2015年全国大学生数学建模竞赛B题

2015年全国大学生数学建模竞赛B题
2015年全国大学生数学建模竞赛B题

“互联网+”时代的出租车资源配置

摘要

近几年来,随着燃油价格、维修等费用的上涨,导致了出租车运行成本显著上涨,“打车难”成了人们关注的一个热点问题。为了缓解大城市打车难的问题,打车软件应运而生。本文通过Matlab拟合和定性分析以及计算等方法,建立演化博弈模型,针对打车难问题设计出了合理的补贴方案。

针对问题一,根据2014年各省拥有的出租车总数量情况和城市人口情况,发现北京、上海、杭州、武汉等城市具有拥有出租车数量较多,常驻人口多,流动人口大,出租车需求量大等特点,所以选取这四个城市,查找高峰期与非高峰期时刻的出租车需求量和实载量数据,以实载量与需求量的比值作为指标,通过计算,分析出不同时空的出租车资源的供求匹配程度,在凌晨一点时上海出租车需求量大,其次是杭州、北京,武汉需求量小,早上七点时,北京出租车需求量大,其次是上海、杭州,武汉需求量小,下午一点时,北京需求量大,其次是上海、杭州,武汉需求量小,晚上19点时,上海出租车需求量大,其次是北京、杭州,武汉需求量小,但总体供小于求。并采用Matlab软件画出各个城市对应的供求关系图。

针对问题二,建立出租车司机与乘客对打车软件使用意向的演化博弈模型,通过乘客与出租车司机效益的对比,对模型求解与分析,得出结论,认为乘客由于出租车价格偏高而不愿意使用打车软件,又通过计算,发现出租车司机使用打车软件后由于较高的燃油费导致收入增加不明显,而不太愿意使用打车软件。所以公司只在司机收入方面部分缓解了打车难这个问题。

针对问题三,通过分析传统打车方式下的出租车的供求关系,可以看出打车软件的出现却有其现实意义,但在实践过程中也存在一些不足,比如部分出租车司机抱怨有较高的燃油费,收入相对来说偏低。面对燃油价格的变化,出租车经营者不能按照自己目标制定出租车经营策略。本文根据燃油价格变化情况,以达到利润最大化为目标,制定了基于经营合理利润水平的出租车补贴方案;又根据出租车经营利润的变化率与燃油价格变化率成正比,制定了基于燃油价格变化率的出租车补贴方案。通过对比两个方案发现方案一更加具有说服力。

关键词:打车软件,演化博弈模型,优化模型,matlab拟合

一、问题重述

近年来随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的极大提高,我国城市居民对出租车的需求量越来越大。为了缓解大城市打车难的问题,打车软件应运而生。乘客只需要安装打车软件的移动端,发布打车信息,出租车通过软件可以查看区域内所有具有打车需求的乘客的打车信息,出租车司机在打车软件上选择乘客,驶向乘客并完成接送服务,这完全区别于传统意义上的出租车的载客方式。大城市的“打车难”问题很大程度上由于出租车司机与乘客之间信息不对称,导致非高峰时期出租车空载率高,燃油费增加;高峰期、恶劣天气下拒载乘客现象频繁发生。打车软件可以使乘客的需求与出租车的供给相对透明。如何合理补贴司机,提高乘客打车成功率,降低司机空驶距离,成为我们关注的热点。本文尝试解决以下几个问题:

问题一:试建立合理的指标,并分析不同时空出租车资源“供求匹配”程度。

问题二:分析各公司出租车补贴方案是否对“缓解打车难”有帮助。

问题三:设计一个补贴方案并论证其合理性。

二、问题分析

这是一个评价与规划问题,根据不同时间的出租车需求量、出租车的实载量、出租车被抢车时间、出租车燃油损耗、政府与出租车公司补贴、打车软件补贴、油价等分析计算。与传统出租车运营模式下的工资进行对比,得出打车软件是否对缓解打车难有帮助。由此设计一套更合理补贴的方案,使得出租车获得更大利润。问题的特点在于数据量大分类复杂,可挖掘的数值多,难点在于如何设计合理的方案,使得司机获得最大利润,更好的缓解打车难的问题。

(一)问题一

为了分析不同时空的出租车资源的“供求匹配关系”程度,选取典型城市,查找高峰期与非高峰期时刻的出租车需求量和实载量数据,对比不同城市的同时刻的实载量与需求量之比,同一城市不同时刻的实载量与需求量之比,进而说明出租车的供求关系。

(二)问题二

打车软件需要乘客和出租车司机群体都能支持,大部分乘客和出租车司机在新方法实行的开始阶段会不熟悉新方法,但一旦有人开始使用打车软件并且证明补贴后乘客所付价格[2]与司机的收益确优于传统打车,那么渐渐的使用传统打车方式的出租车司机和乘客就会改变习惯,从而选择更优的政策使用第三方打车软件,对于乘客可以减少等车时间,而对于出租车司机则会提高他们的收益。

(三)问题三

通过分析了传统打车方式下的出租车的供求关系,可以已看出打车软件的出现却有其现实意义,但在实践过程中也存在一些不足,出租车司机抱怨燃油费偏高,收入相对来说偏低。为了配合城市发展的战略目标,最大限度地满足城市各类人口的出行需要,并协调市民、出租车司机和社会三者的关系,实现城市交通规划可持续发展,设计合理的补贴方案。

三、模型假设

1. 乘客外出打车全部使用打车软件;

2. 出租车一分钟可以行驶大概一公里,即一秒钟行驶60

1公里; 3. 专车公司方案补贴按最少倍数1倍补贴;

4. 司机一天内用打车软件接了四单;

5. 快的打车和滴滴打车软件在8点和点各补贴一单;

6. 出租车行业政策和经营模式的其他外部因素不变;

7. 除燃油成本之外其他所有成本基本不变;

8. 是否载客对出租车的耗油量没有影响;

9. 单辆出租车的经营成本都相同,随燃油价格变化而变化;

10.由于数据的采集统计存在误差,本文假定所有计算数据在5%-10%误差范围内可以接受。

四、符号说明 符号说明

符号 符号说明 符号 被抢单时间

t 出租车乘客平均乘车时间 平均车费

r 出租车乘客上车之前平均等待时间 每单耗油费 U 出租车总量 方案补贴下的利润 i y (1,2,3i =) 出租车出行需求的成本弹性系数 出租车司机所组成的

集合

乘客乘车单位时间价值 出行乘客所组成的集

乘客等车的单位时间价值 北京市区出租车起步

a 每辆出租车的单位时间的经营成本 行驶一公里所耗汽油

b 每辆出租车的的单位时间固定成本 坚持使用打车软件出

租车司机策略集

出租车平均单位里程油耗 不坚持使用打车软件

出租车司机策略集

燃油价格 坚持使用打车软件乘

客策略集

出租车的平均行驶速度 不坚持使用打车软件

乘客策略集

出租车经营者收入 出租车起步价(元/

次)

不坚持使用打车软件的出租车集合 出租车里程价(元

/km )

坚持使用打车软件的出租车集合 出租车平均乘车距离

坚持使用打车软件的乘客集合 出租车起步价里程

坚持使用打车软件的乘客集合 出租车平均运价

出行者选择第i 种交通方式的效用函数 出租车乘客出行平均

需求 出行者选择第i 种交通方式的费用

变量

D P 1d S 2d S 1p S 2p S 0p d βL 0d P Q T W N

a

τk c 0c λx v R 2d S 1d S 1p S 2p S i V i

C

五、模型的建立与求解

(一)问题一

1.问题分析

根据2014年各省拥有的出租车总数量情况和四个城市的人口情况,发现北京、上海、杭州、武汉等城市具有出租车数量较多,常驻人口多,流动人口大,出租车需求量大的特点,所以选取这四个城市,将24小时分成四个时间点,这四个时间点分别处于高峰期和非高峰期。通过滴滴快的智能出行平台统计这四个时间点的打车需求量和实载量,对数据进行分析,进而通过计算实载量与需求量的比值,得出出租车资源的供求关系,并采用matlab软件画出各个城市对应的供求关系图。

