优化数学建模优化模型论文时需要考虑哪些因素

关于数模中编程的一点愚见
&&&&&2011数模国赛已经过去整整三个月,作为负责编程的队员,在此发表一点愚见,也作为年末一点总结,请各位选择性吸收,欢迎拍砖。
& & &编程语言,这个估计是大家最关心的。数模中编程语言首选Matlab,世界公认加默认。当然c语言和其他高级语言也可以使用,毕竟过于通用,在使用上效率不足Matlab。这个效率不是运行的效率,而是解题的效率。但是如果你是c语言或其他语言的顶级大牛,就当我前面说的都是废话,甚至直接忽略我这篇文章,因为你完全有能力搞定所有这些问题,我所说的不过是给普通大众的一点捷径而已,算得上“旁门左道”。可惜,90%以上的童鞋不是。
&&&&&Matlab由于其强大的科学计算功能,以及封装的各种toolbox,成为建模编程的得力助手。c在这点上略逊一筹,很多都得自己动手写,尽管c++提供了各种模板库之类的东西,运用起来也不是像Matlab这样的轻松。至于编程语言方面的比较,我也不想说太多,因为语言各有利弊,Matlab卖的那么贵也是有它的理由的。
& & &Matlab建模优势很大。我仅仅抛砖引玉说几点。首先是各种toolbox和function,它们绝大部分是Mathworks公司的顶级工程师的研究成果,当然有些也是成熟算法的Matlab实现,你也可以自己去Google上寻找业余Matlab爱好者写的toolbox,里面不乏非常出名的算法大牛。Matlab可以轻易的进行矩阵计算,二维三维图形绘制,概率统计,信号(图像也是信号)处理(学通信的童鞋都知道,这个在大三有随机信号分析和数字信号处理等课程要用到),Simulink系统仿真......甚至嵌入式方面也有涉足(记得最初是从奔哥那得知的),还能轻易地其他语言混合编程(本人曾经试过用Matlab里的deploytool将自己写的function编译成托管dll供C#调用,实现简单的C#图像处理应用。具体操作方法不在此介绍,有兴趣者可以参考Matlab高级编程或者Google,Mathworks官网也有简单的视频教程)。
&&&&&特别要提的是第三方Matlab toolbox。之所以要提得原因就是,数模的时候,时间紧迫,要是碰到编程很复杂的题目,可能三天都无法出来结果,这个是最可怕的。我记得集训期间,做相机标定的那个题,机器视觉这种研究热门,自然少不了Matlab的身影,于是找到一个Camera Calibration Toolbox for Matlab(http://www.vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc/),最终由于出题思路与普通方法有差距而没用到这个toolbox。但是今年国赛的A题,寻找污染源的问题,需要用到Kriging插值,由于普通教程讲解和公式推导晦涩难懂,编程难以下手,当时打算使用ArcGIS软件直接进行插值后图形绘制,然而事情终不是如你所愿,一个软件3G左右,实验室流量有限,网速有限,要是下下来整个实验室的队伍全完了,而且也要等到猴年马月,估计国赛都完了。因此,遇到这种情况得保持镇定,其实只要稍微花上5分钟Google一下,你就会找到一个名叫DACE-A
Matlab Kriging Toolbox( http://www2.imm.dtu.dk/~hbn/dace/)的东西,还有详细的使用例子,当然,前提是你能读懂简单的英文(这个后面再说)。也正是这个toolbox,省掉了一大堆代码和时间,解题效率必然呈指数式增长。
& & &其实平时训练Matlab的过程中,我不建议太过于依赖toolbox,那个是纯粹的比赛技巧。数模国赛组委会和Mathworks公司近两年联合推出了一个Matlab创新奖,我想获得这个奖肯定不会是靠投机取巧所得。
& & &要是你不喜欢Matlab,感觉它没什么意思,那你错了。在Matlab的命令窗口输入demo,在打开的Help browser里你会发现如
Minesweeper
World Traveler 3-D Globe
(3D地球仪)
