1995年全国大学生数学建模竞赛B优秀论文
- 格式:pdf
- 大小:375.67 KB
- 文档页数:11
碎纸片的拼接复原模型摘要本文主要问题是将附件中的所给的碎纸片按照一定的方法拼接复原。
通过一定的方法把碎纸片进行分组:题目给了四种类型的碎片,有长条形的,即全是竖切的中英文碎片,也有横竖都切的中文碎片,有横竖都切的单面英文碎片和横竖都切的双面英文碎片。
对于中英文长碎纸片分组拼接的问题,我们直接通过观察法,按照文字和字母的结构很容易完成了拼接。
对与中文横竖碎纸片拼接的问题,我们利用Matlab 编程并加入人工干预。
本文的主要拼接过程都是通过Matlab 软件实现的,通过Matlab 软件读取图片的信息,根据图像灰度的原理,图片包含着灰度信息,碎纸片左右的文字在纵切面上的灰度应该是完全对应的。
但把所有图片的灰度拿出来匹配是很不现实的。
于是我们想到可以通过灰度赋值,由于碎片中间文字的信息对于拼接是没有太大用途的,我们更关心左右切面的文字信息,即灰度信息。
因此将纵切面上的灰度矩阵的第一列和最后一列单独抽出,形成矩阵,然后设定一定的算法,通过Matlab 进行编程,相邻的两张碎纸片左右边缘信息匹配度非常高,其差值接近于0。
,,|p(i)p(j)|m n m n ρ=-编写的程序完全可以对所分的各组碎纸片进行拼接,而且效果非常明显。
对于英文碎纸片问题,我们采用了同样方法的分组,只是按照上下切掉的英文部分所占四线格的比例进行分组,此分组方法分组快且相对准确。
我们第二问中所编程序对英文碎纸片的拼接也完全适用。
对于双面英文的情况,也是按照上述思想方法进行分组,只是工作量稍微大些。
分组后我们也通过所编程序实现了双面英文的拼接复原。
关键词:碎纸片;拼接;图像灰度;灰度矩阵;分组1、问题重述论题给出了5个附件——反应了几种不同纸片破碎的情况,要求我们构建相应的碎纸片复原模型,以解决实际生活中出现的需要我们进行碎纸片复原的问题。
首先进行简单情况的碎纸片复原,即附件1中和附件2中的仅纵切的中英文19个碎纸片。
构建一个可以操作的拼接模型,将附件中的纵切纸片拼接。
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。
管道订购与运输问题1 问题重述2 基本假设(1)只考虑订购费用和运输费用,不考虑装卸等其它费用. (2)钢管单价与订购量、订购次数、订购日期无关.(3)订购汁划是指对每个厂商的定货数量;运输方案是指具有如下属性的一批记录:管道区间,供应厂商,具体运输路线.(4)将每一单位的管道所在地看成一个需求点,向一单位管道的所在地运输钢管即为向一个点运输钢管.3 符号说明M :钢厂总数. n :单位管道总数.:i S 第i 个钢厂 :i S 第i 个钢厂的产量上限。
:i p 第i 个钢厂单位钢管的销售价 i A 管道线上第i 个站点。
i d 管道线上第i 个单位管道的位置。
F :总费用。
:ij C 从钢厂(1,2,,)i S i m =到点(1,2,,)j d j n =的最低单位费用。
4 问题的简化求 S AP 矩阵的基本思路是图的最短路算法 . 由于铁路的运输费用与线路的长度不是线性关系 ,必须对铁路网做一些预处理才能套用图的标准最短路算法 . 下面叙述求 S AP 矩阵的过程:1.利用图的标准最短路算法 ,从铁路网络得出图中任两个点之间的最短路径表 T (如果两个点之间不连通 ,认为它们之间的最短路长度为+ ∞ ) .2.利用题中的铁路运价表将 T 中的每个元素 (即最短距离 )转化为运输费用 ,将运输费用表记为 C.3.将公路的长度换算为运输费用 ,由公路路程图 (包括要沿线铺设管道的公路 )得出公路费用图 G,若 i, j 不连通 ,则令 Gij = + ∞ .4.对于任一组 ( i , j)∈ { 1,… n }× { 1,… m } 如果 Cij <+ ∞ ,且小于 Gij ,那么就在公路费用图中加一条边. 即令 Gij = min{Cij , Gij } .5.利用图的标准最短路算法 ,求公路费用图中任一个 S 点到任一个 A 点的最小费用路径 ,得出 S AP 矩阵. 