数学建模最优路径设计
数学建模最佳旅游路线地选择模型

数学建模最佳旅游路线地选择模型引言:旅游是人们休闲娱乐、增长见闻的重要方式之一。
然而,选择旅游目的地时常常会面临如何评估不同地点之间的优劣以及如何确定最佳的旅游路线的问题。
为了解决这一难题,我们可以借助数学建模的方法,通过建立旅游路线地选择模型,帮助人们在众多选项中找到最佳的旅游路线。
一、问题描述:我们面临的问题是,在给定的旅游目的地中选择最佳的旅游路线。
假设旅游目的地共有n个,分别用D1、D2、…、Dn表示。
我们需要确定从起始地(称为S)到达终点地(称为E)的最佳路线。
二、模型建立:在建立模型之前,我们需要确定几个关键因素:1.每个旅游目的地之间的距离:我们可以通过地理或交通工具的信息来获取旅游目的地之间的距离。
2.每个旅游目的地的景点质量:我们可以通过用户评价、专家评分等手段来评估每个旅游目的地的景点质量。
3.旅游者的偏好:不同的旅游者对景点的偏好可能存在差异,例如有的人喜欢自然景观,有的人偏好历史文化。
我们可以通过问卷调查等方式了解旅游者的偏好。
基于以上因素,我们可以建立如下的旅游路线地选择模型:1.建立旅游目的地之间的距离矩阵:假设共有n个旅游目的地,则可以建立一个n×n的距离矩阵D,其中D(i,j)表示第i个旅游目的地到第j个旅游目的地的距离。
2.建立旅游目的地的景点质量评分向量:假设共有n个旅游目的地,则可以建立一个n维向量Q,其中Q(i)表示第i个旅游目的地的景点质量评分。
3.建立旅游者的偏好向量:假设共有m个旅游者,则可以建立一个m维向量P,其中P(i)表示第i个旅游者的偏好。
4.确定最佳路线:通过综合考虑旅游目的地之间的距离、景点质量和旅游者的偏好,可以使用数学模型(如线性规划、多目标规划等)来确定最佳路线。
具体的模型则需要根据实际情况进行调整和选择。
三、模型求解:根据建立的数学模型,我们可以通过求解最佳路线问题来得到旅游的最佳路线。
具体的求解方法可以有多种:1.基于算法的求解:可以利用优化算法(如遗传算法、模拟退火算法等)来求解最佳路线问题。
数学建模最佳旅游路线的选择模型

2012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): 12 所属学校(请填写完整的全名):鲁东大学参赛队员 (打印并签名) :1. 张亭2. 任雪雪3. 卜范花指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名):日期: 2010 年 8 月 2 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):2010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):赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):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):最佳旅游路线的选择模型摘要:本文研究的是最佳旅游路线的选择问题,此问题属于旅行商问题,我们建立了路径最短,花费最少,省钱、省时、方便三个模型。
根据周先生的不同需求,我们用改良圈算法和多目标规划解决了该问题,之后我们结合实际情况对三个模型进行科学地误差分析,并分析了该算法的复杂性。
针对问题一,题目中给出了100个城市的经纬度,要求我们为周先生设计一条最短的旅行路线,即从驻地出发,经过每个城市恰好一次,再回到驻点。
由此可知,此问题属于旅行商问题。
首先,我们按附件所给各城市的顺序编号1,2,,100,以两城市间的直线距离代替实际距离。
然后,我们运用改良圈算法求解旅行商问题,以任意两点之间的最短距离矩阵为权重,利用1100100(,)w i j ⨯邻接矩阵构造无向图1UG ,据题意不知周先生的起始地点,因此利用Matlab 软件重复进行100次改良圈算法即以每一个城市为出发点,从100个Hamilton 圈得到了最优圈1circle ,即最短的旅行路线。
三维路径规划数学建模

三维路径规划数学建模
三维路径规划数学建模是指在三维空间中寻找一条最优路径的
过程。
