宁波市旅游景点客流量气象预报模型研制

钱燕珍,鲍岳建,顾小丽,邬方平,安康

宁波市旅游景点客流量气象预报模型研制

钱燕珍1,鲍岳建1,顾小丽1,邬方平2,安康3

(1.宁波市气象台,浙江宁波315012;2.奉化市气象局,浙江宁波315500;3.宁波市天一阁博物馆,浙江宁波315010)

选用宁波市具有代表性的两个景点——天一阁博物馆和溪口旅游景区2010年1月至2012年8月的客流量资料,统计分析了景点客流量的变化特征以及与当地气温、气压、降水、舒适度指数等气象要素的相关性。结果表明:客流量有明显的7天周期变化,周末客流较多,节假日是客流高峰;天气和气候对客流量影响较大,舒适宜人的春秋季是客流旺季,寒冬酷暑的冬夏季游客减少。采用逐步回归方法建立客流量预报模型,两景点的实际客流量与模型预报客流量的相关系数分别达到0.74和0.81,说明模型预报能力较好,对气象服务于旅游的实践有重要意义。

旅游景点;客流量;气象要素;预测模型

引言

随着社会和经济的高速发展,人们的消费理念和生活方式已经发生了深刻的变化,旅游已成为生活的必需品,同时也成为很多地方的重要产业。在传统的观光旅游[1]基础上,休闲、保健游已成为21世纪旅游业发展的新方向和增长点。天气和气候条件是保障旅游活动顺利进行的重要前提。气温、雨雪、大风、舒适度指数等因素直接影响旅游景点客流人数[2-3]。适宜的天气、气候条件不仅有利于出行旅游,而且对人体身心健康有极大的益处[4]。各级、各地气象部门纷纷开展了旅游气象服务的研究和业务。杨尚英和春静[5]分析了灾害性天气对旅游业、旅游活动以及旅游景观的影响,提出了趋利避害的建议。尹建昌[6]分析了光照、热量、水分、气压和风速等对旅游的影响,描述了大九寨核心景区最佳生态旅游地和最佳旅游时间。杨正民等[7]分析了泰山的气温、降水、大风、大雾等对旅游的影响和泰山奇观出现的气候规律,指出有利游览的天气形势和最佳观赏时间和位置等直接指导人们更好地在泰山游玩。以上的这些研究关注了气象因素对旅游的影响,是旅游气象服务的基础。在气象或气候条件与客流量的关系方面,国内学者也做了大量工作。柏泰凤等[8]计算了中国20座旅游城市的人体舒适度指数,并划分各月舒适度区域和各区域舒适度天数。马丽君等[9]收集了40座城市相关资料,从舒适度的角度,利用旅游气候模型估算气候变化对客流量的影响。此外,针对北京[10]、西安[11]、舟山[12]、海口[13]等地的气候舒适度和客流量的相关性,学者们也做了细致分析并建立关系模型。

宁波地处东南沿海,自然、人文景观丰富,旅游资源发达,其中我国最古老藏书楼之一的天一阁和自然风光秀美的溪口是最能代表宁波人文历史和自然风光的景点。本文选取这两个景点,分析了景点客流量和各种气象要素之间的相关性,并建立客流量的预报模型,用于指导相关景点的管理和人们的旅游活动。

一、数据资料和方法

选取天一阁和奉化溪口这两个景点,分别代表市区的人文景观(室内为主)和郊外的自然景观(室外为主),研究宁波地区旅游景点客流量的变化特征。客流量数据为2010年1月至2012年8月宁波市的天一阁和溪口旅游风景区两个景点的客流量,其中天一阁2010年4月数据缺失。降雨、气温、湿度、风速、风向、相对湿度、日照时间等气象资料是2010年1月至2012年8月每小时1次的自动站观测数据;负氧离子浓度选鄞州和溪口负氧离子观测点每小时1次的数据。上述资料中,2010—2011年两年资料用于相关分析和模型建立,2012年1月至8月资料用于对模型的检验。

文中引入了与人体感觉有关的寒冷指数、舒适度指数[14]以及影响客流量的周末、节假日因素,其中寒冷指数和舒适度指数计算公式如下:

