高教社杯全国大学生数学建模竞赛B题参考答案

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交巡警服务平台的设置与调度优化分析

摘要

本文以实现警察的刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能为宗旨,利用有限的警务资源,根据城市的实际情况与需求合理地设置了交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围及调度警务资源。并分别对题目的各问,作了合理的解答。

问题一:

(1)、根据题目所给数据,确定各节点之间的相邻关系和距离,利用Floyd算法及matlab编程求出两点之间的最短距离,使其尽量满足能在3分钟内有交巡警平台警力到达案发结点的原则,节点去选择平台,把节点分配给离节点距离最近的平台管辖,据此,我们得到了平台的管辖区域划分。

(2)、我们对进出该区的13条交通要道实现快速全封锁的问题,我们认定在所有调度方案中,某种方案中耗时最长的的围堵时间最短即最佳方案,利用0-1变量确定平台的去向,并利用线性规划知识来求解指派问题,求得了最优的调度方案。

(3)、在确定增添平台的个数和具体位置的问题中,我们将尽量保证每个节点都有一个平台可以在三分钟内到达作为主要原则来求解。我们先找出到达每个平台的时间都超过三分钟的节点,并尝试在这些节点中选取若干个作为新的平台,求出合理的添加方案。

问题二:

(1)、按照设置交巡警服务平台的原则和任务,分析现有的服务平台的设置是否合理,我们以各区覆盖率作为服务平台分布合不合理的评价标准,得到C、D、E、F区域平台设置不合理。并尝试一些新的设置方案使得设置更为合理,最后以覆盖率最低的E区为例,使用一种修改方案得到一个比原方案更合理的交巡警服务平台的设置方案。

(2)、追捕问题要求在最快的时间内抓到围堵罪犯,在罪犯和警察的行动速度一致的前提假设下,我们先设定一个具体较小的时间,编写程序检验在这个时间内是否可以成功抓捕罪犯,不行则以微小时间间隔增加时间,当第一次成功围堵时,这个时间即为最佳围堵方案。

关健字:MATLAB软件,0-1规划,最短路,Floyd算法,指派问题

一、问题重述

“有困难找警察”,是家喻户晓的一句流行语。警察肩负着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能。为了更有效地贯彻实施这些职能,需要在市区的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台。每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同。由于警务资源是有限的,如何根据城市的实际情况与需求合理地设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警务资源是警务部门面临的一个实际课题。

试就某市设置交巡警服务平台的相关情况,建立数学模型分析研究下面的问题:

(1)附件1中的附图1给出了该市中心城区A 的交通网络和现有的20个交巡警服务平台的设置情况示意图,相关的数据信息见附件2。请为各交巡警服务平台分配管辖范围,使其在所管辖的范围内出现突发事件时,尽量能在3分钟内有交巡警(警车的时速为60km/h )到达事发地。

对于重大突发事件,需要调度全区20个交巡警服务平台的警力资源,对进出该区的13条交通要道实现快速全封锁。实际中一个平台的警力最多封锁一个路口,请给出该区交巡警服务平台警力合理的调度方案。

根据现有交巡警服务平台的工作量不均衡和有些地方出警时间过长的实际情况,拟在该区内再增加2至5个平台,请确定需要增加平台的具体个数和位置。

(2)针对全市(主城六区A ,B ,C ,D ,E ,F )的具体情况,按照设置交巡警服务平台的原则和任务,分析研究该市现有交巡警服务平台设置方案(参见附件)的合理性。如果有明显不合理,请给出解决方案。

如果该市地点P (第32个节点)处发生了重大刑事案件,在案发3分钟后接到报警,犯罪嫌疑人已驾车逃跑。为了快速搜捕嫌疑犯,请给出调度全市交巡警服务平台警力资源的最佳围堵方案。

二、模型假设及符号说明

、模型假设

1、假设各服务台职能,警力配备足以处理辖区内正常事故。

2、假设不考虑人口密度对警察办案的具体影响。

3、假设突发事件只发生在路口节点。

4、假设警察出警的地点都是平台处,不考虑巡警的情况。

5、假设交巡警接到报警后立即出警,且不考虑路面交通状况。

6、假设嫌疑人逃跑速度与警车的速度相同。

、符号说明

),(1b a n

道路起点坐标

),(2d c n 道路终点坐标

()i i y x , 第i 平台的坐标

()i d

第i 条道路,起点到终点一步可达的距离

D 各个节点的最短路距离

A 分配矩阵

B 中间过渡矩阵

C 出口到平台的距离

F 案发率距离

G 增加节点矩阵

co 计数

mm 每行中除了0以外的最小值

gg 每行中除了0和mm 的最小值

三、模型建立及求解

、为了模型的建立与分析,先模拟出道路图

图1A 区交通图

程序:lp1003

图2全市交通图

程序:shitu

、问题1的模型建立及求解:

此问要求我们利用数据及附图,将各路口节点划分给最适合的服务平台,并要求各服务台管辖的范围内有突发事件发生时,尽量能在3分钟内有交巡警到达事发地(此时交巡警的行驶距离为3km ),换算到比例图上,也就是30mm 。本题,不考虑其他因素,只注重唯一因素——距离。所以,我们第一步用floyd 算法求出各个节点之间的最短距离D 。

、根据题中所给的各个节点的坐标,用matlab 计算出任意两点之间的距离,得到92*92的邻接距离矩阵:

其中ij d 分两种情况:当第i 个节点与第j 个节点相邻时,ij d 为两个节点的相邻距离。不相邻时,ij d 为一个充分大的数。

②、运用Floyd 算法,求出任意92个节点到任意92个节点的最短距离,得到最短距离矩阵,根据问题需要,我们截取所得矩阵前20行,即任意20个服务平台间到任意72个节点(没有建立平台的节点)的最短距离矩阵D :