这个问题涉及到三维空间中的点和障碍物,以及路径的长度、曲率等因素。
在进行数学建模之前,我们需要定义一些基本概念和符号:
- 三维空间中的点可以使用三维坐标表示,例如 (x, y, z)。
- 障碍物也可以使用几何体表示,如球体、立方体等。
- 路径可以看作是一系列连接在一起的点的集合,我们可以用点的坐标来表示路径。
数学建模的过程包括下面几个步骤:
1. 定义目标:
- 确定起点和终点的位置。
- 确定路径长度、曲率等目标函数。
2. 建立数学模型:
- 将三维空间划分为离散的网格。
- 根据障碍物的位置,在网格中标记障碍物的位置。
- 使用图论算法,如A*算法、Dijkstra算法等,在离散网格中搜索最优路径。
- 可以通过调整网格分辨率和障碍物的大小来平衡计算复杂度和路径的精确性。
3. 求解最优路径:
- 根据建立的数学模型,在离散网格中搜索最优路径。
- 可以通过动态规划、贪心算法等方法求解。
- 通过计算路径长度、曲率等目标函数,评价路径的优劣。
- 可以通过调整模型参数和算法来优化路径的求解过程。
4. 优化路径:
- 根据求解得到的最优路径,对路径进行优化。
- 可以使用插值算法,如Bezier曲线、样条插值等,使路径更加平滑。
- 可以根据实际应用需求,进一步优化路径的特性,如避免突然变化的曲率、尽量避开障碍物等。
以上是三维路径规划数学建模的基本过程,具体建模方法和算法选用可以根据实际问题和需求进行调整和优化。
数学建模中的优化算法应用实例

数学建模中的优化算法应用实例数学建模是一种有效的解决实际问题的方法,而优化算法则是数学建模中不可或缺的工具之一。
优化算法能够寻找最优解,最大化或最小化某个目标函数,有着广泛的应用领域。
本文将介绍数学建模中的几个优化算法应用实例,以展示其在实际问题中的作用和价值。
一、车辆路径规划优化在实际的物流配送领域中,如何合理地规划车辆路径,使得总运输成本最小、配送效率最高,是一个关键问题。
优化算法在车辆路径规划中起到了至关重要的作用。
通过建立数学模型,基于某个目标函数(如最小化总运输成本),可以采用遗传算法、模拟退火算法等优化算法,快速找到最优解,从而提高物流配送的效率和效益。
二、资源分配优化在资源分配问题中,常常需要考虑到各种限制条件,如最大化利润、最小化生产成本等。
优化算法能够帮助决策者在有限的资源下做出最优的分配决策。
例如,对于生产调度问题,可以利用线性规划等优化算法,将生产计划与订单需求进行匹配,使得生产成本最小化、交货期最短化。
三、供应链优化供应链管理中的优化问题也是实际应用中的重点关注点之一。
通过数学建模和优化算法,可以实现供应链中物流、库存、订单等多个环节的优化。
例如,在供应链网络设计中,可以使用整数规划算法来寻找最优仓储和配送中心的位置,从而降低总运输成本;在需求预测和库存管理中,可以利用模拟退火算法等优化算法,提高供应链的响应速度和利润率。
四、机器学习模型参数优化在机器学习领域,模型参数的选择对模型的性能和准确性有着重要的影响。
通过建立数学模型,可以将模型参数优化问题转化为参数寻优问题,进而采用优化算法求得最优参数。
例如,在神经网络的训练过程中,可以利用遗传算法、粒子群优化算法等进行参数调整,提高模型的预测准确性和泛化能力。
五、能源系统优化能源系统的优化是实现可持续发展的重要方向之一。
通过优化算法,可以针对能源系统进行容量规划、发电机组简化和能源分配等问题的优化。
例如,在微电网系统优化中,可以利用整数规划等算法,实现可再生能源与传统能源的协同供电,最大化清洁能源的利用率。
物流配送路径优化问题的数学建模与求解研究

物流配送路径优化问题的数学建模与求解研究随着全球化的发展,物流配送成为现代社会不可或缺的一环。
物流配送路径的优化对于提高效率、减少成本以及满足客户需求非常重要。
因此,数学建模与求解研究是解决物流配送路径优化问题的有效方法之一。
物流配送路径优化问题的数学建模主要涉及到两个方面的内容:节点选择和路径生成。
首先,节点选择指的是在给定的一组客户节点中选择一部分节点作为配送路径的起点、终点和经过的中间节点。
其次,路径生成是指根据所选择的节点,生成一条满足要求的最优路径,使得物流配送的总成本和时间最小化。
在数学建模的过程中,我们需要定义一些关键的参数和变量。