2.统计分析模型建立与求解

在滴滴快的智能出行平台上查找到9月5日四个城市的出租车需求量与实载量的数据,算出实载量与需求量之比,列表如下:

表1 9月5号出租车需求量与实载量情况

时间1:00 7:00 13:00 19:00

需求量实载

实载/

需求

需求

实载

实载/

需求

需求

实载

实载/

需求

需求

实载

实载/

需求

北京1243 393 0.316 570 254 0.446 634 213 0.336 938 330 0.352 杭州411 285 0.693 226 160 0.708 551 363 0.659 1285 630 0.49 上海1363 339 0.249 522 295 0.565 1454 652 0.448 1951 647 0.332 武汉90 70 0.778 78 68 0.872 85 58 0.682 111 91 0.82

由matlab作出四个城市的拟合图像,如下所示:

图1 北京出租车需求实载比拟合

图2 杭州出租车需求实载比拟合

图3 上海出租车需求实载比拟合

图4 武汉出租车需求实载比拟合

在凌晨一点时上海出租车需求量大,其次是杭州、北京,武汉需求量小,早上七点时,北京出租车需求量大,其次是上海、杭州,武汉需求量小,下午一点时,北京需求量大,其次是上海、杭州,武汉需求量小,晚上19点时,上海出租车需求量大,其次是北京、杭州,武汉需求量小。但总体供小于求。

(二)问题二

1. 问题分析

打车软件需要乘客和出租车司机两个群体共同支持,大部分乘客和出租车司机在打车软件实行的开始阶段会不熟悉打车软件,但一旦有人开始使用打车软件并且证明新方法的确优于传统打车方法,那么渐渐的使用传统打车方式的出租车司机和乘客就会改变习惯,从而选择更优的政策使用第三方打车软件,对于乘客可以减少等车时间,而对于出租车司机则会提高他们的收益。因此使用了演化博弈的方法,车租车司机群体与乘客群体之间对于此打车软件是一种逐渐适应的过程,就如同达尔文提出的演化论一样,在经济学问题上我们一样可以使用演化论的思想,也就是演化博弈论[3]的方法来研究乘客和出租车司机群体对于打车软件的最终选择情况。

2. 博弈模型建立与求解

因为当出行费用的增加会使乘客的出行所获效用减少,同时出行时间的增加也会减少乘客出行所获效用,所以以上0i β<,0i γ<,0i α>。乘客收入里虽然不会直接影响到出行效用i V ,但是会通过影响i C 从而间接改变i V 。使用现有打车软件乘客出行所获效用公式(1)表示。

11111

V C T αβγ=++ (1) 使用所查资料中打车软件补贴方案所获效用公式为:

222222V C T αβγ=++ (2) 乘客坐公共交通所获效用为: 000000V C T αβγ=++ (3) 出租车司机一次运营所获利润π等于乘客的所有费用c 减去成本q 。出租车司机使用现有出租车打车软件运营所获利润为:

111c q π=- (4)

出租车司机按所查资料中打车软件补贴方案运营所获利润为: 222c q π=- (5) 出租车司机群体与乘客群体的支付矩阵如下图所示:

表2 出租车司机群体与乘客群体的支付矩阵 1d S

2d S 1p S 0V ,0

0V , 1π 2p S

2V ,2 2V ,1π 假设出租车司机群体中采取策略1d S 的比例为X ,相对应的(1-X )为策略2d S 的概率。乘客群体中采取策略1p S 的比例为Y ,相对应的(1-Y )为策略2p S 的概率。

当出租车司机选择策略1d S 时的期望收益为:

1220(1)(1)d U Y Y Y *π*π*=+-=- (6)

选择策2d S 时的期望收益为:

2111(1)d U Y Y *ππ*π=+-= (7)

则出租车司机群体的平均期望收益为:

21(1)(1)d R X Y X *π*π*=-+- (8)

根据以上的出的结论,推出出租车司机群体复制动态方程:

121[](1)[(1)]d d dX X X U R X X Y dt

ππ==-=--- (9) 当乘客选择1p S 时的期望收益为:

101+(1)P U X V V X **=- (10)

选择2p S 时的期望收益为:

220+(1)P U X V V X **=- (11)

则乘客群体的平均期望收益为:

12(1)P P d R Y U Y U **=+- (12)

根据以上的出的结论,推出乘客群体复制动态方程:

10120[](1)[(1)(1)]P P dY Y Y U R Y Y XV V X XV V X dt

==-=-+--+- (13) 首先分析博弈方出租车司机群体的复制动态方程,根据复制动态方程,当0dX X dt ==时,X 为稳定状态。若常数212Y πππ-=,则dX dt 始终为0.当2

12Y πππ->时,0X *=和1X *=是两个稳定状态,而其中0X *=为演化稳定策略。当212

Y πππ-<时,0X *=和1X *=是两个稳定状态,而其中1X *=为演化稳定策略。 同理可得对博弈方乘客群体的复制动态方程的分析,根据复制动态方程,

当0dY Y dt ==时,Y 为稳定状态。若常数01012

2V V X V V V -=--(其中100V V ->,200V V ->),则dY dt 始终为0。当01012

02V V X V V V ->>--时,0Y *=和1Y *=是两个稳定状态,而其中0Y *=为演化稳定策略。当01012

02V V X V V V -><--时,0Y *=和1Y *=是两个稳定状态,而其中1Y *=为演化稳定策略。

通过以上分析,将所求得的复制动态关系放置于二位坐标轴表示,如图所示:

图5 出租车和乘客打车软件使用演化博弈图

根据上图所示,可以得到出租车司机与乘客博弈中,

0X *=、1Y *=和1X *=、0Y *=为该博弈的演化稳定策略。在这个博弈的复制动态进化博弈中,当初始的X 、Y 落在A 区域时,则最终会稳定在演化稳定策略0X *=、1Y *=点上,即是司机群体不坚持使用所查资料中打车软件补贴方案,同时乘客群体坚持使用现有出租车定价规则。当初始的X 、Y 落在D 区域时,则最终会稳定在演化稳定策略1X *=、0Y *=点上,即是司机群体坚持使用所查资料中打车软件补贴方案,同时乘客群体不坚持使用现有出租车打车软件补贴方案。

根据滴滴快的智能出行平台分别对8点、9点、18点和19点四个时间点,随机在北京五环内抽取十个位置,对其抢单时间和车费,进行统计,进而求出它们的平均值,即平均抢单时间和平均车费。如表3:

表3 北京出租车抢单时间和车费表 时间 8:00 9:00

18:00 19:00 平均被抢单时间t (秒) 85.7 102.3

38.8 38.7 平均车费r(元) 168

141

145.1 152.2 经过网络调查得知快的打车在北京对司机补贴为5元,每天两单,滴滴打车对司机补贴是6元,每天补贴两单,专车向司机每天补贴乘客车费的1~1.3倍,有时为2倍,在北京市区内出租车起步价为14元(3公里以内),超出起步价为每公里2.3元。通过网络查询得知一升92号汽油可以行驶10公里,出租车行驶一公里所消耗的汽油费用是7.55元。

出租车在抢单完成后到接上乘客时所行驶路程为:

601'

?=t s (14) 司机在接上乘客之后所行驶的路程为:

33

.2a s ''+-=

r (15) 即所耗的燃油费用为 ()b 1.0'''??+=s s u (16)

由燃油费用、车费可以得出司机在这四个时间点各得到的利润为

u r -=y (17)

通过以上公式可以得出司机通过打车软件在四个时间点下的利润:

表4 司机通过打车软件在四个时间点下的利润 时间

车费r (元) 耗油费用u (元) 利润y A 补贴下的利润1y B 补贴下的利润2y C 补贴下的利润3y 8:00

168 63.6011 104.3989 109.3989 110.3989 168 9:00

141 56.826 84.174 89.174 90.174 141 18:00

145.1 50.1823 94.9177 94.9177 94.9177 145.1 19:00

152.2 52.5004 99.6996 99.6996 99.6996 152.2

经查相关资料得知,政府每年向出租车司机补贴4162.5元,即每天补贴约11.5元,单出租车司机每月要向出租车公司缴纳约6200元(租车费用),即每天需要缴纳约206.7元。

