基于MATLAB人工神经网络的旅游需求预测

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  【摘要】:目前国家出台了众多支持经济发展的政策,在政策的支持下,经济得到火速发展,人均国民收入增幅较快,随着收入的增加,人民生活水平日益改善,国民收入和人们的旅游欲望是成正相关的。旅游资源丰富多彩的山东省使得山东省旅游市场呈快速扩张状态。旅游业作为新型的朝阳产业对我省经济发展产生巨大的推动作用,已经成为国民经济重要的推动力,山东省借助丰富的旅游资源也将成为重要的旅游大省,旅游资源收入已经成为重要的国民收入之一。因此,建立科学的、合理的旅游需求预测模型,预测山东省旅游需求状况,是实现我国旅游业持续健康成长的基础性前提,也是掌握旅游业发展动向的重要方法。
  如何通过建立模型对旅游需求进行研究是学者关注的重要课题之一。很多学者都已经意识到对旅游需求进行预测的重要性,旅游需求预测的模型虽然有很多个,但是利用人工神经网络进行旅游需求预测的应用还是比较少的,人工神经网络是人类在对其大脑神经网络认识理解的基础上人工构造的能够实现某种功能的非线性动力系统,是理论化的人脑神经网络的数学模型[4],人工神经网络可对以往数据进行检测,也可以多年以后的数据。
  【关键词】:旅游需求 人工神经网络 需求预测 指标体系 旅游资源
  一、建立旅游需求预测指标体系
  旅游需求指标是权衡旅游需求发展情况的重要尺度,这些指标包括旅游者人数,旅游者停留的天数,旅游者消费情况,旅游者来源地等指标。
  1.1 旅游者人数指标
  旅游者人数指的是旅游目的地在特定期限内接待旅游者的数量,又可以将其进一步细分为两个小指标:
  (1)旅游者人数
  旅游者人数是指旅游目的在特定期限内接待旅游者总人数。此指标主要用来衡量旅游者人数对旅游产品需求总量的状况[1]。
  (2)旅游者人次
  旅游者人次是在特定期限内接待旅游者人数与平均旅游次数的乘积。有的旅游者有可能到这个旅游目的地旅游多次,因此旅游者人次会高于旅游者人数[1]。
  1.2 旅游者天数指标
  旅游者天数又可细分为旅游停留总天数和旅游者人均停留天数。
  (1)旅游者停留总天数
  旅游者停留总天数是指在特定期限内旅游者人次与人均过夜数的乘积。这一指标从时间的角度反映了旅游者对旅游目的地的产品需求状况,体现了该目的地旅游产品吸引力的大小[1]。
  (2)旅游者人均停留天数
  旅游者人均停留天数是指在特定期限内接待旅游者停留天数与旅游者人次的商。反映了旅游需求现状,揭示旅游需求变化趋势[1]。
  1.3 旅游者消费指标
  (l)旅游者消费总额
  旅游者消费总额是在特定期限内接待旅游者在旅游目的地的全部货币支出。如在旅游过程中的餐饮、住宿、交通等费用的支出。
  (2)旅游者人均消费额
  旅游者人均消费额是指在特定期限内接待旅游者消费总额与旅游者人次的比。它以价值形态的形式从平均数的角度反映了某一时期旅游需求的状况。
  (3)旅游消费率
  旅游消费率是指在特定期限内一个国家或地区的出国旅游消费总额与该国或该地区的居民消费总额或国民收入的比。它从价值的角度反映了特定期限一国家或地区的居民对出国旅游的需求程度[1]。
  在权衡一个国家或地区的旅游需求状况时,一般从该国或该地区的旅游需求总潜量和旅游消费总额两个指标区去考虑。因此本文中选择反映旅游需求的两个基本指标:旅游者人数和旅游收入作为预测对象。预测山东省旅游需求的具体状况。
  二、预测山东省旅游需求状况
  本文以山东省入境旅游为例,以入境旅游者人数和旅游外汇收入作为基本预测指标,同时借助MAILAB提供的人工神经网络工具箱,建立神经网络预测模型。预测2016一2022年旅游外汇收入;和预测2016一2022年入境旅游者人数。