其中,节点的位置和距离、客户需求量以及运输成本是决定物流配送路径的关键因素。
我们可以使用图论的方法来表示物流网络,其中节点代表客户信息,边表示节点之间的路径。
然后,运用数学模型来表示路径选择和路径生成的过程。
在路径选择方面,我们可以考虑使用贪心算法或者启发式算法。
贪心算法的思想是每次选择最优的局部解作为全局解,通过不断的迭代求得最优路径。
启发式算法则是通过设置适应度函数来评估路径的好坏,然后通过模拟退火等策略来寻找最优解。
在路径生成方面,可以使用最短路径算法,比如迪杰斯特拉算法或者弗洛伊德算法。
这些算法可以帮助我们找到从起点到终点的最短路径,并考虑物流配送中的特殊要求,比如货物的体积和重量限制。
同时,我们还可以考虑使用动态规划来解决具有多个约束条件的问题,以得到更加精确的求解结果。
数学建模和求解研究在物流配送路径优化问题中有着广泛的应用。
它可以帮助企业优化运输成本,在有限资源的情况下提供快速、高效的物流配送服务。
通过合理的路径规划和资源调度,企业可以降低成本、提高效率,并且满足客户的不同需求。
然而,在实际应用中,物流配送路径优化问题依然存在一些挑战。
比如,在大规模网络中,节点数量庞大,路径的组合爆炸性增长,导致求解问题变得非常困难。
此外,还有一些其他的实际约束条件需要考虑,比如交通拥堵、道路限制等。
全国大学生数学建模竞赛赛题基本解法

全国大学生数学建模竞赛赛题基本解法全国大学生数学建模竞赛是中国高校中最具权威和影响力的学科竞赛之一。
该竞赛由教育部、中共中央组织部、中国科学院及其他部门共同主办。
该竞赛旨在促进青年学生对于数学和工程的综合应用,培养学生的创新能力和实践能力。
竞赛模式全国大学生数学建模竞赛一般分为两个阶段:第一阶段为选拔赛,第二阶段为决赛。
选拔赛一般在当年11月份进行,由各高校数学系作为考场。
每个参赛队伍由3名学生组成,比赛时间为两天。
选手可以使用任何工具,比如计算器、软件、读者,但是不得使用互联网。
决赛一般在翌年1月份或2月份举行,由主办单位确定比赛地点。
决赛选手数量有限制,根据各省市选手数量的比例确定。
赛题解法全国大学生数学建模竞赛的赛题涵盖的面非常广,包括应用数学、工程数学、运筹学、优化理论等多个领域。
以下是该竞赛可能出现的赛题及其基本解法:1. 背包问题背包问题是计算机科学和数学中的一个经典问题,指在给定约束条件下,从若干种物品中选择若干件物品装入背包,使得背包能够承载的重量最大或体积最大。
解法:背包问题可以用动态规划、贪心算法、分支定界等算法解决。
2. 最优路径问题最优路径问题也就是指在一个有向加权图中,找到从起点到终点的最短路径或者最长路径。
解法:最优路径问题通常可以用Dijkstra算法、Bellman-Ford算法、Floyd算法等解决。
3. 线性规划问题线性规划问题是运筹学中的一个重要问题,由一个线性目标函数和多个约束条件组成,目的是找出一组变量,使得目标函数最大或最小,并同时满足全部的约束条件。
解法:线性规划问题可以使用单纯性算法、内点法等算法进行解决。
4. 工程优化问题工程优化问题是指如何在给定资源的限制之下,设计和生产最符合要求的产品或系统。
工程优化问题常常包含多个目标和多个变量,并且这些变量之间具有复杂的相关性。
解法:工程优化问题可以使用遗传算法、蚁群算法、模拟退火等高级优化算法进行解决。
最优路线设计终稿

组员:颜定勇张烨郭涛最优线路的设计方案摘要本文研究的是最佳路线设计的问题。
洪水退后由于洪水对以前道路的破坏,某县领导班子一直决定针对全县各乡(镇)修一条高级公路,解决全县的交通问题,以便于下乡考察灾情、组织自救,运输救援物资等。
要求高级公路尽可能地均衡的分布在全县个乡镇。
为了解决此问题,我们先用运用赋权图和Dijkstra和floyd最小距离算法来设计线路,提出运用层次分析法(AHP)来进行路线方案的比选。
利用Dijkstra算法和层次分析法解决最优线路设计问题。
此问题分析分为两个类型,第一类是距离最短问题,第二类是路线最优问题。
根据建设成本,建成后的经济效益和服务的人口数量等不同的准则目标设计有不同的方案。
另外,两个位置点边上的权表示距离,于是问题就成为在加权图中寻找一条经过每个位置点至少一次的最短闭通路问题,即求最佳哈密尔顿圈(H圈),也即是NP-完备问题。