如表 1所示:SAP 矩阵A123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 S1 170716031402986 380 205 31 212 642 920 960 1060 1212 1280 14202 215720531902 1716 1110 955 860 712 1142 1420 1460 1560 1712 1780 19203 230722032002 1816 1210 1055 960 862 482 820 860 960 1112 1180 13204 260725032352 2166 1560 1405 1310 1162 842 620 510 610 762 830 9705 255724532252 2066 1460 1305 1210 1112 792 570 330 510 712 730 8706 265725532352 2166 1560 1405 1310 1212 842 620 510 450 262 110 2807 275726532452 2266 1660 1505 1410 1312 992 760 660 560 382 260 205问题分析运输费用等价转换法则:按单位运费相等原则将任意两点间的最短铁路线转换为公路 线.对于铁路线上的任意两点,i j V V ,用F1oyd 算法找出两点间最短铁路路线的长度ij L 查铁路运价表求得ij L ,对应的铁路单位运费ij f ;又设与该段铁路等费用的公路长度为ij l ,则:0.1ij ij f l =⨯由此,我们就在,i j V V 之间用一条等价的公路线来代替,i j V V 间的最短铁路线.如果,i j V V 之间原来就有公路,就选择新旧公路中较短的一条.这样,我们就把铁路运输网络转换成了公路运输网络.销价等价转换法则:按单位费用相等将任意钢厂的单位销价转换为公路单位运价.对于钢厂S i 的销售单价P i ,我们可以虚设一条公路线,连接钢厂S i 及另一虚拟钢厂'i s ,其长度为i l ,并且满足0.1i i l p =⨯;从而将钢厂的销售单价转换成公路运输单价,而新钢厂'i s 的销售价为0.将铁路和销价转换为公路的过程可以由计算机编程实现. 通过上述的分析,我们可以将原问题化为一个相对简单的产量未定的运输问题,利用115A A 到之间的管道距离和钢厂和站点之间的公路距离建立一个产量未定的运输问题的模型.但是由于1215,A A A ,并不能代表所有的实际需求点(实际需求点是n 个单位管道),因此,我们可以用F1oyd 算法进一步算出7个钢厂到所有实际的n 个需求点(对于问题一,n =5171;对于问题三,n =5903)的最短路径,并由此得出一个具有7个供应点、n 个需求点的产址未定的运输模型.6 模型的建立产量未定的运输模型根据假设4,我们可以将每一单位的管道看成一个需求点,向一单位管道的所在地运输钢管即为向一个点运输钢管.对每个点,我们可以根据该点的位置和最短等价公路距离,求出各钢厂与该点之间最小单位运输费用ij C (销价已经归人运输费用之中了).设总共有m 个供应点(钢厂),n 个需求点,我们就可以得到一个产量未定的运输模型:有m 个供应点、n 个需求点,每个供应点的供应量{0}{500,}i i u s ∈;每个需求点需要1单位,运输单价矩阵为C ,求使得总运输费用最小的运输方案.其数学规划模型: 11minmnij ij i j F C x ===∑∑11{0}{500,}1,2,,..11,2,01nij i j mij i ij x S i ms tx j n x ==⎧∈=⎪⎪⎪==⎨⎪⎪=⎪⎪⎩∑∑或其中: 1112112n m m mn C C C C CC C ⎛⎫⎪=⎪ ⎪⎝⎭为单位费用矩阵 1112112n m m mn x x x X x x x ⎛⎫⎪=⎪ ⎪⎝⎭为决策矩阵,也为0-1矩阵 代码如下7 模型的求解对于本题,上述0-1规划规模宏大,现有的一些算法不能胜任,我们必须具体问题具体分析,结合本题实际情况,寻找行之有效的算法.(1)初始方案的改进的最小元素法和改进的伏格尔法 *改进的最小元素法改进的最小元素法又称为贪婪法或瞎子爬山法,它的宗旨是每一步都取当前的最优值算法步骤为,对费用矩阵C 作n 次下列循环:①C 中找一个最小值ij C ; ②令1;ij x =③C 的第j 的所有数据改为+∞;④如果1nij i j x s ==∑,第i 个供应点的供应量已达上限,将C 的第i 行数据全改为+∞。