因为服务平台的编号为1到20,所以取D 的前二十行,后七十二列为观察对象。在观察对象中,取出每列的最小值,计入到原本为设为全0的7220 的矩阵A 的相应的位置。

对于每一列而言,每列的最小值是最有可能小于3分钟的,如果最小值都不满足这个条件,那么对于这列对应的节点而言,就不存在三分钟可以到达的平台。

程序:pingtai

③由此,最后每个节点都会归属于某个服务平台,用matlab 编程得出结果并绘制了管辖区域图如表1

、调度方案的求解

本题,我们使用运筹学中的指派方法来解决。如果发生重大突发事件,需要调度全区20个交巡警服务平台的警力资源,对进出该区的13条交通要道实现快速全面封锁。在全面封锁时,既需要使用最短的时间,还必须保证一个平台的警力只能封锁一个路口,这样就必然会多出7个平台。

先根据给出的数据,设立出指派问题的条件矩阵C。C为20

20 ,其中前十三列是A区13个出口到二十个平台的最短路距离,剩余的七列用零补齐。得到C之后,使用linprog算法,就得到我们需要的调度方案。

程序:zhipai

根据前一问的解答我们可以得出任意服务平台i 到任意出口j 的最短距离ij d ,引入0-1变量ij a :

据此我们建立关于服务平台调度的目标函数Z :

20

13

1

1

min{max }ij ij i j Z a d ===

约束条件:

13

1

20

1

1:1ij j ij i a st a ==?≤????≥??∑∑

第一个约束表示要求每个服务台只能去1个或0个出口。

第二个约束表示每个出入路口有且仅有一个服务平台的警力支持。

2: 表出口平台调度方案

通过分析这些线路,我们知道线路最长的组合为8号平台到达29号节点,它所花的时间即为封锁路口的最终时间,且这个时间约为10分钟。 、平台增加个数及位置的求解

本问要求在第1小问的前提下,根据服务平台的工作量不均衡及出警时间的不合理来增加服务平台的具体个数及位置,使整个交巡警服务平台系统趋于合理化。

在第一小问中,我们选择D 每一列的最小值,把该节点划分给离他最近的平台管辖。但这样的话,一方面会导致一部分的平台管辖的节点过多,其辖区内部的总案发率过高,而现实中,各平台辖区案发率应该相差不大。另一方面,少量节点到每个平台的最短距离都大于30mm ,即到任何平台的时间都超过3min ,所以,我们就需要增设一些平台。对于平台添加的原则是添加平台后使得所有节点都有平台可以在三分钟内到达。

首先,我们以距离出发,选择D 前二十行中,其最小值大于30的列,把这些节点之间的距离从D 中提取出去,组成一个方阵。在这个方阵中,选择两节点之间距离小于30mm ,小于30说明此两点可以在3min 内到达彼此。故可以任意删去一列,删去先出现的列。

现在得到需要添加的最多平台数就是上面剩下的那些列对应的节点n 。提取这些节点D 中所在行,加上之前的20行,组成一个新的最短距离矩阵B 。其中A,B 均为20+n*92的矩阵,A 是全0阵,B 是D 中的一部分,进行五次迭代,出现我们需要的平台及对应的辖区。

迭代的规则是:

①在B 中选取每列的最小值,赋给A 中相应的行列位置。

②找到A中不为0的位置对应的案发率,把每个位置的距离数字乘以各自的案发率,并除去速度10,平台自身案发率*加上。所得数字为每一个平台的判断数。

③逐行判断,如果某行的判断上数大于所有节点案发率平均数*2的话,就把该行中的最大数字在B中置为0。

④重复上述三步,五次。

图迭代前综合指标曲线分布与直方图

表3调整后服务平台管辖范围

程序:lp1015,zengjia

、问题2的模型建立及求解:

、全市交巡警服务平台合理性评价及方案设定

1、首先需要强调的是:

①各个区的平台是不能跨区的

②各个平台的辖区是不能重合的

满足这两点后,设定全市交警服务平台合理性评价:

①警情主导警务原则:根据管区道路交通流量、拥堵状况、治安复杂情况、发案量高低,科学确定平台管控区域;

②快速处警原则:城区接警后确保快速到达现场

③方便与安全原则:按照醒目、规范,方便群众和确保安全的原则,科学设置平台。

平台设置在遵循上述三大原则的基础上,应当结合辖区地域特征、人口分布、交通状况、治安状况和未来城市发展规划等实际情况,在充分考虑现有警力和财力并确保安全的条件下,科学确定平台的数量和具体位置。

在评价合理性的时候,我们引入了最大覆盖率:被平台三分钟覆盖的节点数在区总节点数中占的比重。

所以对该市各个区分别进行Floyd算法,得到各自的最短路矩阵。在平台所在的行中进行每列的最小值选择。最小值小于30mm,就是被覆盖。用这种方法分别得到六个区的最大覆盖率,即:

表4区域覆盖率

程序:fugai

由表中覆盖率可以看出,A区,B区的平台设置较为合理,其余几个区的平台设置较为不合理其中E区最差。对覆盖率较差的区,可以进行平台设置的调整,调整的方案有三种:

①不变动原有平台的个数与位置,添加若干个新的平台。

②不变动原有平台的个数,改变平台的位置。

③改变平台的个数,也改变平台的位置,以合理的标准去设置合适的平台

2、调整方案:

在此我们选取E区,采取方案②加以调整。调整的具体实施:在E区的最短距离矩阵中取出每行的最小值和次小值,并取出最多的十五个,对应的十五个节点就是新的调整以后的平台。

运行程序后得到新的平台设置为:

405、408、412、423、429、435、436、444、455、457、461、462、467、472、474

这十五个平台覆盖了75个节点,调整后E区的覆盖率为:,比旧的平台设置要更为合理。

程序:LP1017

、最佳围堵方案的确定:

在该题目中,首先需要有两点假设:

