薛领
, 翁瑾
XUE Ling, WENG Jin
中图分类号: F061.5
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2013)01-0001-07
收稿日期: 2012-02-19
修回日期: 2012-11-22
网络出版日期: 2013-01-20
版权声明: 2013 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
基金资助:
作者简介:
作者简介：薛 领（1969-）,男,辽宁兴城人,博士,副教授,主要从事空间经济学、地理计算、区域系统分析与建模等研究。E-mail: paulsnow@pku.edu.cn
展开
摘要
建立中国沿海与内陆两区域旅游系统模型,在空间经济学演绎模型的基础上,通过基于agent建模（agent-based modeling）的计算实验方法,探讨市场需求、区域间和区域内旅游产品的替代弹性、固定成本投入以及区位和交通条件等影响因素对区域旅游系统演化的非均衡动态过程。模拟表明,旅游往往集聚在具有区位优势、规模经济和消费能力的沿海地区,而交通条件的持续改善、沿海与内陆区域间以及区域内部旅游产品和服务的持续差异化将有助于加快中国内陆地区旅游产业的空间集聚过程,并且收入水平越高、外部需求越大对区域旅游系统的动态影响越大。
关键词：
Abstract
In recent years, tourism in China have experienced a period of rapid growth. This article builds a mathematic model based on asymmetric monopolistic competition, scale economy, spatial cost, preference for variety, and product/service differentiations between inland and coastal regions in China. To overcome the weakness of traditional deductive model and equilibrium analysis in tourism research, the article puts forward an approach to integrate economic model with agent-based modeling for better understanding the evolutional process of tourism systems in different scenarios. The TourSwarm, a computational environment we developed, contains multiple economic interactions between tourist and firm agents that are crucial in understanding dynamic process and mechanism because the basic force driving the tourism system is inherently microscopic. This parallel processing agent-based approach has shown various advantages over existing economic approaches such as neoclassical model and equilibrium analysis. By using agent-based modeling and out-of-equilibrium simulation, this article gives a detailed discussion on the impact factors such as continuous decline of transport cost to inland region, continuous decline of substitution elasticity between inland and coast region, continuous decline of substitution elasticity of product and service in inland region. TourSwarm shows that 1) tourism tends to congregate in the coastal region with advantages of location, more demands and scale economy, and 2) the continuous reduction of travel cost and regional differentialization and product/service differentialization could change the systematic state between inland and coastal region significantly and accelerate the dynamic process of tourism agglomeration in some region. In conclusion, the main engine of recent rapid changes in tourism system is the major reduction of transport costs for people through transportation development in China. Due to love-of-varieties, the specialization and diversity of tourist products contribute much to the emergence of tourism in inland region by continuous innovation and difference-making competition strategy. The greater the gap of fixed cost between the inland and coastal region is, the more imbalanced tourism distribution would be, and more easy to form the core-periphery structure. Inland region should pay close attention to improve on its own infrastructure such as facilities and transportations. What's more vital is that the domestic demand of tourism is key to change the spatial structure of tourism system between inland and coastal region in China.
