大型体育赛事管理中的体育场馆选址问题的建模与分析

2010-09-14黄凤娟付哲敏

沈阳体育学院学报 2010年3期

关键词：体育场馆体育赛事场馆

黄凤娟,付哲敏

(沈阳体育学院,辽宁沈阳 110102)

大型体育赛事管理中的体育场馆选址问题的建模与分析

黄凤娟,付哲敏

(沈阳体育学院,辽宁沈阳 110102)

当体育赛事成为拉动经济和社会发展的重要手段之一的同时,也有一些负面效应值得注意。兴建体育场馆为赛事的组织方带来的比较沉重的经济负担,同时在赛事结束之后,场馆的利用和维护也成为一个不可回避的问题。对如何决策是否兴建体育场馆,兴建体育场馆的选址,以及赛事中多个单项项目兼用同一体育场馆的问题亟待解决。通过参考实际数据,笔者对此类问题进行了初步的研究,建立了考虑赛事的时间跨度、经济收益、场馆的社会效益的多种因素的数学模型,并通过修改赛事的总预算投入和时间跨度考察这两项参数对问题的影响,为各级政府和赛事组织者对大型体育赛事的科学组织提供了理论依据。

场馆利用;赛事管理;数学模型

Abstract:When sports games growinto one of the importantmeans of promoting econom ic and social development,some negative effects are worthy to be noted.The construction of facilities May bring heavy financial burden to the organizers,and the utility and Maintenance of facilities have become an unavoidable issue after the games end.Howto Make decisions of the construction of facilities,the location of facilities and the share of different sports in one facilities needs to be solved.In this paper,we Made a prelim inary study on the problem.Refering to the actual data,the integer programm ing model Which takes time span,econom ic benefits and social benefits of facilities into consideration was built,and the impact of total budget and time span of games are examed by varying their values.The paper provides theoretical basis for local governments and games organizer to organize games rationally.

Key words:utility of facilities;games Management;Mathe Matical model

现代体育竞赛产业已不仅仅是以竞赛和娱乐为目的,而是以获取经济效益为重要目标。为获取经济效益,就必须对赛事实施合理的运作与管理,运用项目管理的思路来运作体育赛事也有利于加强赛事的市场化合作。近年来,对体育赛事管理的研究逐渐成为热点[1-5],不过对赛事前期体育场馆选址问题的研究寥寥无几。

体育场馆对体育赛事来说是一个重要因素,是否有足够的场馆以及场馆是否能够如期竣工均关系着赛事能否顺利进行。体育场馆的兴建在赛事的组织投资当中占有较大比例,在雅典奥运会 40亿欧元的预算当中,仅主体育场的玻璃和钢铁混合建成的屋顶就需要 1.89亿欧元,占总预算的 4.73%。体育场馆的兴建不仅仅在投资阶段给赛事组织方带来沉重的负担,在体育赛事结束之后,场馆的维护和利用也是当地政府头痛的问题。以雅典奥运会为例,在奥运会带来一时热潮消退之后,遗留下来的大量场馆设施成为雅典市政府的沉重包袱。

然而,盲目的追求利用已有场馆,过分的回避兴建新场馆也存在诸多弊端。由于没有足够的场馆,导致过多项目的赛事被集中安排在少数几个场馆当中,导致赛事的时间跨度过长。过多项目兼用同一个场馆,还可能会影响项目的正常进行,影响运动员和观众的舒适程度。

因此,如何合理地安排体育场馆的建设,充分利用已有的场馆设施成为组织大型体育赛事需要考虑的重大决策。在北京奥运会筹备过程中,按照最初的计划,北京奥运会需要 37个比赛场馆,其中新建 22个,需要翻新的 5个,无需任何改建工程的 10个。出于赛后利用方面的考虑,北京对奥运场馆建设的规模、布局、投资等重新进行评估,并先后做了两次较大的调整。北京赛区的奥运场馆从 32个减少到 31个,其中新建场馆从 19个减少到 12个,改扩建场馆从 5个增加到 11个,临时场馆则从没有增加到 8个[6]。可以说,计划的调整,为今后奥运场馆的利用最大限度地减轻了负担。

笔者在建立模型和构造算例过程中,大量参考了已有的研究报告,并且获得了数据支持。在 2013年将要在沈阳举办新一届全运会的背景下,研究在大型赛事时间跨度、项目数量以及现有场馆给定的情况下,以经济收益、赛后社会效益和建设投资为决策目标的体育场馆选址问题,并建立相应的数学模型,为各级政府确定合理的预算规模和赛事组织者合理组织赛事提供科学指导和理论依据。