最后,我们对模型进行了适当改进与评价,使其更具有实用价值。
关键词:公路路线、层次分析法、图论、Dijkstra算法、Floyd 算法一、问题重述公路线路设计选择是道路建设中的重要一环,路线方案选择的合理与否,直接影响到项目的经济性和技术性。
而通常在路线设计过程中,会有许多不同的方案,因此,如何从多个路线方案中设计出最佳的路线方案就显得十分重要。
一般在路线设计中,不仅要考虑路线的走向是否合理、技术性能指标的高低,而且还要考虑到其工程量的大小、建设费用、施工难易程度、对环境的影响以及养护维修方便与否等因素。
通常人们对于路线方案的愿望有:希望道路的造价在保证质量的前提下尽可能的低;希望道路建设后的社会经济效益要尽可能的大;同时,在环境保护日益受到重视的情况下,还要考虑道路修建后对周边环境的影响要尽可能的小;另外,在道路建设过程中,还要求道路的线形指标要尽可能的高,施工难度要尽量小等。
本文需解决的问题:为了加快某县城的发展,此县城准备修建一条高级公路,其地图大致如图1所示,请你根据人口因素和线路距离因素,为此县城设计一条比较合理的线路图。
研究生数学建模题目

数学建模优化物流配送路径问题随着电子商务的迅速发展,物流配送成为了现代社会中不可或缺的一环。
如何提高物流配送的效率和降低成本,一直是企业和物流公司面临的重要问题。
本文将利用数学建模的方法,探讨如何优化物流配送路径问题,以期提供一种可行的解决方案。
首先,我们需要明确问题的目标。
在物流配送过程中,我们的目标是找到一条最短的路径,使得货物能够在最短的时间内从起始点到达目的地。
为了达到这个目标,我们可以使用图论中的最短路径算法,如Dijkstra算法或Floyd-Warshall算法,来寻找最优路径。
其次,我们需要将物流配送问题转化为数学模型。
在这个模型中,我们可以将物流网络表示为一个有向图,其中节点表示不同的配送点,边表示配送路径,边的权重表示配送路径的长度或时间。
然后,我们可以利用最短路径算法找到起始点到目的地的最短路径,并计算出最短路径的长度或时间。
然而,实际的物流配送问题往往更加复杂。
除了最短路径,我们还需要考虑其他因素,如道路拥堵、配送点之间的容量限制以及配送车辆的数量等。
为了解决这些问题,我们可以引入约束条件,将问题转化为约束最优化问题。
通过引入约束条件,我们可以确定合理的路径选择,并避免无效的路径。
最后,我们还可以利用数据分析和优化算法来进一步优化物流配送路径。
通过收集和分析大量的历史数据,我们可以发现一些规律,并根据这些规律来调整配送策略。
此外,我们还可以使用遗传算法、模拟退火算法等优化算法来寻找更优的路径解决方案。
综上所述,数学建模方法可以帮助我们优化物流配送路径,提高物流效率和成本控制。
通过建立数学模型、引入约束条件,以及利用数据分析和优化算法等方法,我们可以找到最优的配送路径,并为企业和物流公司提供可行的解决方案。
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2015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《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): A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) :12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:2015年7 月27 日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):2015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):从成都工业学院到西南交通大学最优路径设计摘要本文对现在生活中行车时间的不确定性进行了分析,并给出了最优路径的定义,即:行车所需期望时间最短且该路段行车时间的标准差最小。
在将时间期望值和时间标准差值两个决策变量合成为一个决策变量时,为消除不同指标带来的不可公度性,我们对这两个指标进行了无量纲化。
对于问题一,建立双目标优化模型,给出最优路径的定义和数学表达式。
将这两个目标相加合成单目标。
