CC BY
14
УДК 004.[825+942] Проф. Я.1. Виклюк, д-р техн. наук;
ст. викл. О.1. Артеменко - ПВНЗ "Буковинський ушверситет "
ПРОЕКТУВАННЯ ТА ПОБУДОВА ЕКСПЕРТНО1 СИСТЕМИ АНАЛ1ЗУ РЕКРЕАЩЙНО1 ПРИВАБЛИВОСТ1 ТЕРИТОРН
Розглянуто питання проектування та розроблення експертно! системи аналiзу рекреацшно! привабливостi територи. Проведено критичний аналiз останнiх досл> джень технологiй аналiзу даних у туризмi та обгрунтовано доцiльнiсть поеднання ш-телектуальних технологiй аналiзу даних з функцюнальними можливостями геош-формацшних систем для розв'язання задач шдтримки прийняття рiшень та прогнозу-вання у туризма
Ключовг слова: неч™а логiка, рекреацiйна привабливiсть, експертна система.
Вступ. Туризм може бути основним чинником для поштовху сощаль-но-економ!чного розвитку регюну. Адже туризм не тшьки забезпечуе велику кшьюсть робочих мюць у сфер! обслуговування, але й впливае на розвиток таких галузей господарства, як транспорт, буд1вництво, торпвля, зв'язок та шдустр!я розваг. Кр1м цього, туристичний б1знес мае високу рентабельнють, а також виявляеться менш катталомютким, шж шш! види шдприемницько! д!яльносп [1].
Туризм охоплюе багато вид1в та напрямюв. Поеднання в чаш 1 просто-р1 туриста, вщповщно! послуги, рекреацшного ресурсу та вщповщно! шфрас-труктури е непростою задачею. Тому прогнозування просторового розташу-вання, функцюнування розвитку 1 туристично-рекреацшних систем з допомо-гою математичних та штелектуальних метод1в анал1зу даних е одним з акту-альних напрямюв наукових дослщжень.
Серед шшого, шформащя про перспективш для створення та розбудо-ви туристично! шфраструктури зони, щкавить не тшьки швестор1в, але й ор-гани державно! та мюцево! влади. Адже можливють визначити перспективш напрямки вщпочинку дасть змогу виявити приваблив! для швестицш об'екти, а також стане науковою базою для формування стратеги економ1чного розвитку туризму в регюнах.
Мета 1 актуальн1сть дослщження. Метою дослщження е побудова на основ! розробленого математичного апарату експертно! системи (ЕС) анал1зу рекреацшно! привабливосп територи, що дасть змогу провести анал1з при-вабливосп територи для туристичного б1знесу та туристично-рекреацшних систем регюну з метою наукового обгрунтування стратег!! !х розвитку. Акту-альшсть досл!дження полягае у вивченн! можливостей використання шфор-мац!йних технолог!й для розв'язання задач оцшки, оптим!зац!! та прогнозування в туризм!.
Практична цшнють дослщження: побудовано структуру експертно! системи, визначено типи та напрямки шформацшних потоюв, показано спо-соби реал!зацп тако! експертно! системи.
Постановка задачг Анал!з !нформац!йних технолог!й, як! використо-вуються у св!тов!й практищ для досл!дження та оптим!зац!! туризму, засвщ-чуе, що б!льш!сть наукових дослщжень зосереджена на моделюванн! та опти-м!зац!! !снуючих туристично-рекреац!йних систем [2-4]. Вщкритим зали-
шаеться питання моделювання процесiв зародження та динамжи розвитку нових туристично-рекреацiйних систем. Основними завданнями е вибiр оптимального мюця для забудови, прогнозування структури туристичних пото-юв, вибiр оптимально! стратеги функцюнування, прогнозування та управлш-ня процесами просторового розвитку урбашзацп територп. Отже, на пiдставi аналiзу зiбраноl шформацп можна вважати задачами, яю потребують вирь шення шляхом розроблення та удосконалення iнформацiйних технологш для туризму, е: розрахунок атрактивносп територп та просторовий розподiл про-цесiв урбашзацп.
Привабливiсть територп для туриста визначаеться багатьма факторами, серед яких е яюсш та часто суб'ективш. Крiм цього, для аналiзу приваб-ливостi великих за площею територiй потрiбно нагромаджувати статистичну iнформацiю. Географiчнi характеристики територп можна отримати з баз да-них геошформацшних систем [5, 6]. На вщм^ вiд широковикористовуваних класичних методiв моделювання привабливостi територп, апарат нечггко! ло-гiки не тiльки дае змогу працювати з параметрами, в яких присутня лшгшс-тична невизначенють, але й значно спрощуе процес отримання результату.
