Дослідження алгоритмів пошуку оптимального шляху для планування туристичного маршруту

Abstract

Актуальність У сучасному світі туризм є однією з найбільш динамічно розвиваючихся галузей економіки. Зростаюча кількість туристів та різноманітність їхніх потреб вимагають ефективних інструментів для планування маршрутів, які забезпечують оптимальне використання часу, ресурсів та враховують індивідуальні уподобання. Задача пошуку оптимального туристичного маршруту є складною через велику кількість змінних, таких як відстань, час, вартість, доступність об'єктів та інші фактори. Розвиток інформаційних технологій та алгоритмів оптимізації відкриває нові можливості для вирішення цієї задачі. Дослідження та вдосконалення алгоритмів пошуку оптимального шляху є актуальними як з наукової точки зору, так і для практичного застосування в туристичній індустрії. Це сприятиме підвищенню якості сервісу та задоволеності клієнтів, а також ефективності роботи туристичних компаній. Предмет дослідження Алгоритми пошуку оптимального шляху та їх застосування для вирішення задач планування туристичних маршрутів. Об'єкт дослідження Процес планування туристичних маршрутів з використанням алгоритмів пошуку оптимального шляху. Мета дослідження Метою магістерського дослідження є аналіз та порівняння сучасних алгоритмів пошуку оптимального шляху з метою розробки ефективної методики планування туристичних маршрутів, яка враховує специфіку туристичних запитів та обмежень. Завдання дослідження 1. Аналіз літератури та існуючих рішень: вивчити сучасні алгоритми пошуку оптимального шляху, що використовуються в задачах планування маршрутів. 2. Визначення критеріїв ефективності: розробити систему критеріїв для оцінки ефективності алгоритмів у контексті планування туристичних маршрутів. 3. Моделювання туристичного маршруту: створити модель, яка враховує специфічні вимоги туристів та обмеження (часові рамки, бюджет, пріоритети відвідування тощо). 4. Порівняльний аналіз алгоритмів: провести експериментальне дослідження обраних алгоритмів на основі розробленої моделі. 5. Розробка рекомендацій: на основі отриманих результатів запропонувати рекомендації щодо вибору оптимальних алгоритмів для планування туристичних маршрутів. 6. Реалізація прототипу: розробити прототип програмного забезпечення для планування туристичних маршрутів із використанням обраних алгоритмів. Методи дослідження ● Теоретичний аналіз наукової літератури та існуючих технологій. ● Математичне моделювання процесів планування маршрутів. ● Експериментальне моделювання та комп'ютерне симулювання. ● Статистичний аналіз отриманих даних. Наукова новизна 1. Вперше запропоновано узагальнену багатокритеріальну модель туристичного маршруту, яка, на відміну від існуючих, одночасно мінімізує час і вартість та максимізує індивідуальну корисність відвідувань через вагові коефіцієнти. 2. Запропоновано удосконалення алгоритмів обробки інформації шляхом розробки гібридного методу, що інтегрує евристичний пошук (A*) з операторами генетичних алгоритмів для досягнення кращого балансу між швидкістю та якістю рішення. 3. Вперше розроблено універсальну систему критеріїв (інтегральний індекс задоволеності, коефіцієнт адаптивності), що дозволяє об’єктивно порівнювати ефективність різнорідних алгоритмів оптимізації у сфері туризму. 4. Запропоновано удосконалення методики планування шляхом впровадження механізму динамічної адаптації маршруту у відповідь на зміну доступності об’єктів чи часових обмежень. Апробація результатів дослідження Основні положення та результати дослідження доповідались та обговорювались на Факультетній науково-практичній конференції «ТЕОРЕТИЧНІ ТА ПРИКЛАДНІ АСПЕКТИ РОЗРОБКИ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ '2025» (м. Київ, 2025 р.). Структура роботи Магістерська робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 10 назв та 2 додатків. Загальний обсяг роботи – 97 сторінок. У першому розділі проведено системний аналіз предметної області планування туристичних маршрутів та виконано постановку задачі дослідження. У другому розділі розроблено формальну математичну модель та об’єктно-орієнтовані моделі системи. У третьому розділі описано архітектуру та програмну реалізацію розробленої системи, деталізовано гібридний алгоритм оптимізації. У четвертому розділі представлено результати експериментального дослідження ефективності запропонованих рішень та надано практичні рекомендації.