利用MATLAB编程求解,将所建模型应用到例子中,得出的结论是:选择道路A。
对于问题二,在问题一定义的最优路径的基础上,建立图论模型,应用Dijkstra算法,利用MATLAB编程,得出最优路径选择结果为:成都工业学院→C→K→G→西南交通大学。
对与问题三,结合时间和空间上的相关性,采集足够多的时刻的车流速度,用神经网络算法可以拟合出该条路时刻关于车流速度的函数,建立图论模型分析时间和空间上的相关性。
关键词:多目标优化图论模型Dijkstra算法1、问题重述随着我国交通运输事业的迅速发展,交通拥挤和事故正越来越严重的困扰着城市交通。
在复杂的交通环境下,寻找一条可靠、快速、安全的最优路径,已成为所有驾驶员的共识。
传统最优路径问题的研究大多是基于“理想”交通状况下分析的,景点的最优路径算法都是假设每段路的行驶时间是确定的。
但是由于在现实生活中,行车会受到很多不确定性因素的影响,例如:交通事故、恶劣天气、突发事件等,车辆的行驶时间存在着不确定性。
基于这种不确定性,讨论以下问题:1.建立数学模型,定量的分析车辆行驶时间的不确定性,然后给出在不确定性条件下车辆从起点到终点的最优路径的定义和数学表达式。
并将此模型运用到图1例子中会选哪条路。
2.根据第一问的定义,设计算法搜索最优路径,并将该算法应用到具体交通网络中,验证算法的有效性。
3.交通路段之间的行驶时间的相关性分析。
时间上的相关性,对于相同路段不同时间段的相关性;空间上的相关性,相同时间段不同路段的相关性。
或者将时间和空间上的相关性综合起来考虑。
2、模型假设1.假设题目所给数据是在大量实验统计后得到的,数据真实可靠;2.假设题目给出数据所用的样本容量大小相同;3.假设从起点到到终点时间消耗不超过1小时;4.假设同一路段上下行的期望时间和标准差时间相同;5.假设各不同路段的期望时间和标准差时间相对独立。
3、变量说明T :表示从起点(成都工业学院)到终点(西南交通大学)期望时间; σ:表示从起点(成都工业学院)到终点(西南交通大学)标准差时间; i x :x 类指标中的第i 个指标;x :x 类指标的平均值;i x ':i x 无量纲化后的指标;λ:指标权重,改变期望时间和标准差时间重要性的系数;'t :t 无量纲化后的指标;σ':σ无量纲化后的指标; w :期望时间和标准差时间两个指标合成的指标;V :顶点集,即题图给出的A~K 的点;E :无向弧集;T :无向弧上的期望时间;S :无向弧上的标准差时间;ok t :表示从起点到终点期望时间;ij x :表示0,1变量,ij x 取1时,表示所选路径经过了节点i 到节点j 的路段;ij x 取0时,表示所选路径没有经过节点i 到节点j 的路段。
σok :从起点到终点标准差时间,其中0表示起点位置标号,k 表示终点位置标号;ij y :是第i 种指标的第j 个量无量纲化后的量; ij x :第i 种指标的第j 个量;i x 表示第i 种指标的平均数;ij t :从第i 个节点到第j 个节点的期望时间;σij :从第i 个节点到第j 个节点的标准差时间;ij t ':ij t 无量纲化后的量; σ'ij:σij 无量纲化后的量; t :所有的路段的期望时间平均值;σ:所有的路段的标准差时间平均值;ij w :由期望时间和标准差时间两个指标合成的指标。
()ij u d :第i 个节点到第j 个节点的那段街的关于d 时刻的函数值,即速度。
ok T :表示起点0到j 点的最短消耗时间。
4、模型准备4.1对最优路径的理解影响实际问题的因素很多,要解决实际问题就要建立适当的数学模型,即要把建模对象所涉及的次要因素忽略掉,否则所得模型会因为结构太复杂而失去可解性同时又不能把与实质相关的因素忽略掉,而造成所得模型因为不能足够正确反映实际情况而失去可靠性。
因此需要对实际问题进行抽象、简化、确定变量和参数,并应用某些“规律”建立起变量、参数间确定的数学模型。
影响路线选择的因素很多,譬如瞬时车流量、是否有交通事故、车辆状况等,而实际要解决的是从成都工业学院到西南交通大学的时间最省路径,因此车流量和路径长度成为影响解决本问题的主要因素,而是否有交通事故发生和车辆状况等次要因素均可忽略掉。
所以最优路径可定义为:实际行车路径所需期望时间最短且该路径行车时间的总标准差最小。