  三、山東省入境旅游需求分析
  2.1 山东省旅游资源概况
  山东省是全国著名的旅游资源大省,山东省内不仅自然景观丰富多彩,而且历史文物古迹更是为数众多,旅游资源的独特性,使得山东省成为了一道独特的旅游风景线。山东省旅游资源的规模、种类、数量、品级和布局在全国旅游资源中排名前列。全省有各级重点文物保护单位 4107 处,有馆藏文物 60 多万件,古建筑、古遗址 也有1.3 万多处。其中,国家重点风景名胜区全省共有六处、更有2处世界级遗产,7个5A级景区,几十个4A级景区。一般将这些旅游资源在具体分为以下几类:
  2.11 鲁西山水圣人旅游区
  济南、泰安、曲阜、邹城一直到临沂构成了鲁西山水圣人旅游区,位于鲁中南低山丘陵的济南市是著名的历史文化名城,济南市又有泉城之称,受地下承压水构造影响的济南在市内形成了四大泉群,150多处泉眼。以泰山闻名天下泰安市,早在唐朝就闻名天下,古诗中有云“会当凌绝顶,一览众山小”的诗句,就是用来描述高大雄伟的泰山的,同时历代帝王的封禅大典以及祭祀等礼仪也都是在泰山举行的,皇家历来重视泰山的重要地位,国家首批5A级旅游区就已经将泰山列入其中,同时泰山也是世界自然文化双遗产。另一座国家历史文化名城曲阜市,是伟大的教育家孔子的故乡,曲阜更是以孔庙、孔林、孔府闻名天下,“3孔”也是国家首批5A级旅游区,更是世界文化遗产名录地,历来皇帝都重视教育,也重视孔子的教育思想,孔子是我国著名的教育家。素有“七十二奇峰,三十六洞天”之说的临沂市位于山东省东南部,境内沂蒙更是自然风光秀丽、奇特。临沂市内古遗迹众多,例如马陵山,文峰山,孟良崮等七十二崮[3]。
  2.12 胶东黄金海岸旅游区
  在沿海岸边,青岛、烟台、威海、日照组成了胶东黄金海岸线旅游区。有“黄金海岸”之誉的滨海,是旅游、休闲、度假、放松、拍婚纱的完美场所。而位于山东半岛胶州湾畔的青岛,是东部沿海重要经济中心和港口城市,地理位置十分重要,更是零八年北京奥运会的帆船赛场所在地。青岛是重要的海滨城市,是炎热的夏季放松凉爽的好地方,夏天在海边可以看到来自全国各地的人来青岛避暑。烟台市是黄金海岸线的另外一座重要城市,位于渤海咽喉,三面环海,一面连陆。   2.13 鲁中齐文化和民俗风情旅游区
  以胶济线为依托的淄博市和潍坊市是一条重要的民俗旅游路线,两个省市共同构成了山东省独特的鲁中齐文化和民俗风情旅游区,淄博市古代齐国的古都,传说姜子牙最后也是分封在齐国,古代的淄博是中国足球也就是蹴鞠的发源地,这都有国际足协颁布的证书来证明的。淄博市是古时候诸侯国经济繁华的都市之一,淄博境内古遗迹众多,例如有临淄有齐国故城遗址,田齐王陵、管仲墓、蒲松龄故居等。
  潍坊市是世界风筝之都,是风筝的故乡,制作风筝历史悠久,去过潍坊走过北海路的人都知道,北海路的路灯都是蝴蝶形状的,模仿的就是一种蝴蝶风筝,潍坊杨家埠木版年画还有剪纸都是潍坊市的重要特色产品,每年来旅游的人少不了的馈赠佳品。
  鲁西山水圣人旅游区、胶东黄金海岸旅游区、鲁中齐文化和民风情旅游区三大旅游区共同构成丰富多彩的山东省旅游资源,使得山东省的旅游资源呈现三条主线的特征,山东省内既有自然资源,又有文化资源,多种多样,吸引了众多游客的到来,促进了山东省旅游业的发展。
  2.2 山东省入境旅游需求分析
  山东省旅游业发展态势强劲,正成为山东省经济的一个重要产业支柱。“十二五”期间,山东省累计接待入境游客2253.3万人次,累计旅游外汇收入达到138.1633亿美元。入境旅游是支撑山东省旅游业发展的重要原因之一。其基本状况如表2-1和图2-1.
