全国一等奖数模论文
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。
优秀的数学建模论文范文(通用8篇)

优秀的数学建模论文范文第1篇摘要:将数学建模思想融入高等数学的教学中来,是目前大学数学教育的重要教学方式。
建模思想的有效应用,不仅显著提高了学生应用数学模式解决实际问题的能力,还在培养大学生发散思维能力和综合素质方面起到重要作用。
本文试从当前高等数学教学现状着手,分析在高等数学中融入建模思想的重要性,并从教学实践中给出相应的教学方法,以期能给同行教师们一些帮助。
关键词:数学建模;高等数学;教学研究一、引言建模思想使高等数学教育的基础与本质。
从目前情况来看,将数学建模思想融入高等教学中的趋势越来越明显。
但是在实际的教学过程中,大部分高校的数学教育仍处在传统的理论知识简单传授阶段。
其教学成果与社会实践还是有脱节的现象存在,难以让学生学以致用,感受到应用数学在现实生活中的魅力,这种教学方式需要亟待改善。
二、高等数学教学现状高等数学是现在大学数学教育中的基础课程,也是一门必修的课程。
他能为其他理工科专业的学生提供很多种解题方式与解题思路,是很多专业,如自动化工程、机械工程、计算机、电气化等必不可少的基础课程。
同时,现实生活中也有很多方面都涉及高数的运算,如,银行理财基金的使用问题、彩票的概率计算问题等,从这些方面都可以看出人们不能仅仅把高数看成是一门学科而已,它还与日常生活各个方面有重要的联系。
但现在很多学校仍以应试教育为主,采取填鸭式教学方式,加上高数的教材并没有与时俱进,将其与生活的关系融入教材内,使学生无法意识到高数的重要性以及高数在日常生活中的魅力,因此产生排斥甚至对抗的心理,只是在临考前突击而已。
因此,对高数进行教学改革是十分有必要的,而且怎么改,怎么让学生发现高数的魅力,并积极主动学习高数也是作为教师所面临的一个重大问题。
三、将数学建模思想融入高等数学的重要性第一,能够激发学生学习高数的兴趣。
建模思想实际上是使用数学语言来对生活中的实际现象进行描述的过程。
把建模思想应用到高等数学的学习中,能够让学生们在日常生活中理解数学的实际应用状况与解决日常生活问题的方便性,让学生们了解到高数并不只是一门课程,而是整个日常生活的基础。
全国大学生数学建模优秀论文(A题) 国家一等奖

地下储油罐的变位分析与罐容表标定摘要加油站地下储油罐在使用一段时间后,由于地基变形等原因会发生纵向倾斜及横向偏转,导致与之配套的“油位计量管理系统”受到影响,必须重新标定罐容表。
本文即针对储油罐的变位时罐容表标定的问题建立了相应的数学模型。
首先从简单的小椭圆型储油罐入手,研究变位对罐容表的影响。
在无变位、纵向变位的情况下分别建立空间直角坐标系,在忽略罐壁厚度等细微影响下,运用积分的方法求出储油量和测量油位高度的关系。
将计算结果与实际测量数据在同一个坐标系中作图,经计算得误差均保持在3.5%以内。
纵向变位中,要分三种情况来进行求解,然后将三段的结果综合在一起与变位前作比较,可以得到变位对罐容表的影响。
通过计算,具体列表给出了罐体变位后油位高度间隔为1cm 的罐容表标定值。
进一步考虑实际储油罐,两端为球冠体顶。
把储油罐分成中间的圆柱体和两边的球冠体分别求解。
中间的圆柱体求解类似于第一问,要分为三种情况。
在计算球冠内储油量时为简化计算,将其内油面看做垂直于圆柱底面。
根据几何关系,可以得到如下几个变量之间的关系:测量的油位高度0h 实际的油位高度h 计算体积所需的高度H于是得到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。
再利用附表2中的数据列方程组寻找α与β最准确的取值。
αβ一、问题重述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。
题目给出了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。
全国大学生数学建模竞赛优秀论文

5.1 问题 1 的分析与求解 5.1.1 绝对瓦斯涌出量与相对瓦斯涌出量的计算公式