所以出租车司机在这三个方案下每天真正得到的利润分别为:

9902.197w 1=,9902.1992=w ,100.411w 3=

表5 各公司补贴下出租车利润对比表 快的公司补贴下的利润 滴滴公司补贴下的利润 专车补贴下的利润 未补贴之前 176.4902 176.4902 176.4902 补贴之后 197.9902 199.9902 411.1

通过对未补贴之前与补贴之后的利润对比,可以清楚的看到,补贴之后出租车司机的收入没有明显的变化,虽然专车补贴后司机收入较高,但是软件公司损失较大。所以部分出租车司机不太偏向使用打车软件。

乘客由于出租车价格偏高而不愿意使用打车软件,出租车司机使用打车软件后由于较高的燃油费导致收入增加不明显,也不太愿意使用打车软件。所以公司只在司机收入方面部分缓解了打车难这个问题。

(三) 问题三

1. 问题分析

当前的城市的出租车情况不合理,原因是空载率高达50%左右,极大浪费了交通资源和燃料等资源,使出租车的运行效率大大降低。而造成空载率没有达到国际合理的35%水平的原因是:不合理的收费方案和过多的出租车数量,还有较高的燃油费。根据燃油价格变化情况,以达到利润最大化为目标,制定了基于经营合理利润水平的出租车补贴方案[4];又根据出租车经营利润的变化率与燃油价格变化率成正比,制定了基于燃油价格变化率的出租车补贴方案。

2. 模型建立与求解

基于经营合理利润水平的出租车补贴方案中,首先需要分析不同情况下出租车的经营利润。

由于出租车行业具有公共交通的性质,面对燃油价格的变化,出租车经营者不能按照自身目标制定出租车的经营策略。出租车经营者将会以利润最大为目标,根据燃油价格变化情况,确定相应的出租车基本运价[5]和投入运营的出租车数量。

由模型假设,有以下条件成立:

)(00d L P P d -+=β

),,(W T P f Q =

PQ R =

0()C cN c vx N λ==+

cN PQ C R B -=-=

v

L T = 有补贴情况下的出租车经营利润:

在燃油价格变化的情况下,在有补贴的情况下,出租车经营者会通过调整运价和出租车数量等方式,从而实现利润的最大化。在这种情况下,出租车经营者的利润模型可表示为:

0max ()B PQ c x N λν=-+

且满足如下的条件

exp(())Q Q a P tT k

N QT γ=-++-

0N QT ->

0P > 0N >, 且N 为整数. (18)

在方程组(18)中,目标函数是经营利润;约束条件有四个:第一约束是出租车出行需求与出租车运价、出租车乘车时间和等待时间的关系方程,第二个约束是要保证出租车总数大于载客出租车的数量,第三个约束是保持出租车运价为正数,第四个约束是保证出租车数量为正整数。需要说明的是,出租车平均运价和出租车乘客平均出行时间与乘客的平均出行距离有关,不由出租车经营者决定。因此,上述模型把出租车平均运价和出租车乘客平均等待时间作为一个外生变量来处理。根据式(17)得到的出租车经营者利润记为M B 。

没有补贴情况下的出租车经营利润:

在燃油价格变化和其他情况的约束下,实际情况是不存在长期的补贴,在这种情况下出租车经营者的利润模型可表示为:

0max ()B PQ c x N λν=-+

..exp(())s t Q Q a P tT k

N QT γ=-++-;

0N QT ->; F P P =

F N N = (19)

在方程组(19))中,F P 和F N 分别表示没有补贴的出租车平均运价和出租车数量,对应的出租车经营者实际利润记为B 。

(1) 出租车公司对出租车经营的补贴方案。

在此基础上,基于出租车经营合理利润水平的出租车补贴方案,通过以下方法可以确定。

假设燃油价格变化之前,出租车经营实际利润1B 与其期望最大利润1M B 之比

反映了出租车行业经营利润的合理水平。那么,燃油价格变化之后,出租车经营

的合理利润值2B *与其期望最大利润2M B 之比应该等于燃油价格变化之前出租车

经营实际利润与其期望最大利润之比,即

1212

M M B B B B *= (19) 因此燃油价格变化之后的出租车经营合理利润值为

1221

M M B B B B *= (20) 而在没有补贴的情况下,出租车运价和车辆数量相对平稳下,出租车经营的实际利润为2F B 。那么,政府对出租车经营的补贴金额为

22A B B *=- (21)

需要说明的是:当燃油价格上涨时,公司需补贴金额A 为正值,说明由于没有补贴导致出租车经营利润低于合理水平,公司需要给予一定的补贴;当燃油价格下降时,公司需补贴金额A 为负值,说明出租车经营利润高于合理水平,即公司应减小运行价格,限制出租车经营利润过高。

燃油价格变化前后,公司对出租车经营的财政补贴金额计算过程见下图6。

图6 燃油价格变化时出租车经营者获得的补贴额度计算过程

(2) 基于燃油价格变化率的出租车补贴方案

基于燃油价格变化率的出租车补贴方案,主要是建立出租车经营利润变化率与燃油价格变化率之间的关系,政府根据燃油价格变化率来制定补贴方案。

燃油价格变化率可表示为:

2111

x x x x x ε-?== (22) 式中,2x 、1x 分别为变化之前的燃油价格和变化之后的燃油价格(元/升);

x ?为燃油价格变化量(元/升)。

油价变化后,出租车经营者应该分担一部分压力。假设油价变化后,出租车经营的利润变化率与燃油价格变化率成正比,则有

1

x e x ωεω?=-=- (23) 在式(23)中,e 表示出租车经营利润的变化率;ω为比例系数,且ω≥0,反映了出租车经营者承担油价变化的压力的大小;负号表示出租车经营的利润变化率与燃油价格变化率成反方向变化,即油价上涨,出租车利润应该下降;油价下降,出租车利润应该上升。

因此,燃油价格变化后,出租车经营者的合理利润为 2111

(1)(1)x B e B B x *ω?=+=- (24) 1B 、2B 分别表示在政府管制且不给予补贴情况下,

燃油价格变化前后的出租车经营实际利润,其表达式为:

101()B PQ c x N λν=-+ (25)

202()B PQ c x N λν=-+ (26)

那么,政府需要给予出租车经营者的补贴金额为:

2201021

(1)[()][()]x A B B PQ c x N PQ c x N x *ωλνλν?=-=--+--+ (27) 化简可得: 011

[()]x A N x PQ c x N x λνωλν?=?--+ (28) 其中,exp(())Q Q a P tT k

N QT

γ=-++-. 两种补贴方案的比较: 第一种方案:基于经营合理利用水平的出租车补贴方案,该方案将油价变化之前的出租车经营实际利润与其期望最大利润之比作为出租车经营利润的合理水平。这种补贴方案的关键点是计算在没有补贴的情况下,燃油价格变化前后的出租车经营最大利润。除此,该方案下的补贴金额不仅与变化前后的燃油价格有关,还与出租车的基本运价、出租车数量等因素直接相关;但又难以直接建立补贴金额与燃油价格变化量、出租车运价和出租车数量之间的数学关系模型。因此,该方案计算过程相对复杂,从而会影响其实施方便性,实施效果受到限制。

第二种方案:基于燃油价格变化率的出租车补贴方案,该方案的主要观点是出租车经营的利润变化率与燃油价格变化率成正比。该方案中的补贴金额收经营利润变化率与燃油价格变化率的比例系数、燃油价格变化量、燃油价格变化率、

出租车数量以及燃油价格变化之前的经营利润等因素有关。该方案的突出特点是能够反映补贴金额与燃油价格变化率和变化量的关系;其难点是确定经营利润变化率与燃油价格变化率的额比例系数,该比例系数直接关系到软件公司和经营者的切身利益。如果能够顺利确定经营利润变化率与燃油价格变化率的比例系数,则该方案的具体实施有较好的实用性。

因此,综合比较两种补贴方案,方案一有将强的说服力,但其计算过程复杂限制了其实用性。方案二能够直观反映油价变化量对补贴金额的影响,具有较好的实用性。

六、模型评价

模型优缺点:

优化模型中方案一有将强的说服力,但方案计算过程相对复杂,从而会影响其实施方便性,实施效果受到限制。方案二能够直观反映油价变化量对补贴金额的影响,具有较好的实用性。

七、参考文献

[1]刘群,易佳,基于演化博弈的社交网络模型演化研究[J].物理学报,2013(23):463-471.