①嫌疑人驾车逃逸速度和警察追堵速度一直,均为60km/h

②嫌疑人逃逸时不走重复路段

此时调用的平台是没有改动之前原市区图中设立的平台点,警方在案发后3分钟才接到报警,假如警察用了t分钟追堵住嫌疑人,那么嫌疑犯逃跑时间是t分钟。

+

3

能把嫌疑人追堵住,就是在他还没到,但可以到的所有节点都已经被警察提前到了。也就是说,嫌疑犯逃跑时间是3

t分钟逃到的节点,可以被距离他

+

最近的平台在t分钟以内到达,这样,嫌疑人就是t分钟中成功被追堵住。

我们先对全市进行floyd,算出最短距,并提取出32行的那行数据,赋给

K。然后t从1开始,直到我们认为足够长的时间,定为6分钟,每次增加分钟不断迭代。每次都找到嫌疑人在3

t分钟,和1.3

+

t分钟之间可以到达的节点,

+

然后检测这些节点到区内最近平台的时间是否在t分钟,若是,则成功追堵;如不是,则继续迭代,知道出现第一个满足。

程序:p

四、模型的评价

模型优点

1、对题目所给数据大部分都进行了合理的应用和处理,对于实际问题理解的较为到位。

2、模型建立的思路简单清晰,算法较为灵活、执行效率教高。

3、模型能应用于其他种类的应急设施设置,整个模型有很好的通用性。

模型缺点

1、整个模型我们都化为了一个点的模型,如案发地点我们假定都在节点上,这在现实中是不可能的,可以进一步将点离散化,更为密集。

2、对模型的建立与求解,我们坚持的核心因素是三分钟到达节点,标准比较单一。

3、模型中我们没有考虑人口密度的问题,在实际中这是一个很重要的参考因素。

参考文献

[1]姜启元,《数学模型》第四版,北京:高等教育出版社,2011年

[2]王沫然,《MATLAB与科学计算》,北京:电子工业出版社,2003年

[3]胡运权《运筹学》,北京,清华大学出版社,第三版,2009年

程序:lp1003

fork=1:1:928

n1=daolu(k,1);

n2=daolu(k,2);

ifn1<=92

ifn2<=92

a=jiedian(n1,2);

b=jiedian(n1,3);

c=jiedian(n2,2);

d=jiedian(n2,3);

plot([ac],[bd]);

holdon

end

end

end

x1=jiedian(1:20,2);

y1=jiedian(1:20,3);

plot(x1,y1,'ro');

holdon

forn=1:1:92

x=jiedian(n,2);

y=jiedian(n,3);

plot(x,y,'.');

holdon

end

form=1:1:13

t=churu(m,2);

a=jiedian(t,2);

b=jiedian(t,3);

plot(a,b,'r*');

holdon

end

程序:shitu

fork=1:928

n1=daolu2(k,1);

n2=daolu2(k,2);

ifn1<=92&n2<=92

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'g','linewidth',2); holdon

else

ifn1<=165&n2<=165&n1>92&n2>92

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'y','linewidth',2); holdon

else

ifn1<=319&n2<=319&n1>166&n2>166

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'linewidth',2); holdon

else

ifn1<=371&n2<=371&n1>320&n2>320

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'k','linewidth',2); holdon

else

ifn1<=474&n2<=474&n1>372&n2>372

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'m','linewidth',2); holdon

else

ifn1<=582&n2<=582&n1>475&n2>475

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'c','linewidth',2); holdon

else

a=jiedian2(n1,2);

b=jiedian2(n1,3);

c=jiedian2(n2,2);

d=jiedian2(n2,3);

plot([ac],[bd],'r'); end

end

end

end

end

end

end

x1=jiedian2(1:20,2);

y1=jiedian2(1:20,3); plot(x1,y1,'ro'); holdon

x1=jiedian2(93:100,2); y1=jiedian2(93:100,3); plot(x1,y1,'ro'); holdon

x1=jiedian2(166:182,2); y1=jiedian2(166:182,3); plot(x1,y1,'ro'); holdon

x1=jiedian2(320:328,2); y1=jiedian2(320:328,3); plot(x1,y1,'ro'); holdon

x1=jiedian2(372:386,2); y1=jiedian2(372:386,3); plot(x1,y1,'ro'); holdon

x1=jiedian2(475:485,2); y1=jiedian2(475:485,3); plot(x1,y1,'ro'); holdon

forn=1:582

x=jiedian2(n,2);

y=jiedian2(n,3);

plot(x,y,'.');

holdon

end

form=1:1:17

t=churu(m,1);

a=jiedian2(t,2);

b=jiedian2(t,3);

plot(a,b,'r*');

holdon

end

a=jiedian2(32,2);

b=jiedian2(32,3);

plot(a,b,'k^')

程序:zuiduanju

functionD=zuiduanju()

a=jiedian;

b=daolu;

count=1;

n=length(a(:,1));

fori=1:length(b(:,1))

ifb(i,1)<=92&&b(i,2)<=92

c(count,:)=b(i,:);

count=count+1;

end

end

fori=1:length(c(:,1))d(i)=sqrt((a(c(i,1),2)-a(c(i,2),2))^2+(a(c(i,1), 3)-a(c(i,2),3))^2);%A区路口两节点的距离

end

c=sort(c,2);

aa=zeros(n);

fori=1:length(c(:,1))

aa(c(i,1),c(i,2))=d(i);

end

t=aa+aa';

M=max(max(t))*n^2;%M为充分大的正实数

t=t+((t==0)-eye(n))*M;

%Floyd算法求最小矩阵

path=zeros(n);

fork=1:n

fori=1:n

forj=1:n

ift(i,j)>t(i,k)+t(k,j)

t(i,j)=t(i,k)+t(k,j);

path(i,j)=k;

end

end

end

end

fori=1:length(t(:,1))

forj=1:length(t(:,1))

ift(i,j)>=M

t(i,j)=0;

end

end

end

D=t;