之类的GUI小游戏和美妙的2D、3D图形,全部是用Matlab实现的,绝对会让你眼前一亮。当然网络上也有很多发烧友的小程序,也非常有趣(比如萝卜驿站:/)。关于如何学习Matlab以及一些Matlab的操作技巧,我也不多说,网上教程很多,这方面的课本和资料也十分丰富。只要培养起兴趣,平时多动手谢谢代码,都会成为高手的。
& & &说了那么多Matlab,提谈谈刚才提到的英语。数学建模中英语也是必过的一关,美赛尤其重要(这个我也没参加,先不说)。因为编程的队员负责的不能只是编程这一部分,也必须懂得资料和数据的查找,海量数据处理,建模相关数学知识,以及论文格式排版和内容修改,会使用绘图等工具软件and so on。你不可能提前得知题目的类型,尽管类型也只有那么几十种,但是资料在哪里找却不能预测。英文的功底决定你可以上国外的网站(也得懂点翻墙什么的技巧)找相关数据,可以看懂相关英文文献,可以使用相关英文软件(毕竟不是所有软件都是国产和汉化后的,国产的一般不给力,但是有能力也可以自己提前汉化一下通用的英文软件,不过这个很费时间,考虑到个人因素,大家看着办,想当初自己费劲心血汉化完Lingo后,发现网上已经有了汉化版,瀑布汗当时。但是后来发现那个汉化版很多还是不太准确的,用自己的实在。这里有侵权之嫌,友情提示最好不要作为商业用途,后果自负)。另外就是Matlab的Help之类的了,有些几乎找不到找到中文解释的,必须得咬咬牙看英文了。
& & &另外Lingo也是一种很好的建模语言,在求解优化问题等方面具有得天独厚的优势,由于本人基本上没有实践过,也毫无经验可言,不过推荐大家学习学习。
& & &前面说的是编程语言,其实数模过程中语言都是次要的。重要的是结果,结果重于过程,有悖于常规观念。但是这是事实。除非碰到类似于公交车调度一样的题目,写出来的代码评委一般不太重视的,代码最终也只是当做附录处理,毕竟数模不是ACM,不是纯粹的程序设计。数模看得是解决的方法和你得出结果,至于你是怎么得出正确结果的,那都无关紧要。编程过程中也不需要写出速率最优化的代码,但是前提是保证能短时间内出结果。这些对于一个专业程序员来说也许是很不好的习惯,但是记住,这是数模。你可以写一千行代码得出结果,也可以写10行得出一样的结果,可以运行1分钟出结果,也可以运行1s出结果,只要结果正确了,其他都不重要了。但是记住,这是比赛,不是训练,训练要有成果,必须练好基本功。
& & &说到结果,数模中可以“不择手段”。这也算是编程队员的一种必备的能力。比如拟合一个特别复杂的非线性方程,Matlab处理的时候有个“缺点”是必须选择合适的初始值,否则选择不当,迭代N次后拟合效果可能千差万别。而正确选取初始值也是十分麻烦的事,记得以前做本底趋势线拟合的时候找到一篇专门研究如何估计初始值的论文,不过后来放弃了。不仅是Matlab,专业拟合软件如Origin等也要手工选取初始值。但是使用过1stOpt的人,却可以不费吹灰之力得到很好的结果。1stOpt虽然是国产软件,在拟合和优化方面却力压群雄,提供神经网络、遗传算法、蚁群算法、模拟退火等专业算法的选择,甚至包括一种自创的高效算法,在无需手动设置初始值的情况下短时间内拟合出方程并绘图和预测。题目中拟合只占了很小一部分,若是花太多时间在代码上,无疑会在比赛中处于下风。
& & &这样,学会各种专业软件,具备短时间内学会小众软件的能力也是编程队员的优势。我曾经做过一个小的整理,并对各种主流和很有用的小众软件进行了一个归类,如下(不完整,可以按需要去收集,数学中国上面有):
&&&&&科学计算:Matlab、Maple(符号计算) 、Mathematica、Excel(绘图、统计)
&&&&&概率统计:SPSS、SAS、Eviews、Origion(拟合)&
&&&&&系统动力学仿真:Vensim
&&&&&优化:Lingo/Lindo、1stOpt 、WinQSB(规划) & &&
&&&&&绘图 &:SigmaPlot(专业的科学绘图软件) 、ScienceWord、SmartDraw(很强大的绘图工具)、几何画板&、autoCAD
&&&&&其他小众软件:图论、AHP(层次分析法)…
&&&&&其他功能软件:tortoiseSVN(版本控制)、dexpot(虚拟桌面)、酷盘(局域网共享协作)
&&&&&其他:ansys(有限元分析)、comsol、FLAC2D/FLAC3D...