彩票问题的合理优化摘 要本文主要研究彩票方案对彩民的吸引力,从而提出评价彩票方案合理性的指标,并对彩票管理部门和彩民提出合理化建议。
在建模之前做了三点准备:一、根据已给的29种方案求出彩民获各奖项的概率,结果统计于表2中;二、将彩票方案对彩民的吸引力看作一个模糊概念,利用模糊数学隶属度和心理学相关知识给出彩民的心理曲线2()()1,()x x eλμλ-=->0,其中λ表示彩民平均收入的相关因子,称为“实力因子”,一般为常数。
三、以中等地区收入水平(或全国平均水平)为例进行研究,结合相关网站的统计数据计算出当052.5x =万元,2()0()10.5x x eλμ-=-=时的实力因子为556.3058910λ=≈⨯,同理可得其他年收入时的计算结果,统计于表3。
针对问题(一),经过分析,将评价彩票合理性问题转化为对彩民吸引力的研究,将彩民博彩看作是一种冒险行为,引入风险决策理论,取2()()1,()xx eλμλ-=->0为风险决策的益损函数,得出合理性指标函数71()i i i F p x μ==∑。
另外,由题意可得高项奖奖金额的平均值为74(1),1,2,3i i ji j jp x r x j p =-==∑。
将以上两点共同作为评价方案合理性的指标,利用Matlab 可算出,合理性指标值F 及高项奖的期望值如表4,比较可得,排在前三位的方案序号为9、11和5。
针对问题(二),以71()i i i F p x μ==∑为最大化目标函数,以,,(1,2,3),(4,5,6,7)j i m n r j x i ==为决策变量,以它们之间所满足的关系为约束条件建立非线性规划模型,利用Matlab 可求得最优解为{}2,6,32,0.8,0.09,0.11,200,10,1,0K ,最优值为76.839910F -=⨯。
故对应的最优方案为32选6(6/32),一、二、三等奖的比例分别为80%、9%、11%,四、五、六、七等奖的金额分别为200、10、1、0元。
电力市场的输电阻塞管理摘要电网公司在组织交易、调度和配送时,要制订一个电力市场交易规则,按照购电费用最小的经济目标来运作。
我们采用多元线性回归的方法建立线路潮流值与各机组出力之间的近似方程,单目标规划确定机组分配预案,公平对待序内外容量建立阻塞费用计算规则,双目标规划确定机组调整分配方案,进行电力市场的输电阻塞管理。
问题一:首先,我们建立多元线性回归方程,采用SPSS软件求出线路上的潮流值与各个机组处理预案之间的近似方程,再根据求解出的复相关系数得出自变量与因变量之间的线性关系明显,用F检验与均方差检验判断近似方程回归较为精确,进一步提高了模型的严谨性。
问题二:为设计合理的阻塞费用计算规则,我们考虑了两种方法,方法一是直接将调整后的机组总出力与对应清算价之积与调整前的总费用相减差值作为阻塞费用,但根据题目要求需公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分,这两部分我们用清算价与对应报价之差来结算。
问题三:我们首先根据电力市场交易规则费用最小的交易要旨确定目标函数,根据清算价、系统负荷、爬坡速率的限制条件确定约束条件,建立单目标规划模型。
然后用MATLAB求解对应的系数分配矩阵与段容分配矩阵,得出分配预案如下:一、问题重述我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行。
2003年3月国家电力监管委员会成立,2003年6月该委员会发文列出了组建东北区域电力市场和进行华东区域电力市场试点的时间表,标志着电力市场化改革已经进入实质性阶段。
可以预计,随着我国用电紧张的缓解,电力市场化将进入新一轮的发展,这给有关产业和研究部门带来了可预期的机遇和挑战。
电力从生产到使用的四大环节——发电、输电、配电和用电是瞬间完成的。
我国电力市场初期是发电侧电力市场,采取交易与调度一体化的模式。
电网公司在组织交易、调度和配送时,必须遵循电网“安全第一”的原则,同时要制订一个电力市场交易规则,按照购电费用最小的经济目标来运作。
2013建模美赛B题思路数学建模美赛B题论文摘要水资源是极为重要生活资料,同时与政治经济文化的发展密切相关,北京市是世界上水资源严重缺乏的大都市之一。