由问题的分析,鉴定矿井是属于“低瓦斯矿井”还是“高瓦斯矿井”,需算出该矿的绝对瓦斯量 与相对瓦斯涌出量值,与分类标准值进行鉴别。由绝对瓦斯涌出量与相对瓦斯涌出量的定义,结合 相关的符号约定,可知
风量为风速在 1 分钟传播的距离乘以相应巷道横断面面积,公式为:
得出最佳总通风量为1415.062m3 / min ,采煤工作面 的风量为 476.1359m3 / min ,采煤工作面
的风量为 548.5541m3 / min ,局部通风机的额定风量 331.8158m3 / min 。
同时,本文还作了误差分析,对模型进行了评价及推广,并在做出相应简化假设情况下,对模 型作了进一步的改进。
需根据《煤矿安全规程》第一百三十三条的分类标准,鉴别该矿是属于“低瓦斯矿井”还是“高 瓦斯矿井”。由分类标准可知,须考察出该矿的相对瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量的值,与其分类标 准值进行鉴别。由附表 2 所给监测值,可根据绝对瓦斯涌出量与相对瓦斯涌出量的计算公式,算出 各监测点的绝对瓦斯涌出量与相对瓦斯涌出量。如果经考察出的监测点的相对瓦斯量有小于或等于
二、问题的分析
2.1 背景的分析 煤矿安全生产是目前社会重点关注的热点问题之一,尤其是在能源紧张,对煤碳的需求量不断
增加的情况下,煤矿的安全生产问题更是值得我们关注,这也是建设平安和谐社会的重要组成部分。 根据统计资料,可知大部分煤矿事故的罪魁祸首都是瓦斯或煤尘爆炸。因此,矿井下的瓦斯和煤尘 对煤矿的安全生产构成了重大威胁,做好井下瓦斯和煤尘的监测与控制是实现煤矿安全生产的关键 环节。 2.2 基本预备知识 2.2.1 《煤矿安全规程》第一百三十三条中,矿井瓦斯等级根据矿井相对瓦斯涌出量和矿井绝对瓦 斯涌出量划分为:
数学建模全国一等奖论文系列(27)

数学建模全国⼀等奖论⽂系列(27)乘公交,看奥运摘要由于可供选择的车次很多,各种车辆的换乘⽅式也很多,为了避免上下⾏站点不⼀样的车次等对路线产⽣的影响,我们以由易到难的思路来完成模型。
⾸先分析⼀辆车可以直接到达的情况,在这其中⼜考虑到环线的特殊性对其单独进⾏判断讨论;由于⼀辆车可使乘客到达⽬的地的可能性太⼩,我们接下来讨论要进⾏⼀次换乘的情况,在这⾥巧妙地利⽤矩阵来判断两辆车是否含有共同站这个思想,避免了⾄少两重循环,使运算速度⼤⼤提⾼;虽然这样就已经能够解决不少的问题,但并不完全,因此我们继续计算换乘两次的乘车路线,经过⼤量的运算,我们发现基本所有的站点间都可以通过换乘两次到达,⾄此对公交线路的讨论基本完成。
对加⼊地铁的讨论与只有公交车时类似,从最简单的两辆地铁换乘的情况开始考虑,由浅⼊深。
论⽂中并没有运⽤⼤量的符号,⽽是⽤⽂字来说明程序的主要步骤,这样可以让不了解程序的读者也清楚地知道模型的思路,⽽且,只要知道起始与终点,利⽤程序就可以计算所有可能路线,并可以在结果中为读者提供路线的相关信息,⽐如路费及所需时间,以供选择。
对于最优的解释,我们除了以时间最少、车费最省为原则,还对时间与车费进⾏了加权平均,⽽权数便是乘客对时间与⾦钱的偏好程度,当输⼊⾃⼰愿⽤1元钱去换多少分钟乘车时间时,程序会根据个⼈的不同喜好,来选择出适合每个⼈的最优路线。
这样将程序⼈性化,可以更符合实际中⼈们的需要。
关键词:公交线路选择最优化矩阵加权平均数组分类讨论⾃主查询问题重述北京是中国的⾸都,是政治、⽂化中⼼,同时也是国际交往的中⼼。
在成功取得2008年第29届夏季奥运会的举办权后,北京市城市建设的步伐将进⼀步加快。
众所周知,可靠的交通保障是成功举办奥运会的关键之⼀,公共客运交通服务系统尤为重要。
在保持公车票价⼀直相对较低的情况下,北京市⼜已经实⾏机动车单双号出⾏,⽬的就是为了⿎励⼈们乘公共汽车出⾏,缓解交通阻塞状况。
全国数模优秀论文参考

全国数模优秀论文参考数学建模就是通过计算得到的结果来解释实际问题,并接受实际的检验,来建立数学模型的全过程。
本篇文章整理提供了两篇全国数模优秀论文范文供大家参考学习。
全国数模优秀范文一:溜井放矿量与磨损量计算式的数模摘要:在溜井放矿过程中,井筒井壁会随着井筒内矿石移动而同时产生磨损,这种磨损缓慢、渐进式连续发生的,均匀的向四周发展扩大。