1 背景介绍

体育场馆的兴建属于大型投资项目,其影响范围广,时间周期长。体育场馆本身不仅仅为体育赛事服务,在体育赛事举办过后,还可以成为区域内的居民休闲健身的活动场所,以及为各种商业演出或展览提供场地。赛事组织者需要决策的内容不仅仅包括是否兴建场馆,还包括兴建哪种场馆、以及在什么位置兴建场馆。在进行决策时,除了要考虑体育场馆在赛事进行过程中的因素之外,还需要考虑场馆在赛事举办之后的利用问题以及体育场馆周边经济的带动效应。在北京奥运会筹备过程中,曾经有关于南城方案和北城方案的争论,最终选择北城方案,一个很重要的原因就是充分考虑到了赛后利用问题。奥林匹克公园既靠近市中心、靠近体育场馆,又有很高质量的市政设施和环境。它可以说是处在北京的黄金地段,对私人投资很有吸引力,有利于赛后销售。奥林匹克公园赛后将成为北京最大的综合社区,其功能集商贸、办公、展览、体育、博览和休闲于一体,是新世纪初首都城市建设的标志。同时奥林匹克公园紧邻中关村科技园区,可以与中关村科技园形成互补互助的格局。国务院曾要求把中关村建成基础设施完善、环境清新优美、文化气氛浓郁、社会秩序良好的城市新区。选址北城促成这项要求得以实现,可望吸引大批诸如信息技术、电子技术的高科技人才来此寻找住宅,形成高科技人才的生活聚集区。

在各界全国运动会上,通过体育场馆建设带动区域发展的例子也有很多。广州、上海等地多次举办全国运动会,均为体育场馆选址的成功案例。工程投资 12.9亿元、能容纳 8万人的上海体育场是为 1997年八运会而建的主会场。伴随着城市建设的发展,经过十多年的开发经营,这个体育场已成为上海新的商业中心和交通枢纽;除了体育赛事外,会议设施、零售、博物馆、康体中心、电影院等一应俱全。南京通过举办十运会,同样带动了河西地区基础设施的发展[7]。济南通过举办第十一届全运会也成功地带动了西部新城区的发展。

体育场馆带来的社会效益也是选址问题中必须考虑的因素之一。北京奥运会有乒乓球、柔道、跆拳道等项目放在大学校园里,在北京科技大学、中国农业大学等新建了体育馆,改建了北京航空航天大学体育馆等原有的体育馆。这些建在大学校园的体育馆,将主要由学校维护,用于学生的教学、训练及比赛,大大提高了使用效率。中国农业大学,得益于奥运会的场馆建设,第一次有了正规的体育馆;这里在北京奥运会和残奥会期间,分别承担了摔跤和坐式排球比赛。鸟巢和水立方作为国家体育场,除了商业开发外,将以服务普通市民为原则,大力开展群众喜闻乐见的文体活动。北京市副市长陈刚表示,北京奥运场馆的赛后利用,社会效益、经济效益和环境效益同等重要。针对北京西部地区没有大型综合体育设施的状况,奥运会篮球场馆五棵松体育中心填补了这个空白。这个国内第一个达到NBA比赛要求的篮球场馆,将成为NBA在中国的第一个固定比赛场地,承担NBA表演赛、季前赛及各种娱乐文化活动,并会作为全民健身场所向普通市民开放。仅北京市新增的 12处场馆,新增建筑面积达到 71.7万平方米,这些都将为开展全民健身活动提供便利条件。

笔者介绍影响组织者进行以上决策内容时所必须考虑的因素,这些因素为数学模型提供构建依据。

体育场馆的影响包括三个阶段:前期准备阶段、赛事进行阶段和赛事结束后的利用阶段。在前期准备阶段中主要考虑的是投入的资金规模,过大规模的场馆建设会给组织方带来沉重的经济压力。如果组织方采用融资方式筹措资金,有可能是赛事的组织方陷入债务危机,比如雅典奥组委。因此,在决策兴建场馆和规模时,要考虑组织方可使用的资金限额约束。超出限额部分的投资,必须带来超值的回报。