&&&&&有了这些杀手锏,基本上效率可以提高一倍了。其中要提一下的是Excel,很多人觉得它功能不足,其实Excel在数据处理和绘图方面毫不逊色与专业软件,特别是最新的Excel2010,看过有人用它来画动漫人物的视频,至今膜拜不止,不过数模中不推荐用它绘图,太花哨了。
& & &至于注重自己实现代码,还是使用工具走捷径,很像哲学中的唯物主义和唯心主义,要是你只是功利性地想获奖,那就做个唯物主义者吧。
& & &刚才归类软件的时候,也将版本控制等功能软件放进去了。这个是有目的的。版本控制很有用,这个对很多程序员们都再熟悉不过了。要是没听过,就不厌其烦听我说我吧。编程的队员可能不会一次就完成代码,经常不断修改更新代码,但是要是修改过之后把以前版本删除了,后来又要用到怎么办,手动备份是见吃力不讨好的事。这时候版本控制软件就起作用了,配置好服务器和版本库,接下来的工作就只是简单的更新和提交了,系统自动打上时间戳,以便于后续的版本修改对比。数模中论文丢失莫过于最恐怖的事,这个同样交给版本控制,不能说万无一失(硬盘损坏也可能发生,做好备份很关键),也能减轻一点工作吧。
& & &另外虚拟桌面有时候也有必要,这个得看个人喜好。要是你用的是Linux系统,那就完全可以略过这里。绝大部分童鞋还是用的Windows系统,毕竟Word写论文还是挺方便的(专业排版还是去用Latex吧,不过一般word足够,尽管word经常会出现很多奇怪的问题,Latex听说要写代码的,编程大师弄的东西就是不一样)。虚拟桌面也就是虚拟出几个桌面出来(很废话),以便管理混乱的窗口。数模的时候开个word,开个excel,开个Matlab,开个浏览器、记事本、图片查看器、资源管理器......这都是家常便饭,弄个虚拟桌面,占点资源换来方便也有价值。要是你有多台显示器,接在一台电脑上也不错,就不用什么虚拟桌面了。
& & &当然还有那个局域网共享。数模是三个人的战斗,但是往往要使用多台电脑协作,资源共享是件麻烦事。比如写代码的时候,开两台配置好环境的计算机,以备不测,必能大大减轻单机的负荷。U盘太慢,也容易损坏文件,移动硬盘,估计不一定有,有也不方便。搭好局域网,做好共享很必要。QQ局域网传文件也可快,可惜无法多人同时协作和共享。我们国赛期间用的酷盘,其他的没试过,可能有更好的东西,大家可以去摸索。
& & &编程的人需要做的不仅仅是这些,比赛前做好万全的准备才能有条不紊。等到比赛时再去到处找代码写代码,那就晚了。好的习惯就是平时将各种代码搜集整理好,我这里有个列表仅供参考,如有疏漏,恳求指出:
l& 规划&优化(lingo):0-1规划、线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、单目标、多目标、
l&& 图论:最短路径、hamilton圈、旅行商TSP问题 、最小生成树、网络最大流、最小费用流、
l& 插值拟合 :插值、线性拟合 、非线性拟合、最小二乘拟合
l& 概率论&数理统计:概率模型、方差分析、回归分析(二次曲线回归,线性回归)、
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&假设检验、分布拟合检验、参数估计
l& 微分方程:常微分方程、微分方程组、稳定状态、灵敏度分析
l& 差分方程:
l& 时间序列:
l& 马氏链:
l& 聚类分析 :
l& 智能算法 :神经网络、遗传算法(gatool)、模拟退火
l& 排队论:
l& 判别分析:
l& 生存数据分析:
l& 综合评价:层次分析、综合评分法、综合指数法、Topsis法、秩和比法
l& 预测:灰色预测
l& 系统仿真:蒙特卡洛
l& 模糊数学:模糊聚类、模糊综合评价
l& 图像处理:灰度化、二值化、滤波、边缘提取、三维重建
l& 数据处理:主成分分析、因子分析
l& 解方程:
& & &最好是Lingo和Matlab代码都准备好,尽量收集到并提前做好测试,相关软件前面已经提过,不再赘述。
&&&&&以及各种数据处理方法:
a)& 回归分析法(数理统计方法)-用于对函数f(x)的一组观测值(xi,fi)i=1,2,…,n,确定函数的表达式。
b)& 时序分析法--处理的是动态的时间序列相关数据,又称为过程统计方法。
c)& 多元统计分析(聚类分析、判别分析、因子分析、主成分分析、生存数据分析)。
&&&&&还有图形绘制:条形图、折线图、散点图、饼图、频率分布直方图......
