研究生数学建模-房地产行业的数学模型

研究生数学建模-房地产行业的数学模型
研究生数学建模-房地产行业的数学模型

题目房地产行业的数学模型

摘要:

本文以商品房为例,建立了房地产行业住房需求的BP神经网络模型、住房供给的GM(1,1)模型、房地产行业与国民经济其他行业关系的灰色关联度模型和房价预测的Markov模型.

对于住房需求问题,选取商品房年度销售面积作为反映住房需求的指标,把年底城镇总人口数等七个变量作为影响需求的因素,建立了BP神经网络模型,对住房需求进行了很好的预测.

对于住房供给问题,选取商品房年竣工面积作为商品房当年的供给量,建立了GM(1,1)模型,并用残差、关联度和后验差对所得的模型进行了检验,最后对全国房地产市场2011-2015年的商品房年竣工面积进行了合理预测.

对于房地产行业与国民经济其他行业关系问题,运用灰色关联度分析和信息熵对全国房地产市场与其他行业的关联度进行了定量分析,并按其关联性的强弱进行了排序.

对于房价预测问题,首先用三次插值多项式对1991-2009年商品房年销售价格进行模拟,运用Markov过程得到状态转移概率矩阵,建立了Markov模型,并对2010年的商品房年销售价格进行了预测.

然后通过房地产开发综合景气指数的变化对我国近几年房地产市场的发展态势进行了分析,再用房屋销售价格环比指数对房地产政策的成效进行了评价,提出了房地产政策严厉度对政策的严厉性进行量化.

最后,对模型的优缺点进行了分析,并对模型进行了评价.

关键词:BP神经网络GM(1,1) 灰色关联度Markov预测

一、问题重述

房地产行业既是国民经济的支柱产业之一,又是与人民生活密切相关的行业之一,同时自身也是一个庞大的系统,该系统的状态和发展对国民经济的整个态势和全国人民的生活水平影响很大.近年来,我国房地产业发展迅速,不仅为整个国民经济的发展做出了贡献,而且为改善我国百姓居住条件发挥了决定性作用.但同时房地产业也面临较为严峻的问题和挑战,引起诸多争议,各方都坚持自己的观点,然而多是从政策层面、心理层面和资金层面等因素来考虑,定性分析多于定量分析.显然从系统的高度认清当前房地产行业的态势、从定量角度把握各指标之间的数量关系、依据较为准确的预见对房地产行业进行有效地调控、深刻认识房地产行业的经济规律进而实现可持续发展是解决问题的有效途径.因此通过建立数学模型研究我国房地产问题是一个值得探索的方向.

利用附录中提供的及可以查找到的资料建立房地产行业的数学模型,建议包括

1.住房需求模型;

2.住房供给模型;

3.房地产行业与国民经济其他行业关系模型;

4.对我国房地产行业态势分析模型;

5.房地产行业可持续发展模型;

6.房价模型等.

并利用模型进行分析,量化研究该行业当前的态势、未来的趋势,模拟房地产行业经济调控策略的成效.希望在深化认识上取得进步,产生若干结论和观点.如果仅就其中几个问题建立模型也是适宜的,对利用附件给的天津市的数据建模并进行分析同样鼓励.

研究房地产问题并不需要很多、很深的专业知识,问题也不难理解.作者也完全可以独立自主地提出自己希望解决的房地产中的新问题,建立相应的数学模型予以解决,所建的每个模型要系统、深入,至少应该自成兼容系统,数据可靠,结论和观点有较多的数据支撑、有较强的说服力、有实际应用价值.

二、模型假设

1.城镇房地产市场是中国房地产行业的主要部分;

2.商品房本年竣工面积作为商品房当年的供给量;

3.近期内没有经济危机影响房地产行业.

三、符号说明

四、模型的建立与求解

房地产行业是一个庞大的系统,可以从微观和宏观两个角度进行分析,其中

住房是房地产行业的核心部分.从微观角度看,房地产市场上存在住房需求与住房供给的经济运动.从宏观角度看,房地产行业作为国民经济的支柱产业,与整个国家的经济发展密切相关,政府的调控政策对房地产市场的发展也会产生一定影响.以下用住房需求、住房供给、房地产行业与国民经济其他行业关系和房价预测四个模型对房地产业进行分析. 1. 住房需求模型

本节以商品房的住房需求为例,构建BP 神经网络模型,并利用Matlab 神经网络工具箱中的相关函数对住房需求进行预测.

选取商品房本年销售面积()()0x i 作为反映住房需求的指标,把年底城镇总人口数1A 、城镇家庭平均每人可支配收入2A 、人均国内生产总值(现价)3A 、城镇新建住宅面积4A 、城镇固定资产投资5A 、城镇储蓄存款6A 和城镇家庭平均每人全年实际收入7A 七个变量作为影响住房需求的因素 (具体数据见附录) .其中人是住房的最终消费者,人口数量的增长必然会对住房的需求提出更高的要求,所以人口数量是决定住房需求的基本因素.城镇人均可支配收入指城镇居民家庭人均可用于最终消费支出和其它非义务性支出以及储蓄的总和,即居民家庭可以用来自由支配的收入,它从购买力方面影响住房需求.人均国内生产总值是一个国家核算期内实现的国内生产总值与这个国家的常住人口的比值,是衡量人民生活水平的一个标准,它从宏观层面影响住房需求.城镇新建住宅面积和城镇固定资产投资反映了国家的城镇化水平,是城镇吸引力的体现,具有较强吸引力的城镇会吸引周边地区乃至全国范围内的住房购买需求. 城镇储蓄存款和城镇家庭平均每人全年实际收入反映了城镇家庭拥有财富的能力.购买住房就需要支出,所以住房需求受制于家庭的收入.

神经网络是一种模仿人脑结构及其功能的信息处理方法,它通过对样本数据的反复训练实现对未知信息的推理.由于神经网络对数据没有特殊的要求,输出结果能够达到很高的精度,且非常适合用于预测.其预测原理为神经网络的训练是根据样本数据反复进行的,训练过程中,处理单元对数据进行汇总和转换,它们之间的连接被赋予不同的权值.当输出的结果在指定的精度级别上与已知结果相吻合时,对网络的训练就不再进行.通过对神经网络的训练和学习,使网络可以总结出内在的规律,从而对输出变量进行预测.

本节所创建的BP 神经网络的指标分别取:学习速率选取为0.01,网络输入变量为7,隐藏层神经元的个数选为13,网络输出误差精度设为0.001. [1]该神经网络图1所示.

输入层 隐藏层 输出层

图1 神经网络图

假定输入层的第i 个节点得到的输入为i A ,输入到隐藏层的第h 个节点的则为这些值的加权平均

ih

i i

w

A ∑,最终通过传输函数f 从输出层输出

()ih i i

f w A θ-∑,θ为隐藏层神经元的阈值.

由于原始数据的单位不同,造成了指标量纲不统一的情况.为了加快网络的收敛速度,在训练前对数据做了标准化变换.标准化准则为

*,ij j

ij j

A A A σ-=

其中11n j ij i A A n ==∑,1

1()()1n

j ti i tj j t A A A A n σ==---∑. 采用Levenberg-Marquardt 算法对数据进行训练,由下面的训练结果图可以看出,网络训练6次后即可达到误差要求,预测值的均方误差达到了0.000054175,预测效果较好.

图2 训练结果图

下面对给定的商品房年销售面积的原始序列

()()()()()()(){}

{}00001,2,,203025.5,4288.9,,104349X x x x ==L L

进行估计,得出的估计值()()0?x

i 如表1: 表1 销售面积的原始序列及估计序列(单位:万平方米)

图3展示了商品房年销售面积的原始序列及估计序列的曲线,从图中可以看

出两个序列的拟合程度较高.

4

时间(年)

销售面积(万平方米)

图3销售面积的原始值及估计值序列图

本节对影响住房需求的影响因素进行了分析,采用BP 神经网络建立了住房需求的预测模型,估计值与原始值之间的均方误差很小,证明了采用神经网络进行住房需求预测的有效性. 2. 住房供给模型

2.1 GM(1,1)模型的建立

根据全国房地产市场1994-2010年的年度商品房本年竣工面积的统计资料,下面采用灰色系统理论,建立灰色GM(1,1)预测模型,对未来五年的商品房销售价格做出合理预测.

对给定的商品房竣工面积的原始序列

()()()()()()(){}

{}00001,2,,1711637,14873.85,,75961Y y y y ==L L ,

作累加生成1—AGO 序列

()()()()101,1,2,,17.k

i y k y i k ===∑L

详细数据见表2:

图4为原始序列及1—AGO 生成序列的散点图,图中清晰地展现了每年商品房的竣工面积及其累计和.

5

时间(年)

住房供给量(万平方米)

图4 竣工面积原始序列及1—AGO 生成序列的散点图

采用一阶单变量微分方程进行估计,得到白化形式的GM(1,1)模型

()

()11,dY aY u dt

+= (1) 式中,a u 为待估计参数.

