莫高窟坐落于敦煌市东南的鸣沙山上,以精妙的壁画与精湛的塑像闻名于世。旅游业的迅速发展带来了巨大的经济效益,同时给莫高窟的保护和管理工作带来了许多难题。莫高窟虽然规模宏大,但适用于对外开放的洞窟数量不多,可承载的游客容量有限;由于各个洞窟环境封闭,游客进入洞窟内参观会产生二氧化碳和水汽,影响洞窟内的微环境。若洞窟长期处于不适的微环境中,会加剧洞内壁画和雕塑的褪色甚至发生起甲、龟裂乃至脱落。为了尽量降低旅游开放给莫高窟洞窟微环境带来的负面影响,论文研究了基于游线调度的洞窟微环境调节技术。论文首先研究了适用于莫高窟的洞窟二氧化碳浓度变化模型,该模型定量地描述了游客流量如何影响洞窟二氧化碳浓度变化。二氧化碳作为洞窟主要的微环境指标,研究窟内二氧化碳浓度随游客流量的变化模型对制定游线调度策略具有指导性的意义。论文分析了无游客参观情况下洞窟二氧化碳浓度的变化模型,并根据游客参观的实际情况对原有模型进行了改进。然后,论文基于莫高窟现有游客管理策略提出了游客分组参观模拟算法。莫高窟工作人员将大约20个游客作为一个游客分组,给其分配了一条游览路线,由讲解员带队进行参观。游客分组参观模拟算法根据当前景区内所有游客分组的游览现状,模拟所有游客分组未来一段时间的游览行为。通过模拟游客分组在景区内的游览行为,一方面可以为游客分组选择尽可能与其他游客分组的游览计划不冲突的路线,另一方面可以计算游客分组选择不同的游线对景区的环境带来的不同影响,最后权衡二者之间的利弊,选择合理的游览路线。论文基于现有的游线调度算法框架,提出了基于游线优选模型的游线调度策略,并采用莫高窟历史游客访问记录对几种游线调度策略进行对比。实验表明采用基于游线优选模型的游线调度策略能有效降低洞窟微环境风险。最后,论文设计并实现了游览路线推荐系统。系统基于游客分组参观模拟算法、洞窟二氧化碳浓度变化模型以及基于游线优选模型的调度算法实现了莫高窟景区的游览路线推荐功能。