Нечике моделювання використовуеться в рядi дослiджень, присвяче-них туристичнш галузi, наприклад: для визначення туристичних потоюв у США [7], для створення експертно! системи вибору готелю [8]. Визначення оптимального розташування штернацюнальних готелiв виконувалось на базi нечико! логiки в роботi [9]. Модель на основi нечико! лопки використано та-кож для прогнозування попиту на туристичш послуги [10]. Клгганш автома-ти використовуються для прогнозування розвитку урбанютично! шфраструк-тури в програмному забезпеченнi Ю11у [11].
Розроблення концептуальноУ модел1 експертноУ системи. Це досль дження присвячено створенню програмного продукту, який дасть змогу ко-ристувачу приймати обгрунтоване та ефективне рiшення щодо туристичного тдприемництва. Користувачами створювано! експертно! системи повинш стати пiдприемцi, експерти туристично! галуз^ а також службовщ регiональних органiв влади та мюцевого самоврядування, чия робота так чи шакше пов'яза-на з туризмом. Аналiз предметно! областi дозволив сформувати перелiк задач, якi мае вирiшувати ефективна експертна система аналiзу привабливосп територп. Розроблювана експертна система мае вирiшувати так! завдання:
• прийняття ршень щодо доцшьносп швестування в туризм на данш територп;
• прийняття ршень щодо оптим1заци перелжу туристичних послуг для деяко-го дшчого туристично-рекреацшного об'екта (ТРО);
• оцшка рекреацшних ресурсш [ прийняття ршень щодо можливосл !х вико-ристання;
• локал1защя територш з найбшьш сприятливими умовами для забудови ту-ристичними об'ектами;
• прийняття ршень щодо розвитку транспортно! та сощально! шфраструктури для сприяння розбудов1 туристичного б1знесу.
Для розв'язання цих задач використовуеться математичний апарат м'яких обчислень та програмш засоби геошформацшних систем, що дозволило створити шформацшш технологи автоматизацп процесiв оцшки та аналiзу атрактивностi територп для галузi туризму.
Рис. 1. Концептуальна модель експертно'1 системи аналiзу рекреацшноЬ' привабливостi територи
Розроблеш шформацшш технологи анашзу привабливостi територи ре-алiзуються у формi експертно'' системи. При проектуваннi експертно'' системи постае питання виявлення джерел шформаци для формування вхiдних даних вiдповiдно, оргашзаци iнформацiйних потокiв вхщних даних до не''. Фактори, не-обхiднi для оцiнки привабливостi територи, можна класифiкувати за змiстом на: географiчнi характеристики територи, статистичнi даш про господарську д1яль-нiсть на цш територи та експертнi ощнки туристичних характеристик територи.
Структура експертмоУ системи оцiмки привабливостi територil. У розробленш експертнiй системi, структуру яко'' показано на рис. 2, ревизовано методи автоматизаци процесу просторового анаизу рекреацшно! приваб-ливостi територи та процедури побудови цифрових карт сезонно'' атрактив-ностi територи.
Рис. 2. Структура експертно'1 системи для просторового аналiзу рекреацшног привабливостi територи
Як джерело географiчних даних використано геоiнформацiйну систему МарМо. Для роботи зi статистичними та експертними даними ревизовано можливiсть завантаження готових баз даних у виглядi таблиць та тексто-вих файлiв. З використанням створено! експертно! системи отримано результата просторового розподшу привабливостi та рекреацшного потенцiалу територй Карпатського регюну. Аналiз привабливостi територй можна здшснювати для елементарних дiлянок (конкретних ТРО), територш довшь-но! плошд, населених пунктiв, адмiнiстративних районiв та областей.
На рис. 3 показано схему потоюв даних для процесу ощнки рекре-ацшно! привабливостi територй. Для розрахунку показника рекреацшно! привабливостi територй використано iерархiчну систему нечггкого виводу на базi алгоритму Мамдаш. Рекреацiйна привабливiсть визначаеться за 17 вхщ-ними параметрами, серед яких е географiчнi характеристики територй та ек-спертнi оцiнки наявних рекреацшних ресурсiв [12].
Параметри сезонност! Рис. 3. Схема пототв даних процесу ощнки атрактивностi територП
Ощнка рекреацшного потенщалу територй виконуеться експертною системою також з допомогою iерархiчноl системи неч^кого виводу (рис. 4). Параметрами для ощнки рекреацшного потенщалу територй е:
• р1вень забезпечення територй' засобами розмщення;
• р1вень забезпечення територй закладами громадського харчування;
• забезпечетсть територй спортивними та розважальними закладами;
• р1вень транспортно! шфраструктури;
• сезонна рекреацшна атрактивтсть певно! територй.