求解白化方程(1),得到GM(1,1)模型的形式为

()()()()10?11,0,1,,16,ai u u y

i y e i a a -?

?+=-+= ??

?L (2) 还原后的预测模型为

()()()()()()011???11,1,,16,y

i y i y i i +=+-=L (3) 其中()()()()00?11y

y =. 记参数向量[]?T

a

a u =,用最小二乘法求解得 ()1

?.T T N a

B B B Y -= (4) 式中,B 为累加生成矩阵,N Y 为向量,二者的构造为

()()()()(

)()

()()()()

()()()()()

11111111212-19073.92511-34189.20512312-617599.0611161712y y y y B y y ??-+??????????-+????==?????????

???-+????

M M M M , ()()()()()()[]0002,3,,1714873.85,15356.71,,75961.N Y y y y ??==??L L

将,N B Y 带入(4)式得到[]?0.111213693T

a

=-. 根据以上数据带入式子(3)和(4)可求得商品房竣工面积的GM(1,1)预测模型为:

()()0.11121?1134780123140,0,1,,16i y

i e i +=-=L ()()()()

()()()()

0.111210.1112000?1134780,1,,16.?11i i y i e

e i y x -?+=-=??

=??L (5) 由(5)式可得到1994-2010年住房竣工面积的估计值,并将其与原始序列的真

实值比较,详见表3:

图5展示了实际值与估计值这两个序列,从图中可以看出,两个序列之间拟合

的程度高.

4

时间(年)

住房供给量(万平方米)

图5竣工面积实际值及估计值序列图

2.2 模型检验

下面从残差、关联度和后验差三个方面对所得的模型进行检验. (1) 残差检验

计算原始序列()()0y i 与估计序列()()0?y i 的绝对误差()i ε及相对误差()i δ,其中

()()()()()()()()

()()

0000?,1,2,,17,100%,1,2,,17.

i y i y

i i i i i y i εεδ=-==

?=L L

(2)关联度检验

关联度系数定义为

()()()()()

()()()

min max ,1,2,,17.max i i i i i i ερεηερε+=

=+L

其中ρ为分辨率且01ρ<<,本例中取0.5ρ=.

运用Matlab 求解,得到的结果详见表4:

由于关联度系数的信息较为分散,不便于比较.为此,综合各个时刻的关联度系数,得到关联度r .通常0.5ρ=时,0.6r >便可认为关联度可以满意[2]. 关联度r 定义为

()1

1.n

i r i n η==∑

本例中,()1

10.6778n

i r i n η===∑.

(3)后验差检验

首先计算原始数列的()0Y 的均值()0Y 及均方差1S ,其定义为

()

()()001

1,n

i Y y i n ==∑ ()()()()

20

1

1.1

n

i y i Y S n =-=

-∑

然后计算绝对误差()i ε的均值ε及方差2S ,其定义为

()1

1,n

i i n εε==∑

()(

)

2

1

2.1

n

i i S n εε

=-=

-∑

计算方差比21C S S =及小误差概率(){}

10.6745P i S εε=-<. 确定模型级别,方法如表5.

表5 模型级别

将实际数据代入计算,得到后验差检验结果如表6.

由模型的检验可知,关联度0.6778r =,大于0.6,,C P 的取值均满足I 级模型的要求,说明模型的精确度较高,可用于实际预测.

利用公式(5)对全国房地产市场2011-2015年的商品房竣工面积进行预测,得到表7:

3. 房地产行业与国民经济其他行业关系模型

本节以《中国统计年鉴2011》国民经济核算中的分行业增加值为基础数据,运用灰色关联度分析并结合信息熵对房地产相关行业进行权重赋值的方法,对全国房地产业与其他行业的关联度进行定量分析,进一步确定了全国房地产业与其他行业的关联程度,为制定合理的政策和战略提供参考.

下面对灰色关联度模型的理论作一下简单阐述.

设系统有n 个待优选的评价对象,对每个对象又有m 个评价因素,每个评价对象在相应各个评价因素下的属性值构成如下属性矩阵:

1112121

22

212

1,2,,.1,2,n n ik m m mn x x x x x x i m X k n

x x x ????=??= , ??=?

?

??

L L

L M M O M L L 这里的ik x 表示第k 个评判对象在第i 个评判因素下的指标属性.根据实际情况确定参考因素和比较因素.设:参考序列为0()x k ,且1,2,,k n =L ;比较序列为()i x k ,且1,2,,i m =L 和1,2,,k n =L .

根据国民经济体系的行业分类,选取以下13个行业:A 农林牧渔业,B 工业,C 建筑业,D 交通运输、仓储和邮政业,E 信息传输、计算机服务和软件业,F 批发和零售业,G 住宿和餐饮业,H 金融业,I 租赁和商务服务业,J 科学研究、技术服务和地质勘查业,K 居民服务和其他服务业,L 卫生、社会保障和社会福利业,M 公共管理和社会组织.全国房地产业与以上行业的国内生产总值增加值如表8所示:

上表最后一行为房地产业的国内生产总值,作为参考序列0X .由行A M

构成比较序列()1,2,,i X i m =L ,也就是上面提到的属性矩阵ik X .

根据房地产行业与相关行业的关系,采用公式

min 1,2,,1,2,,max min ik ik i ik ik ik i i x x i m Z k n

x x ??-=

?= , ?=-??

L L (6) 对指标进行归一化处理.

由公式(6)对ik X 进行无量纲化处理结果如表9.

需要说明的是,后面我们会用到所有其他行(比较序列)与参考序列的差计算绝对差值序列,所以这里把参考序列也放入属性矩阵中进行归一化,如上表9中的X 行.表9即为归一化后的矩阵ik Z (参考序列不包括在内).

绝对差值序列是参考序列与比较序列的绝对差值

00()().

i i z k z k ?=-

(7)

运用公式(7),得到绝对差序列详见表10.

表10 全国房地产业的国内生产总值增加值的绝对差值序列0i ?

根据上式(公式7)可以得出min ?和max ?分别为绝对差值的最小值和最大值.其中

min 0max 0,,min ()(),max 1,2,,.1,()()2,,,.i i i k

i k

z k z k z k i k n z m k ?=-?===-L L

由上式可得,min max 0,0.3261.?=?=

()i Y k 对0()Y k 的灰色关联度系数如下

min max

0max ().i k ρηρ?+?=

?+?

(8)

式中ρ是分辨率,本文取0.5ρ=.

利用公式(8),灰色关联度系数矩阵如表11所示.

表11 灰色关联度系数()k η

由于灰色关联度系数仅表示各年度数据间的灰色关联程度,为了进一步对整个序列进行比较,即()i Z k 和0()Z k 的比较,根据信息论知识可知,某项指标值变化程度越大,信息熵越小,该指标权重就应该越大,反之也成立.所以,可根据各个指标的变化情况,利用客观赋值法中的信息熵法计算出评价因素权重,以便能够更

加准确和科学地计算灰色关联度.

按照熵思想,人们在决策中获得信息的多少和质量,是决策的精度和可靠性大小的决定因素之一.所以熵在应用于不同决策过程中的评价或案例的效果评价时是一个很理想的尺度. [3]

评价指标的信息熵如下面公式所示,

1ln .n

i ij ij j H K f f ==-∑

在此,我们得到的信息熵值为

()0.7479,0.7936,0.7617,0.7984,0.7915,0.7660,0.7766,

0.7744,0.7854,0.7826,0.7693,0.7662,0.7698.

i H =

假定,0ij f =时,ln 0ij ij f f =;其中,1

ij

ij n

ij

j z f z

==

∑,1

ln K n

=

.计算得0.6213K =. 评价指标的熵权i w 公式

11i i m

i

i H w m H =-=

-∑.

计算得到

()0.0864,0.0708,0.0817,0.0691,0.07150,0.0802,0.0766,

0.0774,0.0736,0.0745,0.0791,0.0802,0.0789.

w =

灰色关联度的计算公式为

1().

m

i k i r w i η==∑

带入数据,得到

()0.3401,0.2719,0.3416,0.2490,0.2819,0.3304,0.3102,

0.3409,0.3107,0.3266,0.3305,0.3376,0.3219.

r =

对0()Z k 和评价因素()i Z k ,其关联度分别为()1,2,,i r i m =L ,按从大到小的顺序,即得灰色关联度顺序,例如设12m r r r >>>L ,表明1Z 和0Z 的关联度最大,或者对0Z 的影响最大, 2Z 次之.由上面得到的灰色关联度如图6.

卫生福居民服批发零科研技公共管租赁商住宿餐信息软工业交通邮建筑金融农林牧

图6 灰色关联度条形图

根据以上对全国的房地产业与相关产业的关联度的计算和分析可以看出:全

国房地产业与建筑业的关联程度最大,关联度为0.3416;此处房地产业与金融业、农林牧渔业、卫生、社会保障和社会福利业、居民服务和其他服务业、 批发和零售业、科学研究、技术服务和地质勘查业和公共管理和社会组织的关联度也较大,灰色关联度分别为

0.3409,0.3401,0.3376,0.3305,0.3304,0.3266,0.3219.