提出了连续式的积分方程,推导出溜井井筒的磨损量与放矿量之间关系的数学模型。
用德兴铜矿的相关数据进行了计算,计算结果表明,该数学模型所提供的计算数据与实际井筒磨损情况接近,可为矿山规划、溜井设计与生产管理提供可靠的依据。
关键词:溜井放矿;放矿量;磨损量;数学模型在溜井放矿过程中,井筒必然产生磨损。
若管控不严,措施不当,会引起井筒破坏,影响生产,威胁安全,严重时井筒报废。
研究溜井放矿时的井筒磨损规律,减缓井筒磨损速度,延长服务年限,增加井筒通过矿量,是一个重要的研究课题。
本文就溜井放矿时井筒磨损规律进行探讨。
1、溜井放矿时井筒磨损人们在长期观察中发现,溜井在放矿过程中,井筒的井壁磨损呈现:贮矿段井筒磨损速度较小且均匀,井壁光滑[1];矿石对井壁的磨损轻微,溜井周边面磨损是均匀的[2];贮矿段溜井磨损均匀,上下磨损速度非常接近[3];全溜井的井壁光滑、完整,磨损轻微[4]。
根据以上的观察描述,溜井放矿的井筒磨损规律是:在放矿过程中,贮矿段的溜井井筒是以其中心线为中心,向四周磨损扩大是均匀的、相等的。
2、溜井磨损的计算式2.1、多项式的计算式根据上述井筒磨损规律,按照井筒磨损速度的计算公式U=r-r0Q(其中,U为井筒磨损速度,m/万t;r为经放矿磨损后的井筒半径,m;r0为初始的井筒半径,m;Q为放出的矿石量,万t),采用多项式推导出的溜井放矿量与井筒磨损量之间的计算公式为[5]:为溜井井筒初始直径,m溜井放矿的井筒磨损量与放矿量之间的关系是一个相互渐进且连续的过程。
上述使用多项式的推导过程,采用的是渐进式,但不是连续式。
数学建模国家一等奖 论文

地面搜索问题的优化模型摘要本文针对地面搜索过程中人员安排和路线选择问题,建立了优化模型,并给出了相应算法,用LINGO软件编程,在确保所有地点都不遗漏且不重复的情况下,合理安排人员和线路,使得搜索用时最短。
问题一的求解中,把20个搜索队员排成一行,向前搜索。
从局部和总体两个方面对人员行进和路线选择。
在局部方面,考虑到人员行进中90度和180度转弯的情况,给出了两种转弯策略,并计算出这两种转弯的情况需要多耗费的时间;在总体方面,把需要进行搜索的区域分割成的126个方格,利用一笔画原理,判断出这些方格可以用一条不重复的线路走完。
考虑到转弯需要多耗费时间,建立了以转弯次数最少,并且从起始点开始不重复行走到达集结点的模型,利用LINGO软件进行编程求解,得到了最少转弯的模型。
考虑到具体情况,对上述模型得到的路线进行适当调整,得到最终的搜索线路安排图。
根据图表,计算出20个队员进行搜索需要50.117小时,无法在48内完成搜索任务。
考虑到队员和组长距离不超过1000米,设计一种让20名搜索队员组成的队伍和新增人员组成的队伍进行交替行进的模型,以确保让整个搜索过程控制在48小时以内。
最后给出了该行进模型的相应算法,通过计算,得出增加2个队员可以确保搜索在48小时内完成。
问题二的求解中,首先对50名人员分3组进行分析,由于矩形区域被分割后形成的小区域恰好能被20人组成的一个队列一次搜索覆盖,以及10人组成的一个队列一个来回的搜索覆盖,于是3组可分为:2个队伍为20人,1个队伍为10人。
随后进行队伍搜索区域的划分,根据各个队伍人数确定该组分配到的方格的数量,划分出各个队伍的搜索区域。
然后对三个区域进行搜索路径的优化求解,改进问题一的模型,求出三个区域的搜索路径。
再根据实际情况,对路径进行适当修改,得出20人的2个队伍,需要19.816小时,10人的队伍需要20.294小时。
根据先完成搜索任务的队伍能否有足够的时间来帮助未完成搜索任务的队伍提早完成任务的时间要求,判断出该解是可以接受的。
数学建模竞赛获奖论文范文

数学建模竞赛获奖论文范文数学的运用越来越广泛了,利用建立数学模型解决实际问题的数学建模活动也应运而生了。
下面是店铺为大家推荐的数学建模论文,供大家参考。
数学建模论文范文篇一:《高中开设数学建模课程的意义与定位》1、高中开设数学建模课程的背景在高中设置的课程中,数学是一门必修课程,也是高考比重最大的一门课程,其最终目标是将数学知识融入现实问题中去,从而解决问题,这也是教育教学的最终目的。
