全域旅游的系统动力学模型构建

郭 伟，高 颖，张 鑫，张玉琪

（燕山大学a.区域经济发展研究中心；b.经济管理学院，河北 秦皇岛066004）

0 引言

全域旅游是以旅游为牵头产业，集聚某一特定区域内的优势政治、经济、社会、生态等各个方面的资源，以推动旅游业的发展，并通过旅游的健康发展实现该地区产业升级、有机融合，最终达到该地区协调发展的一种新型旅游概念。“全域旅游”这个概念于2016年被正式提出后，受到了社会的广泛关注与认同。国家在2016年先后公布两批共500个旅游示范区。但是学术界的研究进展却相对滞后。经过对相关文献的搜集与归纳，可以发现我国学者对全域旅游的研究仅限于对内涵[1，2]、特征[3，4]、发展思路[5，6]等定性方面的研究，相对于其他旅游现象及概念而言，定量研究较少。因此，本文将系统动力学这一成熟的方法引入到全域旅游的研究中，首先构建全域旅游系统动力学模型，并以浙江省桐庐县为例进行系统仿真，来确定桐庐县发展全域旅游的有效发展模式。

1 全域旅游发展的系统结构

1.1 全域旅游发展的系统要素

全域旅游是一个庞大且复杂的系统，本文借助经典的WSR系统方法论，从“物理-事理-人理”三个维度建立框架，对涉及到的系统要素进行分析。根据全域旅游发展的特点，从3个维度归纳了12个主要系统要素，具体要素见表1。

表1 基于WSR的全域旅游发展系统要素

1.2 全域旅游发展子系统的确定

1.2.1 旅游及生态子系统

在旅游及生态子系统中，除了旅游吸引物（例如旅游景点、旅游度假区等）外，还有旅游基础设施及旅游生态整体环境。好的旅游基础设施及生态环境能够为游客提供良好的旅游氛围，提高游客在游玩时的满意度，因此就能提高当地的旅游收入。反之，则会产生负面影响。根据以上分析结果，得出的因果反馈关系如下：

（1）GDP→固定资产投资→旅游业投资→旅游景点数量→游客人数→旅游收入→GDP；

（2）GDP→固定资产投资→旅游业投资→旅游基础设施和公共服务投资→游客人数→旅游收入→GDP；

（3）GDP→环保投资→垃圾/污水/大处理投资→污染处理率→垃圾量/污水量→游客人数→旅游收入→GDP；

（4）GDP→固定资产投资→旅游业投资→游客人数→污染物排放量→环境污染与生态破坏→旅游景点数量。

1.2.2 经济子系统

发展全域旅游的重要目标之一就是促进三产有序发展、融合，最终达到三产多方共赢的局面。旅游业的迅速发展进一步也会促进产业的转型与升级，最终实现三产比例不断完善。根据以上分析，得出的因果反馈关系如下：

（1）GDP→固定资产投资→旅游业投资→旅游产业结构调整（旅游产业要素升级/旅游产业横向延伸）→旅游供给→游客人数人数→旅游收入→第三产业总产值→GDP；

（2）GDP→固定资产投资→“+旅游”→第一二产业总产值→GDP；

（3）GDP→固定资产投资→“+旅游”→第三产业总产值（除旅游业外的其他第三产业）→GDP。

1.2.3 社会子系统

在全域旅游发展的过程中，不仅要注重旅游与生态系统、经济系统的效用，同样也不能忽视相应的社会效应。对于社会子系统而言，旅游企业吸收社会各阶层劳动力，通过有效的管理，提升了整体服务人员的水平，为游客提供良好的服务，才能实现当地旅游业的发展。根据以上分析，得出的因果反馈关系如下：

（1）GDP→固定资产投资→旅游企业及上下游企业→旅游就业人数→居民旅游认知→旅游接待人数→旅游收入；

（2）GDP→区域经济水平→人均可支配收入→文化教育消费支出→人文教育水平→居民和旅游者满意度→旅游接待人数→旅游收入。

1.2.4 旅游生态-经济-社会耦合系统

通过对全域旅游发展的的各子系统的详细分析，根据各系统因素之间的因果反馈关系，得出了该地区的旅游生态-经济-社会耦合系统，如图1所示。

2 模型构建

2.1 案例地介绍及数据来源

本文研究案例地为桐庐县。桐庐县隶属浙江省杭州市，2013年被列入全省唯一的全域旅游专项改革试点。桐庐积极探索全方位保障、全景化打造、全产业融合、全领域覆盖、全社会参与的“五个全”模式，逐渐实现了景点旅游向全域旅游的跨越。

为了确保本文数据的准确性，在选取某一年份数据时，选取此年份在最新年度出版年鉴中的最终数据结果。最终，本文查阅《杭州年鉴》、《桐庐统计年鉴》等，来获取桐庐县2011—2015年构建系统动力学系统的各项数据，并对部分数据进行了标准化处理。

图1 全域旅游发展因果关系图

2.2 指标选择原则

为了能够准确抓取指标，并精准呈现各子系统内部结构，本文在选取指标时，确定了以下原则：

（1）精准性原则：保证子系统内通路各重要节点指标的准确性，才能有效反映及模拟系统内部变化；

（2）重要性原则：保证重要节点指标的不可替代性，尤其是关键节点指标；

（3）因果关系导向原则：由于系统动力学的基本原理就是通过指标间的因果导向关系来确定整个系统的架构，因此指标间必须保证明显的因果导向，否则就会影响模型结果。

2.3 系统模型的构建

根据上文对全域旅游发展子系统的要素及因果反馈关系的定性分析，从中提取出构建系统动力学模型各子系统的水平变量、速率变量以及辅助变量。具体指标见表2。

表2 全域旅游发展系统指标

根据上文子系统内的由因果反馈关系及子系统间的相互影响关系，本文选取以2011—2020年十年时间为本文的研究时间段，首先选取2011年开始5年数据，运用Vensim软件建立系统仿真拟合模型（如图2所示），运用算术平均、回归分析等方法确定了系统的参数，最后构建出了包括32个系统变量函数关系式。