& & &当然,资料和数据收集地址也得提前找好,当初比赛前我提前下载了年的国家统计年鉴,费了不少流量。现在将有关资料放出来:
资料检索:
n& CNKI入口(西电图书馆的CNKI账号已经过期,只有出此下策了)
http://202.119.208.220:8002/kns50/index.aspx
http://61.155.19.94:8011/kns50/
http://cnki1.sztsg.net/kns50
n& OA开放图书馆
&&&&&/search.asp?q=&sa=OA%E5%86%85%E5%AE%B9%E6%90%9C%E7%B4%A2
n& 万方数据库(期刊,论文)
n& 超星图书馆(图书馆入口)
n& 百度文库,豆丁(下载器)
l& 数据检索
n& 中国教育统计网
http://www./
n& 中国统计年鉴
http://www./tjsj/ndsj/
n& 国家数据统计库
http://219.235.129.58/welcome.do
n& 中国宏观数据挖掘分析系统
ki.net/cyfd/
n&& 中国基础教育网
/subject/physics/
n&& 中国证券网
n&& 中国科学气象数据网
http://cdc./
n&& 中国科学文献服务系统
http://sdb./
n&& 中国引文数据库
ki.net/knsref/index.aspx
n&& 中科院科学数据库
n&& 中国动物主题数据库
http://www./
n&& 中国统计年鉴下载:
http://lib./libtool/data.htm
& & &最后,说明一点,组队的时候,最好能有两个会变编程的队友,这样遇到像公交车调度的问题,以免出现孤军奋战的局面。两个人可以进行思想的碰撞,必然会提高效率。
& & &希望以上愚见对诸位希望参加数学建模,畏惧数模编程的童鞋起到一丁点的帮助。
&&&&&祝参加数学建模的童鞋都能取得好成绩~~~~
& & &(初稿。后续可能加入更多经验,尽请期待)
文章评论 以下网友留言只代表其个人观点,不代表本网站的观点和立场。数学建模最优化理论探讨--《咸宁学院学报》2011年09期
数学建模最优化理论探讨
【摘要】:结合2011年"高教杯"全国大学生数学建模竞赛题目A,分析了数学建模的理论思想,提出了数学建模的本质特点实际就是一种最优化的思想。并且通过该比赛题目探讨了用最优化的理论求解数学模型的方法。
【作者单位】:
【关键词】:
【分类号】:O141.4【正文快照】:
从大学数学到现代数学,广泛应用于各行各业无论是从纯数学本身的理论,还是从应用数学的相关课题,每一个数学概念的产生都有着很强的实际背景,都是从实际问题中抽象出一般的理论,又用成熟的理论去指导实践,解决实际问题,所以数学概念的产生是确确实实地从实际中来又到实际中去
欢迎:、、)
支持CAJ、PDF文件格式,仅支持PDF格式
【参考文献】
中国期刊全文数据库
方凤满,王起超,李东侠,汪丽英,赵国君;[J];环境科学学报;2001年03期
胡运红;[J];运城学院学报;2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
芦长明;;[J];安徽地质;2010年02期
吴霖;肖莆;张伟;杨远盛;;[J];安徽农学通报;2008年19期
王学锋;王磊;师东阳;赵新宁;;[J];安徽农业科学;2007年36期
林琼;肖炜;肖娟;;[J];安徽农业科学;2008年03期
秦文;郭坤一;刘红樱;陈国光;;[J];安徽农业科学;2008年05期
徐云霞;彭培好;陈文德;;[J];安徽农业科学;2008年05期
朱书法;张景会;赵战坤;;[J];安徽农业科学;2008年08期
王亚宇;钱翌;朱建雯;王灵;;[J];安徽农业科学;2008年11期
李英杰;杨秋荣;康桂玲;曹积飞;王金芳;冯景志;;[J];安徽农业科学;2008年17期
黄进;魏世强;;[J];安徽农业科学;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库
王纪华;沈涛;陆安祥;刘良云;马智宏;;[A];全国耕地土壤污染监测与评价技术研讨会论文集[C];2006年
刘章现;李连山;郭瑞;黄侃;田好敏;;[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
陈超;;[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
刘红樱;陈德友;周雪梅;冯小铭;郭坤一;;[A];地球科学与社会可持续发展——2005年华东六省一市地学科技论坛论文集[C];2005年
庞绪贵;曹秀华;代杰瑞;刘福魁;胡雪平;;[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年
张蕾;李筠;;[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
刘大刚;王德强;吴兆麟;;[A];中国航海学会2006年度学术交流会优秀论文集[C];2007年
吴晞;李楚刚;杨世幸;;[A];中国航海学会2006年度学术交流会优秀论文集[C];2007年
岳丹婷;杨国刚;吕欣荣;张瑞书;;[A];中国航海学会2006年度学术交流会优秀论文集[C];2007年
乔冰;俞沅;赵平;刘春玲;刘晓峰;;[A];中国航海学会2006年度学术交流会优秀论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库
岑世宏;[D];中国矿业大学(北京);2011年
马保国;[D];中国矿业大学(北京);2009年
罗丹;[D];福建农林大学;2009年
田荣湘;[D];浙江大学;2008年
王爱敏;[D];中国矿业大学(北京);2009年
柳建国;[D];南京农业大学;2009年