要达到教育教学的最终目的,必须改革高中的数学课程教学,建设高中数学建模课程。
高中数学建模课程可以根据简单的现实问题设置,针对实际生活中的一些简单问题进行适当的假设,建立高中数学知识能解决该问题的数学模型,进而解决该实际问题。
因此,可以说高中数学建模课程是利用所学高中数学知识解决实际问题的课程,是将高中数学知识应用的一门课程,是培养出高技能人才的基础课程。
国家教育部制定的高中数学课程标准,重点强调:"要重视高中学生从自己的生活经验和所学知识中去理解数学、学习数学和应用数学,通过自己的感知和实际操作,掌握基本的高中数学知识和数学逻辑思维能力,让高中生体会到数学的乐趣,对数学产生兴趣,让其感觉到数学就在身边。
"但是现实中高中数学的教学情况堪忧,基本上都是满堂灌的教学,学生不会应用,对数学毫无兴趣可言,主要体现在三个方面。
第一,虽然有很多学生以高分成绩进入高中学习,但是其数学应用的基础非常差,基本上是会生搬硬套,不会解决实际问题,更不会将数学知识联系到生活中来;也有少数学生数学基础差,没有养成好的数学学习习惯,导致产生厌恶数学的情绪,数学基础知识都没学好,更不用说是用数学解决实际问题。
这少数学生就是上课睡觉混日子,根本不去学习,这与高中数学课程的开设目标截然不符。
第二,高中数学课程的教学内容与实际问题严重脱节,高中的数学教材中涉及的数学知识基本上都是计算内容,而不是用来处理和解决生活问题的,更是缺少数学与其他学科(比如化学、物理、生物、地理等)的相互渗透,即便高中数学课程中有一些数学应用的例子,也属于选学内容,教师根本不去讲、不涉及,这样导致高中数学课的教学达不到其教学目的,发挥不出功能。
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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):B甲1304所属学校(请填写完整的全名):山东理工大学参赛队员(打印并签名) :1. 周利庭2. 张洪雷3. 杨丽娜指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):丁树江2006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):艾滋病疗法的评价及疗效的预测摘要本文利用美国艾滋病医疗试验机构ACTG公布的ACTG320和193A数据,在合理的假设基础上,通过线性插值拟合均匀的模拟出每个被调查者每周身体中CD4细胞计数和HIV浓度,对所有的被调查者每周的CD4细胞计数和HIV浓度求平均值,这样可以得到一个关于该疗法的从时间序列角度来说较为完全的数据。
用SPSS模拟出最优曲线,得出该疗法对人体CD4细胞计数影响近似为三次曲线,而对人体HIV浓度的影响在四十周以前与四十周以后可以分别用S曲线和三次曲线较好的模拟,从而可以更好的预测未来疗效。
由于现行实验室艾滋病入选标准为CD4细胞计数,所以我们根据CD4细胞计数的拟合曲线,参考HIV拟合曲线,得出应该在二十七周左右终止该疗法。
针对问题二中被随机分组的1300多名被调查者分别服用不同的药物组合的跟随检测数据,沿用问题一的数据处理方法,用均匀插值填充从第零周到最后一周的数据,得到四种疗法被调查者每周的CD4细胞计数时间序列数据,计算出使用各种疗法的所有被调查者在每个周次的CD4细胞计数的均值,经过用SPSS多次模拟,拟合出较优的针对每种疗法的模型,继而可用此模型分别预测每种疗法继续使用的疗效。
关键词SPSS11.5非线性曲线拟合线性插值层次分析法非参数检验一问题重述1、背景本题目来源于世界人们都很关注的艾滋病的治疗问题。
艾滋病的医学全名为“获得性免疫缺损综合症”,英文简称AIDS,它是由艾滋病毒(医学全名为“人体免疫缺损病毒”, 英文简称HIV)引起的。
艾滋病是当前人类社会最严重的瘟疫之一,从1981年发现以来的20多年间,它已经吞噬了近3000万人的生命。