可见,房地产业的发展将对相关产业的发展起到很强的拉动作用,同时对国民经济的发展也具有重大的影响. 4. 房价预测模型

Markov 链是时间和状态均为离散变量的随机过程.它的特点是无后效性,即在0t 时刻的状态为已知时,它在时刻0t t >的状态与其在0t 之前的状态无关

[4]

.Markov 模型能充分利用历史数据给予的信息,为随机波动较大的数据预测工作提供了一种新的方法,提高预测的精度.因此本文采用Markov 模型对房价进行预测.

依据附录中1991-2009年商品房年销售价格{},1,2,,19t p t =L ,其中2010年商品房年销售价格从中国统计年鉴中查到,详细数据见表12:

将时间1991-2009年离散为时间序列1-19,商品房年销售价格t p 用三次插值多项式进行拟合,得到其拟合曲线为

32? 1.431136.2213394.6141387.8186,1,2,,19.t p

t t t t =-++=L 运用Markov 模型预测2010年商品房的销售价格.首先对商品房年销售价格

t p 的数据序列进行状态区间划分,为保证预测的准确度和计算的方便性,并结合近几年商品房销售价格的具体情况,将数据序列化分为四个状态,分别记为

,1,2,,4i i Ω=L ,这里i Ω的划分按与拟合曲线?t p

的变化趋势相一致的准则,即以?t p 为基准曲线,作四条平行于?t p

的曲线而得到四个条形区域,每一个条形区域代表一个状态,即使i Ω所属于的一个状态区域,如图7示:

t

p

t

图7 状态分割曲线

其中每个区域的上、下界见如下的状态划分标准表:

从图7中可以得到1991-2009年商品房年销售价格t p 的Markov 转移情况,得到表14:

继而得到状态转移概率矩阵

010161210.0383814120120V ????

?

?=??????

由图7可知2009年商品房年销售价格19p 处于状态区间3Ω,根据状态转移矩

阵知19p 转移到20p 时分别以概率38处于状态区间2Ω、38处于状态区间3Ω和

14处于状态区间4Ω,故根据Markov 模型估计的2010年的商品房年销售价格

()()()()20202020202020

20??????15015015030033145

?5145.6.8282422p p p p p p p p -++++++??????=++=+= ? ? ???????

%

查《中国统计年鉴2011》[5]可知:2010年商品房年销售价格为5230元,两者的绝对误差1.61%.

五、房地产发展态势与政策成效分析

1. 房地产市场发展态势分析

本节首先运用房地产开发综合景气指数的变化对我国近几年的房地产市场的发展态势进行分析.

房地产开发景气指数,指对企业景气调查中的定性经济指标通过定量方法加工汇总,综合反映某一特定调查群体或者发展趋势的一种指标.房地产开发景气指数是反映房地产业发展景气状况的综合指数.1998年1月至2011年七月的房地产开发景气指数详见图8,其中2009-2011年1月的数据缺失,为了便于分析,文中采用相邻样本均值插补法对缺失值进行插补,插补后的数据分别为95.6、104.57和102.35.

1998—012011—08

2010—07

2003—01

2005—07

2000—072008—01

图8 房地产开发综合景气指数

近年来,国务院对房地产业出台了一系列调控政策.1998年,国务院发布了《城市房地产开发经营管理条例》,我国开始进行住房制度的改革.由上图可以看出,从1998年到2001年末,房地产开发综合景气呈上升趋势.2002年,建设部等六部委发布了《关于加强房地产市场宏观调控促进房地产市场健康发展的若干意见》,国家开始遏制房价过快上涨势头,以促进房地产业和国民经济健康发展,当时的调控手段比较单一,主要通过土地和金融政策类约束开发商的投资或居民的购房需求.2006年5月29日,国务院办公厅转发建设部等九部门《关于调整住房供应结构稳定住房价格的意见》,国家开始对房地产市场的供应结构进行调整和规范.2008年受经济危机影响,我国房地产市场进入低迷时期.由于为应对经济危机超发的货币和调控政策的松动,2009年房地产市场迅速由低迷变为亢奋,房地产开发综合景气指数迅速上升.2010年4月,为了切实解决城镇居民住房问题,国务院发布了《国务院关于坚决遏制部分城市房价过快上涨的通知》(简称“新国十条”).该通知加大了调控力度,要求实行更为严格的差别化住房信贷政策,发挥税收政策对住房消费和房地产收益的调节作用.多种调控方式取得了一定效果,由图中可以看出2010年房地产开发综合景气指数大体呈下降趋势.2011年1月,国务院发布了《关于进一步做好房地产市场调控工作有关问题的通知》(简称“新国八条”),房地产开发综合景气指数在小幅上涨后又回落.

房地产价格走势涉及到人民群众切身利益,关系到经济健康发展好社会和谐稳定.拥有住房是人民正常生活的重要条件,通过上面的分析可以看出,国务院对房地产市场实施调控的决心是坚定的, 并取得了一定成效,通过国家政策可以对房地产市场进行宏观调控,进而改善人民生活状况.

2. 房地产政策的成效分析

下面通过房屋销售价格环比指数对房地产政策的成效进行评价,并提出了房地产政策严厉度对政策的严厉性进行量化.

房屋销售价格指数是反映一定时期房屋销售价格变动程度和趋势的相对数,它是通过百分数的形式来反映房价在不同时期的涨跌幅度, 直接反映了房价的变动情况.房屋销售价格环比指数是以上月价格为100的基准数得到的指数. 国务院出台政策调控房地产市场的目的是把遏制房价上涨, 房地产政策严厉度

L用房地产政策发布后引起房屋销售价格环比指数的变化量来描述.严厉度越大,表明国家对房地产市场监管的越严格,政策取得的成效越大.

房屋销售价格环比指数的数据取自于国家统计局官方网站[6],2010年和2011年的房屋销售价格环比指数详见图9和10:其中2011年的房屋销售价格环比指数采用的是七十个大中城市新建住宅和二手住宅销售价格环比指数的平均值.

2010—12010—32010—52010—72010—92010—11

图9 2010年房屋销售价格环比指数

如图所示,2010年4月“新国十条”发布后,房屋销售价格环比指数明显下降.从2010年5月到2010年8月期间,房屋销售价格环比指数累计减少了1.4,达到了抑制房价快速上涨的目的,故此时严厉度

1

L为1.4.

2011—22011—42011—62011—8

图10 2010年房屋销售价格环比指数

由图10可知:2011年1月“新国八条”发布后,房屋销售价格环比指数持续下降,但下降的幅度较小.从2011年2月到2010年8月,房屋销售价格环比指数

累计减少了0.7157,所以“新国八条”的严厉度

20.7157

L .

从政策的内容来看,“新国十条”通过提高贷款首付比例和贷款利率来限制贷款投机性购房,对定价过高、涨幅过快的房地产开发项目进行重点清算和稽查, 大幅度增加公共租赁住房、经济适用住房和限价商品住房供应.“新国八条”的目的在于进一步做好房地产市场调控工作,调整完善相关税收政策,继续有效遏制投资投机性购房[7].从前面的严厉度数据得出12L L ,所以“新国十条”也被称为最严厉的调控政策.

六、模型的优缺点分析

1. 模型的优点

(1) 在住房需求中运用BP 神经网络模型,预测值与实际值误差小,得出的模型直观、合理;

(2) 在住房供给中运用GM(1,1)模型,从残差、关联度和后残差三个方面验证了模型的合理性,并对2011-2015年的商品房的竣工面积进行了合理预测;

(3) 在房地产行业与国民经济其他行业关系中, 运用灰色关联度分析理论和信息熵对全国房地产市场与其他相关产业的关联度进行了定量分析,并按其关联性的强弱进行了排序, 为制定合理的政策和战略提供参考;

(4) 在房价预测中采用Markov 模型,运用转移概率矩阵对2010年的商品房销售价格进行了合理预测,接近《中国统计年鉴2011》给出的数据,预测准确度高. 2. 模型的缺点

(1) 由于题目中所给的数据有限,影响数据预测的准确度;

(2) 只考虑附录中已知数据和查阅到的数据信息对房地产行业的作用,未考虑其它因素的影响;

(3) 以商品房为例对房地产行业进行了模型分析,住宅和经济适用房等的模型有待进一步研究.

七、模型的评价与改进

本文建立了房地产行业住房需求的BP 神经网络模型、住房供给的GM(1,1)模型、房地产行业与国民经济其他行业关系的灰色关联度模型和房价预测的Markov 模型.其中在住房需求、住房供给和房价预测模型中,也可建立蛛网模型、多元线性回归模型等.

在对房地产行业进行分析时,文章以商品房为例建立了一系列模型,但在实际操作中,应该综合考虑商品房、住宅和经济适用房之间的相互影响,以建立更精确的房地产行业模型.

参考文献

[1] 梁宗经,旷芸,应用BP 神经网络进行住房需求预测分析,经济师,12:9-10, 2006. [2] 邓聚龙,灰色系统基本方法,武汉:华中理工大学出版社,1987.