程序:pingtai

functionA=pingtai()

D=zuiduanju();

A=zeros(20,72);

f=jiedian(:,4);

fork=21:92

fori=1:20

ifD(i,k)==min(D(1:20,k))

A(i,k-20)=D(i,k);

end

end

end

fork=1:20

ifA(k,:)==0

fori=21:92

ifD(k,i)==min(D(k,21:92))

A(1:20,i-20)=0;

A(k,i-20)=D(k,i);

end

end

end

end

co=0;

q=zeros(2,20);

fork=1:20

fprintf('到第%i平台时间最近的节点有:\n',k); q(1,k)=k;

q(2,k)=f(k)*;

fori=1:72

ifA(k,i)~=0

fprintf('第%i个路口\n',i+20);

q(2,k)=q(2,k)+f(i+20)*A(k,i)/10;

co=co+1;

end

end

end

q

程序:zhipai

D=zuiduanju();

e=churu(:,2);

C=zeros(20,20);

fork=1:92

fori=1:13

ifk==e(i)

C(1:20,i)=D(1:20,e(i));

end

end

end

C(1:20,14:20)=0;

C

C=C(:);

a=zeros(40,400);

fori=1:20

a(i,(i-1)*20+1:20*i)=1;

a(20+i,i:20:400)=1;

end

b=ones(40,1);

[x,y]=linprog(C,[],[],a,b,zeros(400,1),ones(400,1)); E=zeros(20,20);

fori=1:20

forj=1:20

E(j,i)=x((i-1)*20+j);

end

end

sum(E)

fork=1:13

fori=1:20

ifE(i,k)==max(E(:,k))

fprintf('第%i路口',e(k));

fprintf('被第%i个平台控制,',i);

fprintf('距离为%i毫米\n',D(i,e(k)));

end

end

end

程序:zengjia

function[G,g,m]=zengjia()

D=zuiduanju();

A=zeros(20,72);

fork=21:92

fori=1:20

ifD(i,k)==min(D(1:20,k))

A(i,k-20)=D(i,k);

end

end

end

no=0;

fork=1:20

fori=1:72

ifA(k,i)>=30

%fprintf('到第%i平台时间最近的节点有:\n',k); %fprintf('第%i个路口\n',i+20);

no=no+1;

end

end

end

do=zeros(1,no);

j=1;

fork=1:20

fori=1:72

ifA(k,i)>=30

do(1,j)=i+20;

j=j+1;

end

end

end

do=sort(do);

F=D(do,do);

j=21;

g=zeros();

fork=1:20

g(1,k)=k;

end

fork=1:no

ifF(k,k+1:no)>=30

g(1,j)=do(1,k);

j=j+1;

end

end

G=D(g,:);

m=length(g);

g

程序:lp1015

f=jiedian(:,4);

x=sum(f)/20;

[G,g,m]=zengjia();

B=G;

A=zeros(m,92);

fork=1:92

fori=1:m

ifB(i,k)==min(B(1:m,k))

A(i,k)=B(i,k);

end

end

end

fork=1:m

ifA(k,:)==0

fori=1:92

ifB(k,i)==min(B(k,21:92))

A(1:m,i)=0;

A(k,i)=B(k,i);

end

end

end

end

forj=1:3

aa=zeros(2,m);

fork3=1:m

aa(1,k3)=g(1,k3);

aa(2,k3)=f(k3)*;

fori3=1:92

ifA(k3,i3)~=0

aa(2,k3)=aa(2,k3)+f(i3)*D(k3,i3)/10; end

end

end

fork=1:20

ifaa(2,k)>=x*

fori=1:92

ifA(k,i)==max(A(k,:))

B(k,i)=10000;

end

end

end

end

A=zeros(m,92);

fork=1:92

fori=1:m

ifB(i,k)==min(B(1:m,k))

A(i,k)=B(i,k);

end

end

end

fork=1:m

ifA(k,:)==0

fori=1:92

ifB(k,i)==min(B(k,21:92))

A(1:m,i)=0;

A(k,i)=B(k,i);

end

end

end

end

end

q=zeros(2,m);

fork=1:m

fprintf('到第%i平台时间最近的节点有:\n',g(k)); q(1,k)=g(k);

q(2,k)=f(g(k))*;

fori=1:92

ifA(k,i)~=0

fprintf('第%i个路口\n',i);

q(2,k)=q(2,k)+f(i)*A(k,i)/10;

end

end

end

q

sum(q(2,:))

程序:fenpei

f=jiedian(:,4);

D=zuiduanju();

x=sum(f)/20;

A=pingtai();

B=D(1:20,21:92);

forj=1:5

aa=zeros(2,20);

fork3=1:20

aa(1,k3)=k3;

fori3=1:72

ifA(k3,i3)~=0

aa(2,k3)=aa(2,k3)+f(i3+20);

end

end

aa(2,k3)=aa(2,k3)+f(k3);

end

fork=1:20

ifaa(2,k)>=x+1

fori=1:72

ifA(k,i)==max(A(k,:))

B(k,i)=1000;

end

end

end

end

A=zeros(20,72);

fork1=1:72

fori1=1:20

ifB(i1,k1)==min(B(1:20,k1))

A(i1,k1)=B(i1,k1);

end

end

end

fork2=1:20

ifA(k2,:)==0

fori2=1:72

ifB(k2,i2)==min(B(k2,1:72))

A(1:20,i2)=0;

A(k2,i2)=B(k2,i2);

end

end

end

end

end

co=0;

fork=1:20

fprintf('到第%i平台时间最近的节点有:\n',k); fori=1:72

ifA(k,i)~=0

fprintf('第%i个路口\n',i+20);

co=co+1;

end

end

co

aa

x

程序:fugai

function[w,i7,D]=fugai(n1,n2,i7,n3,n4)