图2 全域旅游发展的系统动力学模型

2.4 系统模型的调试与检验

由于系统模型是由人根据现实因素从主观的角度上所构建出来，因此模型可能会存在某种不符合实际的情况发生，为了对模型进行校准，提升模型的准确度，本文选取2011—2015年的数据进行仿真模拟，来检查模型的有效性。根据检验结果，系统模拟与实际情况的误差介于-1.78%～2.6%之间，说明本文构建的系统模型真实、客观。其中“”代表根据模型模拟得出的数据；”代表2011—2015年真实数据；模拟结果如图3至图7所示。

图3 旅游景点数量模拟值和真实值的对比图

图4 游客数量模拟值和真实值的对比图

图5 旅游收入模拟值和真实值的对比图

图6 GDP模拟值和真实值的对比

图7 家庭人均可支配收入模拟值和真实值的对比图

3 动态模拟及仿真分析

3.1 系统模型调控变量的确定

系统仿真的首要步骤是选择调控变量。旅游及生态子系统调控变量包括旅游基础设施和公共环境投资，经济子系统的调控变量包括旅游餐饮住宿企业投资比例、人均旅游消费额，社会子系统调控变量包括旅游从业人员数量和文化教育消费支出比例。

3.2 系统发展模式的动态模拟仿真

首先对全域旅游发展系统模型不加以干涉，得到系统模型在原始数据和参数下的仿真结果。然后根据结果，通过调整相关变量参数，确定旅游环境发展型、产业经济高效型、社会文化兼顾型、旅游及经济-社会-环境协调型发展四种模式，以反映该系统的动态发展变化。

（1）旅游环境发展型

此模式十分重视公共基础建设及生态环境氛围对系统的作用。为模拟旅游环境发展高效的情况，在假设其他调控变量不变的前提下，增强旅游及生态子系统的反馈回路，提升旅游基础设施和公共环境投资，以期实现旅游环境子系统的高效率发展。

（2）产业经济高效型

此模式重视旅游企业对系统的作用。为模拟经济子系统优先高效发展的情况，在假设其他调控变量不变的前提下，通过提升投资比例、人均旅游消费额，以期实现提高旅游收入、以经济子系统的快速发展促进其他子系统的动态平衡发展。

（3）社会文化兼顾型

此模式极其重视居民收入及文化素质对系统的作用。为模拟社会子系统的优先发展，在假设其他调控变量不变的前提下，通过增加旅游从业人员数量和文化教育消费支出比例，以期实现社会子系统的高效发展。

（4）经济-社会-环境协调型

此模式通过同时调节三个子系统的调控变量，以期实现系统内旅游及生态子系统，经济子系统，社会子系统协调发展，实现系统模型的整体最优。

3.3 基于仿真结果的模式筛选

3.3.1 旅游及生态子系统仿真结果的比较分析

对旅游及生态子系统在各种模式下进行仿真，观察旅游景点数量、游客数量在2011—2020年的动态变化。结果显示，经济-社会-环境协调型模式下，旅游景点数量增长最快，其他类型模式位居其后，其中产业经济高效型模式在旅游景点数量上增长最为缓慢。综上所述，经济-社会-环境协调型模式最有利于旅游及生态子系统的发展。具体情况如图8、图9所示。其中，图例线条分别代表“经济-社会-环境协调型、产业经济高效型、社会文化兼顾型、旅游环境发展型、模拟值、真实数据”。

图8 各个模式下旅游景点数量的变化

图9 各个模式下游客数量的变化

3.3.2 经济子系统仿真结果的比较分析

对经济子系统在各种模式下进行仿真，观察旅游收入、国民生产总值（GDP）在2011—2020年的动态变化。结果显示，经济-社会-环境协调型模式下，旅游收入、国民生产总值（GDP）的增长速度最快，产业经济高效型模式紧随其后。综上所述，经济-社会-环境协调型模式最有利于经济子系统的发展。具体情况如图10、图11所示。

图10 各个模式下旅游收入的变化

3.3.3 社会子系统仿真结果的比较分析

对社会子系统在各种模式下进行仿真，观察旅游收入、国民生产总值（GDP）在2011—2020年的动态变化。结果显示，经济-社会-环境协调型模式下，家庭人均可支配收入的增长速度最快，产业经济高效型模式紧随其后。因此，经济-社会-环境协调型模式最有利于社会子系统的发展。具体情况如图12所示。

4 结论

本文运用系统动力学的研究方法，首先从定性角度出发，分析了全域旅游发展的系统动力学模型要素以及因果反馈结构，并从定量角度构建了全域旅游发展的系统动力学模型。从旅游及生态、经济、社会三个方面对桐庐县2011—2020年全域旅游发展情况进行仿真模拟，通过调控相关变量得到旅游环境发展型、产业经济高效型、社会文化兼顾型、经济-社会-环境协调型四种发展模式，结果表明经济-社会-环境协调型模式最有利于桐庐县全域旅游的发展。