从最基本的方面改善旅游交通，提升旅游交通服务品质。

2.1 游客出行需求分析

游客是旅游包车最主要的服务对象，乘坐旅游包车出行的游客满意度决定了旅游交通服务水平的高低，那么就需要切实了解游客的需求来达到提高服务水平的目的。游客出行最希望的是方便舒适快捷，在行程安排上不需要花大量的精力，这就决定了游客对旅游包车的需求。为满足这样的需求，旅游包车应该在时间上进行优化，车辆合适调度能够提升利用率，不仅可以减少时间的浪费，避免人等车的现象，还可以在调度方面，达到车辆调度优化的目的。

2.2 旅行社需求分析

旅行社负责为游客提供多样化且各具特色的旅游服务，需要借助旅游包车为游客提供出行方式。一方面，不同的旅游团体需要不同的车辆类型，在行程安排上，考虑到各个起始地以及游览景点的不同，需要适当的车辆调度来服务于游客；另一方面，在明确了一切基础条件的前提下，旅游包车需要做好配合工作，才能够同时满足旅行社和游客需求，提供更好地交通出行服务。

2.3 运输公司需求分析

运输公司的作用是提供交通工具，针对旅行社给出的游客情况以及具体行程进行车辆安排。为使效益最大化，运输公司在提供车辆时需要提高车辆利用率，最优目标便是用最少的车辆数服务最多的游客，大大节约成本，提供良好的服务，因此，车辆调度优化必不可少，从车辆数目来优化调度能够满足运输公司的需求。

3 区域旅游包车调度优化模型

3.1 建模思路

以需求为基础，从旅游运输资源统筹方面考虑建立模型，为达到以最少资源满足最大需求的目的，建立以最少车辆完成接送任务，且游客等待时间最小为主要目标的调度优化模型，同时从多角度给出调度约束条件，从而达到效益最大化，提升服务水平，实现优化的目的。

3.2 基本假设及参数设置

表1 参数设置表

(1)所有车辆在行程开始前都能准时到达集结点；

(2)车辆行驶速度均满足道路限速要求；

(3)同一调度安排的车辆类型相同。

3.3 模型建立

调度优化模型建立如下。

目标函数

(1)

约束条件

nk≤Nk,∀k∈Ag

(2)

(3)

(4)

(5)

M{1,j,…}=1，ωi∩ωj∩…=Ø

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

公式(1)为最少车辆完成所有接送任务，且游客等待时间最小；公式(2)为载客量约束，保证车辆实际载客量低于载客能力；公式(3)为限制车辆总行程时间，确保其在提前设定好的范围内；公式(4)(5)为起终点约束，保证车辆只能从起始点出发，并在完成任务后返回起始点(即终点)；公式(6)为调度时间约束，保证调度时间不冲突；公式(7)(8)为约束节点衔接，确保每个节点的前继节点与后继节点的唯一性；公式(9)(10)为判断参数。

ρ1、ρ2为整数，且ρ1≫ρ2，最小化车辆使用数量为第一目标，最小化游客等待时间为第二目标。

3.4 求解算法

(1)算法概述

本文采用遗传算法求解旅游包车调度优化模型最优解。遗传算法是模拟生物在自然环境中优胜劣汰、适者生存的遗传和进化过程而形成的一种具有自适应能力的、全局性的概率搜索算法。设计过程如图1所示。

图1 遗传算法设计流程图

(2)遗传算法关键步骤

①选择编码方式

如何编码是第一步工作，通过编码将要求解的问题表示成遗传空间的染色体或者个体。本文研究的是车辆调度问题，对染色体采用自然数编码，即序数编码方式。用0表示起始点(终点)，1，2，…，n表示各节点，这样有利于基于次序的实际问题的解决，提升实用性。

②生成初始群体

确定编码方式后，遗传算法通常采用随机方法生成若干个个体的集合该集合称为初始种群，为使初始种群尽可能地均匀分布在整个解空间，本文采用随机方式生成初始种群。

③确定适应度函数

根据所求问题的目标函数来进行评估，判断群体中的个体的优劣程度。适应度越大越好，在生成了初始群体之后，检验各约束条件是否成立，若有违反则降低适应度遭淘汰。本文研究的目的是效益最高，因此需适当在目标函数与适应函数之间进行交换。

④设计遗传算子

本文采用简单易操作的轮盘赌选择算子，目的是为了从当前种群中选出优良的个体，根据染色体适应度的比例确定其被选择的概率，即适应度高的个体能以较大的概率被遗传到下一代。

在交叉方面，本文采用的是方法是部分匹配交叉，若采用单点或多点交叉，可能会导致不能够涵盖所有情况，还需要对结果进行进一步修正。部分匹配交叉较适应自然数编码方式，插入交叉段时，会去掉与原染色体相同的部分，得到新个体。

