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mathorcup数学建模挑战赛获奖论文-第四届C题_10564c.pdf
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mathorcup数学建模挑战赛获奖论文,历届,单项文件,内容丰富,大学生数学,数学竞赛,参考资料
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评委一评分,签名及备注
队号:
10564
评委三评分,签名及备注
评委二评分,签名及备注
选题:
C 题
评委四评分,签名及备注
题目:家庭暑假旅游套餐的设计
摘要
首先,设计家庭暑期旅游套餐,要综合考虑不同家庭的需求,如人数、费用、
时间等因素,并且使所去的景点尽可能多,所去的景点质量尽量高,这个问题可
抽象成为一个多目标规划问题。因此,我们可以利用多目标优化模型,对景点进
行筛选。
其次,在初选的景点基础上选择最优路径。这是一个经典的旅行商问题,可
以利用遗传算法等算法来求解出具体的旅行线路。
然而,针对一个旅游城市,比如上海,景点数量多,种类齐全,所以考虑上
海整个区的景点进行计算,计算量很大,而且不具操作性和实用性。因此,可以
根据上海市景点的稠密程度来对上海市的景点进行分区,然后对每个分区的景点
进行筛选,再利用遗传算法找最优路线。这样大大降低了计算量,并且给出的方
案更全面,更能满足各类家庭的需求。
为了更加清晰地讨论各种家庭、不同层次的需求,我们分成三种情况来讨论
该问题,分别是:无费用限制,有时间限制的情况;有费用限制,有时间限制的
情况;有费用限制,无费用限制的情况。情况一和三是两种特殊情况,情况二是
一种普遍情况。并且在每种情况下,分别寻找不同分区下不同类型的最优路线。
最后,汇总各种情况下,不同类别——自然民俗类、娱乐休闲类、人文体育
类、综合类各区方案,给出每日不同区的各种类别方案,考虑了人数、时间限制、
费用限制、以及景点质量来综合得到最优路线。任意家庭可根据自己的需求,任
意组合搭配得到所需的旅游套餐。
关键字:旅游套餐 多目标规划模型 旅行商问题 遗传算法
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- 1 -
家庭暑假旅游套餐的设计
1.问题重述
暑假即将来临,很多家长会选择这个时间带孩子去某城市旅游,但不同的家
庭有不同的需求(人数,费用限制,时间限制等),请您任选一个旅游城市(比如你
所在的城市),综合考虑旅行路线,费用、时间以及其它你认为比较重要的因素,
为有不同需求的家庭设计一份最佳旅游套餐。
2. 问题分析
家庭暑期旅游套餐的设计要综合考虑不同家庭的需求,如人数、费用、时间
等问题,这些作为套餐设计的条件,从而使所去的景点尽量多,所去的景点质量
尽量高,这个可视为该套餐设计的目标函数。从而,该问题是一个多目标规划模
型。但是,针对一个旅游城市,比如上海,景点数量多,种类齐全,所以考虑上
海整个区的景点进行计算,计算复杂度很大,不具实用性和操作性。因此,可以
根据上海市景点的稠密程度来对上海市的景点进行分区,然后对每个分区的景点
进行筛选,最后,再利用遗传算法找最优路线。
为了更加清晰地讨论各种家庭、不同层次的需求,可以分成三种情况来讨论
该问题,分别是:
1、无费用限制,有时间限制的情况;
2、有费用限制,有时间限制的情况;
3、有费用限制,无费用限制的情况。
情况一和三是两种特殊情况,情况二是一种普遍。并且在每种情况下,分别
寻找不同分区的不同类型路线。
- 2 -
3. 模型的基本假设
1、旅行中没有意外的情况发生,如交通堵塞、车次延迟、极端天气等;
2、游客每日游玩时间为 8h 或 10h;
3、旅客能够成功订购车票和景点门票;
4、交通出行方式均采用大巴;
5、家庭套餐不考虑 70 岁以上老人,将 60~70 岁的人群定义为老人;
6、老人、小孩均享受半价;
7、游玩出发地在第一个游玩的景点附近,相对于行程可以忽略不计。
8、文中涉及的旅游各项费用均按每个标准人每天计费,即考虑人数和费用
双重影响。
4. 符号说明及名次定义
符号
符号说明
d
tj
第
i
个景点到第
j
个景点的距离
n
景点个数
α
决策者对第一个目标的重视程度
t
ij