%i7为区号,n1为i7区节点开始号,n2为i7节点终止号,n3为i7平台开始号,n4为i7平台终止号

a=jiedian2;

b=daolu2;

count=1;

n=n2-n1+1;

fori=1:length(b(:,1))

ifb(i,1)<=n2&&b(i,2)<=n2&&b(i,1)>=n1&&b(i,2)>=n1

c(count,:)=b(i,:);

count=count+1;

end

end

fori=1:length(c(:,1))

d(i)=sqrt((a(c(i,1),2)-a(c(i,2),2))^2+(a(c(i,1),3)-a(c(i,2),3))^2);%i 7区路口两节点的距离

end

c=sort(c,2);

aa=zeros(n);

fori=1:length(c(:,1))

aa(c(i,1)-n1+1,c(i,2)-n1+1)=d(i);

end

t=aa+aa';

M=max(max(t))*n^2;%M为充分大的正实数

t=t+((t==0)-eye(n))*M;

%Floyd算法求最小矩阵

path=zeros(n);

fork=1:n

fori=1:n

forj=1:n

ift(i,j)>t(i,k)+t(k,j)

t(i,j)=t(i,k)+t(k,j);

path(i,j)=k;

end

end

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)

全国数学建模竞赛一等奖论文

交巡警服务平台的设置与调度 摘要 由于警务资源有限,需要根据城市的实际情况与需求建立数学模型来合理地确定交巡警服务平台数目与位置、分配各平台的管辖范围、调度警务资源。设置平台的基本原则是尽量使平台出警次数均衡,缩短出警时间。用出警次数标准差衡量其均衡性,平台与节点的最短路衡量出警时间。 对问题一,首先以出警时间最短和出警次数尽量均衡为约束条件,利用无向图上任意两点最短路径模型得到平台管辖范围,并运用上下界网络流模型优化解,得到A区平台管辖范围分配方案。发现有6个路口不能在3分钟内被任意平台到达,最长出警时间为5.7分钟。 其次,利用二分图的完美匹配模型得出20个平台封锁13个路口的最佳调度方案,要完全封锁13个路口最快需要8.0分钟。 最后,以平台出警次数均衡和出警时间长短为指标对方案优劣进行评价。建立基于不同权重的平台调整评价模型,以对出警次数均衡的权重u和对最远出警距离的权重v 为参数,得到最优的增加平台方案。此模型可根据实际需求任意设定权重参数和平台增数,由此得到增加的平台位置,权重参数可反映不同的实际情况和需求。如确定增加4个平台,令u=0.6,v=0.4,则增加的平台位置位于21、27、46、64号节点处。 对问题二,首先利用各区平台出警次数的标准差和各区节点的超距比例分析评价六区现有方案的合理性,利用模糊加权分析模型以城区的面积、人口、总发案次数为因素来确定平台增加或改变数目。得出B、C区各需改变2个平台的位置,新方案与现状比较,表明新方案比现状更合理。D、E、F区分别需新增4、2、2个平台。利用问题一的基于不同权重的平台调整评价模型确定改变或新增平台的位置。 其次,先利用二分图的完美匹配模型给出80个平台对17个出入口的最优围堵方案,最长出警时间12.7分钟。在保证能够成功围堵的前提下,若考虑节省警力资源,分析全市六区交通网络与平台设置的特点,我们给出了分阶段围堵方案,方案由三阶段构成。最多需调动三组警力,前后总共需要29.2分钟可将全市路口完全封锁。此方案在保证成功围堵嫌疑人的前提下,若在前面阶段堵到罪犯,则可以减少警力资源调度,节省资源。 【关键字】:不同权重的平台调整评价模糊加权分析最短路二分图匹配

2013全国数学建模大赛a题优秀论文

车道被占用对城市道路通行能力的影响 摘要 随着城市化进程加快,城市车辆数的增加,致使道路的占用现象日益严重,同时也导致了更多交通事故的发生。而交通事故发生过程中,路边停车、占道施工、交通流密增大等因素直接导致车道被占用,进而影响了城市道路的通行能力。本文在视频提供的背景下通过数据采集,利用数据插值拟合、差异对比、车流波动理论等对这一影响进行了分析,具体如下: 针对问题一,首先根据视频1中交通事故前后道路通行情况的变化过程运用物理观察测量类比法、数学控制变量法提取描述变量(如事故横断面处的车流量、车流速度以及车流密度)的数据,从而通过研究各变量的变化,来分析其对通行能力的影响。而视频1中有一些时间断层,我们可根据现有的数据先用统计回归对各变量数据插值后再进行拟合,拟合过程中利用残差计算值的大小来选择较好的模型来反应各变量与事故持续时间的关系,进而更好地说明事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。 针对问题二:沿用问题一中的方法,对视频2中影响通行能力的各个变量进行数据采集,同样使用matlab对时间断层处进行插值拟合处理,再将所得到的的变化图像与题一中各变量的变化趋势进行对比分析,其中考虑到两视频的时间段与两视频的事故时长不同,从而采用多种对比方式(如以事故发生前、中、后三时段比较差值、以事故相同持续时间进行对比、以整个事故时间段按比例分配时间进行对比)来更好地说明这一差异。由于小区口的位置不同、时间段是否处于车流高峰期以及1、2、3道车流比例不同等因素的影响,采用不同的数据采集方式使采集的变量数据的实用性更强,从而最后得到视频1中的道路被占用影响程度高于视频2中的影响程度,再者从差异图像的变化波动中得到验证,使其合理性更强。 针对问题三:运用问题1、2中三个变量与持续时间的关系作为纽带,再根据附件5中的信号相位确定出车流量的测量周期为一分钟,测量出上游车流量随时间的变化情况,而事故横断面实际通行能力与持续时间的关系已在1、2问中由拟合得到,所以再根据波动理论预测道路异常下车辆长度模型的结论,结合采集数据得到的函数关系建立数学模型,最后得出事故发生后,车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量这三者之间的关系式。 针对问题四:在问题3建立的模型下,利用问题4中提供的变量数据推导出其它相关变量值,然后代入模型,估算出时间长度,以此检验模型的操作性及可靠性。 关键词:通行能力车流波动理论车流量车流速度车流密度