[3] 曾志强,基于熵权灰色关联分析法的供应商选择决策研究,武汉理工大学硕士学位论文,2009.

[4] 张卓奎.随机过程.西安:西安电子科技大学出版社, 2003. [5] 国家统计局,中国统计年鉴2011,北京:中国统计出版社,2011. [6] 国家统计局数据库,,2011年9月26日.

大学生数学建模竞赛组队方案

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): B 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):成都纺织高等专科学校 参赛队员(打印并签名) :1. XXX(机电XXX) 2. XXX国贸XXX) 3. XXX(电商XXX) 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名): 日期: 2014 年 06 月 06 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

目录 一、问题的重述 (1) 1.1 背景资料与条件 (1) 1.2 需要解决的问题 (1) 二、问题的分析 (2) 2.1 问题的重要性分析 (2) 2.2问题的思路分析 (3) 三、模型的假设 (4) 四、符号及变量说明 (4) 五、模型的建立与求解 (4) 5.1建立层次结构模型 (4) 5.2构造成对比较矩阵 (5) 5.3成对比较矩阵的最大特征根和特征向量的实用算法 (6) 5.4一致性检验 (7) 5.5层次分析模型的求解与分析 (8) 5.5.1 构造成对比较矩阵 (8) 5.5.2计算25优秀大学生的综合得 (9) 六、模型的应用与推广 (11) 七、模型的评价与改进 (12) 7.1模型的优点分析 (12) 7.2模型的缺点分析 (12) 7.3模型的进一步改进 (12) 八、参考文献 (13) 附件一 (14) 附件二 (16)

全国研究生数学建模竞赛一等奖论文E题.doc

(由组委会填写)第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛 学校西安理工大学 参赛队号10700002 队员姓名1.柯俊山 2.朱文奇 3.胡凯

(由组委会填写) 第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛 题目乘用车物流运输计划问题 摘要: 本文主要解决的是乘用车整车物流的运输调度问题,通过对轿运车的空间利用率和运输成本进行优化,建立整数规划模型,设计了启发式算法,求解出了各种运输条件下的详细装载与运输方案。 针对前三问,由于不考虑目的地和轿运车的路径选择,将问题抽象为带装载组合约束的一维装车问题,优化目标是在保证完成运输任务的前提下尽可能满载,选择最优装载组合方案使得所使用的轿运车数量最少。对于满载的条件,将其简化为考虑轿运车的空间利用率最大,最终建立了空间利用率最大化和运输成本最小化的两阶段装载优化模型。该模型类似于双目标规划模型,很难求解。为此,将空间利用率最大转换为长度余量最少,并为其设定一个经验阈值,将问题转换为求解整数规划问题,利用分支定界法进行求解。由于分支定界法有时并不能求得最优解,设计了一种基于阈值的启发式调整优化算法。最后,设计了求解该类问题的通用算法程序,并对前三问的具体问题进行了求解和验证。通过求解得出,满足前三问运输任务的1-1型轿运车和1-2型轿运车数量如下表所示(具体的乘用车装载方案见表2、表5、表7): 第一问第二问第三问 1-1 16 12 25 1-2 2 1 5 针对问题四,其是在问题一的基础上加入了整车目的地的条件,需要考虑最优路径的选择。在运输成本上,加入了行驶里程成本,因而可以建立所使用的轿运车数量最少和总里程最少的双目标整数规划模型。对于此种模型,可以采用前三问所设计的通用算法进行求解。此时,需要重新设计启发式调整优化算法。为此,根据路线距离的远近和轿运车数量需要满足的比例约束条件设计

2017年研究生数学建模竞赛A题

2017年中国研究生数学建模竞赛A题 无人机在抢险救灾中的优化运用 2017年8月8日,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,造成了不可挽回的人员伤亡和重大的财产损失。由于预测地震比较困难,及时高效的灾后救援是减少地震损失的重要措施。无人机作为一种新型运载工具,能够在救援行动中发挥重要作用。为提高其使用效率,请你们解决无人机优化运用的几个问题。 附件1给出了震区的高程数据,共有2913列,2775行。第一行第一列表示(0,0)点处的海拔高度值(单位:米),相邻单元格之间的距离为38.2米,即第m行第n列单元格中的数据代表坐标(38.2(m-1), 38.2(n-1))处的高度值。震区7个重点区域的中心位置如下表所示(单位:千米): 除另有说明外,本题中的无人机都假设平均飞行速度60千米/小时,最大续航时间为8小时,飞行时的转弯半径不小于100米,最大爬升(俯冲)角度为±15°,与其它障碍物(含地面)的安全飞行距离不小于50米,最大飞行高度为海拔5000米。所有无人机均按规划好的航路自主飞行,无须人工控制,完成任务后自动返回原基地。 问题一:灾情巡查 大地震发生后,及时了解灾区情况是制订救援方案的重要前提。为此,使用无人机携带视频采集装置巡查7个重点区域中心方圆10公里(并集记为S)以 内的灾情。假设无人机飞行高度恒为4200米,将在地面某点看 无人机的仰角大于60°且视线不被山体阻隔视为该点被巡查。 若所有无人机均从基地H(110,0)(单位:千米)处派出,且完成任

务后再回到H,希望在4小时之内使区域S内海拔3000米以下的地方尽可能多地被巡查到,最少需要多少架无人机?覆盖率是多少?每架无人机的飞行路线应如何设计?在论文中画出相应的飞行路线图及巡查到的区域(不同的无人机的飞行路线图用不同的颜色表示)。 进一步,为及时发现次生灾害,使用无人机在附件1给出的高度低于4000米的区域(不限于S)上空巡逻。问最少需要多少架无人机、如何设定每架无人机的飞行时间、路线,才能保证在72小时内,上述被巡查到的地方相邻两次被巡查的时间间隔不大于3小时(无人机均需从H出发并在8小时内回到H,再出发的时间间隔不小于1小时)? 问题二:生命迹象探测 使用无人机携带生命探测仪搜索生命迹象,能够给灾后救援提 供准确的目标定位。拟从基地H(110,0),J(110,55)(单位:千米)处 总共派出30架无人机(各15架),任务完成后回到各自的出发地。 探测仪的有效探测距离不超过1000米,且最大侧视角(探测仪到可 探测处的连线与铅垂线之间的夹角)为60度。请你们规划它们的飞 行路线,使附件1所给出的全区域内海拔3000米以下部分能被探测到的面积尽可能大,且使从第一架无人机飞出到最后一架完成任务的无人机回到基地的时间间隔尽量短。 问题三:灾区通信中继 大地震发生后,地面电力设施被破坏,灾区通信中断。太阳能无人机(白天不受续航能力限制,其余条件同前述)可以作为地面移动终端之间的通信中继,为灾区提供持续的通信保障(地面终端只能与无人机进行通信,无人机之间只要不超过最大通信距离就可以互相通信,地面与地面之间的通信由无人机转接)。假设无人机在空中飞行时,可与距离3000米以内的移动终端通信,无人机之间的最大通信距离为6000米,问最少需要多少架无人机、每架无人机的飞行路线如何,才能保证在白天12小时内,附件2中的任意两个地面终端之间都能实现不间断通信(作为中继的无人机之间的切换时间忽略不计,地面终端的移动距离不超过2千米)? 问题四:无人机对地的数据传输 指挥中心拟从H派出3架无人机携带通信装备向灾区内的72个地面终端(分布见附件2)发送内容不同,总量均为500M(1M按106比特计算)的数据。设每台通信装备的总功率是5瓦,可同时向不超过10个地面终端发送数据。数据传输过程可以简化为:当地面终端i看无人机的仰角大于30°、距离不超过3000米且没有山体阻隔时,如果无人机当前服务用户少于10

全国大学生数学建模竞赛的准备方法

全国大学生数学建模竞赛的准备方法 全国大学生数学建模竞赛于每年9月上旬(今年是9月7日)举行。但是在此之前,需要做好哪些准备,让各个参赛队员在竞赛中做到有备无患呢?在总结过去多年培训指导各种数学建模竞赛的基础上,仅就个人观点,介绍一些关于如何准备数学建模竞赛的经验和体会,仅供参考。在这里主要向大家介绍竞赛的基本情况,包括如何组队、如何选题以及在竞赛中如何合理分配时间。通过本次学习,希望大家能够了解数学建模竞赛的基本情况,为全国大学生数学建模竞赛以及其他各类数学建模竞赛做好准备。 一、如何组建优秀数学建模队伍 进入大学阶段参加各种科技竞赛,可以体会到一种和中学竞赛不同的感受,这种感受来自团队合作。以前的各项赛事都是以个人为单位参加竞赛,它们都是考查个人的能力。但是在大学中,由于难度和任务量的加重以及对团队合作精神的关注,因此大部分的赛事都是以团队为单位参加的。竞赛在考查个人能力的同时,还考查团队成员的合作精神。在数学建模竞赛中,团队合作精神是能否取得好成绩的最重要的因素,一队三个人要分工合作、相互支持、相互鼓励。从历年的统计数据可以看出,竞赛成绩优秀的队员往往并不是每个人在各个方面都特别擅长的队伍,而是团队相处得最融洽的队伍。从这一点也可以看出团队合作的重要性。 在竞赛的过程中,切勿自己只管自己的那一部分,一定要记住这是一个集体的竞赛。很多时候,往往一个人的思考是不全面的,只有大家一起讨论才有可能把问题搞清楚。因此无论做任何事情,三个人一定要齐心才行,只靠一个人