吴显实;[D];南京农业大学;2009年
杨学芬;[D];华中农业大学;2010年
郭孝;[D];河南农业大学;2010年
王月容;[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
刘拥军;[D];东北大学;2008年
李梦红;[D];山东农业大学;2009年
张蕾;[D];北京交通大学;2009年
米艳华;[D];中国农业科学院;2010年
梁军;[D];南昌大学;2010年
朱玲;[D];南华大学;2009年
赵利利;[D];南昌大学;2010年
梅丽娜;[D];甘肃农业大学;2010年
成世才;[D];山东科技大学;2010年
陈锋;[D];浙江大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
王定勇,李孝华,吴成;[J];重庆环境科学;1996年04期
高自友,贺国平,吴方;[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1997年01期
简金宝;[J];应用基础与工程科学学报;1996年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
马勤生;[J];数学教学研究;2002年08期
彭建平;;[J];石家庄经济学院学报;2008年03期
李乔祥;[J];高等理科教育;2004年01期
刘慧;[J];化工高等教育;1997年02期
蒋利平,董玉成;[J];数学的实践与认识;2002年02期
刘宝炜,刘凤华;[J];沧州师范专科学校学报;2004年01期
戴牧民,吕跃进;[J];广西大学学报(自然科学版);2003年S2期
叶其孝;[J];数学的实践与认识;1996年01期
蔡放;[J];长沙大学学报;2000年02期
涂国平;[J];高等理科教育;1997年03期
中国重要会议论文全文数据库
杨杰;杜涛;王明昊;何兵;吴维;;[A];国家安全地球物理丛书(六)——空间地球物理环境与国家安全[C];2010年
倪勤;;[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
孙国;任建峰;苗翠霞;;[A];中国企业运筹学学术交流大会论文集[C];2008年
蒋德明;董超华;;[A];第27届中国气象学会年会大气物理学与大气环境分会场论文集[C];2010年
陈雰;沈振中;封雷;李广珍;;[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
冯晓刚;陈伯时;夏承光;;[A];1996年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1996年
李华;邵建辉;;[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
李华;邵建辉;;[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
徐云鸿;;[A];教育的传统与变革——纪念《教育史研究》创刊二十周年论文集(四)[C];2009年
徐云鸿;;[A];纪念《教育史研究》创刊二十周年论文集(16)——外国教育思想史与人物研究[C];2009年
中国重要报纸全文数据库
记者 徐可;[N];光明日报;2002年
高楚清;[N];浙江日报;2010年
华夏基金管理公司
李诗林;[N];财经时报;2001年
周志军 沈艺
邹兵;[N];解放军报;2009年
邓佑标;[N];大连日报;2010年
姜启源;[N];光明日报;2000年
记者赵凤华;[N];科技日报;2002年
胡鸿飞 刘胜江;[N];解放军报;2010年
山东省烟台市第二十中学
孙贞锴;[N];中国教育报;2008年
杨军/谭超/郭凯;[N];科技日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库
黄樟灿;[D];武汉大学;2004年
拜争刚;[D];兰州大学;2011年
岳欣;[D];哈尔滨工程大学;2006年
马永开;[D];电子科技大学;2005年
赵成仕;[D];北京邮电大学;2010年
于瑾;[D];对外经济贸易大学;2002年
刘久彪;[D];天津大学;2008年
梁剑;[D];西南交通大学;2010年
曾令康;[D];北京邮电大学;2010年
彭涛;[D];北京邮电大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
李波;[D];首都师范大学;2001年
沈晓维;[D];吉林大学;2005年
俞鹏程;[D];厦门大学;2008年
李如一;[D];天津大学;2004年
李宁;[D];东北大学;2008年
李通;[D];重庆大学;2005年
刘冬梅;[D];山东师范大学;2008年
李鸿鹏;[D];东北林业大学;2011年
李明哲;[D];江西财经大学;2009年
蒋利民;[D];中国电力科学研究院;2008年
&快捷付款方式
&订购知网充值卡
400-819-9993
《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社有限公司
同方知网数字出版技术股份有限公司
地址:北京清华大学 84-48信箱 大众知识服务
出版物经营许可证 新出发京批字第直0595号
订购热线:400-819-82499
服务热线:010--
在线咨询:
传真:010-
京公网安备75号数学建模关于优化问题的论文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员,立省24元!
数学建模关于优化问题的论文
||文档简介
电气工程研究生|
总评分4.6|
浏览量2421
&&数​学​建​模
阅读已结束,如果下载本文需要使用1下载券
想免费下载本文?