在赛事进行阶段,体育场馆的影响主要在对运动项目的安排调度上。如果多个项目兼用一个体育场馆,会导致赛事的时间跨度被迫延长。当多个项目兼用同一块场地时,项目之间可能由于场地、观众、设施等原因产生互相干扰,在一定程度上影响竞技的公正以及运动员水平的发挥。即便项目之间没有互相干扰,项目与场地之间的适应程度也是赛事进行期间项目与场馆之间调度所必须考虑的因素。例如,羽毛球和乒乓球对空气流动比较敏感的运动项目,如果安排在篮球馆举行,会对项目产生一定的不利影响。此外,将不同的运动项目安排在不同的运动场馆,还会对门票以及转播收入产生一定的影响。

当体育赛事结束之后,场馆转为后期利用维护阶段。在这个阶段,前期进行的场馆选址决策的影响会逐步显现。场馆周边区域的商业和房地产经济会在一定程度上升温,而附近的居民生活满意程度也会得到一定的提高。因此,在对场馆选址进行决策时,要集合城市长期的规划和发展结合考虑。适当将需要新建的场馆在城市范围内分散建设,以保证场馆的辐射效应可以覆盖更多的城市区域,服务更多的市民。同时可以在城市规划中重点发展的区域附近适度加大体育场馆的建设力度,以起到促进区域经济发展的目的。

2 数学模型

为了将问题的数学模型描述清楚,先介绍模型中用到的符号、决策变量和辅助变量。

符号:

S-场馆的集合,其中包括已有的各个场馆设施以及选择待建的场馆设施。

SA-已有场馆的集合,SA⊆ S。

SW-未建场馆的集合,SW⊆S,SA∩SW =Ø,SA∪SW=S。

I-赛事项目的集合。

L-兴建场馆的候选地址。

Lk-场馆 k的可用地址集合,当 k∈SA时,则 Lk=。Si-项目 i的可用场馆集合。

ti-项目 i需要占用场馆的时间。

Bij-项目 i与项目 j的互斥关系,当 Bij=1时表示项目i与项目 j不能同时安排在一个体育场馆。

Qijk-当项目 i和项目 j都被安排在场馆 k举行时,所需要的切换准备时间。

Fik-项目 i对场馆 k的适应度。

c-项目对场馆适应度对经济指标的系数。

skl-在地址 l建设场馆 k所需要的资金,k∈SW。

T-赛事的时间跨度。

P-赛事的最大预算。

决策变量:

辅助变量:

Wijk-项目 i和 j在场馆 k中举行的切换时间。根据上述的符号和变量,给出数学模型如下,

式 (1)为模型的目标函数,包含四项。第一项为各项赛事的总收益,包括门票收益以及转播收益等;第二项为各项目对场馆的适应程度之和,由于本文建立的模型为单目标规划模型,因此将适应程度之和通过系数转化为统一的经济指标;第三项新建场馆带来的社会效益;第四项为新建场馆所需花费的资金。

约束 (2)保证了只有需要建设场馆 k才可以为场馆 k指定馆址。约束 (3)表示只有在地址 l出新建场馆 k,才可以将项目分配在该处举行。约束(4)表示必须为每个项目都指定一个场馆作为举办地。约束(5)表示各场馆的比赛任务以及各项目之间的准备时间之和不能超过整体赛事的跨度。约束 (6)表示新建场馆所需要的资金不超过组织者所能提供的最大资金限额。约束(7)表示两个互斥的项目不能被安排在同一个场馆举办。约束 (8)表示当两个项目在同一个场馆举行时,则需要一定的准备时间以便将场馆适当改变以举行另一项目。

3 算例分析

上节给出的模型是一个整数规划模型,对于规模较小的问题,可以使用优化软件,如 CPLEX、L INGO等求出最优解。当问题规模庞大时,使用优化软件求解需要时间较长,或在可行时间内得不到最优解,可以采用拉格朗日算法对问题进行求解。随机产生一个算例,通过改变模型中的条件,考察不同初始条件对问题的影响 (算例数据的选择参考了《辽宁省体育场地现状调查与分析研究报告》[8])。

在算例中,假设赛事包含的项目数设为 30个,已有场馆为 8个,待选择的新建场馆 18个,待选择的新建馆址 42个。对某一体育项目,在 30个场馆中通过随机抽取的方式选择 3-7个作为可以举办该项目的场馆。对某一待建的场馆,从42个馆址中随机选择 20-25个馆址作为可以兴建该场馆的馆址,场馆与馆址之间的社会效益满足[5,000,000,10,000,000]范围内均匀分布,场馆的投资满足 [50,000,000,100,000,000]范围内均匀分布。赛事需要的时间满足[48,120]范围的均匀分布,对场馆的适应度满足[0.7,1.0]范围内的均匀分布,任意两个项目之间不兼容的概率为 0.3,两个项目之间的转换准备时间满足[2,12]范围内的均匀分布,项目在场馆举行带来的门票和转播等收益满足[1,000,000,8,000,000]内的均匀分布。由于篇幅关系,笔者没有给出具体算例的数据。