医学入选标准临床主要依靠体格检查和病史,实验室标准(CD4<200/mm3),则主要依靠CD4细胞计数,如果无法进行CD4检测,也可检测总淋巴细胞计数(TCL<1200/mm3)。
CD4细胞计数优于总淋巴细胞计数,如果条件允许应尽可能采用CD4细胞计数。
人类免疫系统的CD4细胞在抵御HIV的入侵中起着重要作用,当CD4被HIV感染而裂解时,其数量会急剧减少,HIV将迅速增加,导致AIDS发作。
艾滋病治疗的目的,是尽量减少人体内HIV的数量,同时产生更多的CD4,至少要有效地降低CD4减少的速度,以提高人体免疫能力。
然而,迄今为止,只有几种公认的能够抑制和延缓其病程的药外,尚无治愈艾滋病的特效药物。
目前的一些AIDS疗法不仅对人体有副作用,而且成本也很高。
许多国家和医疗组织都在积极试验、寻找更好的AIDS疗法。
2、问题现有美国艾滋病医疗试验机构ACTG公布的两组数据。
第一组数据是300多名病人同时服用zidovudine(齐多夫定),lamivudine(拉美夫定)和indinavir(茚地那韦)每隔几周测试的CD4细胞计数和HIV浓度(每l 血液里的数量);第二组是是将1300多名病人随机地分为4组,每组按下述4种疗法中的一种服药,大约每隔8周测试的CD4浓度(具体数据见附件1和附件2;数据缺HIV浓度,它的测试成本很高)。
4种疗法的日用药分别为:600mg zidovudine或400mg didanosine(去羟基苷),这两种药按月轮换使用;600 mg zidovudine加2.25 mg zalcitabine(扎西他滨);600 mg zidovudine 加400 mg didanosine;600 mg zidovudine加400 mg didanosine,再加400 mg nevirapine (奈韦拉平)。
现需解决以下三个问题:(1)、利用附件1的数据,预测继续治疗的效果,或者确定最佳治疗终止时间。
(2)、利用附件2的数据,评价4种疗法的优劣(仅以CD4为标准),并对较优的疗法预测继续治疗的效果,或者确定最佳治疗终止时间。
(3)、如果病人需要考虑4种疗法的费用,对(2)中的评价和预测(或者提前终止)有什么改变?(艾滋病药品的主要供给商对不发达国家提供的药品价格如下:600mg zidovudine 1.60美元,400mg didanosine 0.85美元,2.25 mg zalcitabine 1.85美元,400 mg nevirapine 1.20美元)二基本假设通过对该问题的分析,我们认为,题目给出的部分数据是不具备参考价值的。
由于检测的时间比较长,经过统计,大部分被调查者都可以做四到五次检测,而题目给出的数据有很多被调查者只做了一次检测,还有一部分缺省值,在此我们考虑可以将这一部分数据剔除,而不会影响总的结果。
对此,我们做出如下一些合理的假设:1、假设所有的数据都是可靠的,不包括人为造成的不合理因素。
2、假设数据中的奇异数据和缺省值忽略后对总体信息不会有显著的影响。
3、假设在两次相邻的测试时间段内,病人血液中CD4和HIV的含量是均匀变化的。
4、假设在问题二中我们认为随机分成的四组被调查者的CD4细胞计数的四组数据样本是分别独立的。
三参数设置为了叙述的方便,我们把题目中所用的变量用下列参数来代替:Y:问题一中的CD4细胞计数;(个/ul)1Y:问题一中的HIV浓度:(单位不详)2X:问题一中的周次数:Z:问题二中的按疗法一治疗的患者的CD4细胞计数;(个/ul)1Z:问题二中的按疗法二治疗的患者的CD4细胞计数;(个/ul)2Z:问题二中的按疗法三治疗的患者的CD4细胞计数;(个/ul)3Z:问题二中的按疗法四治疗的患者的CD4细胞计数;(个/ul)4四问题分析1、问题1的分析我们仔细研究过附件一的数据之后,发现在三百多名被检测者近一年的检测数据中,由于是抽样检测的数据,存在不连续的特点,且从周次的角度来看,检测的次数过少,不适合做进一步的预测,于是用线性插值拟合,来均匀的模拟出每个被调查者每周身体中CD4细胞计数和HIV的浓度(具体的数据见附件excel表),在此我们假设被调查者体中CD4和HIV的浓度是均匀变化的,在对所有被调查者的CD4和HIV每周的含量求平均值。