5、模型的建立与求解5.1问题1模型的建立与求解5.1.1建模思路问题1要求给出在不确定条件下车辆从起点到终点最优路径的定义和数学表达式并将此模型应用于例子中,说明选择哪条路。
建立双目标优化模型,再建立优化模型,将两个目标综合起来考虑,使之变为一个目标。
对于问题一和问题二我们在不考虑时间相关性和空间相关性的情况下,我们假设各路段行车的标准差时间相互独立,由概率的基础知识可以得知,多个随机变量相互独立,多个随机变量和的标准差就等于各自标准差的和。
所以在解决问题一和问题二的时候,在假设标准差时间是相互独立的情况下,我们将各标准差时间相加作为和的标准差是合理的处理方式。
5.1.2模型建立最优路径的定义:行车所需期望时间最短且该路段行车时间的标准差最小,考虑建立双目标决策:目标—:总的期望时间最短,即:min T(1) t表示从起点到终点期望时间。
目标二:时间波动要小,即要求这个路径的总标准差要小。
minσ(2) σ表示从起点到终点标准差时间。
5.1.3模型求解对于多目标,这里用相加合成为单目标,在这之前要进行无量纲化,这里用均值法无量纲化法,公式如下1⎡⎤⎣⎦: '=i i x x x (3) i x 是x 类指标中的第i 个指标。
x 是x 类指标的平均值,i x '是i x 无量纲化后的指标。
经过无量纲后,就可以转换成单目标。
()1λσλ''=+-w t (4) 这里λ是指标权重,改变期望时间和标准差时间重要性的系数,对于不同的人看重的不同,所以这里λ分别取0.2,0.5和0.8。
σ'是σ无量纲化后的指标,'t 是t 无量纲化后的指标,w 是由期望时间和标准差时间两个指标合成的指标。
合成的单目标就为:min w (5) λ取0.2时,结果:选择道路A.λ取0.5时,结果:选择道路A.λ取0.8时,结果:选择道路B.5.2问题2模型的建立与求解5.2.1建模建立为了可以尽可能快速到达目的地,所以要求这条路径总期望时间t 要短,又考虑到不确定因素的影响,所以要求时间的波动最小,即这条路径标准差σ要小。
目标—:总的期望时间最短,即:min ;ok t (6) ok t 表示从起点到终点期望时间,o 表示起点位置标号,k 表示终点位置标号。
=∑∑N N ok ij ij i j t t x(7)ij t 表示节点i 到节点j 的路段期望时间,ij x 表示0,1变量,ij x 取1时,表示所选路径经过了节点i 到节点j 的路段;ij x 取0时,表示所选路径没有经过节点i 到节点j 的路段。
目标二:时间波动要小,即要求这个路径的标准差要小。
min ;σok (8)σok 表示从起点到终点标准差时间,其中o 表示起点位置标号,k 表示终点位置标号。
σσ=∑∑N N ok ij ij i j x (9)这里σij 表示节点i 到节点j 的路段标准差时间,ij x 表示0,1变量,ij x 取1时,表示所选路径经过了节点i 到节点j 的路段;ij x 取0时,表示所选路径没有经过节点i 到节点j 的路段。
约束一:每个节点最多可以进入一次且最多只可以出去一次。
1N ij i x≤∑ (10)1N ij j x≤∑ (11)约束二:由于这里的路径不必要形成一个圈,所以起点只能出去一次,即进入零次,终点只能进入一次,即出去零次。
0Nioix=∑ (12)0Nkjjx=∑ (13)这里o 表示起点位置标号,k 表示终点位置标号,io x 表示从第i 个节点是否到起点o 的0,1变量,io x 取0时表示第i 个节点不到起点o ,io x 取1时表示第i 个节点要到起点o ,kj x 表示从终点k 是否到第j 个节点的0,1变量,kj x 取0时表示从终点k 不到第j 个节点,kj x 取1时表示从终点k 要到第j 个节点。
综上: min ;ok t(14) =∑∑N Nok ij ij ijt t x(15) min ;σok(16)σσ=∑∑N Nok ij ij ijx(17)11..00Nij i Nij jNioi Nkj j x x s t x x ⎧≤⎪⎪⎪≤⎪⎪⎨⎪=⎪⎪⎪=⎪⎩∑∑∑∑ (18)5.2.2模型优化对于多目标问题难以求解,通过一定关系把多目标合成一单目标,在这之前,先对这两个指标进行无量纲化,采用均值法[]1来无量纲化。