Keywords：
新世纪以来,随着中国地方旅游业的不断发展和区域经济一体化进程的加快,区域旅游系统受到越来越多的关注,一些学者尝试建立定量的分析模型予以研究[1~3]。由于旅游市场具有垄断竞争的特征,旅游产业具有规模报酬递增的特性,旅游者具有多样化的消费偏好。因此,对于旅游经济活动及旅游系统结构的机理分析,1990年代以后兴起的新经济地理学的分析框架无疑是最有利的工具,其核心模型包括本地市场效应模型、网络中心效应模型、核心-边缘模型等[4~7]。然而,纯粹的空间经济学分析框架和演绎模型对于解释区域复杂系统方面仍然有限,均衡模型和比较静态的分析方法也无法表达“动态演化”的时空过程,数学处理上的困难成为进一步发展这类演绎模型的严峻挑战[8]。我们仅仅知道不同条件下的系统状态,但并不清楚从一种系统演化到另一种系统的动态过程。
近年来,基于agent的建模（Agent-based Modeling,ABM）在社会科学研究中逐渐受到重视,基于agent的计算经济学（Agent-based Computational Economics,ACE）、人工社会（Artificial Society）等方面的理论与应用研究方兴未艾[9~13]。当前,国外一些学者开始注重将基于agent的建模方法与基础理论推导相结合,出现了ACE对传统理论进行验证的趋势[14,15]。实践说明,结合经济学展开理论探索能够在很大程度上避免规则制定的随意性。更重要的是,ACE最具有魅力的地方之一就是非均衡（out-of-equilibrium）动态研究,以期突破经济学静态、均衡的理论范式,探求动态演化、多重均衡以及预期等传统研究方法无法企及的经济现象和规律[16~18]。
本文在笔者已有的研究基础上[19],继续探索利用基于agent建模（agent-based modeling）的动态非均衡研究方法,将数学演绎模型转化为计算实验模型,通过模拟不同需求水平下旅游企业、旅游者等大量微观agent的非线性相互作用来“持续动态地”观察和讨论沿海与内部地区间旅行成本、区域间旅游替代弹性、区域内部产品替代弹性的“持续变化”对旅游产业及其两区域旅游系统的影响过程和动态规律。
根据文献[20,21],模型将中国旅游区域分为沿海区域A、内陆区域B两部分,前者是传统的旅游热点区,而后者是传统旅游边缘地区,两者在经济发展、旅游资源、产品特点和区位条件等方面存在差异。模型假定旅游市场结构为垄断竞争,沿海区域A、内陆区域B分别存在一系列的旅游产品xai及xbi,价格分别为Pai与Pbi,其中i=1,2…。由于旅游产品都有一定的独特性,因此能形成一定程度的垄断。但是,不同产品间存在着替代关系,当替代品足够多的情况下,其利润为零。变量da和db代表客源地与区域A和B的距离,设定旅行成本系数为ta和tb,都具有单调递增特点。
客源地的游客agent在一定的预算约束Y条件下,既到沿海区域A旅游,也到内陆区域B旅游。根据最大化的一阶条件可得每个游客agent对沿海、内陆地区不同旅游产品的需求函数：
式中,σ代表两个区域之间旅游复合产品之间的替代弹性,沿海区域A内部旅游产品xai和xaj的替代弹性为σa,内陆区域B内部旅游产品xbi和xbj的替代弹性为σb。I为价格指数,na为沿海区域A旅游产品的数量,nb为内陆区域B旅游产品的数量。Ia表示沿海区域A旅游产品的价格指数,Ib表示内陆区域B旅游产品的价格指数：
旅游业具有规模经济特点,这里假设旅游企业agent产出中仅用一种生产要素——资本。沿海与内陆的旅游企业agent的成本函数分别为：
kai=αa+βaxai,kbi=αb+βbxbi （4）
式中,αa和αb分别表示企业生产旅游旅游产品的固定成本,βa和βb分别表示企业生产旅游产品的边际成本,旅游企业agent的利润函数为：
πai=paixai-r(αa+βaxai),πbi=pbixbi-r(αb+βbxbi) （5）
式中,pai表示沿海区域A旅游产品的价格,pbi表示内陆区域B旅游产品的价格。r为2个区域的利率,这里假定区域间利率相同。利润最大化条件下可得每一种旅游产品的价格为：
式中：ρ为代替参数