本文选择倒位变异算子进行变异操作，将所选择的变异点区域颠倒，得到新个体，若其适应度更合适则保留，反之撤销该操作。

⑤设定终止条件

本文采用事先确定迭代次数作为终止规则，判断迭代次数是否符合提前设定，若是，则终止算法，输出最优解；反之，继续执行进化。

4 实例分析

根据桂林市旅游现状，本文以阳朔县景区的各个景点为实例研究对象，进行旅游包车调度的实例应用，其中包含十里画廊、兴坪古镇、银子岩等景点，各个景点之间道路连接性较好。考虑到桂林市旅游的特性，由于阳朔县是桂林市游客游览的热门景区，游客的需求也最大，因此，该区域旅游线路具备实例应用的实际的条件。

现给出10个行程，形成了10条出行链，假定10个行程的旅游团规模相同，采用同种类型的大巴车进行接驳，出发及返回时间不同，出发地点包括市区和阳朔，且均能在计划时间到达及返回，保证游客行程的合理性，最大满足各类游客的需求，同时，车辆安全性有保证，行驶速度满足道路限速规范，各个行程安排如表2所示。

表2 行程表

未进行调度优化之前，根据车辆行驶安排现状，每个行程安排一辆车，每个旅行团的游客在游览期间不换车，一辆车服务一个旅行团，由此，共安排10辆车，车辆载客行驶共45 h，停车等待共49.5 h，调度时间0 h，10辆车的行驶路线如下。

(1)市区→阳朔→十里画廊→兴坪→阳朔→市区；

(2)市区→相公山→富里桥→兴坪→阳朔→市区；

(3)市区→阳朔→十里画廊→银子岩→兴坪→阳朔→市区；

(4)市区→漓江码头→兴坪→阳朔→市区；

(5)市区→阳朔→十里画廊→兴坪→阳朔→市区；

(6)市区→磨盘山→阳朔→银子岩→阳朔→市区；

(7)市区→兴坪→银子岩→阳朔→市区；

(8)阳朔→兴坪→十里画廊→阳朔；

(9)阳朔→兴坪→阳朔；

(10)阳朔→兴坪→阳朔。

为节省车辆利用成本，采用遗传算法进行调度优化之后，在完成所有的接驳任务的情况下由原始的10辆车减少为7辆车，车辆载客行驶共44.5 h，停车等待共26.5 h，调度时间为8.5 h，节省了三辆车的成本，车辆载客行驶时间减少0.5 h，停车等待时间减少23 h，为完成接驳任务，增添8.5 h调度时间，该结果中游客等待时间为0 h，实现了游客等待时间的最小化，调度后车辆的行驶路线如下。

(1)市区→阳朔→十里画廊→银子岩→阳朔→兴坪-阳朔-市区；

(2)市区→相公山→富里桥→十里画廊→兴坪→阳朔→市区；

(3)市区→阳朔→十里画廊→富里桥→兴坪→阳朔→市区；

(4)市区→漓江码头→兴坪→十里画廊→兴坪→银子岩→阳朔→市区；

(5)市区→阳朔→十里画廊→阳朔→兴坪→银子岩→兴坪→阳朔→兴坪→阳朔→市区；

(6)市区→磨盘山码头→阳朔→银子岩→兴坪→阳朔→市区；

(7)市区→兴坪→阳朔→兴坪→阳朔→银子岩→阳朔→市区。

5 结 论

交通作为旅游运输行业中的重要指标，是发展旅游业的关键，它不仅关乎到游客对旅游活动的选择，也同时影响着城市的旅游环境，因此，旅游线路的合理规划、客运车辆的调度安排都能够在旅游中实现车辆的最大化利用，减少资源的消耗，又能够给予游客最佳的体验，使得游客、旅行社、运输公司等所扮演的角色尽到应有的义务并获得最大的效益，从而使得城市旅游交通更加完备，满足各方需求，带给社会更大的方便。本文所得出的结论如下。

(1)本文针对三个对象展开研究，从旅游运输资源统筹方面分别分析了游客、旅行社、运输公司的需求，进而从三方面深入考虑旅游包车的需求，三个不同角度的分析为后文建立相关模型解决问题打好基础。

(2)由需求分析建立旅游包车调度优化模型，经考量各方面因素，确定模型解决问题的方向，建立以最少车辆数及最小等待时间为目标的调度优化模型并求解，达到以最小资源满足最大需求的目的。

(3)将理论模型配合实际案例进行分析，使得理论应用到实际，验证其有效性，在保证了最优质服务的基础上达到效益最大化，减少浪费，提升利用率。