  表2-1 山东省2001-2015年入境旅游序列表
  入境游客 年增长率 外汇收入 年增长率
  年份 (人次) (%) (万美元) (%)
  2001 828664 14.59 38240.7 21.34
  2002 976841 17.88 47248.5 23.55
  2003 776725 -20.28 37013.4 -21.66
  2004 1193101 53.6 56655 53.06
  2005 1551056 30 78023 37.71
  2006 1931300 24.51 101405.2 29.97
  2007 2496400 29.26 135184.9 33.31
  2008 2537600 1.65 139148 2.93
  2009 3100400 22.17 176529.7 26.86
  2010 3667900 18.3 215505.75 22.08
  2011 4242000 15.65 255076.2 18.36
  2012 4699000 10.77 292365.06 14.62
  2013 4527000 -3.66 273120.08 -6.58
  2014 4456000 -1.56 271423.5 -0.62
  2015 4608000 3.41 289651.02 6.72
  年增长率(%)
  图2-1 2001-2015年山东省入境游客量、旅游外汇收入年增长曲线图
  从表2-1和图2-1可以看出山东省入境旅游从虽然在某些年份出现负增长,但总体发展很快,入境游客量和旅游外汇收入的年均增长速度分别是14.42%和17.44%。
  2.21 入境客源地分析
  根据山东省统计局统计的资料(图2-2和2-3)得出,入境客源地十分普遍是山东省入境游客分布的重要特征,按照客源地人数的多少进行排列依次是:亚洲包括日本、马来西亚、菲律宾、新加坡、韩国等国家,欧洲包括英国、德国、法国、俄罗斯等国家,北美洲包括美国、加拿大等国家,大洋洲包括澳大利亚、新西兰等国家,这样将全世界的客源地具体分成了四个市场。可以看的出,山东省主要游客是来自国外的,外国游客是主体,港澳同胞和台湾同胞占据次要地位。在国外游客最多的又是韓国和日本[2]。
  可以看得出来山东省未来海外客源市场发展格局的趋势是以多元性和稳定性为基本特征的。亚洲不仅是目前最重要的游客来源地,也是未来很差那个一段时间里游客的重要来源地。而其中最终的支持力量是来自韩国、日本、港澳台、东盟等地区的游客;美国也是游客增长强势的地区,这就使得北美洲和大洋洲也即将成为重要的客源地,虽然目前欧洲内部不稳定,影响旅游业的发展,但总体来看旅游人数还是持稳步上升状态的。
  表2-2 山东省2010-2015年接待海外旅游者人数 单位:万人次
  年份 外国人 港澳台同胞
  2010 277.9 88.9
  2011 312.3 111.9
  2012 342.2 127.7
  2013 327.4 125.3
  2014 325.7 120
  2015 335.9 124.9
  从表2-1和图2-1可以看出山东省入境旅游从虽然在某些年份出现负增长,但总体发展很快,入境游客量和旅游外汇收入的年均增长速度分别是14.42%和17.44%。
  2.21 入境客源地分析
  根据山东省统计局统计的资料(图2-2和2-3)得出,入境客源地十分普遍是山东省入境游客分布的重要特征,按照客源地人数的多少进行排列依次是:亚洲包括日本、马来西亚、菲律宾、新加坡、韩国等国家,欧洲包括英国、德国、法国、俄罗斯等国家,北美洲包括美国、加拿大等国家,大洋洲包括澳大利亚、新西兰等国家,这样将全世界的客源地具体分成了四个市场。可以看的出,山东省主要游客是来自国外的,外国游客是主体,港澳同胞和台湾同胞占据次要地位。在国外游客最多的又是韩国和日本[2]。
  可以看得出来山东省未来海外客源市场发展格局的趋势是以多元性和稳定性为基本特征的。亚洲不仅是目前最重要的游客来源地,也是未来很差那个一段时间里游客的重要来源地。而其中最终的支持力量是来自韩国、日本、港澳台、东盟等地区的游客;美国也是游客增长强势的地区,这就使得北美洲和大洋洲也即将成为重要的客源地,虽然目前欧洲内部不稳定,影响旅游业的发展,但总体来看旅游人数还是持稳步上升状态的。   表2-2 山东省2010-2015年接待海外旅游者人数 单位:万人次
  年份 外国人 港澳台同胞
  2010 277.9 88.9
  2011 312.3 111.9
  2012 342.2 127.7
  2013 327.4 125.3
  2014 325.7 120
  2015 335.9 124.9
  2.23 入境游客人口特征分析
  根据山东省统计局统计资料(表2-4)显示表明:从年龄来说入境游客的特征,入境游客主要以中青年为主体;在性别上,男性为主导地位,占据比例在65%以上;