的力量,要在3天之内写出一篇高水平的论文几乎是不可能的。让三人一组参赛一方面是为了培养合作精神,其实更为重要的原因是这项工作确实需要多人合作,因为一个人的能力是有限的,知识掌握也往往是不全面的。一个人做题,经常会走向极端,得不到正确的解决方案。而三个人相互讨论、取长补短,可以弥补一个人所带来的不足。 在队伍组建的时候,需要强调“队长”这个名词概念。虽然在全国大学生数学建模竞赛中并没有设立队长,作为队长在获得的证书上也没有特别标注。但是在队内设立“队长”是非常有必要的。因为在比赛中可能会碰到各种突发状况,队长是很重要的,他的作用就相当于计算机中的CPU,是全队的核心。如果一个队的队长不得力,往往影响一个队的正常发挥。竞赛是非常残酷的,在3天3夜(72h)的比赛中,大家睡眠时间都得不到保障,怎样合理安排团队时间就是队长需要做的事情。在比赛过程中,由于睡眠不足,大家脾气都会很急躁。在这种情况,往往会为了一些小事而发生争吵,如果没有适当的处理,有些队伍将会放弃比赛,而队长就应该在这个时候担起责任。 在明确“队长”这个概念后,接下去谈谈怎样科学选择队友。在数学建模竞赛中,题目要求完成的工作量是很大的,因此这项任务是必须分工完成的,各有侧重、相互帮助,这样才能获得好成绩。而科学地选择队友则显得非常重要,也是走向成功的第一步。一般情况下选择队友可以从以下几个方面考虑着手: 1. 在组队的时候需要考虑队伍成员的多元化,尽量和不同专业、不同特长的同学组队。因为同系同专业甚至同班的话大家的专业知识一样,如果碰上专业知识以外的背景那会比较麻烦的。所以如果是不同专业组队则有利的多。因为数学建模题有可能出现在各个领域,这也是数学建模适合各个专业学生参加的原因所在,也是数学建模竞赛赛事的魅力所在。

“华为杯”研究生数学建模获奖结果分析

全国研究生数学建模竞赛获奖结果分析报告全国研究生数学建模竞赛由教育部学位与研究生教育发展中心主办,是学位中心主办的"全国研究生创新实践系列活动"主题赛事之一。全国研究生数学建模竞赛是面向全国在读研究生的科技竞赛活动,目的在于激发研究生群体的创新活力和学习兴趣,提高研究生建立数学模型和运用计算机解决实际问题的综合能力,拓宽知识面,培养创新精神和团队合作意识,促进研究生中优秀人才的脱颖而出、迅速成长,推动研究生教育改革,增进各高校之间以及高校、研究所与企业之间的交流与合作。 本文依据“华为杯”第十三届全国研究生数学建模竞赛的获奖名单,分别对获奖与选题、地区以及学校之间的关系进行研究分析。 1.获奖与选题 在2016年“华为杯”研究生数学建模竞赛中,共有8894个队伍获奖,其中有150个队伍获得了一等奖。而对获奖名单进一步分析,统计并计算得到,选择每道题目的获奖(包括一、二、三等奖以及成功参与奖)的队伍数目及其所占比例和选择每道题目的获得一等奖的队伍数目及其所占比例,如下表所示: 题目类型 A B C D E 获奖队伍数1457 2712 1596 517 2612 所占比例0.1638 0.3049 0.1794 0.0581 0.2937 获一等奖队伍数26 40 27 17 40 所占比例0.1733 0.2667 0.1800 0.1133 0.2667 从表中不难发现,在所有获奖队伍中各个题目所占的比例与所有获一等奖队伍中各个题目所占比例接近,于是本文发现一个问题:能不能获奖是否与选哪道题相关?还有,所获奖的等级是否与选题有关?也就是说是否选择每道题获得一、二、三等奖概率不同? 于是本文将题号“ABCDE”换为“12345”,“成功参赛奖”换为“4”,将“题目类型”与“获奖等级”两列数据代入SPSS软件进行相关性分析,如下图所示:

2017年中国研究生数学建模竞赛题

2017年中国研究生数学建模竞赛D题 基于监控视频的前景目标提取 视频监控是中国安防产业中最为重要的信息获取手段。随着“平安城市”建设的顺利开展,各地普遍安装监控摄像头,利用大范围监控视频的信息,应对安防等领域存在的问题。近年来,中国各省市县乡的摄像头数目呈现井喷式增长,大量企业、部门甚至实现了监控视频的全方位覆盖。如北京、上海、杭州监控摄像头分布密度约分别为71、158、130个/平方公里,摄像头数量分别达到115万、100万、40万,为我们提供了丰富、海量的监控视频信息。 目前,监控视频信息的自动处理与预测在信息科学、计算机视觉、机器学习、模式识别等多个领域中受到极大的关注。而如何有效、快速抽取出监控视频中的前景目标信息,是其中非常重要而基础的问题[1-6]。这一问题的难度在于,需要有效分离出移动前景目标的视频往往具有复杂、多变、动态的背景[7,8]。这一技术往往能够对一般的视频处理任务提供有效的辅助。以筛选与跟踪夜晚时罪犯这一应用为例:若能够预先提取视频前景目标,判断出哪些视频并未包含移动前景目标,并事先从公安人员的辨识范围中排除;而对于剩下包含了移动目标的视频,只需辨识排除了背景干扰的纯粹前景,对比度显著,肉眼更易辨识。因此,这一技术已被广泛应用于视频目标追踪,城市交通检测,长时场景监测,视频动作捕捉,视频压缩等应用中。 下面简单介绍一下视频的存储格式与基本操作方法。一个视频由很多帧的图片构成,当逐帧播放这些图片时,类似放电影形成连续动态的视频效果。从数学表达上来看,存储于计算机中的视频,可理解为一个3维数据,其中代表视频帧的长,宽,代表视频帧的帧数。视频也可等价理解为逐帧图片的集合,即,其中为一张长宽分别为 的图片。3维矩阵的每个元素(代表各帧灰度图上每个像素的明暗程度)为0到255之间的某一个值,越接近0,像素越黑暗;越接近255,像素越明亮。通常对灰度值预先进行归一化处理(即将矩阵所有元素除以255),可将其近似认为[0,1]区间的某一实数取值,从而方便数据处理。一张彩色图片由R(红),G(绿),B(蓝)三个通道信息构成,每个通道均为同样长宽的一张灰度图。由彩色图片

全国大学生数学建模竞赛论文

2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的,如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名): 参赛队员(打印并签名):1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):指导教师组 日期:年月日 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

论文标题 摘要 摘要是论文内容不加注释和评论的简短陈述,其作用是使读者不阅读论文全文即能获得必要的信息。 一般说来,摘要应包含以下五个方面的内容: ①研究的主要问题; ②建立的什么模型; ③用的什么求解方法; ④主要结果(简单、主要的); ⑤自我评价和推广。 摘要中不要有关键字和数学表达式。 数学建模竞赛章程规定,对竞赛论文的评价应以: ①假设的合理性 ②建模的创造性 ③结果的正确性 ④文字表述的清晰性 为主要标准。 所以论文中应努力反映出这些特点。 注意:整个版式要完全按照《全国大学生数学建模竞赛论文格式规范》的要求书写,否则无法送全国评奖。

中国研究生数学建模竞赛历届竞赛题目截止

中国研究生数学建模竞赛历届竞赛题目 第一届2004年题目 A题发现黄球并定位 B题实用下料问题 C题售后服务数据的运用 D题研究生录取问题 第二届2005年题目 A题HighwayTravelingtimeEstimateandOptimalRouting B题空中加油 C题城市交通管理中的出租车规划 D题仓库容量有限条件下的随机存贮管理 第三届2006年题目 A题AdHoc网络中的区域划分和资源分配问题 B题确定高精度参数问题 C题维修线性流量阀时的内筒设计问题 D题学生面试问题 第四届2007年题目 A题建立食品卫生安全保障体系数学模型及改进模型的若干理论问题 B题械臂运动路径设计问题 C题探讨提高高速公路路面质量的改进方案 D题邮政运输网络中的邮路规划和邮车调运 第五届2008年题目 A题汶川地震中唐家山堪塞湖泄洪问题 B题城市道路交通信号实时控制问题 C题货运列车的编组调度问题 D题中央空调系统节能设计问题 第六届2009年题目 A题我国就业人数或城镇登记失业率的数学建模 B题枪弹头痕迹自动比对方法的研究 C题多传感器数据融合与航迹预测 D题110警车配置及巡逻方案 第七届2010年题目 A题确定肿瘤的重要基因信息 B题与封堵渍口有关的重物落水后运动过程的数学建模 C题神经元的形态分类和识别 D题特殊工件磨削加工的数学建模 第八届2011年题目 A题基于光的波粒二象性一种猜想的数学仿真 B题吸波材料与微波暗室问题的数学建模 C题小麦发育后期茎轩抗倒性的数学模型 D题房地产行业的数学建模