由第个景点去第 j 个景点所需时间
t
j
在第 j 个景点的逗留时间
p
j
第 j 个景点的对应评分
T
0
在路上乘车的总时间
T
l
日均游玩时间
f
j
第 j 个景点的门票费
C
每个区路费、食宿费用总和
M
每个人每日旅游时所有消费总和
- 3 -
5. 模型的准备
上海作为中国最大的经济中心城市,也是最能体现近代以后中国发展变迁历
程的国家历史文化名城,也有越来越多的人选择来上海旅游。
然而上海市旅游景点众多,对于消费者而言,如何在众多的景点中迅速选择
适合自己的旅游路线是消费者最为关心的问题。通过对旅游景点进行分类,可以
更有针对性的开发新的旅游线路,大大缩短开发旅游线路的时间,满足不同家庭
的不同旅游需求。
本章首先收集了上海市 3A 级以上景点信息,根据这些景点的密集程度对上
海市进行旅游分区;分区后以各区为单位,收集该区域内无评级但典型的旅游景
点,形成该区主要旅游景点;收集各区主要旅游景点的经纬度、门票、建议游玩
时间、大众点评网等对景点评价信息以及各区基本食宿等信息,以便后期用于多
目标规划旅游景点的筛选和最优路线的求解。
5.1 对景点进行分类
5.1.1 按照星级景点分区
上海旅游景点众多,各景点差异较大,为了便于研究,首先选择 3A 级及以
上景点进行分析,搜集景点的基本信息,将所有景点分为人文教育、主题乐园和
自然休闲三大类,表 5.1 为上海市 3A 级及以上景点信息。
通过谷歌地图查的表 5.1 中各景点对应的经纬度,通过百度地图得到各景点
的空间分布,如图 5.1 为上海市 3A 级及以上景点空间分布图
图 5.1 上海市 3A 级及以上景点空间分布图
- 4 -
表 5.1 上海市 3A 级以上景点
序号
景点名称
景点级别
景点类型
1
东方明珠广播电视塔
5A
人文教育
2
上海科技馆
5A
人文教育
3
上海野生动物园
5A
主题乐园
4
上海世纪公园
4A
自然休闲
5
上海共青森林公园
4A
自然休闲
6
上海城市规划展示馆
4A
人文教育
7
上海市动物园
4A
人文教育
8
上海博物馆
4A
人文教育
9
金茂大厦 88 层观光厅
4A
人文教育
10
上海豫园
4A
人文教育
11
上海市东方绿舟
4A
自然休闲
12
上海佘山国家森林公园
4A
自然休闲
13
上海朱家角古镇旅游区
4A
自然休闲
14
上海太阳岛旅游度假区
4A
自然休闲
15
青浦革命历史纪念馆
4A
人文教育
16
上海大观园
4A
人文教育
17
上海方塔园
4A
人文教育
18
上海古猗园
4A
人文教育
19
东平国家森林公园
4A
人文教育
20
上海影视乐园
3A
主题乐园
21
上海滨海森林公园
3A
自然休闲
22
上海射击俱乐部
3A
人文教育
23
江南三民文化村
3A
人文教育
根据上海市 3A 级及以上景点的空间分布,可知上海市景点分布具有明显的
区域性,故为了问题处理的准确性和方便性,根据景点的密集程度对上海市进行
旅游分区,通过对各分区的旅行路线开发,最终得到全区的旅游综合路线。
上海市的旅游分区主要分为 ABCDE 五个区,即以上海科技馆等为中心的 A
区,上海佘山国家森林公园等为中心的 B 区,上海古漪园等为中心的 C 区,上海
射击俱乐部为中心的 D 区,东平国家森林公园为中心的 E 区。共计有 9 个 A 区
景点,8 个 B 区景点,3 个 C 区景点,1 个 D 区景点,2 个 E 区景点。进一步补
充相应的经纬度和分区信息得到上海市 3A 级以上景点信息表,见表 5.2。
表 5.2 上海市 3A 级以上景点信息
序
号
景点名称
经度
纬度
景点
级别
景点类型
分区
类型
1
东方明珠广播电视塔
31.24055
121.49986
5A
人文教育
A 区
2
上海科技馆
31.2225
121.5379
5A
人文教育
A 区
3
上海野生动物园
31.05525
121.72437
5A
主题乐园
C 区
4
上海世纪公园
31.2145
121.5535
4A
自然休闲
A 区
5
上海共青森林公园
31.31823
121.54859
4A
自然休闲
A 区
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阿拉伯梳子
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