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

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。

全国数模竞赛优秀论文

一、基础知识 1.1 常见数学函数 如:输入x=[-4.85 -2.3 -0.2 1.3 4.56 6.75],则: ceil(x)= -4 -2 0 2 5 7 fix(x) = -4 -2 0 1 4 6 floor(x) = -5 -3 -1 1 4 6 round(x) = -5 -2 0 1 5 7 1.2 系统的在线帮助 1 help 命令: 1.当不知系统有何帮助内容时,可直接输入help以寻求帮助: >>help(回车) 2.当想了解某一主题的内容时,如输入: >> help syntax(了解Matlab的语法规定) 3.当想了解某一具体的函数或命令的帮助信息时,如输入: >> help sqrt (了解函数sqrt的相关信息)

2 lookfor命令 现需要完成某一具体操作,不知有何命令或函数可以完成,如输入: >> lookfor line (查找与直线、线性问题有关的函数) 1.3 常量与变量 系统的变量命名规则:变量名区分字母大小写;变量名必须以字母打头,其后可以是任意字母,数字,或下划线的组合。此外,系统内部预先定义了几个有特殊意 1 数值型向量(矩阵)的输入 1.任何矩阵(向量),可以直接按行方式 ...输入每个元素:同一行中的元素用逗号(,)或者用空格符来分隔;行与行之间用分号(;)分隔。所有元素处于一方括号([ ])内; 例1: >> Time = [11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10] >> X_Data = [2.32 3.43;4.37 5.98] 2 上面函数的具体用法,可以用帮助命令help得到。如:meshgrid(x,y) 输入x=[1 2 3 4]; y=[1 0 5]; [X,Y]=meshgrid(x, y),则 X = Y =

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。

全国数学建模优秀论文

上海世博会影响力的定量评估 摘要 本文主要针对世博会对上海市的发展产生的影响力进行定量评估。 在模型一中,首先我们从上海的城市基础设施建设这一侧面定量评估世博会对上海市的发展产生的影响,而层次分析法是对社会经济系统进行系统分析的有力工具。所以我们运用层次分析法,构造成对比矩阵a,找到最大特征值 ,运用 进行一致性检验,这样对成对比矩阵a进行逐步修正,最终可以确定权向量。再运用模糊数学的综合评价法,通过组合权向量就可以得出召开世博会比没有召开世博会对上海城市基本设施建设的影响要高出40%。 在模型二中,上海世博会的影响力直接体现在GDP上,我们直接以GDP这个硬性直接指标来衡量上海世博会对上海的影响。因此我们运用线性回归的模型预测出在有无上海世博会这两者情况下的GDP的值,并将运用线性回归得到的数据与上海统计年鉴中的相关数据进行比较运算,算出误差在1.2%左右,这说明我们用线性回归得到的模型能准确地反映出世博会对上海GDP的影响。运用公式 可以计算出世博对上海GDP的影响力的大小为 。 关键词:层次分析法模糊数学线性回归城市基础建设 GDP 1 问题重述

2010年上海世博会是首次在中国举办的世界博览会。从1851年伦敦的“万国工业博览会”开始,世博会正日益成为各国人民交流历史文化、展示科技成果、体现合作精神、展望未来发展等的重要舞台。请你们选择感兴趣的某个侧面,建立数学模型,利用互联网数据,定量评估2010年上海世博会的影响力。 2 问题分析 对于模型一,为了定量评估2010年上海世博会的影响力,我们首先选取城市基础设施建设的投入这一个侧面,因为通过查找相关数据,我们发现,城市基础设施建设的投入在上海整个GDP的增长中占有很大的比重,对GDP的贡献占主体地位。而层次分析法是对社会经济系统进行系统分析的有力工具。为此,我们通过研究上海统计局的相关数据,使用层次分析法来评估世博会的召开对基础设施建设的投入的影响,目标层为世博会的召开对基础设施建设的投入的影响,准则层依次为电力建设、交通运输、邮电通信、公用事业、市政建设,方案层依次为没有召开世博时的影响、召开世博时的影响。首先我们通过层次分析法算出电力建设、交通运输、邮电通信、公用事业、市政建设的相对权重,然后应用模糊数学中的综合评价法对上海世博会对城市基础设施建设的影响作出综合的评价,应用综合评价法计算出没有召开世博和召开世博两种情况下的权重,从而得出上海世博会的召开对城市基础设施建设的影响。 对于模型二,直接以GDP这个硬性直接指标来衡量上海世博会对上海的影响。先根据上海没有申办世博会的GDP总额的相关数据,建立线性回归模型,由此预测不举办世博会情况下2010年上海市的GDP总额;再由2002年至2009年的GDP值用线性回归预测出举办世博会情况下2010年上海市的GDP总额,并将两种情况进行对比得出世博会对上海GDP的影响。 3 模型假设 3.1假设非典和奥运等重大事件对世博前的城市基础建设的投入影响很小,可以忽略。

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

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

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。

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

全国数学建模获奖论文

承诺书 我们仔细阅读了数学建模竞赛选拔的规则. 我们完全明白,在做题期间不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人研究、讨论与选拔题有关的问题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反选拔规则的, 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,严格遵守选拔规则,以保证选拔的公正、公平性。如有违反选拔规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们选择的题号是(从A/B/C中选择一项填写): 队员签名:1. 2. 3. 日期:年月日