利用美国圣塔菲研究所（SFI）研制的Swarm软件类库进行二次开发,将数学模型转化为计算模型和模拟平台TourSwarm[19]。在TourSwarm中,游客agent的规模和消费预算预先设定,旅游企业agent分为沿海旅游企业和内陆旅游企业,他们的数量由模拟系统的计算结果动态决定。对游客agent而言,去更多的目的地旅游需要支付更多的旅行成本,更重要的是必须放弃从规模经济中得到的成本节约。旅游者需要在旅游产品的消费种类数和单一产品的消费数量之间作出权衡。另外,旅游企业agent可自由进入与退出市场,因此每个旅游企业agent的长期利润为零。如果内陆或沿海仍有利润可图,则有新的旅游企业agent进入,但如果新进入的旅游企业agent导致利润为负,则有旅游企业agent退出市场,这时系统达到动态均衡。当然,由于整个系统中总有某个参数,比如交通系数的持续变化,可以预期整个系统将处于长期的动态非均衡过程。
从当前中国旅游业的实际情况看,与沿海相比,中国内地旅游业开发往往要承担更大的固定成本,因为改变旅游者agent的旅游行为需要付出更大的努力,比如在改善交通可达性和旅游业基础设施上进行更多的投入,而且还支付更高的营销费用等等。沿海旅游业可享受到旅游业成熟市场的溢出效应,基础设施和区域营销投入相对低,因此固定成本投入相对较低。同时,内陆地区旅游开发往往要承担更大的固定成本,比如在旅游业基础设施上进行更多的投入,而且还要支付更高的地方营销费用,甚至需要建设新的旅游场所等等。沿海地区可享受到旅游业相对成熟的市场溢出效应,营销和基础设施投入比较低。尽管决定游客旅行成本的因素主要包括客源地与目的地的空间距离、游客的逗留时间、交通方式的选择、目的地物价水平等,但这里仅考虑空间距离,毕竟中国人口主要分布在沿中、东部地区,因此到西部内陆的交通成本要高于到沿海地区。基于以上现实,沿海、内陆2个区域初始参数设定表1。
表1 沿海与内陆区域初始参数和变量设定
Table 1 Initial parameters and variables of coastal region and inland region
| 参数或变量名称 | 参数设置 | |
|---|---|---|
| 沿海地区 | 内陆地区 | |
| 初始旅游企业数量 | 50 | 30 |
| 企业固定成本 | 10.0 | 100 |
| 企业边际成本 | 1.1 | 1.1 |
| 区域内旅游产品替代弹性 | 4.5 | 4.5 |
| 游客到沿海地区旅行成本系数 | 1.5 | 2.5 |
另外,这里设客源地游客agent数量为200,预算约束为100,沿海与内陆区域间替代弹性为3.0。我们可以通过观察不同区域的旅游企业数量、单个旅游企业的旅游产品销售量以及不同区域的旅游销售规模（旅游企业数量×单个旅游企业的旅游产品销售量）来分析不同情景下沿海与内地旅游集聚程度的动态变化。需要指出,参数和变量初值的设定是对现实认识的抽象,只是符合一定的相对关系,因此计算实验结果的绝对大小并没有现实意义,而各指标的相对大小以及变化趋势才是我们关注和讨论的重点。我们将以上述参数设定作为对照情景,进一步模拟分析固定成本、区域间旅游替代弹性、交通成本以及地区收入对区域旅游系统的影响。
未来一段时期,国家将继续加大对交通基础设施的投入,西部内陆地区将出现多条高速铁路和航空干线,能够大大降低区域间的旅行成本。本文在游客到西部内陆区域的旅游成本持续下降假设,分析区域旅游系统的动态演化。设游客到内陆地区旅游成本系数tab从2.5持续降到1.2,动态模拟的结果如图1所示。
图1表明,由于存在固定成本优势的显著差异,投资沿海地区的旅游企业数量在不断增加。但是,随着游客到内陆区域的旅行成本系数持续下降,内陆地区旅游产品的价格指数由上升的态势开始逐渐下降,投资内陆地区的旅游企业数量也在逐渐增加,从而使内陆地区的旅游销售规模后期呈现扩张态势,占据了更多的市场份额,达到20%。模拟的结果显示,尽管没能够从根本上改变区域旅游的核心-边缘结构,但旅行成本的持续下降的确可以改善内陆地区的旅游经济地位。值得注意的是,旅游需求水平对区域旅游空间格局演进影响深远（图2）。
图2表明,如果旅客的预算约束仅为图1情景的50%,则沿海、内陆地区旅游产品的价格指数要显著高于图1的情景,进而降低了对旅游产品的需求量以及两地区的旅游销售规模。更重要的是,尽管游客到内陆区域的旅行成本系数持续下降,相较于图1的情形,内陆地区的市场份额仅为10%,说明在不同的旅游需求水平下,旅行成本变动对区域旅游核心-边缘结构的影响程度不同。
图1 旅行成本持续下降对沿海与内陆旅游系统演化的动态影响
Fig.1 Dynamic impact on the evolution of tourist systems in the scenario of continuous reduction of travel cost to inland region