式(1)—(2)中Q为寒冷指数,V为风速,T为气温,K为舒适度指数,RH为相对湿度。

周末和节假日因素是根据工作日、周末和国家法定节日构建的数组,周末数组中工作日设为1,休息日设为2,节假日数组中国家法定节假日设为1,其他设为0。

采用相关分析方法研究景点客流量与气温、湿度、气压等气象要素之间的关系。根据客流量与气象要素之间的相关关系,采用逐步回归方法建立客流量的预测模型。逐步回归方法是按偏相关系数的大小次序将自变量逐个引入方程,对引入方程中的每个自变量偏相关系数进行统计检验,效应显著的自变量留在回归方程内。因为新自变量的引入,原已引入方程中的自变量由于变量之间的相互作用其效应有可能变得不显著,要随时从方程中剔除。如此通过不断引入和剔除自变量,最后得到最优回归方程。

二、客流量变化特征

(一)客流量日分布特征

图1为2010年1月至2012年8月天一阁和溪口的日客流量变化,可见天一阁和溪口客流量有明显的7天周期变化,具体表现为周一到周五的工作日期间客流量相对较少,周六周日客流量出现极大峰值。节假日是影响客流量的重要因素,元旦、春节、清明、五一和十一假期都出现客流高峰,其中五一和十一客流高峰尤为显著,1—2月表现为明显的低值时段,除夕前后几天客流量最少,但是春节假期的后半段有一个明显的客流高峰。

图1 2010年1月至2012年8月

(二)客流量月分布特征

天一阁和溪口客流量月变化见图2,可见两个景点月客流量有较为相似的变化特征。首先,二者均在10月份最多、1月份最少。其次,天一阁和溪口的月均客流量都呈双峰结构,第一个峰值出现在每年春季4-5月,第二个较明显的峰值出现在秋季10月,6—9月为相对的客流淡季,这与春秋季节宁波地区天气舒适宜人、适合观光旅游有关。

溪口月均客流的峰值(10月)和谷值(1月)相差非常大,约13.4万人次,而天一阁的月均客流量变化较为平稳、振幅相对小很多,这说明气候、时节的变化对室外的自然风光旅游影响更大,人们在选择自然景观游览时会更多地考虑天气、气候等因素。

图2 2010-2011年天一阁和溪口客流量月变化

(三)客流量季节分布特征

以3-5月为春季,6-8月为夏季,9-11月为秋季,12-翌年的2月为冬季,研究2010—2011年天一阁和溪口客流量季节分布特征(见图3)。由图可见,春秋是旅游旺季,夏季客流较少,冬季为淡季。这与宁波四季分明的亚热带季风气候有关,宁波春秋时节温度适宜、天气舒适,非常有利于出行旅游;夏季多高温酷暑,炎热难捱,游客相对减少;冬季潮湿阴冷,常刮东北大风,不利于出游,特别是室外的自然景点,游客更是少之又少。

图3 天一阁和溪口客流量季节变化

三、客流量与气象条件的关系

图1可见,2012年1月上中旬天一阁和溪口客流量持续低迷,气象资料分析表明该时期宁波出现连阴雨雪、低温寡照天气,不利的天气条件导致景点客流量较少,特别是处于郊区室外的溪口,日客流量仅有100多人次;2012年8月8—9日天一阁客流量为0,这是因为台风“海葵”来袭,天一阁闭门歇业的缘故。由此可见降雨降雪、气温、台风、寒潮大风等天气对旅游活动都有直接的影响,但是气象要素对旅游影响有多大、二者间相关性如何,前人对此较少研究。本文将通过景点客流量与气温、气压、降水等天气要素之间的相关性分析,讨论宁波地区气象要素间要如何合理搭配,才能让人感到舒适,愿意参加旅游活动。