2012年河南科技大学数学建模竞赛选拔 编号专用页 评阅编号(评阅前进行编号): 评阅记录(评阅时使用): 评 阅 人 评 分 备 注

C题数学建模竞赛成绩评价与预测 一、摘要 近20 年来,CUMCM 的规模平均每年以20%以上的增长速度健康发展,是目前全国高校中规模最大的课外科技活动之一。本文对数学建模竞赛成绩的评价与预测问题进行了建模、求解和相关分析。 对于问题一,首先对广东赛区各院校2008-2011年建模奖励数据进行统计分析,将决策问题分为三个层次,建立多层次模糊综合评判模型。在该模型中,将因素集{国家一等奖,国家二等奖,省一等奖,省二等奖,省三等奖}看作准则层,将2008-2011各年建模情况看作方案层,结合实际情况,给出改进综合评判模型,解得广东金融学院、华南农业大学的总体综合评定成绩分别2.9474、2.7141,排名第一、第二。 对于问题二,首先建立单年的综合评定模型,得出广州赛区各院校2008-2011年的综合评定成绩。鉴于仅有4组数据,分别采用GM(1,1)法、回归曲线最小二乘法、移动平均法进行建模,最后结合实际情况并根据结果对比以上三种模型,确定了移动平均法方案最优,最终得出广东金融学院、华南农业大学的综合评定成绩分别为0.7369、0.6785,依旧排名第一、第二,较好地解决了问题二。 对于问题三,鉴于附件2所给数据冗杂庞大,故从中抽取2008-2011年的建模数据作为样本,分别统计出本科组和专科组在这四年中每年获得国家一等奖和国家二等奖的人数;将问题一中国家一等奖、二等奖的权重进行归一化处理,建立类似问题一的特殊综合评判模型,得出本科组哈尔滨工业大学、解放军信息工程大学的综合评定成绩分别为5.5117、4.6609;专科组海军航空工程学院、太原理工轻纺与美术学院的综合评定成绩分别为1.3931、1.3095,名列各组第一、第二,问题三得到了较好解决。 对于问题四,除全国竞赛成绩、赛区成绩外,讨论了学生的能力、参赛队数、师资力量、学校的综合实力、硬件设施等因素对建模成绩评估的影响,考虑首先对因素集进行模糊聚类分析,然后用层次分析法来进行评价,用BP神经网络结合Matlab软件来进行预测,理论上问题四能够得到较好地得到解决。 关键词: 模糊综合评判模型GM(1,1)模型移动平均法综合评定成绩

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;

全国大学生数学建模竞赛论文模板

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。

一、 问题的重述 数学建模竞赛要求解决给定的问题,所以一般应以“问题的重述”开始。 此部分的目的是要吸引读者读下去,所以文字不可冗长,内容选择不要过于分散、琐碎,措辞要精练。 这部分的内容是将原问题进行整理,将已知和问题明确化即可。 注意: 在写这部分的内容时,绝对不可照抄原题! 应为:在仔细理解了问题的基础上,用自己的语言重新将问题描述一篇。应尽量简短,没有必要像原题一样面面俱到。 二、 模型假设 作假设时需要注意的问题: ①为问题有帮助的所有假设都应该在此出现,包括题目中给出的假设! ②重述不能代替假设! 也就是说,虽然你可能在你的问题重述中已经叙述了某个假设,但在这里仍然要再次叙述! ③与题目无关的假设,就不必在此写出了。 三、 变量说明 为了使读者能更充分的理解你所做的工作, 对你的模型中所用到的变量,应一一加以说明,变量的输入必须使用公式编辑器。 注意: ①变量说明要全 即是说,在后面模型建立模型求解过程中使用到的所有变量,都应该在此加以说明。 ②要与数学中的习惯相符,不要使用程序中变量的写法 比如: 一般表示圆周率;c b a ,, 一般表示常量、已知量;z y x ,, 一般表示变量、未知量 再比如:变量21,a a 等,就不要写成:a[0],a[1]或a(1),a(2) 四、模型的建立与求解 这一部分是文章的重点,要特别突出你的创造性的工作。在这部分写作需要注意的事项有: ①一定要有分析,而且分析应在所建立模型的前面; ②一定要有明确的模型,不要让别人在你的文章中去找你的模型; ③关系式一定要明确;思路要清晰,易读易懂。

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))

全国大学生数学建模竞赛b题全国优秀论文

基于打车软件的出租车供求匹配度模型研究与分析 摘要 目前城市“出行难”、“打车难”的社会难题导致越来越多的线上打车软件出现在市场上。“打车难”已成为社会热点。以此为背景,本文将要解决分析的三个问题应运而生。 本文运用主成分分析、定性分析等分析方法以及部分经济学理论成功解决了这三个问 题,得到了不同时空下衡量出租车资源供求匹配程度的指标与模型以及一个合适的补贴 方案政策,并对现有的各公司出租车补贴政策进行了分析。 针对问题一,根据各大城市的宏观出租车数据,绘制柱形图进行重点数据的对比分 析,首先确定适合进行分析研究的城市。之后,根据该市不同地区、时间段的不同特点 选择多个数据样本区,以数据样本区作为研究对象,进行多种数据(包括出租车分布、 出租车需求量等)的采集整理。接着,通过主成分分析法确定模型的目标函数、约束条 件等。最后运用spss软件工具对数据进行计算,求出匹配程度函数F 与指标的关系式, 并对结果进行分析。 针对问题二,在各公司出租车补贴政策部分已知的情况下,综合考虑出租车司机以 及顾客两个方面的利益,分别就理想情况与实际情况进行全方位的分析。在问题一的模 型与数据结果基础上,首先分别从给司机和乘客补贴两个角度定性分析了补贴的效果。 重点就给司机进行补贴的方式进行讨论,定量分析了目前补贴方案的效果,得出了如果 统一给每次成功的打车给予相同的补贴无法改善打车难易程度的结论,并对第三问模型 的设计提供了启示,即需要对具有不同打车难易程度和需求量的区域采取分级的补贴政 策。 针对问题三,在问题二的基础上我们设计了一种根据不同区域打车难易程度和需求