另外,由于某些客观原因使得部分数据失真或没有统计的信息价值,如存在-2、-1周的数据、某些被调查者只有一次检验数据等,我们统计了将近5%的无信息价值的数据,在此我们决定舍去这些数据。
最后,用VC++做线性拟合(具体程序见附录),将差值补起。
然后计算出每周的所有的被调查者的CD4和HIV的浓度的平均值,这样我们可以得到一个关于该疗法的从时间序列角度来说较为完全的数据。
最后,做出均值散点图,用SPSS做出最优的模型模拟曲线,得出该疗法对人体CD4细胞计数影响近似三次曲线,而对人体HIV的浓度影响可以综合利用S曲线和三次曲线较好的模拟。
2、问题二的分析问题二是针对1300多名被调查者随机分四组分别服用不同药物组合的四十周跟随检测疗效。
经过研究附件二的数据,考虑到给出的数据是比较散乱的,沿用问题一的思想,我们认为该数据同样存在不连续,且从检测次数的角度来说,数据的完备性不足,不宜预测。
为此,我们用同样的方法作数据处理,用线性插值填充从第零周到最后一周的数据,同样在这里我们假设在治疗期间的变化是均匀的。
这样我们就能得到四种疗法的每周的时间序列数据,从而计算出所有被调查者每周的平均值,用SPSS经过多次模拟,拟合出较优的针对每种疗法的模型,即可用此模型分别预测每种疗法继续使用的疗效。
由于这些数据是在随机分组的人群中获得的,所以我们假设这些数据样本是独立的,这样我们就可以采用统计学中的多个独立样本的非参数检验法,对这四个数据样本进行比较,在此我们利用SPSS11.5软件中的多个独立样本比较秩和检验功能完成,具体包括中位数检验法和Kruskal-Wallis H Test ,并在统计学意义上给出每种疗法的相对疗效大小分析。
同时我们根据附件二的数据也给出了有关不同年龄段与疗法及治疗时间的可能关系。
3、 问题三的分析问题三是在问题二的基础上,进一步考虑到不发达国家一些患者要考虑治疗费用问题,这样除了要考虑艾滋病本身的医学指标(CD4细胞计数)外,还要考虑费用问题,即主要有CD4细胞计数和费用这两个因素影响四种疗法疗效的综合评价问题。
在此我们用到了美国运筹学家T. L. Saaty 教授于70年代初期提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法------层次分析法(Analytic Hierarchy Process ,简称AHP )。
目标层是针对不发达国家的最佳治疗方案,准则层包含了CD4细胞计数和费用含量两个元素,在决策层将4种治疗方法作为4个元素来考虑。
这样便建立了递阶层次结构,然后建立判断矩阵进行分析,得到针对不发达国家的最优治疗方案。
五 模型的构建与求解1、 数据线性插值模型将原355名患者的CD4计数和HIV 浓度数据中的奇异数据和缺升值剔除后,按顺序从1到0n 重新编号为0,,2,1n (1) 参数假设0n :剔除缺升值和奇异数据之后患者的人数;i : 第i 名患者 (0,,3,2,1n i =);i n :第i 名患者最后一次检测的周次; i m :第i 名患者检测的总次数;ij x :第i 名患者第j 次检测时CD4的细胞计数),2,1,,3,2,1(0i m j n i ==;ij w :第i 名患者第j 次检测的周次;),2,1,,3,2,1(0i m j n i ==ik y :第i 名患者第k 周的插值数据(CD4细胞计数);),1,0,,3,2,1(0i n k n i ==(2) 线性插值模型建立我们假设第k 周位于第ik w 次与第1+ik w 次间,建立线性插值模型如下:模型一:()ik ikik ik ik ik ik w k w w x x x y -⨯--+=++11,),1,0355,2,1(i n k i ==2、 问题一模型的构建(1)、通过前述分析思路,先计算出每周所有被检测者的CD4和HIV 的平均含量(见附录excel 表),在用SPSS 模拟CD4细胞计数变化的最优拟合曲线的方程为:摸型二:32100135.018781.019105.734237.100X X X Y +-+= 我们用SPSS 模拟的曲线拟合图,从直观上和统计检验指标上,可以看出拟合及预测的效果较为理想。