(一)日客流量与气象要素等的关系

图1表明客流量受周末和节假日影响较大,周末和节假日期间出现客流高峰。为研究客流量和气象要素之间的关系,本文将2010年1月至2011年12月日客流量数据分为工作日和周末节假日两组样本,分别研究客流量与对应时段气象要素及相关物理量之间的相关性。选用的气象要素及相关物理量为日均温度、露点温度、气压、水汽压、相对湿度、能见度、日均风速风向、日降水量、日照时间、14时温度、舒适度指数、寒冷指数等共13个因子,相关性大小见表1。

表1 2010年1月—2011年12月日客流量与气象要素等的系数

由表1可见,天一阁和溪口工作日期间的日客流量与14个因子的相关性总体上大于节假日,这说明工作日客流量受气象等要素的影响较大,而节假日期间气象要素对人们出行旅游的意愿影响相对较小。工作日客流量与日均温度、露点温度、气压、水汽压、14时温度、舒适度指数以及寒冷指数的相关系数较大,绝对值均在0.4以上,其中客流量与日均温度和舒适度指数的相关性最大,两个景点分别为0.52和0.48,表明气温和舒适度是人们在工作日选择外出旅游的重要依据。气压和寒冷指数与客流量呈负相关关系,表示气压高、天气寒冷,人们出行的意愿小。

降水和大风天气对客流量也有一定影响,但是表1中二者的相关系数并不大,这是因为降水和大风与客流量不是简单的正负相关关系。降雨和大风只有达到一定量级或者发生不合时宜才会对客流量造成明显的影响,如夜间的降水、阵雨、绵绵细雨对人们的旅游并无太大影响,寒冬的大风会影响客流量,而夏季风大反而使人感觉舒适。

一般认为室外景观的客流量受天气因素的影响要比室内景观大,但是表1的情况恰好相反,工作日期间,室内的天一阁客流量与气象等要素的相关性大于室外的溪口。这是由于天一阁位于市区,安排起来比较灵活,有很多市民会像逛公园一样,天气晴好就到里面去走一走。而溪口离市区有50km左右,许多游客特别是外地来的游客早已安排好行程,在天气情况没有特别大的变化时一般不会改变行程,所以溪口的客流量和气象等因子的相关性略差一些。

(二)月客流量和温度的相关性

天一阁和溪口的月客流量与月均温度有较好的相关关系(如图4),二者相关系数分别为0.48和0.52, 1—5月和10—12月温度与客流量呈正相关关系, 6—9月温度与客流量呈负相关关系。每年1月是旅游淡季,1—5月随着气温上升,两个景点也逐渐迎来客流旺季;6—9月随着温度进一步升高,高温酷暑天气,客流量大为减少,在这期间两个景点皆在7月出现一个小高峰,这和7月大中小学放暑假、学生客流增加有很大关系;10月以后随着温度降低,景点客流量明显减少,至翌年1月气温降到最低,客流也达到全年最低值。

图4 2011年1月至2012年8月天一阁(a)和溪口(b)月客流量与温度

由图4可见气温是决定客流量的重要气象因素,且低温比高温的影响更为显著。冰冻寒冷、北风凛冽的冬季,游客出行的意愿达到最低;盛夏的高温酷暑、炽热耀眼也大大影响旅游出行;天气暖和或者凉爽舒适的春秋季节,人们旅游的热情高涨。

四、客流量预测模型的建立及检验

(一)预测模型的建立

以天一阁和溪口2010—2011年资料建立客流量预测模型。因不同季节影响客流量的主要气象因子不同,本文分春秋季和冬夏季两个时段分别建立客流量预测模型。选用日均温度、日最高温度、日最低温度、露点温度、气压、水汽压、相对湿度、能见度、日平均风速风向、日降水量、日照时间、14时温度、舒适度指数、寒冷指数、周末和节假日等17个因素,作为回归方程的候选因素。

采用逐步回归方法,从17个因素中引入回归效果较好的要素,剔除效果差的要素,得到两个景点不同时段的回归方程:

天一阁冬夏季回归方程:

天一阁春秋季回归方程:

溪口冬夏季回归方程:

溪口春秋季回归方程:

式(3)-(6)中,y为客流量,T为日均温度,Tmx为日最高温度,Td为露点温度,P为气压,E为水气压,RH为相对湿度,WD为风向,WV为风速,K为舒适度指数,Q为寒冷指数,wk为周末影响因素,hd为节假日影响因素。