Для оцiнки рекреацiйного потенщалу територй використано алгоритм Сугено [13].
Рис. 4. Схема пототв даних iнформацiйно-технологiчних процеыв ощнки рекреацшного потенщалу територП
Для прогнозування геометричного росту туристично! iнфраструктури шд впливом потенцiального поля рекреацшно! привабливост територй вико-ристовуеться модель клгтинно! урбатзацй - Cellular Urban Model (CUM), що базуеться на теорй клiтинних автоматiв. CUM - це багатошарова система матриць певного семантичного змюту. Це дае змогу дослщити тенденцй роз-витку туристично! шфраструктури територй регiону. Моделювання викону-валось на двовимiрному полi клiтинок розмiром 525x525. Клiтинки взаемодь ють у потенщальному полi, роль якого вщграе сезонний показник рекре-ацшно! привабливост територй. Агрегацiя вiдбуваеться на юнуючих атракто-рах (населенi пункти, туристично-рекреацшш об'екти). З часом можуть вини-кати новi атрактори в мюцях з дуже високим рiвнем потенщального поля -поява нових туристично-рекреацшних об,ектiв [14].
Туристична iнфраструктура розвиваеться там, де можна отримати до-хщ вiд ведення туристичного бiзнесу. Тобто новi елементи iнфраструктури будуть виникати на територiях з високим рiвнем рекреацшно! привабливостi та довкола них. Початковим станом системи вважаеться наявне просторове розташування елеменлв туристично! iнфраструктури та населених пунктiв. Схему потоюв даних процесу побудови прогнозних сценарйв просторового розвитку туристично! шфраструктури показано на рис. 5.
Рис. 5. Схема пототв даних iнформацiйно-технологiчного процесу прогнозування просторового розвитку туристичног шфраструктури
Тематичш карти сезонного розподшу привабливост територй дають змогу виявити найбшьш привабливi для туризму територй, нецiкавi або не-вiрно використовуваш ТРО, а також перспективнi для оргашзацй туристич-но! дiяльностi дшянки (рис. 6).
Рис. 6. Процес оброблення даних просторового розподту рекреацшног привабли-востi (а), рекреацшного потенщалу (б) та прогнозованог туристичног шфраструктури територП (в) у створенш експертнш систeMi
Аналiз отриманих у числових експериментах для Карпатського регь ону результатiв дае змогу оптимiзувати господарську та адмiнiстративну дь яльнiсть на мiсцях та в регюш загалом. Результати дослiджень можуть бути використаш як наукове шдгрунтя пiд час формування стратеги розвитку регь ону, його районiв та окремих населених пункпв. Наприклад, для розв'язання задачi прийняття рiшення щодо iнвестування в туристичну iнфраструктуру на певнш територи, потрiбно проаналiзувати показники рекреацшно1 приваб-ливостi та рекреацшного потенцiалу. Як експеримент оцiнимо привабливють територи навколо населеного пункту с. Мигово (рис. 7).
Рис. 7. Сезонна рекреацшна приваблив^ть (а) та рекреацшний потенщал (б)
територи с. Мигово
Як видно з графтв, територiя мае високу привабливють у зимовi мь сящ, тому швесторам доцiльно вкладати грошi у розвиток туристично! ш-фраструктури, що орiентована на гiрськолижний туризм. Представлення результата моделювання привабливостi територи, рекреацшного потенщалу та прогнозування розподiлу туристично! iнфраструктури у виглядi тематичних цифрових карт передбачае можливють !х штеграци до геоiнформацiйних систем як окремого елемента георозподшено! бази даних. Це дае змогу збшьши-ти коло користувачiв шформаци, а також полегшуе обробку результатiв.
Висновки. У робот показано структуру та принципи роботи експер-тно! системи ощнки рекреацшно1 привабливостi територи.
Розроблено методику автоматизаци потокiв даних для розрахунку по-казника рекреацшно: привабливостi територи з допомогою алгоритму, який працюе на основi неч^кох логiки. Запропонований алгоритм може використо-вуватись для визначення рекреацшно1 привабливостi довiльних територш: районiв, областей, економiчних зон тощо.
Розроблено методи автоматизаци потокiв даних для розрахунку рекреацшного потенщалу територи з використанням алгоритму Сугено. Отримат з допомогою створено* експертно1 системи результати дають змогу визначи-ти найбiльш перспективнi для розвитку туристично1 iнфраструктури райони.