[2]黄钰,出租车运价调整政策的过程模型分析[J].现代商业,2014(20):98-100.

[3]王一帆,基于打车软件的出租车服务模式优化研究[D].上海交通大学

[4]何建平,基于燃油价格变化的城市客运出租车补贴研究[D].哈尔滨工业大学

[5]陈茜,王炜,黄娟,需求控制下的出租车计程定价问题研究[J].城市交

通,2005,(3):14-18.

附录

排名城市出租车数量(辆)

1 北京66600

2 上海50257

3 天津32000

4 杭州20642

5 广州19010

6 成都17550

7 长春15400

8 武汉15337

9 深圳14799

10 哈尔滨14000

表6 2014年各省拥有出租车总数量表

各城市出租车需求实载比拟合:

>> x=1:6:24;

y=[0.316,0.446,0.336,0.352];

>> cftool

>> y2=[0.693,0.708,0.659,0.490];

>> cftool

>> y3=[0.249 0.565 0.448 0.332];

>> cftool

>> y4=[0.778 0.872 0.682 0.820];

>> cftool

汽车耗油费计算:

>> x=[168,141,145.1,152.2];

>> y=[85.7,102.3,38.8,38.7];

>> z=[(x-14)/2.3+3]*0.1*7.55+(1/60)*y*7.55

z =

63.6011 56.8269 50.1823 52.5004

数学建模竞赛的准备、技巧、选题、写作等各方面得总结

数学建模竞赛的准备、技巧、选题、写作等各方面得总结 一、如何准备数学建模 下面结合我的建模经历给建模新手一些指导,顺便给大家一些建议和推荐些好书,本文属本人原创若要转载请注明出自:校苑资源网。 我是从大一下学期开始接触数学建模的,当时我的感觉就是一个字——晕,自己什么都不懂,想学习却又无从下手。记得我一次接触的数学建模题目是艾滋病的传播,当时就吓蒙了,这样的东西也能建模,艾滋病怎么能和数学联系到一起了呢?硬着头皮听完学长的一堂讲座,什么也没听懂,只是朦胧的记得有说什么微分方程,还有什么马尔萨斯之类,看他们说的像是家常便饭,而我却是在听天书。尤其是问了数学建模的论文一般写多少页,一位学长告诉我说20多页吧,至少也得15页多,听完以后真的吓坏了,要写15页的论文这是从来也没敢想过的事情。 我相信好多同学也都像我这样迷茫过,不知该从什么地方抓起。当时就想要放弃,但是看到那么多同学都坚持了,自己也就跟着每天去学习,半途而废太丢人了,只好一直往前走,糊里糊涂的参加了全国竞赛,结果和想象的一样,奇迹终究还是没有发生,呵呵,什么奖也没拿到。回头一想,自己就没付出什么这样的结果也是应该的,就是那三天三夜的煎熬,还有在做建模的过程中学到的知识还是记忆犹新。也是从此我就深深的迷上了数学建模,主动找学长请教,最终加入学校的数学建模工作室(相当于社团),和同学老师一起系统的学习数学建模。 1.先是从看优秀论文学起,起初先看一些简单的全国论文,比如:易拉罐的设计、手机套餐的设计,雨量预报等专科生论文(可以到这里下载),通过这个先熟悉建模题目、了解建模的一些方法; 2.然后就是建模方法的学习,用的教材当然是姜启源的数学模型了(【推荐】数学模型姜启源第三版),同时我还发现了一本更简单点的建模书:数学建模引论,唐焕文和贺明峰教授主编的,这本书页里面的内容非常好也很易学,推荐建模新手去参考一下(在网上搜索了好长时间还没有找到电子书,希望有的同学共享给大家,或者也可以参考这本书:数学建模引论阮晓青周义仓主编,数学建模引论--新手推荐书)。看书每周看1-2章的内容,看完后大家组织在一起讨论、评讲。 3.与此同时还有每周的Matlab讲座和作业(【推荐】大连大学数学建模工作室matlab讲座提要与练习),都是有精通Matlab的同学讲的,然后下来自己做练习题;不会时候就去查书,或者在百度上搜索,其实百度是个非常大的资源应该好好利用,有什么不懂的先百度一下,然后再问别人或者查书。个人感觉Matlab学习还是比较简单的关键看你自己用不用功,不是学不懂而是自己不知道,我认为很好的书在校苑数模论坛2009年全国数学建模培训一(初级入门辅导)里面已经说过了,可以点击去看看,还有这里校苑数模论坛2009 年全国竞赛培训二(Matlab强化训练)也都推荐了好书。 4.最后一个环节就是真题实战了,可以组队也可以单独做,仍然是从简单题目练起,一般都是全国赛的大专组题目,比如手机套餐资费问题、DVD在线租赁、体检时间安排问题等

2015全国大学生数学建模竞赛B题

“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0.3062,根据“供求匹配”标准,得出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,也得到了市不同区县、不同时间的供求匹配程度,最后作出市出租车“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。 对于问题三,在问题二的模型下,建立了一个寻找最优补贴金额的优化模型,利用lingo软件[1]进行求解算出最佳补贴金额为8元,然后将这个值带入问题二的模型进行验证,经论证合理后将补贴金额按照4种分配方案分配给司机乘客。关键词:ISM解释结构模型;AHP-模糊综合评价;价格需求理论;线性规划

2017全国数学建模竞赛B题

2017年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B题“拍照赚钱”的任务定价 “拍照赚钱”是移动互联网下的一种自助式服务模式。用户下载APP,注册成为APP的会员,然后从APP上领取需要拍照的任务(比如上超市去检查某种商品的上架情况),赚取APP对任务所标定的酬金。这种基于移动互联网的自助式劳务众包平台,为企业提供各种商业检查和信息搜集,相比传统的市场调查方式可以大大节省调查成本,而且有效地保证了调查数据真实性,缩短了调查的周期。因此APP成为该平台运行的核心,而APP中的任务定价又是其核心要素。如果定价不合理,有的任务就会无人问津,而导致商品检查的失败。 附件一是一个已结束项目的任务数据,包含了每个任务的位置、定价和完成情况(“1”表示完成,“0”表示未完成);附件二是会员信息数据,包含了会员的位置、信誉值、参考其信誉给出的任务开始预订时间和预订限额,原则上会员信誉越高,越优先开始挑选任务,其配额也就越大(任务分配时实际上是根据预订限额所占比例进行配发);附件三是一个新的检查项目任务数据,只有任务的位置信息。请完成下面的问题: 1.研究附件一中项目的任务定价规律,分析任务未完成的原因。 2.为附件一中的项目设计新的任务定价方案,并和原方案进行比较。 3.实际情况下,多个任务可能因为位置比较集中,导致用户会争相选择,一种 考虑是将这些任务联合在一起打包发布。在这种考虑下,如何修改前面的定价模型,对最终的任务完成情况又有什么影响? 4.对附件三中的新项目给出你的任务定价方案,并评价该方案的实施效果。 附件一:已结束项目任务数据 附件二:会员信息数据 附件三:新项目任务数据