第九届2012年题目 A题基因识别问题及其算法实现 B题基于卫星无源探测的空间飞行器主动段轨道估计与误差分析C题有杆抽油系统的数学建模及诊断 D题基于卫星云图的风矢场(云导风)度量模型与算法探讨 第十届2013年题目 A题变循环发动机部件法建模及优化 B题功率放大器非线性特性及预失真建模 C题微蜂窝环境中无线接收信号的特性分析 D题空气中PM2.5问题的研究attachment E题中等收入定位与人口度量模型研究 F题可持续的中国城乡居民养老保险体系的数学模型研究 第十一届2014年题目 A题小鼠视觉感受区电位信号(LFP)与视觉刺激之间的关系研究B题机动目标的跟踪与反跟踪 C题无线通信中的快时变信道建模 D题人体营养健康角度的中国果蔬发展战略研究 E题乘用车物流运输计划问题 第十二届2015年题目 A题水面舰艇编队防空和信息化战争评估模型 B题数据的多流形结构分析 C题移动通信中的无线信道“指纹”特征建模 D题面向节能的单/多列车优化决策问题 E题数控加工刀具运动的优化控制 F题旅游路线规划问题 第十三届2016年题目 A题多无人机协同任务规划 B题具有遗传性疾病和性状的遗传位点分析 C题基于无线通信基站的室内三维定位问题 D题军事行动避空侦察的时机和路线选择 E题粮食最低收购价政策问题研究 数据来源:

2017年中国研究生数学建模竞赛E题

2017年中国研究生数学建模竞赛E题 多波次导弹发射中的规划问题 随着导弹武器系统的不断发展,导弹在未来作战中将发挥越来越重要的作用,导弹作战将是未来战场的主要作战样式之一。 为了提高导弹部队的生存能力和机动能力,常规导弹大都使用车载发射装置,平时在待机地域隐蔽待机,在接受发射任务后,各车载发射装置从待机地域携带导弹沿道路机动到各自指定发射点位实施发射。每台发射装置只能载弹一枚,实施多波次发射时,完成了上一波次发射任务的车载发射装置需要立即机动到转载地域(用于将导弹吊装到发射装置的专门区域)装弹,完成装弹的发射装置再机动至下一波次指定的发射点位实施发射。连续两波次发射时,每个发射点位使用不超过一次。 某部参与作战行动的车载发射装置共有24台,依据发射装置的不同大致分为A、B、C三类,其中A、B、C三类发射装置的数量分别为6台、6台、12台,执行任务前平均部署在2个待机地域(D1,D2)。所属作战区域内有6个转载地域(Z01~ Z06)、60个发射点位(F01~ F60),每一发射点位只能容纳1台发射装置。各转载地域最多容纳2台发射装置,但不能同时作业,单台转载作业需时10分钟。各转载地域弹种类型和数量满足需求。相关道路情况如图1所示(道路节点J01~J62),相关要素的坐标数据如附件1所示。图1中主干道路(图中红线)是双车道,可以双车通行;其他道路(图中蓝线)均是单车道,只能在各道路节点处会车。A、B、C三类发射装置在主干道路上的平均行驶速度分别是70公里/小时、60公里/小时、50公里/小时,在其他道路上的平均行驶速度分别是45公里/小时、35公里/小时、30公里/小时。 部队接受发射任务后,需要为每台车载发射装置规划每个波次的发射点位及机动路线,要求整体暴露时间(所有发射装置的暴露时间之和)最短。本问题中的“暴露时间”是指各车载发射装置从待机地域出发时刻至第二波次发射时刻为止的时间,其中发射装置位于转载地域内的时间不计入暴露时间内。暂不考虑发射装置在发射点位必要的技术准备时间和发射后发射装置的撤收时间。

2017年中国研究生数学建模竞赛F题

2017年中国研究生数学建模竞赛F题 构建地下物流系统网络 背景 交通拥堵是世界大城市都遇到的“困局”之一。2015年荷兰导航经营商TomTom 发布了全球最拥堵城市排名,中国大陆有十个城市位列前三十名。据中国交通部2014年发布的数据,我国交通拥堵带来的经济损失占城市人口可支配收入的20%,相当于每年国内生产总值(GDP)损失5~8%。15座大城市的居民每天上班比欧洲发达国家多消耗28.8亿分钟。大量研究表明:“时走时停”的交通导致原油消耗占世界总消耗量的20%。高峰期,北京市主干线上300万辆机动车拥堵1小时所需燃油为240万~330万升。2015年城市交通规划年会发布数据显示:在石油消费方面,我国交通石油消费比重占到了消费总量的54%,交通能耗已占全社会总能耗10%以上,并逐年上升。高能耗也意味着高污染和高排放。 导致城市交通拥堵的主要原因是交通需求激增所带来的地面道路上车辆、车次数量巨增,其中部分是货物物流的需求增长。尽管货车占城市机动车总量的比例不大,但由于货运车辆一般体积较大、载重时行驶较慢,车流中如果混入重型车,会明显降低道路的通行能力,因此,其占用城市道路资源的比例较大。如北京,按常规的车辆换算系数(不同车辆在行驶时占用道路净空间的程度),货运车辆所占用的道路资源达40%。因此,世界各国都在为解决城市交通和环境问题进行积极探索,而处理好货运交通已成为共识。大量实践证明,仅通过增加地面交通设施来满足不断增长的交通需求,既不科学也不现实,地面道路不可能无限制地增加。因此“统筹规划地上地下空间开发”势在必行,“地下物流系统”正受到越来越多发达国家的重视。 概念 地下物流系统(Underground Logistics System——ULS)是指城市内部及城市间通过类似地铁的地下管道或隧道运输货物的运输和供应系统。它不占用地面道路,减轻了地面道路的交通压力,从而缓解城市交通拥堵;它采用清洁动力,有效减轻城市污染;它不受外界条件干扰,运输更加可靠、高效。地面货车的减少同时带来巨大的外部效益,如路面损坏的修复费用,环境治理的费用,可以用于补偿地下物流系统建设的高投资。

第十五届华为杯中国研究生数学建模竞题—B题

2018年中国研究生数学建模竞赛B 题 光传送网建模与价值评估 1. 背景 2009年诺贝尔物理学奖授予了英籍华人高锟(Charles K. Kao )博士,以表彰他对光纤通信发展所做出的贡献,诺贝尔奖委员会在给公众的公开信中写到: “当诺贝尔物理学奖宣布的时候,世界大部分地方几乎瞬间收到了这条信息…文字、语音和视频信号沿着光纤在世界各地来回传输,几乎瞬时地被微小而便捷的设备接收,人们已经把这种情况当做习惯。光纤通信正是整个通信领域急速发展的前提。” 从诞生至今,50多年里基于数字光纤通信技术的光传送网构建起了全球通信的骨架。从城市内的传输,直到跨越大洋的传输,光传送网为人类提供了大容量、高可靠性和低能耗的信息传输管道,人类对通信容量的追求也成为光传送技术发展的源源不断的动力。 光传送网的规划与建设是运营商、设备商以及政府必须考虑的课题。光传送的基本规律是——在相同技术条件下传输的容量会随着传输距离增加而减小。网络规划者需要在有限资源的条件下,综合考虑传输距离,传输容量、网络拓扑等各种因素,以最大化网络的价值。本课题中,请你们站在上述角度,从底层物理出发为光传送链路建模,制定光传送网规划,探索光传送网有关规律。 本课题的内容包括: 1) 对光传送链路进行简单建模 2) 制定光传送网的规划,并探讨网络的价值 3)改进调制格式 2. 问题-1:光传送链路建模 现代数字传输系统可认为是对0101二进制序列进行编码传输的系统,1个二进制的0或1称为1个比特(bit )。无论是语音、视频还是任何类型的消息,都可以数字化为一串串”0101…”的二进制比特序列,经编码并调制为某个“载体信号”后,再经过特定的“信道”(信息的通道)传输到目的地。图1中给出了简化的模型。在光纤通信中,光纤就是信道,光纤传输的光波就是信息的载体。信道中无法避免的噪声可能导致最终接收的二进制序列中比特出错,即产生误码。 接收机解调制噪声信号接收 信号 发送序列 0101010...接收序列0101110...发射机 编码调制 图1 简化后的数字传输模型 二进制序列通常需要将K 个比特作为一个“符号”进行传输,每个符号有个不同状