(二)预报模型的检验

为验证预测模型的效果如何,选取2012年1—8月作为模型的检验样本。将式(3)—(6)中右侧各要素的观测值分别代入相应的回归方程,计算出模型预报的客流量,并与实际客流量进行对比(图5),两个景点实际客流量与预报客流量的相关系数分别为0.75和0.79,且都通过95%的置信检验。由图可见模型预报值和实际客流量的变化趋势有较好的一致性,尤其是天一阁3—6月、溪口2—3月和5—8月的预报效果非常好,这说明两个景点的预测模型皆具有较好的预报能力。

利用两个景点的客流量预报模型,我们可以根据未来某一日预报的气象条件、周末假日情况和季节等,预测两景点该日的客流量大小。根据预报的客流量,景点方面可以在人员安排、资源管理方面早作打算、合理规划,在客流高峰期加派人手,在客流淡季安排休整;根据客流量预报,游客则可以合理安排旅游行程,做好出行的准备。

图5 2012年1-8月实际客流量(实线)与预报客流量(虚线)比较(a)天一阁、(b)溪口

五、小结和讨论

气象为旅游服务效果显著、意义重大,本文研究宁波旅游景点客流量变化特征和客流量指数的预报,为气象服务于旅游做了很好的深化和拓展。

天一阁和溪口的客流量有明显的7天周期变化,周末客流较多,节假日更是客流高峰。周末和节假日期间,客流量受天气因素影响较小;工作日期间,无论室内还是室外景点,天气因素和天气变化对客流量的影响均较为明显。低温严寒、高温酷暑、降雨降雪、台风等天气景点客流量明显减少,舒适宜人的春秋季是客流旺季,寒冬酷暑的冬夏季游客减少。在天气要素等基础上的景点客流量预报,对旅游景点的工作安排和游客出行旅游都具有较好的指导作用和显著的实际应用价值。

根据景点客流量与气象要素的相关性,分冬夏季和春秋季建立两个客流量预报模型。两景点的实际客流量与模型预报客流量的相关系数分别达到0.75和0.79,说明模型预报能力较好,对气象服务于旅游的实践有重要意义。

致谢:非常感谢宁波市天一阁博物馆和溪口旅游集散中心的大力支持,给本次研究提供了大量详细的数据资料,谨致谢忱。

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Study of Forecasting Model on Passenger Flow of Ningbo Tourist Spots

Qian Yanzhen1,Bao Yuejian1,Gu Xiaoli1,Wu Fangping2,An Kang3
(1.Ningbo Meteorological Observatory,Ningbo 315012,China; 2.Fenghua Meteorological Bureau,Ningbo 315500,China; 3.Tianyige Museum,Ningbo 315010,China)

Based on the data of tourist passenger flow between January 2011 to August 2012 in Tianyige museun and Xikou tourist center which are the most representative scenic spots of Ningbo,we studied the variation characteristics and relationship between passenger flow and meteorological elements such as air temperature,air pressure,precipitation,comfort index and so on. The results show that tourist passenger flow has seven days period,and tourist flow reaches a peak at weekends and holidays. Weather and climate greatly influence tourist passenger flow.Tourist passenger flow has a busy season in spring and autumn when weather is comfortable and pleasant,while it is a dull season in severe winter and intense hot summer.Forecasting equations of tourist passenger flow are established by stepwise regression analysis.The correlation coefficients between the actual passenger flow and the forecasted passenger flow of Tianyige and Xikou are 0.75 and 0.79,which indicate that the model has good forecast ability and can be used for meteorological services in tourism practice.

tourist spots;passenger flow;weather elements;forecasting model

F592.7

A

1674-3784(2013)05-0083-05

[责任编辑:吕观盛]

2013-03-05

钱燕珍(1968- ),女,浙江宁波人,宁波市气象台高级工程师,研究方向为天气预报及服务技术;鲍岳建(1975- ),男,浙江宁波人,宁波市气象局预测与预报处高级工程师。