  2.24 入境市场行为细分
  从旅游目的上来看,游客主要是以商务活动旅游和观光旅游为主,二者所占的百分比直接超过85%以上,特别是商务旅游稳居第一位。。
  从旅游的消费支出来看,支出比重最大的主要是交通费用、住宿花费、购物花费和餐饮费用等方面,而且排名前两位的 是购物花费、和娱乐花费,但是奇怪的是餐饮的花费相却在一定程度上有所下降。
  对2015年外国旅游者的来山东旅游的目的进行排名:第一名是商务活动旅游,比重是549.8%,第二名是旅游观光,比重是35.7%,第三名是文化学术交流,比重是6.1%,第四名是探亲访友,比重是5.2%,最后其他占比3.2%。
  2.25 预测数据来源
  神经网络模型要求数据具有:易获得性;可靠性;可测度性(可定量化)。本文研究采用可靠的官方发表的数据作为分析的数据源,主要来自于:山东省统计局统计的数据。
  三.对山东省旅游外汇收入进行预测分析
  3.1网络输入数据
  3.11旅游外汇收入预测
  首先训练网络,针对山东省数据积累的实际情况,将网络训练样本定为2001一2002年旅游外汇收入,2001年38240.72万美元,2002年47258.5万美元,2003年37013.4万美元,2004年56655万美元,2005年78023万美元,2006年101405.2万美元,2007年135184.9万美元,2008年139148万美元,2009年176529.7万美元,2010年215505.75万美元,2011年255076.2万美元,2012年292365.06万美元,2013年273120.08万美元,2014年271423.5万美元,2015年289651.02万美元
  3.12网络训练
  以2001-2004、2002-2006、…、2011一2014年数据分组作为网络输入,2002,2003、…、2015各年数据作为理想输出,组成样本对对网络进行训练。
  图一:自相关图
  图二:样本偏相关函数
  图三:误差相关函数
  图四:预测趋势图
  2016-2022年旅游外汇收入的预测结果是:284386.102531684284003.736827173,284874.845796112,284665.987882812,284627.037182626,284667.411276118,284659.768238016
  对旅游外汇收入的统计图进行分析可以知道,如果按照2001一2015年旅游外汇收入的变化趋势进行预测,2016一2022年旅游外汇收入增加十分明显。对旅游外汇收入增加的原因进行分析可以知道,收入增加的原因主要有以下几点,一是外国游客来山东旅游的人数持续增加;二是游客购买旅游商品增多、也愿意进行娱乐消费,这也是旅游外汇增加的重要原因。
  3.22旅游入境游客人次预测
  2001年--2015年旅游入境游客人次依次是:828664,976841,776726,1193101,1551056,1931300,2496400,2537600,3100400,3667900,4242000,4699000,4527000,4456000,4608000
  3.23網络训练
  以2001-2004、2002-2006、…、2011一2014年数据分组作为网络输入,2002,2003、…、2015各年数据作为理想输出,组成样本对对网络进行训练。
  图一:自相关图
  图二:样本偏相关函数
  图三:误差相关函数
  图四:预测趋势图
  2016-2022年旅游入境人次的预测结果:
  4649799.84169446,4572245.53231575,4599987.56677553,4661544.60944085,4628275.03078268,4607418.24659641,4645038.29039121
  从旅游入境游客人数统计图中可以看出,2010年以来,入境游客总数虽然在有些年份出现过波动,但增长趋势明显加快。如果继续按照这样的发展态势,未来几年不愁旅游人数不大幅度的增加。山东省旅游资源得到快速发展的原因可以简单归结为以下几点:一是世界经济的持续稳定的发展,使得人民生活水平提高,旅游需求也随之旺盛;二是山东省旅游资源丰富优质,深受游客的喜爱,吸引众多旅游者的到来;三是青岛市承接奥运会的举办,给山东省带来的众多发展机遇,带动旅游业的发展。
  参考文献:
  [1]肖星,王萍。《基于人工神经网络的旅游需求预测理论与实证研究一一以青岛市为例》西北师范大学
  [2]傅云新,张成杰。《山东省入境旅游发展对策》,市场调研
  [3]鲍克飞,刘养洁,王国梁,冯君玲。《山东省入境旅游客源市场分析及预测》。山西师范大学学报(自然科学版),第28卷第3期。
  [4]张掖,《基于BP神经网络的中国居民消费价格指数预测》,西部金融,2010年5期
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