Розроблено методи автоматизаци потоюв даних для побудови прог-нозних сценарив розвитку туристично1 iнфраструктури регiону на основi асинхронних клгтинних автоматiв. Розроблено алгоритм побудови прогноз-них карт розвитку туристично1 iнфраструктури регiону.
Створена експертна система допоможе швесторам туристично1 галузi та органам мюцево1 влади бiльш ефективно розподшяти iнвестицiйнi потоки в область регюш, кра1ш загалом.
Л1тература
1. Розвиток туристичного 6Í3Hecy perioHy : монографiя / за ред. д-ра екон. наук, проф. 1.М. Школи. - Чернiвцi : Вид-во "Книги-ХХ1", 2007. - 292 с.
2. Chao-Hung Wang. Constructing and applying an improved fuzzy time series model: Taking the tourism industry for example / Chao-Hung Wang, Li-Chang Hsu // Expert Systems with Applications, 2007.
3. Wen-Bao Lin. An empirical of service quality model from the viewpoint of management / Wen-Bao Lin // Expert Systems with Applications. - 2007. - No. 32. - Р. 364-375.
4. Wen-Bao Lin. The exploration of customer satisfaction model from a comprehensive perspective / Wen-Bao Lin // Expert Systems with Applications. - 2007. - No. 33. - Р. 110-121.
5. Li X. Neural-network-based cellular automata for simulating multiple land use changes using GIS / Li X., Yeh A.G. O. // International Jornal of Geographical Information Science. - 2002.
- № 16. - P. 323-343.
6. Gambolati G. GIS Simulations of the Inundation Risk in the Coastal Lowlands of the Northern Adriatic Sea / G. Gambolati, P. Teatin, M. Gonella // Mathematical and Computer Modelling. - 2002. - № 35. - P. 693-972.
7. Cathy H.C. Image assessment for a destination with limited comparative advantages / Cathy H.C. Hsu, Kara Wolfe, Soo K. Kang // Tourism Management. - 2004. - № 25. - Р. 121-126.
8. Ngai E.W.T. Design and development ofa fuzzy expert system for hotel selection / E.W.T. Ngai, F.K.T. Wat // Omega. - 2003. - № 31. - Р. 275-286.
9. Tsung-Yu Chou. A fuzzy multi-criteria decision model for international tourist hotels location selection / Tsung-Yu Chou, Mei-Chyi Chen, Chia-Lun Hsu // International Journal of Hospitality Management 2007.
10. Chao-Hung Wang. Predicting tourism demand using fuzzy time series and hybrid grey theory / Chao-Hung Wang // Tourism Management. - 2004. - № 25. - Р. 367-374.
11. D. Stevens. iCity: A GISeCA modelling tool for urban planning and decision making / D. Stevens, S. Dragicevic, K. Rothley // Environmental Modelling & Software. - 2007. - № 22 -Р.761-773.
12. Виклюк Я.1. Розрахунок рекреацшно! привабливосп територп з використанням нечто! лопки / Я.1. Виклюк, О.1. Артеменко // Комп'ютинг. - 2009. - Т. 8, Вип. 2. - С. 109-118.
13. Штовба С. Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. / С. Д. Штовба.
- М. : Изд-во "Горячая линия - Телеком", 2007. - 288 с.
14. Виклюк Я. Прогнозування розвитку туристично! шфраструктури з допомогою асин-хронних клггинних автомапв / Я. Виклюк, О. Артеменко // Комп'ютерш науки та iнженерiя : матер. IV Мiжнар. конф. молодих вчених CSE-2010. - 2010. - С. 92-93.
Виклюк Я.И., Артеменко О.И. Проектирование и построение экспертной системы анализа рекреационной привлекательности территории
Рассмотрены вопросы проектирования и разработки экспертной системы анализа рекреационной привлекательности территории. Проведен критический анализ последних исследований технологий анализа данных в туризме и обоснована целесообразность сочетания интеллектуальных технологий анализа данных с функциональными возможностями геоинформационных систем для решения задач поддержки принятия решений и прогнозирования в туризме.
Ключевые слова: нечеткая логика, рекреационная привлекательность, экспертная система.
Vyklyuk Ya.I., Artemenko O.I. Design and development of expert system for analysis of territory recreation attractiveness
The paper describes design and development of an expert system for analysis of recreation attractiveness. The paper includes a critical review of recent researches of using data mining in tourism and reasoning the expediency of combination data mining technologies and functional facilities of geographic information systems for decision support and forecasting in tourism.
Keywords: fuzzy logic, recreation attractiveness, expert system.