量来确定补贴等级的方法。设计了相应的量化指标,以极大化各区域打车难易程度降低 的幅度之和作为目标,建立该问题的规划模型。目的是通过优化求解该模型,使得通过 求得的优化补贴方案,能够优化调度出租车资源,使得打车难区域得到缓解。通过设计 启发式原则和计算机模拟的方法进行求解,并以具体案例分析得到,本文方法相对统一 的补贴方案而言的确可以一定程度缓解打车难的程度。 关键词:主成分分析法,供求匹配度,最优化模型,出租车流动平衡 1

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。

全国大学生数学建模竞赛论文格式规范

全国大学生数学建模竞赛论文格式规范 (全国大学生数学建模竞赛组委会,2019年修订稿) 为了保证竞赛的公平、公正性,便于竞赛活动的标准化管理,根据评阅工作的实际需要,竞赛要求参赛队分别提交纸质版和电子版论文,特制定本规范。 一、纸质版论文格式规范 第一条,论文用白色A4纸打印(单面、双面均可);上下左右各留出至少2.5厘米的页边距;从左侧装订。 第二条,论文第一页为承诺书,第二页为编号专用页,具体内容见本规范第3、4页。 第三条,论文第三页为摘要专用页(含标题和关键词,但不需要翻译成英文),从此页开始编写页码;页码必须位于每页页脚中部,用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。摘要专用页必须单独一页,且篇幅不能超过一页。 第四条,从第四页开始是论文正文(不要目录,尽量控制在20页以内);正文之后是论文附录(页数不限)。 第五条,论文附录至少应包括参赛论文的所有源程序代码,如实际使用的软件名称、命令和编写的全部可运行的源程序(含EXCEL、SPSS等软件的交互命令);通常还应包括自主查阅使用的数据等资料。赛题中提供的数据不要放在附录。如果缺少必要的源程序或程序不能运行(或者运行结果与正文不符),可能会被取消评奖资格。论文附录必须打印装订在论文纸质版中。如果确实没有源程序,也应在论文附录中明确说明“本论文没有源程序”。 第六条,论文正文和附录不能有任何可能显示答题人身份和所在学校及赛区的信息。 第七条,引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上资料)必须按照科技论文写作的规范格式列出参考文献,并在正文引用处予以标注。 第八条,本规范中未作规定的,如排版格式(字号、字体、行距、颜色等)不做统一要求,可由赛区自行决定。在不违反本规范的前提下,各赛区可以对论文增加其他要求。 二、电子版论文格式规范 第九条,参赛队应按照《全国大学生数学建模竞赛报名和参赛须知》的要求提交以

数学建模优秀论文全国一等奖

Haozl觉得数学建模论文格式这么样设置 版权归郝竹林所有,材料仅学习参考 版权:郝竹林 备注☆ ※§等等字符都可以作为问题重述左边的。。。。。一级标题 所有段落一级标题设置成段落前后间距13磅 二级标题设置成段落间距前0.5行后0.25行 Excel中画出的折线表字体采用默认格式宋体正文10号 图标题在图上方段落间距前0.25行后0行 表标题在表下方段落间距前0行后0.25行 行距均使用单倍行距 所有段落均把4个勾去掉 注意Excel表格插入到word的方式在Excel中复制后,粘贴,word2010粘贴选用使用目标主题嵌入当前 Dsffaf 所有软件名字第一个字母大写比如E xcel 所有公式和字母均使用MathType编写 公式编号采用MathType编号格式自己定义 公式编号在右边显示

农业化肥公司的生产与销售优化方案 摘 要 要求总分总 本文针对储油罐的变位识别与罐容表标定的计算方法问题,运用二重积分法和最小二乘法建立了储油罐的变位识别与罐容表标定的计算模型,分别对三种不同变位情况推导出的油位计所测油位高度与实际罐容量的数学模型,运用matlab 软件编程得出合理的结论,最终对模型的结果做出了误差分析。 针对问题一要求依据图4及附表1建立积分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。我们作图分析出实验储油罐出现纵向倾斜ο14.时存在三种不同的可能情况,即储油罐中储油量较少、储油量一般、储油量较多的情况。针对于每种情况我们都利用了高等数学求容积的知识,以倾斜变位后油位计所测实际油位高度为积分变量,进行两次积分运算,运用MATLAB 软件推导出了所测油位高度与实际罐容量的关系式。并且给出了罐体倾斜变位后油位高度间隔为1cm 的罐容标定值(见表1),最后我们对倾斜变位前后的罐容标定值残差进行分析,得到样本方差为4103878.2-?,这充分说明残差波动不大。我们得出结论:罐体倾斜变位后,在同一油位条件下倾斜变位后罐容量比变位前罐容量少L 243。 表 1.1 针对问题二要求对于图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。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。我们根据实际储油罐的特殊构造将实际储油罐分为三部分,左、右球冠状体与中间的圆柱体。运用积分的知识,按照实际储油罐的纵向变位后油位的三种不同情况。利用MATLAB 编程进行两次积分求得仅纵向变位时油量与油位、倾斜角α的容积表达式。然后我们通过作图分析油罐体的变位情况,将双向变位后的油位h 与仅纵向变位时的油位0h 建立关系表达式01.5(1.5)cos h h β=--,从而得到双向变位油量与油位、倾斜角α、偏转角β的容积表达式。利用附件二的数据,采用最小二乘法来确定倾斜角α、偏转角β的值,用matlab 软件求出03.3=α、04=β α=3.30,β=时总的平均相对误差达到最小,其最小值为0.0594。由此得到双向变位后油量与油位的容积表达式V ,从而确定了双向变位后的罐容表(见表2)。 本文主要应用MATLAB 软件对相关的模型进行编程求解,计算方便、快捷、准确,整篇文章采取图文并茂的效果。文章最后根据所建立的模型用附件2中的实际检测数据进行了误差分析,结果可靠,使得模型具有现实意义。 关键词:罐容表标定;积分求解;最小二乘法;MATLAB ;误差分

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