根据所产生的算例,首先检验投入的资金限额 P对决策结果的影响。将赛事的时间跨度最大值 T设为 300小时。投入的资金限额 P与模型目标函数之间的关系如图1所示。从图1中可以看到,资金限额的影响可以分为三个阶段。在第一个阶段,资金限额减小对目标函数没有显著影响,在这个阶段对赛事组织者来说资金总是充裕的,此时可以认为资金的边际效应很小。在第二个阶段,资金对目标函数影响明显。随着投入资金限额的减小,问题的目标函数也随之急剧降低。在这个阶段,资金是影响赛事组织的重要因素,是决定能否新建场馆的最重要因素。在第三阶段,由于投入资金过少导致不能兴建新的场馆设施,再由于赛事时间跨度的限制,使得问题没有可行解,也就是没有可行的赛事组织方案。在这种情况下,只能适当增加赛事的时间跨度或者减少赛事的运动项目。在赛事时间跨度给定的条件下,阶段二和阶段三的交界处即为举行此项赛事投入资金的最小值。

图1 预算对目标函数的影响

图2给出了当资金限额 P给定为无穷大时,赛事时间跨度 T对目标函数的影响。从图2中可以看到,赛事跨度对目标函数的影响主要分为两个阶段。在第一个阶段中,赛事跨度对目标函数的影响可以忽略。在这个阶段中,赛事的时间跨度对赛事的组织不构成约束,各个单项运动可以从容展开。此时,是否投资新建场馆,是否多个项目兼用同一个体育场馆,完全从经济的角度出发进行决策,赛事跨度不是一个主要约束。在第二个阶段中,随着赛事时间跨度的不断缩小,本来兼用同一场馆的项目由于时间的关系不得不使用不同的场馆分开同时举行,而这也迫使赛事组织方投入更多的资金新建场馆,尽管新建这些场馆在经济的角度出发并不是最优的选择。在这个阶段,随着时间跨度的缩短,目标函数急剧下降。可以预料,当赛事的跨度继续缩短,同图1中一样,问题也会不存在可行解。不过对于大型赛事而言,其时间跨度一般不会太短,因此过短的赛事跨度对本研究没有实际意义。

图2 赛事时间对目标函数的影响

4 结论

在世界经济形势尚未好转的情况下,如何既利用体育赛事对经济的刺激作用,又将举办体育赛事的投资控制在合理范围内,是一个值得研究的问题。本文研究了在举办大型体育赛事时,如何决策是否兴建体育场馆,兴建体育场馆的选址,以及赛事中多个单项项目兼用同一体育场馆的问题进行了研究。对这一问题建立了整数规划数学模型,并采用优化软件 CPLEX11.0对随机产生的算例进行了求解。通过改变赛事的时间跨度和投资限额,研究了这两个因素对决策问题的影响。

[1]苏漪.大型体育赛事项目管理研究[D].南京理工大学:2008.

[2]卢文云,熊晓正.大型体育赛事的风险及风险管理[J].成都体育学院学报,2005,31(5):18-22.

[3]金涛,丁敬龙.论体育赛事与项目管理[J].首都体育学院学报,2005,17(5):11-13.

[4]杨志军.体育赛事的项目管理研究[D].兰州大学:2007.

[5]Johnny.大型体育活动项目管理 [M].北京:机械工业出版社,2002,10.

[6]http://sports.sina.com.cn/o/2008-09-18/11143958201.shtml[7]http://www.people.com.cn/GB/paper53/4115/482274.html

[8]张贵敏,于秀,陈祥岩,等.辽宁省体育场地现状调查与分析研究报告[R].2006.

责任编辑:乔艳春

Modelling the Location Problem of Sports Facilities in Management of Large-scale Sports Games

HUANG Fengjuan,FU Zhem in
(Shenyang Sport University,Shenyang110102,L iaoning,China)

G80-05< class="emphasis_bold">文献标识码:A 文章编号:

1004-0560(2010)03-0029-04