为什么要参加大学生数学建模竞赛

为什么要参加大学生数学建模竞赛 大学生数学建模竞赛是培养学生创新能力和竞争能力的极好的、具体的载体。 1.对于学校的领导(校长、教务处长等)来说,全心全意把学校搞好(高质量的教学、高百分比的就业率、高水平的教师队伍以及提高知名度等)肯定是他们追求的办学目标而且会采取各种措施。但是就选派学生参加大学生数学建模竞赛来说,不少领导(甚至数学教师)会非常犹豫:我们数学课时少,教学任务重,即使参加了,拿不到奖的话,不但不能提高学校的知名度,甚至会招致一些负面的议论等等。实际上,领导们有三个问题考虑不够,它们是: ⑴对数学的极端重要性要有充分的认识。学生将来的发展和成就是和他们坚实的数学基础密切相关的。但是现在的数学教学确实有许多不足之处有待改革,特别是怎么做到不仅教知识,而且要教知识是怎样用来解决实际问题的能力是有待加强的。让部分师生参加到数学建模活动,特别是大学生数学建模竞赛肯定是有利于推动教学改革的。 ⑵ 办好学校的关键之一是提高教师的教学水平。怎样提高呢?鼓励教师组织学生参加大学生数学建模竞赛等数学建模活动,既可以帮助教师进一步了解怎样用数学来解决实际问题,更有助于数学教师到其他专业系科了解他们要用什么样的数学以及怎样用这些数学,互相学习,进行切磋,从而对怎样提高自己的教学水平,数学教学怎样更好为其他专业后继课,甚至对专业课题研究服务产生具体的想法,提出切实可行的措施,最终能够提高教师的专业水平和教学水平,从而也就提高了学校的水平。 ⑶ 学生要求参加大学生数学建模竞赛的积极性是很高的,关键是怎样组织好,培训好。实际上,即使是高职高专院校,也一定有一部分学生的数学基础是相当坚实的,他们之间又有一部分对数学,特别是用数学来解决实际问题有强烈的兴趣。为什么不组织他们参赛呢?培养一些数学基础好对应用又有能力的高职高专院校的学生,今后他们在工作中做出好成绩的可能性肯定会比较大。毕业生事业有成者多也标志了学校办得好、有水平。此外,对于怎样贯彻因材施教也会产生一些很好的想法。 2.对于数学教师来说,组织、指导学生参加大学生数学建模竞赛对自己也会有极大的好处。

华为杯研究生数学建模获奖结果分析

华为杯研究生数学建模获奖结果分析 集团档案编码:[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

全国研究生数学建模竞赛获奖结果分析报告 全国研究生数学建模竞赛由教育部学位与研究生教育发展中心主办,是学位中心主办的"全国研究生创新实践系列活动"主题赛事之一。全国研究生数学建模竞赛是面向全国在读研究生的科技竞赛活动,目的在于激发研究生群体的创新活力和学习兴趣,提高研究生建立数学模型和运用计算机解决实际问题的综合能力,拓宽知识面,培养创新精神和团队合作意识,促进研究生中优秀人才的脱颖而出、迅速成长,推动研究生教育改革,增进各高校之间以及高校、研究所与企业之间的交流与合作。 本文依据“华为杯”第十三届全国研究生数学建模竞赛的获奖名单,分别对获奖与选题、地区以及学校之间的关系进行研究分析。 1.获奖与选题 在2016年“华为杯”研究生数学建模竞赛中,共有8894个队伍获奖,其中有150个队伍获得了一等奖。而对获奖名单进一步分析,统计并计算得到,选择每道题目的获奖(包括一、二、三等奖以及成功参与奖)的队伍数目及其所占比例和选择每道题目的获得一等奖的队伍数目及其所占比例,如下表所示: 题目类型 A B C D E 获奖队伍数1457 2712 1596 517 2612 所占比例0.1638 0.3049 0.1794 0.0581 0.2937 获一等奖队伍数26 40 27 17 40 所占比例0.1733 0.2667 0.1800 0.1133 0.2667 从表中不难发现,在所有获奖队伍中各个题目所占的比例与所有获一等奖队伍中各个题目所占比例接近,于是本文发现一个问题:能不能获奖是否与选哪道题相关?还有,所获奖的等级是否与选题有关?也就是说是否选择每道题获得一、二、三等奖概率不同? 于是本文将题号“ABCDE”换为“12345”,“成功参赛奖”换为“4”,将“题目类型”与“获奖等级”两列数据代入SPSS软件进行相关性分析,如下图所示: 结果如以下三图所示: 由分析结果可以看出,“题目序号”与“获奖等级”的Pearson相关系数为-0.008,显着性(双侧)sig=0.440>0.01;“题目序号”与“获奖等级”的Spearman相关系数为-0.010,显着性(双侧)sig=0.364>0.01;这两个检验结果均说明了“题目序号”与“获奖等级”的相关性很小,且相关关系不显着。

对中国大学生数学建模竞赛历年成绩的分析与预测

2012年北京师范大学珠海分校数学建模竞赛 题目:对中国大学生数学建模竞赛历年成绩的分析与预测 摘要 本文研究的是对自数学建模竞赛开展以来各高校建模水平的评价比较和预测问题。我们将针对题目要求,建立适当的评价模型和预测模型,主要解决对中国大学生数学建模竞赛历年成绩的评价、排序和预测问题。 首先我们用层次分析法来评价广东赛区各校2008年至2011年及全国各大高校1994至2011年数学建模成绩,从而给出广东赛区各校及全国各大高校建模成绩的科学、合理的评价及排序;其次运用灰色预测模型解决广东赛区各院校2012年建模成绩的预测。 针对问题一,首先我们对比了2008到2011年参加建模比赛的学校,通过分析我们选择了四年都参加了比赛的学校进行合理的排序(具体分析过程见表13),同时对本科甲组和专科乙组我们分别进行排序比较。在具体解决问题的过程中,我们先分析得出影响评价结果的主要因素:获奖情况和获奖比例,其中获奖情况主要考虑国家一等奖、国家二等奖、省一等奖、省二等奖、省三等奖,我们采用层次分析法,并依据判断尺度构造出各个层次的判断矩阵,对它们逐个做出一致性检验,在一致性符合要求的情况下,通过公式与matlab求得各大学的权重,总结得分并进行排序(结果见表11);在对广东赛区各高校2012建模成绩预测问题中,我们采用灰色预测模型,我们以华南农业大学为例,得到该校2012年建模比赛获奖情况为:省一等奖、省二等奖、省三等奖及成功参赛奖分别为5、9、8、8(其它各高校预测结果见表10)。 针对问题二,我们对全国各院校的自建模竞赛活动开展以来建模成绩排序采用与问题一相同的数学模型,在获奖情况考虑的是全国一等奖、全国二等奖。运用matlab求解,结果见表12。 针对问题三,我们通过对一、二问排序的解答及数据的分析,得出在对院校进评价和预测时还应考虑到各院的师资力量、学校受重视程度、学生情况、参赛经验等因素,考虑到这些因素,为以后评价高校建模水平提供更可靠的依据。 关键词:层次分析法权向量灰色预测模型模型检验 matlab

2017年全国研究生数学建模竞赛B题

2017年中国研究生数学建模竞赛B题(华为公司命题) 面向下一代光通信的VCSEL激光器仿真模型 友情提示:阅读本题附录3有助于理解本题的相关概念与方法。 随着互联网技术的快速发展,家庭固定网络速度从原来的2Mbps、10Mbps,快速发展到了今天的百兆(100Mbps),甚至千兆(1000Mbps)光纤宽带入户。“光纤宽带入户”,顾名思义,就是采用光纤来传输信号。光纤中传输的激光信号具有远高于电信号传输速率的特点(激光信号传输带宽远大于电信号传输带宽),更适合于未来高速率的传输网络。工程师们在光纤通信传输系统设计前,往往会通过计算机仿真的方式研究系统设计的指标,以便快速找到最适合的解决方案。因此在进行系统仿真时,需要准确掌握系统中各个器件的特性以保证仿真模型的精度。激光器作为光纤通信系统的核心器件是系统仿真中需要考虑的一个重要因素。 与我们生活息息相关的激光器种类繁多,其中的垂直腔面发射激光器(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)具有使用简单,功耗较低等特点,一般VCSEL 的工作电流在6mA~8mA。本题的主要任务,就是得到能准确反映VCSEL激光器特性的数学模型。 激光器输出的光功率强度与器件的温度相关,当器件温度(受激光器自身发热和环境温度的共同影响)改变后,激光器输出的光功率强度也会相应发生变化。在进行建模时,我们既要准确反映VCSEL激光器特性,还要考虑: 1.激光器输出的功率强度与温度的关系——即该激光器可以在多大的外界 环境温度范围内使用; 2.如何设计激光器参数可以使激光器具有更大的传输带宽(即S21曲线上纵 坐标-10dB位置对应的横坐标频率值更大)——即可以实现更快的传输速 率。 1问题1:VCSEL的L-I模型