图2 较低需求条件下旅行成本的持续下降对沿海与内陆旅游系统演化的动态影响
Fig.2 Dynamic impact on the evolution of tourist systems in the scenario of continuous reduction of travel cost to inland region in low demand condition
中国幅员辽阔,旅游资源丰富,沿海与内陆的地区差异性为推动区域旅游产品多样化发展奠定了良好的基础,因此沿海与内陆两区域间的替代弹性σab成为本文的研究重点。将σab从3.0持续降低至1.8,区域旅游系统动态演化过程则如图3所示。
图3 区域差异性的持续变化对沿海与内陆旅游系统演化的动态影响
Fig.3 Dynamic impact on the evolution of tourist systems in the scenario of continuous reduction of substitution elasticity between inland and coastal region
图3表明,沿海与内陆区域间的替代弹性的持续降低同样可以导致两区域旅游产品价格指数的持续下降,但沿海与内陆地区价格指数变动的轨迹不同,当两区域替代弹性下降到一定程度,投资内陆地区的企业数量开始逐渐增加,进而改变了两区域的旅游销售规模,内陆地区的旅游市场份额能够达到20%。另外,不同的需求水平下,区域间旅游弹性系数对区域空间格局的影响将出现不同的情形（图4）。
图4 较低需求条件下区域差异性的持续变化对沿海与内陆旅游系统演化的动态影响
Fig.4 Dynamic impact on the evolution of tourist systems in the scenario of continuous reduction of substitution elasticity between inland and coastal regions in low demand condition
图4表明,如果旅客的旅游需求水平仅有图3情景的50%,则沿海、内陆地区旅游产品的价格指数要高于图3的情景,进而降低了对旅游产品的需求量以及两地区的旅游销售规模。随着两区域旅游替代弹性的持续下降,内陆地区的销售规模和市场份额呈持续上升的态势,市场份额仍能够达到20%的水平,说明在不同的需求水平下,区域间旅游弹性系数对区域空间格局的影响类似,但动态的轨迹不同。因此,对在区位上无优势、发展上又相对滞后的内陆地区而言,如果其产品的差异性越显著,其市场份额也就越高。差异化能够使具有多样性偏好的旅游者消费单位产品获得的效用更大,因为区域的差异性对旅游者具有吸引力。
中国中、西部地区是中国旅游资源最为富集的地区,蕴含着丰富、独特、高品位的旅游资源,国家西部大开发战略实施以来,旅游业作为“有特色的优势产业”,受到广泛重视并加以重点推进。以下模拟中国中西部内陆地区旅游目的地产品的持续差异化对区域旅游系统的动态影响（图5）。
图5 内陆地区内部旅游产品差异性的持续变化对沿海与内陆旅游系统演化的动态影响
Fig.5 Dynamic impact on the evolution of tourist systems in the scenario of continuous reduction of substitution elasticity of product and service in inland region
图5表明,内陆地区内部的旅游产品替代弹性从4.5持续降低到3.5同样可以导致沿海与内陆区域旅游产品价格指数的持续下降,且下降程度显著。当内陆地区内部旅游产品替代弹性下降到一定程度,投资内陆地区的企业数量开始逐渐增加,同样改变了沿海与内陆两区域的旅游销售规模,内陆地区的旅游市场份额能够达到20%。但是,对于内陆地区而言,不同的需求水平下,区域内旅游弹性系数对区域空间格局的影响情形显著不同（图6）。
图6 区域间旅游产品差异性的持续变化对区域旅游系统的影响
Fig.6 Dynamic impact on the evolution of tourist systems in the scenario of continuous reduction of substitution elasticity of product and service in inland region in low demand condition