定制HR最喜欢的简历
下载文档到电脑,查找使用更方便
还剩21页未读,继续阅读
定制HR最喜欢的简历
你可能喜欢数学建模题,电梯最优化问题
数学建模题,电梯最优化问题
每天早晨的一段时间内,在一幢写字楼上班的人们随机地走进大楼,乘电梯到达各层;傍晚的一段时间内,他们又随机地从各自的楼层乘电梯到达底层。结果有几部电梯在高峰时段每一层都停下来各上下一二位乘客。这种状况在某些程度上影响了乘客的上班时间,也造成了一定程度的能源浪费。
实地观察一幢大楼的情况
(1)作出数学模型讨论改善这种状况的方案。
(2)怎样衡量改善的程度?
不区分大小写
楼里有几个电梯
经过数据查找, 现有6部电梯,请你设计一下电梯调运方案,使得在这段时间内电梯能尽可能地把各层楼的人流快速送到达,减少候梯时间。
各层楼的人数(不包括第一层楼)见表1
表l 各楼层人数(个)一览表
(2)第一层的高度为7.62m,从第二层起相邻楼层之间的高度均为3.9l m;
(3)电梯的最大速度是304.8/min,
电梯的速度由0线性增加到全速,其加速度为1.5m/s2;
(4)电梯的容量为19人.每个乘客上、下电梯的平均时间分别为0.8s和0.5s,开关电梯门
的平均时间为3s,其它损失时间(如果考虑的话)为上面3部分时间总和的10%;
(5)底楼最大允许等侯时间最好不超过1分钟
哎呀 这个 这个 你们居然给那学这?我还想去听听勒
难啊!崩溃,也不知道我这回答会增加我的财富值吗?
多加几个电梯,
这个日立电梯有个关于交通流量的计算公式,以前用过,很复杂的,要考虑好多因素,现在忘了,╮(╯▽╰)╭
高峰期乘坐电梯的优化选择
随着科技的发展,人们逐步加快了自己的步伐,高节奏的生活,对于时间的要求,越来越高,写字楼里的人来也匆匆去也匆匆,在高峰期时段对电梯的使用最多,电梯的合理化应用在此显得尤为重要,没有合理的优化方案,不仅影响了乘客的上班时间,同时,电梯的多次停顿也造成了一定程度的能源浪费,所以在此提出得到优化方案,并作出计算分析其优化程度。
本文首先根据电梯群控模型评价指标体系,从乘客者的候梯时间和乘梯时间和能耗三个角度考虑。最初选定方案一第一组电梯负责 2 至 10 层,第二组负责 11 至 16 层,方案二为一组负责奇数层,另一组负责偶数层。&我们将建立一个多目标规划模型,对该模型的建立,分三个目标:乘客的平均候梯时间要短,乘客的平均乘梯时间要短,能源耗损要少。利用这三个指标来综合评价电梯群控方案的优劣。并采用模糊评价和多目标优化群控和借助 实现蒙特卡罗模拟的思想,建立了全面合理的电梯调度方案的评价体系。并将模拟出的数据代入评价函数,从而帮助确定电梯调度的最佳策略。
根据建模得到的结果,最终得到的最佳方案为第一组电梯负责 2至 10 层,第二组负责 11 至 16 层。文章最后给写字楼管理者写了一封信,建议他们采取优化后的高峰模式电梯调度方法。最后本文还根据使用的算法,结合实际情况,对模型的优缺点进行了详细的分析与评价,并提出了改进和模型推广方向。最后本文就所建立的模型在实际运用中的作用进行了分析,并提出了改进方向。结合实际,加入重要因素的考虑,比如考虑其他交通流,考虑个别人群满意度。
关键词&& 多目标规划数学模型 &模糊评价 评价函数法 &蒙特卡罗 模拟
一,问题的重述
电梯是高层建筑的主要垂直交通工具,在现代社会中扮演着极其重要的角色。如今在一幢写字楼中,由于每天早晚上下班的时间固定,所以人们乘坐电梯的时间也相对集中,在某些时间段人流相对密集。结果有几部电梯在高峰时段每一层都停下来各上一两位乘客,这样导致乘客的平均等待时间较长,平均乘梯时间长且电梯能耗较大。因此,改善电梯在高峰模式下的调度算法,研究改善当前电梯运行情况的方案。现实地观察:现有一幢写字楼,共有4 部电梯。电梯额定乘客人数为 12 人,开门时间为 0.8秒,关门时间为2 秒,停下来再重新启动所需的额外运行时间(即相比不停而言多用的时间)为0.67秒,乘客上下电梯时间为 1.2 秒。早晨上班高峰时期的交通流全部为从门厅上行的乘客(不考虑其他性质的交通流)。下午下班的总人数仍从每层的下楼人数可用随机数模拟,下班时乘客都下到门厅(不考虑其他性质的交通流) 。每部电梯的额定参数均为:最大速度 ,电梯以加/减速度为 做匀加速直线运动,达到最大速度时以最大速度做匀速直线运动。