中国大学生数学建模竞赛历年试题

中国大学生数学建模竞赛(CUMCM)历年赛题一览! CUMCM历年赛题一览!! CUMCM从1992年到2007年的16年中共出了45个题目,供大家浏览 1992年A)施肥效果分析问题(北京理工大学:叶其孝) (B)实验数据分解问题(复旦大学:谭永基) 1993年A)非线性交调的频率设计问题(北京大学:谢衷洁) (B)足球排名次问题(清华大学:蔡大用) 1994年A)逢山开路问题(西安电子科技大学:何大可) (B)锁具装箱问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此) 1995年:(A)飞行管理问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此) (B)天车与冶炼炉的作业调度问题(浙江大学:刘祥官,李吉鸾) 1996年:(A)最优捕鱼策略问题(北京师范大学:刘来福) (B)节水洗衣机问题(重庆大学:付鹂) 1997年:(A)零件参数设计问题(清华大学:姜启源) (B)截断切割问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此) 1998年:(A)投资的收益和风险问题(浙江大学:陈淑平) (B)灾情巡视路线问题(上海海运学院:丁颂康) 1999年:(A)自动化车床管理问题(北京大学:孙山泽) (B)钻井布局问题(郑州大学:林诒勋) (C)煤矸石堆积问题(太原理工大学:贾晓峰) (D)钻井布局问题(郑州大学:林诒勋) 2000年:(A)DNA序列分类问题(北京工业大学:孟大志) (B)钢管订购和运输问题(武汉大学:费甫生) (C)飞越北极问题(复旦大学:谭永基) (D)空洞探测问题(东北电力学院:关信) 2001年:(A)血管的三维重建问题(浙江大学:汪国昭) (B)公交车调度问题(清华大学:谭泽光) (C)基金使用计划问题(东南大学:陈恩水) (D)公交车调度问题(清华大学:谭泽光) 2002年:(A)车灯线光源的优化设计问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此) (B)彩票中的数学问题(解放军信息工程大学:韩中庚) (C)车灯线光源的优化设计问题(复旦大学:谭永基,华东理工大学:俞文此))

研究生数学建模竞赛简介

研究生数学建模竞赛简介 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

全国研究生数学建模竞赛 竞赛发起网址:年在一批参加过大学生数学建模竞赛感到收获很大 的研究生的要求下,东南大学、南京大学、中国科技大学、合肥工业大学等江苏、安徽省 12所高校研究生会联合发起了“南京及周边地区研究生数学建模”有20所学校、近200名研究生参加。 竞赛全名 全国研究生数学建模竞赛 National Post-Graduate Mathematic Contest in Moleding :GMCM 竞赛由来 东南大学“长江计划特聘教授”、生命科学专家陆祖宏赞助了这次竞赛,竞赛的成功举办在研究生中产生较大的反响。 2004年东南大学研究生院、南京师范大学研究生部联合邀请部分高校研究生院的领导共商研究生建模的工作。经过南京的筹备会议,东南大学、南京师范大学、南京大学、南京理工大学、同济大学、河海大学、武汉大学、南京航空航天大学、山东大学、南昌大学、中国科学技术大学、国防科学技术大学、中国矿业大学、解放军信息工程大学、解放军理工大学、中南大学、华南理工大学、吉林大学、西安交通大学、中山大学、合肥工业大学、厦门大学、天津大学、四川大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等 26所高校研究生院一致决定联合发起全国部分高校研究生数学建模竞赛,成立了竞赛组织委员会和竞赛评审委员会,制定了竞赛的章程和规则。

竞赛历程 2004年首届竞赛由南京师范大学承办,由 24 个省 84所高校及中国科学院的约1440名研究生参加,其中包括60名博士生。 2005年第二届竞赛由东南大学举办,包括清华大学、南开大学、大连理工大学、北京理工大学、湖南大学、武汉理工大学、北京工业大学等 25个省的高校和中国科学院研究生所得 103个单位的600多对总计2000多名研究生报名参赛,其中包括博士生 72 人。东南大学校友、全国百篇优秀博士论文作者, The catholic University of America 孙璐教授为竞赛命题,交通专业的“ 长江计划特聘教授” 、全国“ 畅通工程” 专家组组长王炜教授和中科院的专家韩续业、田丰教授参加了评审。根据竞赛的发展,组织委员会决定增加清华大学、北京航空航天大学、北京交通大学、西北工业大学、大连理工大学、重庆大学为组织委员成员,并更名为“ 全国研究生数学建模竞 赛” 。经过两年的实践,这项活动不仅为高校所认可,而且得到教育部的支持,教育部研究生司给颁奖晚会发来贺词:“ 在全国范围内积极开展研究生的数学建模活动,不仅极大地激发研究生群体的学习活力,充分调动研究生的学习积极性、拓宽知识面、提高数学建模和解决实际问题的能力,而且有利于培养研究生很强的团队精神,有利于各学科的交叉融合,提高研究生的创新能力。” 2008初教育部研究生司正式批准东南大学的申请,将全国研究生数学建模创新能力培养改革和举办全国研究生数学建模竞赛列入研究生创新教育计划项目,对竞赛产生巨大的推动。 2006年第三届竞赛由同济大学承办。在承办组委会的努力下,参赛学校数和参赛的研究生人数都有了很大的增加。其中,华中科技大学、中国人民

全国研究生数学建模竞赛历年试题

全国研究生数学建模竞赛历年试题 2004年 A题发现黄球并定位 B题实用下料问题 C题售后服务数据的运用 D题研究生录取问题 2005年 A题高速公路行车时间的估计 B题空中加油 C题城市交通管理中的出租车规划 D题仓库容量有限条件下的随机存贮管理 2006年 A题Ad Hoc网络中的区域划分和资源分配问题 B题确定高精度参数问题 C题维修线性流量阀时的内筒设计问题 D题学生面试问题 2007年 A题建立食品卫生安全保障体系数学模型及改进模型的若干理论问题 B题机械臂运动路径设计问题 C题探讨提高高速公路路面质量的改进方案 D题邮政运输网络中的邮路规划和邮车调度

A题汶川地震中唐家山堰塞湖泄洪问题 B题城市道路交通信号实时控制问题 C题货运列车的编组调度问题 D题中央空调系统节能设计问题 2009年 A题我国就业人数或城镇登记失业率的数学建模 B题枪弹头痕迹自动比对方法的研究 C题多传感器数据融合与航迹预测 D题110警车配置及巡逻方案 2010年 A题确定肿瘤的重要基因信息—提取基因图谱信息方法的研究B题与封堵溃口有关的重物落水后运动过程的数学建模 C题神经元的形态分类和识别 D题特殊工件磨削加工的数学建模 2011年 A题基于光的波粒二象性一种猜想的数学仿真 B题吸波材料与微波暗室问题的数学建模 C题小麦发育后期茎秆抗倒性的数学模型 D题房地产行业的数学建模

A题基因识别问题及其算法实现 B题基于卫星无源探测的空间飞行器 ——主动段轨道估计与误差分析 C题有杆抽油系统的数学建模及诊断 D题基于卫星云图的风矢场(云导风)度量模型与算法探讨2013年 A题变循环发动机部件法建模及优化 B题功率放大器非线性特性及预失真建模 C题微蜂窝环境中无线接收信号的特性分析 D题空气中PM2.5问题的研究 E题中等收入定位与人口度量模型研究 F题可持续的中国城乡居民养老保险体系的数学模型研究

全国大学生数学建模竞赛b题

全国大学生数学建模竞赛 b题 Prepared on 22 November 2020

“互联网+”时代的出租车资源配置 摘要 随着“互联网+”时代的到来,针对当今社会“打车难”的问题,多家公司建立了打车软件服务平台,并推出了多种补贴方案,这无论是对乘客和司机自身需求还是对出租车行业发展都具有一定的现实意义。本文依靠ISM解释结构、AHP-模糊综合评价、价格需求理论、线性规划等模型依次较好的解决了三个问题。 对于问题一求解不同时空出租车资源“供求匹配”程度的问题,本文先将ISM模型里的层级隶属关系进行改进,将影响出租车供求匹配的12个子因素分为时间、空间、经济、其它共四类组合,然后使用经过改进的AHP-模糊综合评价方法建立模型,提出了出租车空载率这一指标作为评价因子的方案,来分析冬季某节假日哈尔滨市南岗区出租车资源“供求匹配”程度。通过代入由1-9标度法确定的各因素相互影响的系数,得出各个影响因素的权重大小,利用无量纲化处理各影响因素,得出最终评判因子为,根据“供求匹配”标准,得出哈尔滨市南岗区出租车资源“供求匹配”程度处于供需合理状态的结论。同理,也得到了哈尔滨市不同区县、不同时间的供求匹配程度,最后作出哈尔滨市出租车“供求匹配”程度图。 对于问题二我们运用价格需求理论建立模型,以补贴前后打车人数比值与空驶率变化分别对滴滴和快的两个公司的不同补贴方案进行求解,依次得到补贴后对应的打车人数及空驶率的变化,再和无补贴时的状态对比,最后得出结论:当各公司补贴金额大于5元时,打车容易,即补贴方案能够缓解“打车难”的状况;当补贴小于5元时,不能缓解“打车难”的状况。

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