本文以北京为例,针对影响水资源短缺的因素,通过查找权威数据建立数学模型揭示相关因素与水资源短缺的关系,评价水资源短缺风险并运用模型对水资源短缺问题进行有效调控。
首先,分析水资源量的组成得出影响因素。
主要从水资源总量(供水量)和总用水量(需水量)两方面进行讨论。
影响水资源总量的因素从地表水量,地下水量和污水处理量入手。
影响总用水量的因素从农业用水,工业用水,第三产业及生活用水量入手进行具体分析。
其次,利用查得得北京市2001-2008年水量数据,采用多元线性回归,建立水资源总量与地表水量,地下水量和污水处理量的线性回归方程yˆ=-4.732+2.138x1+0.498x2+0.274x3根据各个因数前的系数的大小,得到风险因子的显著性为rx1>rx2>rx3(x1, x2,x3分别为地表水、地下水、污水处理量)。
再次,利用灰色关联确定农业用水、工业用水、第三产业及生活用水量与总用水量的关联程度ra =0.369852,rb= 0.369167,rc=0.260981。
从而确定其风险显著性为r a>r b>r c。
再再次,由数据利用曲线拟合得到农业、工业及第三产业及生活用水量与年份之间的函数关系,a=0.0019(t-1994)3-0.0383(t-1994)2-0.4332(t-1994)+20.2598;b=0.014(t-1994)2-0.8261t+14.1337;c=0.0383(t-1994)2-0.097(t-1994)+11.2116;D=a+b+c;预测出2009-2012年用水总量。
最后,通过定义缺水程度S=(D-y)/D=1-y/D,计算出1994-2008的缺水程度,绘制出柱状图,划分风险等级。
我们取多年数据进行比较,推测未来四年地表水量和地下水量维持在前八年的平均水平,污水处理量为近三年的平均水平,得出2009-2012年的预测值,并利用回归方程yˆ=-4.732+2.138x1+0.4982x2+0.274x3计算出对应的水资源总量。
全国大学生数学建模竞赛历年赛题Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】1992A 施肥效果分析1992B 实验数据分解1993A 非线性交调的频率设计1993B 足球队排名次1994A 逢山开路1994B 锁具装箱1995A 一个飞行管理问题1995B 天车与冶炼炉的作业调度1996A 最优捕鱼策略1996B 节水洗衣机1997A 零件参数1997B 截断切割1998A 投资的收益和风险1998B 灾情巡视路线1999A 自动化车床管理1999B 钻井布局1999C 煤矸石堆积1999D 钻井布局2000A DNA序列分类2000B 钢管购运2000C 飞越北极2000D 空洞探测2001A 血管三维重建2001B 公交车调度2001C 基金使用2001D 公交车调度2002A 车灯线光源2002B 彩票中数学2002C 车灯线光源2002D 赛程安排2003A SARS的传播2003B 露天矿生产2003C SARS的传播2003D 抢渡长江2004A 奥运会临时超市网点设计2004A 赛题使用数据2004B 电力市场的输电阻塞管理2004C 饮酒驾车2004D 公务员招聘2005A 长江水质的评价和预测2005B DVD在线租赁2005C 雨量预报方法的评价2005D DVD在线租赁2005D 数据2006A 出版社的资源配置2006A 数据2006B 艾滋病疗法的评价及疗效的预测2006B 数据2006C 易拉罐形状和尺寸的最优设计2006D 煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制2006D 数据2007A 中国人口增长预测2007A 数据2007B 乘公交,看奥运2007B 数据2007C 手机“套餐”优惠几何2007C 数据2007D 体能测试时间安排2008A 数码相机定位2008B 高等教育学费标准探讨2008C 地面搜索2008D NBA赛程的分析与评价2008D 数据2009A 制动器试验台的控制方法分析2009A 数据2009B 眼科病床的合理安排2009C 卫星和飞船的跟踪测控2009D 会议筹备2010A 储油罐的变位识别与罐容表标定2010B 2010年上海世博会影响力的定量评估2010C 输油管的布置2010D 对学生宿舍设计方案的评价。