2016年数学建模国赛A题

2016年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) A题系泊系统的设计 近浅海观测网的传输节点由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成(如图1所示)。某型传输节点的浮标系统可简化为底面直径2m、高2m的圆柱体,浮标的质量为1000kg。系泊系统由钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和特制的抗拖移锚组成。锚的质量为600kg,锚链选用无档普通链环,近浅海观测网的常用型号及其参数在附表中列出。钢管共4节,每节长度1m,直径为50mm,每节钢管的质量为10kg。要求锚链末端与锚的链接处的切线方向与海床的夹角不超过16度,否则锚会被拖行,致使节点移位丢失。水声通讯系统安装在一个长1m、外径30cm的密封圆柱形钢桶内,设备和钢桶总质量为100kg。钢桶上接第4节钢管,下接电焊锚链。钢桶竖直时,水声通讯设备的工作效果最佳。若钢桶倾斜,则影响设备的工作效果。钢桶的倾斜角度(钢桶与竖直线的夹角)超过5度时,设备的工作效果较差。为了控制钢桶的倾斜角度,钢桶与电焊锚链链接处可悬挂重物球。 图1 传输节点示意图(仅为结构模块示意图,未考虑尺寸比例)

系泊系统的设计问题就是确定锚链的型号、长度和重物球的质量,使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。 问题1某型传输节点选用II型电焊锚链22.05m,选用的重物球的质量为1200kg。现将该型传输节点布放在水深18m、海床平坦、海水密度为1.025×103kg/m3的海域。若海水静止,分别计算海面风速为12m/s和24m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。 问题2在问题1的假设下,计算海面风速为36m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域。请调节重物球的质量,使得钢桶的倾斜角度不超过5度,锚链在锚点与海床的夹角不超过16度。 问题3 由于潮汐等因素的影响,布放海域的实测水深介于16m~20m之间。布放点的海水速度最大可达到1.5m/s、风速最大可达到36m/s。请给出考虑风力、水流力和水深情况下的系泊系统设计,分析不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。 说明近海风荷载可通过近似公式F=0.625×Sv2(N)计算,其中S为物体在风向法平面的投影面积(m2),v为风速(m/s)。近海水流力可通过近似公式F=374×Sv2(N)计算,其中S为物体在水流速度法平面的投影面积(m2),v为水流速度(m/s)。

西南大学2016年春《数学建模》作业及答案(已整理)(共5次)

西南大学2014年春《数学建模》作业及答案(已整理) 第一次作业 1:[填空题] 名词解释: 1.原型 2.模型 3.数学模型 4.机理分析 5.测试分析 6.理想方法 7.计算机模拟 8.蛛网模型 9.群体决策 10.直觉 11.灵感 12.想象力 13.洞察力 14.类比法 15.思维模型 16.符号模型 17.直观模型 18.物理模型19.2倍周期收敛20.灵敏度分析21.TSP问题22.随机存储策略23.随机模型24.概率模型25.混合整数规划26.灰色预测 参考答案: 1.原型:原型指人们在现实世界里关心、研究或者从事生产、管理的实际对象。2.模型:指为某个特定目的将原形的某一部分信息简缩、提炼而构造的原型替代物。3.数学模型:是由数字、字母或其它数字符号组成的,描述现实对象数量规律的数学公式、图形或算法。4.机理分析:根据对客观事物特性的认识,找出反映内部机理的数量规律,建立的模型常有明显的物理意义或现实意义。5.测试分析:将研究对象看作一个"黑箱”系统,通过对系统输入、输出数据的测量和统计分析,按照一定的准则找出与数据拟合得最好的模型。6.理想方法:是从观察和经验中通过想象和逻辑思维,把对象简化、纯化,使其升华到理状态,以其更本质地揭示对象的固有规律。7.计算机模拟:根据实际系统或过程的特性,按照一定的数学规律用计算机程序语言模拟实际运行情况,并依据大量模拟结构对系统或过程进行定量分析。8.蛛网模型:用需求曲线和供应曲线分析市场经济稳定性的图示法在经济学中称为蛛网模型。9.群体决策:根据若干人对某些对象的决策结果,综合出这个群体的决策结果的过程称为群体决策。10.直觉:直觉是人们对新事物本质的极敏锐的领悟、理解或推断。11.灵感:灵感是指在人有意识或下意识思考过程中迸发出来的猜测、思路或判断。12.想象力:指人们在原有知识基础上,将新感知的形象与记忆中的形象相互比较、重新组合、加工、处理,创造出新形象,是一种形象思维活动。13.洞察力:指人们在充分占有资料的基础上,经过初步分析能迅速抓住主要矛盾,舍弃次要因素,简化问题的层次,对可以用那些方法解决面临的问题,以及不同方法的优劣作出判断。14.类比法:类比法注意到研究对象与以熟悉的另一对象具有某些共性,比较二者相似之处以获得对研究对象的新认识。15.思维模型:指人们对原形的反复认识,将获取的知识以经验的形式直接储存于人脑中,从而可以根据思维或直觉作出相应的决策。16.符号模型:是在一定约束条件或假设下借助于专门的符号、线条等,按一定形式组合起来描述原型。17.直观模型:指那些供展览用的实物模型以及玩具、照片等,通常是把原型的尺寸按比例缩小或放大,主要追求外观上的逼真。18.物理模型:主要指科技工作者为一定的目的根据相似原理构造的模型,它不仅可以显示原型的外形或某些特征,而且可以用来进行模拟实验,间接地研究原型的某些规律。19.2倍周期收敛:在离散模型中,如果一个数列存在两个收敛子列就称为2倍周期收敛。20.灵敏度分析:系数的每个变化都会改变线性规划问题,随之也会影响原来求得的最优解。为制定一个应付各种偶然情况的全能方法,必须研究以求得的最优解是怎样随输入系数的变化而变化的。这叫灵敏性分析。21.TSP问题:在加权图中寻求最佳推销员回路的问题可以转化为在一个完备加权图中寻求最佳哈密顿圈的问题,称为TSP问题。22.随机存储策略:商店在订购货物时采用的一种简单的策略,是制定一个下界s和一个上界S,当周末存货不小于s时就不定货;当存货少于s 时就订货,且定货量使得下周初的存量达到S,这种策略称为随机存储策略。23.随机模型:如果随机因素对研究对象的影响必须考虑,就应该建立随机性的数学模型,简称为随机模型。24.概

2005年数学建模B题

2013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): 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):华南师范大学增城学院 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): 日期:年月日

赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2013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):

DVD在线租赁 摘要 问题(三):题目需要我们回答购买各种DVD的数量来使95%的会员能看到他DVD想看到的DVD,并且要怎么分配才能使满意度达到最大;每种建立以总的购买数最小、会员满意度最大为双目标的规划模型。通过确定在一个月内每张DVD的在每个会员中手中的使用率;然后通过c语言程序编程来确定每种DVD 的购买量;建立0-1规划模型;通过LINGO软件使满意度达到最大,来最终确定DVD的分配; 一级,二级目标,将多目标规划转化为单目标;同时将第j种DVD的购买量y的整数约束去掉,求解出最小购买数为张。将最小购买数作为约束条件,优j 化满意度后,得到最大满意度为95%;然后对此时DVD的购买量 y向上取整,得 j 到总购买数为186张。当购买数为186张时,会员满意度达到97%。 三、模型假设 1、租赁周期为一个月,每月租两次的会员可以在月中再租赁一次; 2、同一种DVD每人只能租赁一次; 3、DVD在租赁过程中无损坏; 4、会员每月至少交一次订单; 5、会员只有把前一次所借的DVD寄回,才可以继续下一次租赁 6、月底DVD全部收回,继续下个周期的租赁; 7、随着时间的推移,该网站的会员们的流动情况不会出现大变动。 四、符号说明

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。

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

2015年全国数学建模B题论文思路

B题“互联网+”时代的出租车资源配置 出租车是市民出行的重要交通工具之一,“打车难”是人们关注的一个社会热点问题。随着“互联网+”时代的到来,有多家公司依托移动互联网建立了打车软件服务平台,实现了乘客与出租车司机之间的信息互通,同时推出了多种出租车的补贴方案。 请你们搜集相关数据,建立数学模型研究如下问题: (1)试建立合理的指标,并分析不同时空出租车资源的“供求匹配”程度。指标:里程利用率,车辆满载率,车辆拥有量(万人)等,从这些指标去按以下步骤收集数据并分析 1分别收集一线(比如北上广),二线(比如西安),三线(比如拉萨)城市各一个的出租车数据来分析,这样就能代表全国了。这就是第一问中的“空” 2主要分析各个城市早(7:00——8:30) 中(11:30——2:30) 晚(17:30——18:30)上班高峰 和平时时段的打车的供求情况这就是第一问中的“时” 3最后总结哈供求匹配程度

