Problem B: Managing Sustainable Tourism

一、题目阅读

美国阿拉斯加州朱诺市约有 3 万居民，2023 年迎来 160 万游轮乘客，创历史新高。在最繁忙的日子里，该市会接待多达 7 艘大型游轮，游客数量超过 2 万人。这些游客为城市带来了约 3.75 亿美元的可观收入，但也引发了过度拥挤等问题，朱诺市正努力限制游客数量。具有讽刺意味的是，朱诺市主要景点之一的门登霍尔冰川一直在退缩，部分原因是气候变暖，而过度旅游是造成气候变暖的因素之一。自 2007 年以来，该冰川已退缩了相当于八个足球场的距离，这让许多当地人担心，随着冰川的消失，游客和相关收入最终也会消失。幸运的是，朱诺市还有观鲸、雨林等其他景点。只要能制定并实施可持续旅游计划，朱诺市就能保持其旅游目的地的地位。

最近的报告强调了旅游业的隐性成本，以及为保护自然和文化资源、构建可持续旅游业（全球众多社区都依赖于此）而核算和管理这些成本的迫切需求。这些隐性成本包括对当地基础设施（如饮用水供应、垃圾处理）的压力，以及旅游目的地整体碳足迹的增加，许多旅游目的地都位于环境敏感地区。当地居民还面临住房供应和成本、过度拥挤以及喧闹游客等方面的压力。为缓解这些负担，朱诺市已采取多种措施，如提高酒店税、收取游客费用、限制每日游客数量、限制酒类销售和消费等。税收增加带来的额外收入已用于支持环境保护、改善基础设施和开展社区项目。虽然许多依赖旅游业的当地人担心额外收费会赶走游客，他们更希望游客数量和自身业务都能增长，但也有许多当地人对此不满，有的选择离开，有的则抗议游客的到来。

• 为阿拉斯加州朱诺市构建一个可持续旅游业模型。你可能需要考虑游客数量、总收入以及为稳定旅游业而采取的措施等因素。明确说明你优化的因素和作为约束条件的因素。制定额外收入的支出计划，并说明这些支出如何反馈到模型中以促进可持续旅游。进行敏感性分析，并讨论哪些因素最为重要。
• 展示你的模型如何适用于另一个受过度旅游影响的旅游目的地。地点的选择如何影响哪些措施最为重要？你如何利用该模型推广游客较少的景点和 / 或地区，以实现更好的平衡？
• 给朱诺市旅游委员会写一份一页纸的备忘录，概述你的预测、各种措施的效果，以及关于如何优化结果的建议。

二、题目思路（这里仅给出简单的思路想法，后续会更新详细的解法和代码）

1. 构建朱诺市可持续旅游业模型

• 确定优化因素：从经济角度出发，可将总收入最大化作为优化目标之一，因为这直接关系到朱诺市旅游业的经济效益和当地经济发展；从可持续发展角度，将游客的满意度最大化作为优化因素，游客满意度高有助于长期稳定旅游市场。
• 确定约束条件：环境承载能力方面，根据当地生态系统的特点，如森林、冰川等的生态恢复能力，确定最大游客接待数量；社会承载能力方面，考虑当地居民对住房、基础设施使用的需求，限制游客数量以保障当地居民的生活质量；基础设施承载能力方面，依据饮用水供应、垃圾处理设施等的处理能力，设定游客数量上限。
• 建立数学模型：假设游客数量为，通过分析历史数据和市场趋势，建立总收入函数，可包含门票收入、游客消费收入等。同时，建立游客满意度函数，考虑游客在游览过程中的体验，如拥挤程度、服务质量等因素。利用线性规划、非线性规划等方法，在上述约束条件下，构建以和为优化目标的多目标规划模型。
• 额外收入支出计划：将额外收入按一定比例分配到基础设施建设、环境保护、旅游服务提升等方面。比如，投入资金改善饮用水供应系统、建设垃圾处理设施，提升基础设施承载能力，使模型中的基础设施约束条件得到改善；投入资金用于冰川保护、雨林修复等环境保护项目，提高环境承载能力，进而影响游客数量的上限；投入资金培训旅游服务人员，提升游客满意度，从而影响总收入。
• 敏感性分析：改变模型中的参数，如游客消费倾向、环境承载能力的变化率等，观察优化目标和约束条件的变化情况。例如，当游客消费倾向增加时，分析总收入和游客数量的变化趋势；当环境承载能力降低时，研究对可持续旅游发展的影响。通过敏感性分析，确定对模型结果影响较大的因素，如游客数量上限、游客消费能力等，这些因素就是最为重要的因素。

2. 模型应用于其他旅游目的地

• 分析目的地差异：不同旅游目的地在地理环境、文化特色、基础设施等方面存在差异。比如，海滨旅游胜地与朱诺市相比，环境承载能力主要受海滩面积、海洋生态系统的影响；文化旅游目的地的社会承载能力可能更多地体现在对当地文化传统的保护上。
• 调整模型参数和措施：根据目的地的差异，调整模型中的参数。对于环境脆弱的海滨旅游地，降低环境承载能力参数；对于文化特色突出的地区，增加文化保护相关的约束条件。在措施方面，海滨旅游地可加强海洋生态保护宣传，文化旅游地可限制游客在特定文化区域的活动范围。
• 推广游客较少景点：利用模型预测不同景点在不同游客数量下的经济效益和可持续发展情况。对于游客较少的景点，分析其优势和潜力，如独特的自然风光、小众的文化体验等。通过调整价格策略、加大宣传力度等措施，吸引更多游客前往，实现旅游资源的均衡发展。例如，降低游客较少景点的门票价格，提高其在旅游宣传中的曝光度，利用模型评估这些措施对整体旅游业的影响。

3. 撰写备忘录

• 预测部分：基于构建的模型，预测未来不同情况下朱诺市旅游业的发展趋势。如在维持现有政策、采取新的限制措施或加大旅游开发力度等不同情景下，游客数量、总收入、环境状况等方面的变化。
• 措施效果：详细阐述提高酒店税、限制游客数量等措施对经济、环境和社会的影响。例如，提高酒店税可能会增加财政收入，但也可能导致部分游客流失；限制游客数量有助于保护环境和提升游客体验，但可能影响短期经济收入。
• 优化建议：根据模型分析和预测结果，提出具体的优化建议。如合理调整游客收费标准，平衡经济收入和游客数量；加大对环保和基础设施建设的投入，提升可持续发展能力；开发多样化的旅游产品，分散游客流量，避免过度集中在热门景点。