在第一问中,我们为4个电梯安排好各自负责的楼层,之间互不干扰。利用计算机仿真,模拟出各个乘客的楼层与到达的时间。经过局部调整和多次计算,比较得出较好的电梯调度方案。借助 实现蒙特卡罗模拟,并将模拟得到的数据代入评价函数,从而帮助确定电梯调度的最佳策略。
在第二中,将影响电梯调度模型的各个因素利用多目标优化群控系统建模,建立评价函数。利用该体系衡量问题一中的方案,即可比较出各个方案的改善程度。该部分主要运用 MATLAB进行层次分析。
第三问,为使建议能被采纳,需向管理员申明利弊,比较得出新模型的优越性,利用数据进行说明,就比较容易让人信服,并最终被采纳。
二.模型的假设
1.早晨某一时刻以前办公人员已陆续到达最底层。 2上班高峰期时,当电梯下降时,没有人员在其中,电梯直接从原目标层回到最底层;下班高峰期类似。 &3.电梯只能运送目标层在工作区间内的员工,而不能运送其他员工,即使它已经处在待命状态。
4、进入轿厢的人是理想的,即不存在个体差异,能进入轿厢的乘客数与轿厢额定载人数正好相符合;
5、电梯的层间运行时间,层站停靠一次的时间是相同的,固定的,不因轿厢内乘客的多少而发生变化;
6、电梯在层站停靠需要固定的一段时间,但每个乘客出入电梯不需要任何时间;
7、所有乘客对电梯的优先权是相同的,不存在需要优先服务的乘客,除非电梯系统认为该乘客为长时间等待而需要优先服务:
8.电梯到达目标层立即停止,不考虑时间造成的浪费。
9.电梯无任何故障到达目标层,及停靠时间。
三.符号说明
多目标优化群控系统模型的决策变量主要包括以下几个:
Fc:当前外召信号所在楼层
Fo:电梯当前所在的楼层
Fm:乘客在电梯运行方向上的最远目标层
Tr:电梯匀速运行一个楼层所需时间
Ts:电梯在一个楼层的平均停靠时间
N:电梯到达最远目标层所需要响应的召唤总数
Qn:电梯所停次数
S(n):评价函数
四.问题分析与建立模型
本群控系统主要考量3个目标:侯梯者的满意度、乘梯者的满意度和能量损耗。目标函数分别表示为:侯梯者的侯梯时间TOW(n),乘客的乘梯时间TOR(n)和电梯运行的能景损耗EN(n)。&对改善这种状况进行分析并得出求解过程,对该模型的建立,分三个目标:乘客的平均候梯时间要短,乘客的平均乘梯时间要短,能源耗损要少
一.多目标优化群控系统的概述
在实际问题中,所遇到的问题往往难以用一个目标来衡量,换句话说,需要用彼此不能同一化的两个或两个以上的目标才能确定一个方案的好坏,把这种具有两个或两个以上目标函数的规划问题叫做多目标规划.多目标规划由于是一个多维问题,故在一般情况下它的最优解有无穷多个。只要找到其中一个就可以作为它的最优解。不同的多目标规划问题的求解策略的共同点在于设法将多目标问题转化为单目标问题,一般常见有四种方法:约束法、分层序列法、功效系数法、评价函数法.这里我们采用的是评价函数法
评价函数法是根据问题的实际背景或几何上的考虑,对多个目标进行重新构造出一个函数,转化为单目标,这个重新构造的函数就是新的单目标规划的目标函数,即评价函数。由于可用不同的方法构造评价函数,故有各种不同的评价函数。
六.模型的评价及推广;
一.模型的优点:
1.由于每次模拟时,乘客的到达时间信息与楼层信息都不一样,所以不会有
绝对完美的电梯群控系统调度方案。但本模型通过多次计算取近似值,通过
多次调整来求解较优解,能够较好的计算出大多数情况都会节省时间和能耗
2.通过计算机模拟,本模型能够很好的计算出各个调度方案所得到的最终结
果,有利于多次计算来提高精度。
3.虽然本模型只是针对4部电梯、16层楼的情况,但是该模型还可以适用
于其他的楼层,适用性和推广性较强。
二,模型的缺点:
1.实际的电梯程控模型中,需要考虑的因素很多。但是由于时间限制,本模
型没能在将这些因素一一考虑,只考虑了几种比较重要的因素,所见模型较
2.本模型只进行了一些比较常见并且较好的调度方案之间的比较,并未考虑
其他较为狭隘的电梯调度方法,所以不太全面。
3. 群控系统评价控制目标.比如平均候梯时问要求短、平均乘梯时间要求短等,都是一些模糊量,将这些模糊量转化成一定的权重是一个难点,但具有不准确性。
三.模型的推广:
此种多目标优化算法能够综合考虑几个目标,通过改变评价函数的加权系数值来表示对不同控制目标的关注程度。