(2)分析各公司的出租车补贴方案是否对“缓解打车难”有帮助? 1选取几个打车平台的补贴方案去分析,比如: 快的打车补贴变化 2014年1月20日快的打车乘客车费返现10元,司机奖励10元 2014年2月17日快的打车乘客返现11元,司机返5-11元[10] 2014年2月18日快的打车乘客返现13元[11] 2014年3月4日快的打车乘客返现10元/单,司机端补贴不变[6] 2014年3月5日快的打车乘客补贴金额变为5元 2014年3月22日快的打车乘客返现3—5元 2014年5月17日软件乘客补贴“归零” 2014年7月9日,将司机端补贴降为2元/单。[12] 2014年8月9日,滴滴、快的两大打车软件再出新规,全面取消司机端现金补贴。 滴滴打车 1月10日,滴滴打车乘客车费立减10元、司机立奖10元 2月17日,滴滴打车乘客返现10-15元,新司机首单立奖50元 2月18日,滴滴打车乘客返现12至20元 3月7日,滴滴打车乘客每单减免随机“6-15元” 3月23日,滴滴打车乘客返现3-5元 5月17日,打车软件乘客补贴“归零” 7月9日,软件司机端补贴降为2元/单 8月12日,滴滴打车取消对司机接单的常规补贴 2分析传统出租车公司的补贴方案 3最后一定要联系到是否对“缓解打车难”有帮助上,结论是:有一定帮助,但并未完全解决问题(),同时产生了新的问题。 注意要用数据和案例论证,不能自己在那空口说。这样就为下

2020全国大学生数学建模竞赛试题

A题炉温曲线 在集成电路板等电子产品生产中,需要将安装有各种电子元件的印刷电路板放置在回焊炉中,通过加热,将电子元件自动焊接到电路板上。在这个生产过程中,让回焊炉的各部分保持工艺要求的温度,对产品质量至关重要。目前,这方面的许多工作是通过实验测试来进行控制和调整的。本题旨在通过机理模型来进行分析研究。 回焊炉内部设置若干个小温区,它们从功能上可分成4个大温区:预热区、恒温区、回流区、冷却区(如图1所示)。电路板两侧搭在传送带上匀速进入炉内进行加热焊接。 图1 回焊炉截面示意图 某回焊炉内有11个小温区及炉前区域和炉后区域(如图1),每个小温区长度为30.5 cm,相邻小温区之间有5 cm的间隙,炉前区域和炉后区域长度均为25 cm。 回焊炉启动后,炉内空气温度会在短时间内达到稳定,此后,回焊炉方可进行焊接工作。炉前区域、炉后区域以及小温区之间的间隙不做特殊的温度控制,其温度与相邻温区的温度有关,各温区边界附近的温度也可能受到相邻温区温度的影响。另外,生产车间的温度保持在25oC。 在设定各温区的温度和传送带的过炉速度后,可以通过温度传感器测试某些位置上焊接区域中心的温度,称之为炉温曲线(即焊接区域中心温度曲线)。附件是某次实验中炉温曲线的数据,各温区设定的温度分别为175oC(小温区1~5)、195oC(小温区6)、235oC(小温区7)、255oC(小温区8~9)及25oC(小温区10~11);传送带的过炉速度为70 cm/min;焊接区域的厚度为0.15 mm。温度传感器在焊接区域中心的温度达到30oC时开始工作,电路板进入回焊炉开始计时。 实际生产时可以通过调节各温区的设定温度和传送带的过炉速度来控制产品质量。在上述实验设定温度的基础上,各小温区设定温度可以进行oC范围内的调整。调整时要求小温区1~5中的温度保持一致,小温区8~9中的温度保持一致,小温区10~11中的温度保持25oC。传送带的过炉速度调节范围为65~100 cm/min。 在回焊炉电路板焊接生产中,炉温曲线应满足一定的要求,称为制程界限(见表1)。 表1 制程界限 界限名称 最低值 最高值

2016年数学建模大赛试题B题

2016高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B题小区开放对道路通行的影响 2016年2月21日,国务院发布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,其中第十六条关于推广街区制,原则上不再建设封闭住宅小区,已建成的住宅小区和单位大院要逐步开放等意见,引起了广泛的关注和讨论。 除了开放小区可能引发的安保等问题外,议论的焦点之一是:开放小区能否达到优化路网结构,提高道路通行能力,改善交通状况的目的,以及改善效果如何。一种观点认为封闭式小区破坏了城市路网结构,堵塞了城市“毛细血管”,容易造成交通阻塞。小区开放后,路网密度提高,道路面积增加,通行能力自然会有提升。也有人认为这与小区面积、位置、外部及内部道路状况等诸多因素有关,不能一概而论。还有人认为小区开放后,虽然可通行道路增多了,相应地,小区周边主路上进出小区的交叉路口的车辆也会增多,也可能会影响主路的通行速度。 城市规划和交通管理部门希望你们建立数学模型,就小区开放对周边道路通行的影响进行研究,为科学决策提供定量依据,为此请你们尝试解决以下问题: 1. 请选取合适的评价指标体系,用以评价小区开放对周边道路通行的影响。 2. 请建立关于车辆通行的数学模型,用以研究小区开放对周边道路通行的影响。交通流分配模型 3. 小区开放产生的效果,可能会与小区结构及周边道路结构、车流量有关。请选取或构建不同类型的小区,应用你们建立的模型,定量比较各类型小区开放前后对道路通行的影响。 4. 根据你们的研究结果,从交通通行的角度,向城市规划和交通管理部门提出你们关于小区开放的合理化建议。

数学建模竞赛前的学习与准备

1.数学建模竞赛的概述 数学建模竞赛是由美国工业与应用数学学会在1985 年发起的一项大学生竞赛活动,自1989 年起我国陆续有高校参加美国大学生数学建模竞赛。从1992 年开始由教育部高教司和中国工业与应用数学学会(CSIAM)举办我国自己的全国大学生数学建模竞赛、面向全国高等院校不分专业的、每年一届的通讯竞赛,比赛时间一般为每年9 月。其宗旨是:创新意识、团队精神、重在参与、公平竞争。 竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,没有事先设定的标准答案,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过普通高校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其聪明才智和创造能力。竞赛形式是三名大学生组成一队,参赛者根据题目要求,可以自由地收集、查阅资料,调查研究,使用计算机、互联网和任何软件(但是不能与队外的任何人讨论问题)在三天时间内分工合作完成一篇包括模型假设、建立和求解、计算方法的设计和计算机实现、结果的检验和评价、模型的改进等方面的论文(即答卷)。竞赛评奖以假设的合理性、建模的创造性、结果的正确性和文字表述的清晰程度为主要标准。 2.赛前学习内容 2.1建模基础知识、常用工具软件的使用 一、掌握建模必备的数学基础知识(如初等数学、高等数学等),数学建模中常用的但尚未学过的方法,如图论方法、优化中若干方法、概率统计以及运筹学等方法。 二、,针对建模特点,结合典型的建模题型,重点学习一些实用数学软件(如Mathematica 、Matlab、Lindo 、Lingo、SPSS)的使用及一般性开发,尤其注意同一数学模型可以用多个软件求解的问题。 例如, 贷款买房问题: 某人贷款8 万元买房,每月还贷款880.87 元,月利率1%。 (1)已经还贷整6 年。还贷6 年后,某人想知道自己还欠银行多少钱,请你告诉他。 (2)此人忘记这笔贷款期限是多少年,请你告诉他。