图6表明,如果旅客的旅游需求水平仅有图5情景的50%,则内陆地区的旅游产品价格指数呈现阶跃上升与震荡下降的态势。更重要的是,内陆地区的旅游销售规模没有得改变,市场份额持续保持在不足10%的低水平状态,说明在较低水平的旅游需求条件下,尽管内陆地区内部不断差异化其旅游产品和服务,但无法实现集聚经济,也就难以改变沿海和内陆两区域旅游的核心-边缘结构。
单纯的经济学分析框架、演绎的数学模型以及比较静态的分析方法自身存在较大的局限性,基于agent的非均衡动态分析能够了解不同状态的系统演化结果,更能够清晰地观察到不同状态下的动态过程。本文表明,经济发展的市场环境、市场需求、区域间和区域内旅游产品的替代弹性、固定成本投入以及区位和交通条件是支配和影响区域旅游系统演化的重要因素。旅游往往集聚在具有区位优势、人口规模优势以及固定成本优势的沿海地区,而交通条件的持续改善、旅行成本的不断降低将有助于中国内陆地区旅游经济的空间集聚,并且收入水平越高、外部需求越大,交通条件的持续改善对区域旅游系统结构的动态影响越大。对于发展相对落后的内陆地区而言,产品的持续差异化是旅游经济不断成长的重要驱动力,差异化程度越显著,旅游目的地游客接待量就越高,投资者也越多,而且收入水平越高、外部需求越大,持续的差异化对区域旅游系统结构的动态影响也越大,无论这种差异化是来自沿海与内陆区域间还是内陆区域内部。
The authors have declared that no competing interests exist.
| [1] |
基于STSM的入境旅游流集散地域结构特征分析——以中国入境旅游六大典型区域为例 [J]. |
| [2] |
基于旅游场理论的区域旅游空间竞争研究 [J].
|
| [3] |
中国入境旅游需求预测的神经网络集成模型研究 [J]. |
| [4] |
Scale economies, product differentiation, and the pattern of trade [J]. |
| [5] |
Increasing returns and economic geography [J].
|
| [6] |
Globalization and the inequality of nations [J].
|
| [7] |
|
| [8] |
当代城市化机理模型研究的比较与融合 [J]. |
| [9] |
城市演化的多主体(multi-agent)模型研究 [J]. |
| [10] |
基于主体的建模——地理计算的新发展 [J].
|
| [11] |
Agent-based computational economics: modeling economies as complex adaptive systems [J].
|
| [12] |
Key challenges in agent-based modeling for geo-spatial simulation [J].
|
| [13] |
基于Agent建模在旅游模拟研究中的回顾与展望 [J]. |
| [14] |
A comparison of Nash equilibria analysis and agent-base modeling for power markers [J]. |
| [15] |
Agent-based model to rural-urban migration analysis [J]. |
| [16] |
Out of equilibrium [J]. |
| [17] |
Handbook of computational economics(Vol.2): agent-based computational economics [M].
|
| [18] |
Markets in equilibrium with firms out of equilibrium: A simulation study [J]. |
| [19] |
中国区域旅游空间结构演化的微观机理与动态模拟研究 [J]. |
| [20] |
一个基于两层CES效用函数的垄断竞争模型 [J]. |
| [21] |
旅游系统的空间结构:一个具有不对称特点的垄断竞争的空间模型 [J]. |
/
| 〈 |
|
〉 |