1.结合不同交通模式下的调度规则和多目标优化算法,下面具体研究一下多目标优化群控算法在电梯不同交通模式中的应用
(1)&&& 随机层间交通模式算法
在随机层间交通模式下,大楼内客流比较平缓,电梯主要是将工作人员在各楼层间往复输送。
(2)&&& 上行高峰交通模式算法
上行高峰期客流最大的特点是从基站出发的乘客是主要客流量,而下行乘客及其余情况的上行乘客相对而言比较少,持续时间短,大量的客流将使候梯时间及乘梯时间变长。
(3)下行高峰交通模式算法
下行高峰期客流的最大特点是从各层搭乘电梯到基站的乘客很多,是客流的主要部分,而上行的乘客相对而言很少。关键目标是尽快的输送乘客,即乘客侯梯时问应该是主要考虑的目标,而乘梯时间和能量损耗是比较次要的目标。
(4)空闲交通模式算法
在空闲交通模式中,客流较少,乘客乘梯时间间隔较长,因此不用担心侯梯时间和乘梯时间问题,应该将权重主要放在能量损耗上。
基于一天中不同交通模式的划分以及加权值的分配,我们自己在这里绘制以下表格,
&&&&&&&&&&& 多目标权重
侯梯时间TOW(n)
乘梯时间TOR(n)
能量损耗EN(n)
上行高峰交通模式
下行高峰交通模式
随机层间交通模式
空闲交通模式
2.港口系统(排队模型)、汽油与消费需求(存储模型);
七,致写字楼管理者的一封信:
亲爱的写字楼管理者:
你们好!我们了解到您所管理的写字楼基本情况及其电梯调度策略后,觉得你的写字楼在上下班高峰期客流密度很大,早上人们随机的走进大楼,乘电梯到达各层,晚上有随机的从各自的楼层乘电梯到达底层。结果有几部电梯在高峰时段每一层都停下来各上一两位乘客,这样导致乘客的平均等待时间和乘梯时间较长,且电梯能耗较大。
我们查阅有关资料并结合写字楼的实际情况分析得出,只有减少运行总路程、采取优先策略才能在减少乘客的平均等待时间的同时降低电梯能耗。我们对此建立多目标优化群控系统的数学模型,借助 实现蒙特卡罗模拟,通过计算机仿真得出,在上下行高峰模式下应使1-2号电梯负责2-10层,3-4号电梯负责11-16层
在此基础上,我们又给你推广到一天中另外两种交通模式,即随机层交通模式和空闲交通模式,以便你作参考。从而随时响应乘客召唤,更好地为乘客服务, 减少乘客的平均候梯时间和平均乘梯时间和电梯的能量损耗。。
我们提出以上几点建议,希望你们予以考虑并在实际应用过程中不断改进,使得写字楼的管理情况越来越好。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&河南工程学院
八.参考文献:
[1】朱德文,付国江。电梯群控技术【M】.北京:中国电力出版社,2006
[2】朱德文.现代电梯群控系统和人工智能技术【J】.基础自动化,):46~51.
【3】王国萍,朱明富,雷科.多目标的电梯群控系统算法分析[J】.自动化技术与应用,),6.8.
【4】王国萍.多目标优化的电梯群控算法[D】.华中科技大学;2005.5.【27]宗群,曹燕飞.电梯群控系统中智能控制方法[J】.电气传动,-29
【5】Yamazaki M,Onishi K.The latest group-control system for double-deck elevators[J].Mitsubishi
Electric Advance,):21—22
【6】Vidette.Building a Data Warehouse for Decision Support.By Prentice PTR[M].Prentice Hall,Inc.1994
【7】吴永凤。王红蕾,王俊波.CAN总线接口芯片PCA82C250及其应用【J】.贵州工业大学学报,
):76-79.
【8】内藏SEDl520控制器点阵图形液晶显示模块使用手册[z】。
【9】黄鑫,林在荣,周明.时钟芯片RS5C372A/B在无功补偿节能系统中的应用
【9】.微型机与应用,2004,(1):22-23,28.
【10】段龙.热封切制袋机控制系统i爱H-[D].厦门大学,2007.6.
数学模型呢
略懂社热议
等待您来回答
数学领域专家
&SOGOU - 京ICP证050897号}

我要回帖

更多关于 数学建模优化问题 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信