全国数学建模大赛题目

2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 A题储油罐的变位识别与罐容表标定 通常加油站都有若干个储存燃油的地下储油罐,并且一般都有与之配套的“油位计量管理系统”,采用流量计和油位计来测量进/出油量与罐内油位高度等数据,通过预先标定的罐容表(即罐内油位高度与储油量的对应关系)进行实时计算,以得到罐内油位高度和储油量的变化情况。 许多储油罐在使用一段时间后,由于地基变形等原因,使罐体的位置会发生纵向倾斜和横向偏转等变化(以下称为变位),从而导致罐容表发生改变。按照有关规定,需要定期对罐容表进行重新标定。图1是一种典型的储油罐尺寸及形状示意图,其主体为圆柱体,两端为球冠体。图2是其罐体纵向倾斜变位的示意图,图3是罐体横向偏转变位的截面示意图。 请你们用数学建模方法研究解决储油罐的变位识别与罐容表标定的问题。 (1)为了掌握罐体变位后对罐容表的影响,利用如图4的小椭圆型储油罐(两端平头的椭圆柱体),分别对罐体无变位和倾斜角为α=4.10的纵向变位两种情况做了实验,实验数据如附件1所示。请建立数学模型研究罐体变位后对罐容表的影响,并给出罐体变位后油位高度间隔为1cm的罐容表标定值。 (2)对于图1所示的实际储油罐,试建立罐体变位后标定罐容表的数学模型,即罐内储油量与油位高度及变位参数(纵向倾斜角度α和横向偏转角度β)之间的一般关系。请利用罐体变位后在进/出油过程中的实际检测数据(附件2),根据你们所建立的数学模型确定变位参数,并给出罐体变位后油位高度间隔为10cm的罐容表标定值。进一步利用附件2中的实际检测数据来分析检验你们模型的正确性与方法的可靠性。 附件1:小椭圆储油罐的实验数据 附件2:实际储油罐的检测数据 地平线油位探针

2016年全国研究生数学建模竞赛A题

2016年全国研究生数学建模竞赛A题 多无人机协同任务规划 无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是一种具备自主飞行和独立执行任务能力的新型作战平台,不仅能够执行军事侦察、监视、搜索、目标指向等非攻击性任务,而且还能够执行对地攻击和目标轰炸等作战任务。随着无人机技术的快速发展,越来越多的无人机将应用在未来战场。 某无人机作战部队现配属有P01~P07等7个无人机基地,各基地均配备一定数量的FY系列无人机(各基地具体坐标、配备的无人机类型及数量见附件1,位置示意图见附件2)。其中FY-1型无人机主要担任目标侦察和目标指示,FY-2型无人机主要担任通信中继,FY-3型无人机用于对地攻击。FY-1型无人机的巡航飞行速度为200km/h,最长巡航时间为10h,巡航飞行高度为1500m;FY-2型、FY-3型无人机的巡航飞行速度为300km/h,最长巡航时间为8h,巡航飞行高度为5000m。受燃料限制,无人机在飞行过程中尽可能减少转弯、爬升、俯冲等机动动作,一般来说,机动时消耗的燃料是巡航的2~4倍。最小转弯半径70m。 FY-1型无人机可加载S-1、S-2、S-3三种载荷。其中载荷S-1系成像传感器,采用广域搜索模式对目标进行成像,传感器的成像带宽为2km(附件3对成像传感器工作原理提供了一个非常简洁的说明,对性能参数进行了一些限定,若干简化亦有助于本赛题的讨论);载荷S-2系光学传感器,为达到一定的目标识别精度,对地面目标拍照时要求距目标的距离不超过7.5km,可瞬时完成拍照任务;载荷S-3系目标指示器,为制导炸弹提供目标指示时要求距被攻击目标的距离不超过15km。由于各种技术条件的限制,该系列无人机每次只能加载S-1、S-2、S-3三种载荷中的一种。为保证侦察效果,对每一个目标需安排S-1、S-2两种不同载荷各自至少侦察一次,两种不同载荷对同一目标的侦察间隔时间不超过4小时。 为保证执行侦察任务的无人机与地面控制中心的联系,需安排专门的FY-2型无人机担任通信中继任务,通信中继无人机与执行侦察任务的无人机的通信距离限定在50km范围内。通信中继无人机正常工作状态下可随时保持与地面控制中心的通信。 FY-3型无人机可携带6枚D-1或D-2两种型号的炸弹。其中D-1炸弹系某种类型的“灵巧”炸弹,采用抛投方式对地攻击,即投放后炸弹以飞机投弹时的速

数学建模每年比赛介绍

苏北数学建模联赛 比赛时间:5月1日—5月4日 苏北数学建模联赛是由江苏省工业与应用数学学会、中国矿业大学、徐州市工业与应用数学学会联合主办,中国矿业大学理学院协办及数学建模协会筹办的面向苏北及全国其他地区的跨校、跨地区性数学建模竞赛,目的在于更好地促进数学建模事业的发展,扩大中国矿业大学在数学建模方面的影响力;同时,给全国广大数学建模爱好者提供锻炼的平台和更多的参赛机会,鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动,开拓知识面,培养创造精神及合作意识。 联赛由中国矿业大学数学建模协会组织,苏北数学建模联赛组织委员会负责每年发动报名、拟定赛题、组织优秀答卷的复审和评奖、印制获奖证书、举办颁奖仪式等。竞赛分学校组织进行,每个学校的参赛地点自行安排,没有院校统一组织的参赛队可以向苏北数学建模联赛组委会报名参赛。每个参赛队由三名具有正式学籍的在校大学生(本科或专科)组成,参赛队从A、B、C 题中任选一题完成论文,本科组和专科组分开评阅。竞赛按照全国大学生数学建模竞赛的程序进行,报名时间为每年4月1日—4月29日(直接由学校统一报名),竞赛时间为5月1日—5月4日,网址:https://www.360docs.net/doc/aa9770132.html, , 苏北数学建模联赛组委会聘请专家组成评阅委员会,评选一等奖占报名人数的5%、二等奖15%、三等奖25%,

如果有突出的论文将评为竞赛特等奖,凡成功提交论文的参赛队均获成功参赛奖。对于获奖队伍将给予一定的奖品奖励并颁发获奖证书。 全国大学生数学建模大赛 比赛时间:9月的第三个星期五上午8时至下一个星期一上午8时“全国大学生数学建模大赛”全称为“高教社杯全国大学生数学建模竞赛” 全国大学生数学建模大赛竞赛每年举办一次,每年的竞赛时间为9月的第三个星期五上午8时至下一个星期一上午8时。 报名时间:从大赛的通知文稿发出后,就可以报名了,报名截止时间一般在开始比赛的前7-10天。 大学生以队为单位参赛,每队3人(须属于同一所学校),专业不限。竞赛分本科、专科两组进行,本科生参加本科组竞赛,专科生参加专科组竞赛(也可参加本科组竞赛),研究生不得参加。每队可设一名指导教师(或教师组)。 考核内容(竞赛内容): 竞赛题目一般来源于工程技术和管理科学等方面经过适当简化加工的实际问题,不要求参赛者预先掌握深入的专门知识,只需要学过高等学校的数学课程。题目有较大的灵活性供参赛者发挥其创造能力。

2014数学建模B题解读

承诺书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。 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章程和参赛规则的,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,严格遵守竞赛章程和参赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B 我们的报名参赛队号为(8位数字组成的编号): 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): (论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对,提交后将不再允许做任何修改。如填写错误,论文可能被取消评奖资格。) 日期:年月日赛区评阅编号(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):

创意平板折叠桌的设计 摘要 随着人类思维的不断进步,极具创意的作品也层出不穷。本文对创意平板折叠桌进行分析,运用三维坐标对不同平板折叠桌的结构进行描述。桌子外形由直纹曲面构成,桌面近似圆形,桌腿分成两组,每组各用一根钢筋将木条连接,钢筋两端分别固定在桌腿各组最外侧的两根木条上。随着铰链的活动,折叠桌可以平摊成一张平板,折叠时,沿木条有空槽以保证滑动的自由度。此折叠桌不仅设计精妙,造型美观。而且具有一定的实用价值,节省存储空间。 针对问题一,给定了一块平板的长宽高、木条宽度、以及折叠桌的高度。以折叠桌的某一桌脚为原点,利用对称性,建立空间直角坐标系。通过构建几何模型来找出桌面与最外侧桌脚木条的夹角(锐角)关系。然后运用三角函数计算出每根桌脚木条的长度以及开槽的大小。设每根桌脚木条与桌面的夹角为变量,通过几何关系,列出每条桌脚顶点处的坐标,, x y z分别满足的函数表达式,根据表达式编写MATLAB程序,画出桌脚边缘线变化过程。最后根据每个桌脚点在折叠过程中的改变,加入动态函数,用MATLAB画出折叠桌的动态过程。 针对问题二,根据稳固性好、加工方便、用材最少这三个限制条件求出非线性规划的目标函数和约束条件。由于问题一中要求稳固性好,所以对折叠桌的受力点做受力分析,为了使桌子承受最大的力量,对作用于折叠桌的压力、支持力、摩擦力等作分析。一个好的设计没有实用性就不能使用,所以我们把受力分析放在首要地位。为了使加工方便和用材最少,在保证稳固性的前提下减少使用的钢筋数量和选择最优加工参数。同时加工方便与材料的质地也有关,但是我们这里不考虑,统一用木质平板。根据以上三个约束条件,运用最优化的方法建立非线性规划模型,再用MATLAB求出最优解,得到最优的加工设计参数。 针对问题三,在问题一与问题二的模型基础上,设计出两种创意平板折叠桌。创意平板折叠桌一为桌面类似为菱形的折叠桌,建立坐标系得出菱形桌面和桌腿木条的方程,用MATLAB 进行编程,画出其动态图形。创意平板折叠桌二采用题目已给的图,采用一定的拼接技术,可根据顾客需求拼接出满足条件的的折叠桌。 关键词:边缘线MATLAB LINGO 受力分析最优化

2015年B题数学建模_滴滴打车模型分析

2015 数学建模B题 (公选课) 后打车时代究竟能走多远 --基于数学分析的打车软件盈利模式的评估体系 1.摘要 打车软件作为新兴的交易平台,增加了交易机会。且与街头扬招方式相比,打车软件优势也很明显,它可以让出租车司机迅速找到它的客户。出租车正在寻找客人而“空跑”。打车软件的出现则改变了这种信息不对称,大大降低了司机的“空载率”,减少了司机和乘客之间的交易成本——司机扫街和乘客扫街的时间成本。 其次,改变了支付方式。传统现金交易有两个弊病,一是安全性。另外,大量现金交易增加了司机的交易成本:时不时收到假钞,蒙受经济损失;每周几次到银行存钱也增加了时间成本。这些优势就使得打车软件极具有盈利的可能,只有软件找到用户并增强对他们的粘性,就有许多渠道来针对他们来盈利。 随着近两年打车软件的兴起,从原先40多款打车软件的百花齐放演变成现在的嘀嘀、快的双雄争霸,市场竞争也趋于白热化。2014年伊始,嘀嘀打车和快的打车进入史上空前的“烧钱大战”,在高峰期甚至达到2月17日乘客返现10—15元,新司机首单立奖50元,而且每单都有补贴十块。目前两大打车软件纷纷将针对乘客的补贴降至3元/单,对司机端的补贴,嘀嘀是5元/单,快的4元/单。部分城市的嘀嘀打车更已取消“立减优惠”,取而代之的是“用嘀嘀添新衣”的广告或改送购物网站现金券。那么,在后打车时代,滴滴打车这类打车软件还能走多远了?我们通过对打车软件盈利模式的研究来探索这个问题。 关键词:空载率,支付方式,交易成本,后打车时代2.模型的假设 ①打车软件开拓的市场基本成熟,大公司的投资也不再,补贴也不再, 利用生活服务来增强对用户的粘性。 ②假设软件公司为用户提高的生活服务质量日趋完善,出租车司机的

全国数学建模竞赛B题CUMCMB

2 0 1 3 高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B 题碎纸片的拼接复原 破碎文件的拼接在司法物证复原、历史文献修复以及军事情报获取等领域都有着重要的应用。传统上,拼接复原工作需由人工完成,准确率较高,但效率很低。特别是当碎片数量巨大,人工拼接很难在短时间内完成任务。随着计算机技术的发展,人们试图开发碎纸片的自动拼接技术,以提高拼接复原效率。请讨论以下问题: 1. 对于给定的来自同一页印刷文字文件的碎纸机破碎纸片(仅纵切),建立碎纸片拼接 复原模型和算法,并针对附件1、附件 2 给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。如果复原过程需要人工干预,请写出干预方式及干预的时间节点。复原结果以图片形式及表格形式表达(见【结果表达格式说明】)。 2. 对于碎纸机既纵切又横切的情形,请设计碎纸片拼接复原模型和算法,并针对附件3、附件4 给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。如果复原过程需要人工干预,请写出干预方式及干预的时间节点。复原结果表达要求同上。 3. 上述所给碎片数据均为单面打印文件,从现实情形出发,还可能有双面打印文件的碎纸片拼接复原问题需要解决。附件 5 给出的是一页英文印刷文字双面打印文件的碎片数据。请尝试设计相应的碎纸片拼接复原模型与算法,并就附件 5 的碎片数据给出拼接复原结果,结果表达要求同上。 【数据文件说明】 (1) 每一附件为同一页纸的碎片数据。 (2) 附件1、附件2为纵切碎片数据,每页纸被切为19 条碎片。 (3) 附件3、附件4为纵横切碎片数据,每页纸被切为11X19个碎片。 (4) 附件5为纵横切碎片数据,每页纸被切为11 X 19个碎片,每个碎片有正反两面。该附件中 每一碎片对应两个文件,共有2X 11X 19个文件,例如,第一个碎片的两面分别对应文件000a、000b。 【结果表达格式说明】 复原图片放入附录中,表格表达格式如下: (1) 附件1、附件2的结果:将碎片序号按复原后顺序填入1X 19的表格; (2) 附件3、附件4的结果:将碎片序号按复原后顺序填入11X 19的表格; (3) 附件5的结果:将碎片序号按复原后顺序填入两个11X 19的表格;

小区开放对道路通行的影响-2016年全国大学生数学建模竞赛题

小区开放对道路通行的影响 摘要 本文主要针对推广街区制所引起的问题,选取了合适的评价指标体系,进而建立出研究小区开放对周边道路通行的影响的模型,然后运用该模型对各类型小区开放前后对道路通行的影响进行比较,最后根据研究结果提出了建议。 首先,为使指标体系科学化、规范化,满足评价指标体系的构建原则,本文根据道路通行能力的影响因素选取评价指标体系。而影响城市道路通行能力的因素主要取决于道路条件、交通状况及服务水平等因素[1],道路条件包括道路等级和路网密度,交通条件包括车流量及交叉口平均延误时间,服务水平包括路段饱和度和路段车速。 由于小区开放对周边道路通行的影响因素较多且相互关联、相互制约,缺少定量数据,因此本文采用层次分析法[2]先建立递阶层次结构模型,进而得出各影响因素的权重向量并排序。但该法有其局限性,主观因素影响较大,所以建立了一种基于层次分析法的模糊综合评价模型,从多个因素对评价事物隶属等级状况进行综合性评判[3]。 针对问题三,本文选取武汉万科城市花园小区,该小区属于半封闭式小区,由于城市道路网络脆弱性分析评价指标为小区开放程度、小区位置及小区规模[4],在需要定量比较各类型小区的基础上,小区规模和小区位置为定量,通过改变小区开放程度来满足类型不同的要求。开放程度可分为全封闭、半封闭、全开放三种形式[5],将全封闭式与半封闭式和全开放式进行对比,半开放式小区的车流量为0.4102,封闭式小区的车流量为0.7465,全开放式小区的车流量为0.6352,对小区开放程度对道路交通影响的打分,全封闭式小区的评分为0.7125,半封闭小区的得分为0.3924,全开放小区的得分为0.5726,与得分区间进行对比,得出全封闭式下的交通能力最差,全开放下的小区内的车流量最大,半封闭下达到开放度的均衡的结论。 根据得到的研究成果,本文从小区内部路网结构和交通安全等方面对城市规划和交通管理部门提出了具体建议。 关键词:小区开放层次分析法模糊综合评价道路通行能力开放度均衡

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