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C题之一（全国二等奖）雨量预报方法的评价参赛学校：桂林工学院参赛学生：张莉、邹凤晖、毛细根指导老师：邓光明摘要：雨量预报对农业生产和城市工作和生活有重要作用，气象部门致力于开发更准确的预报方法满足人们生活的需求。
因此，我们建立了一种评价预测方法准确性的模型。
本模型主要应用于雨量预报方法准确性的评价，属于比较模型，评价方法中用地理位置及对应的降雨量与实测站点的真实降雨量进项比较。
模型一的建立主要依据二维插值原理和统计学的离散、方差分析综合建立的。
通过二维插值的方法找出两种方法在91个站点的预测值，根据实测值，算出两种方法各自的误差，进而算出误差的方差，得到两种方法的方差矩阵。
比较两种方法的误差的方差，得出结论：方法一相对于方法二而言更加准确。
模型二在模型一的基础上加入公众感受因素，对模型一进行权重优化。
在前模型的基础上考虑公众满意的因素优化模型，建立一个比模型一更加符合实际的模型。
根据模型一中得到两种方法91 个站点的预测雨量，把两种方法91 站点41 天的预测数据和实际观察值转化为等级标量数值。
将其等级标量数值分别与实际观察值相比较，得出预测的偏差度，根据公众感受权重的特点，将这些偏差度进行权重分析，最后得出评价结论：方法二相对于方法一而言更加准确。
关键字：降雨量、二维插值、方差分析、公众感受、权重、等级标量一、问题重述雨量预报对农业生产和城市工作和生活有重要作用，但准确、及时地对雨量作出预报是一个十分困难的问题，广受世界各国关注。
我国某地气象台和气象研究所正在研究6小时雨量预报方法，即每天晚上20点预报从21点开始的4个时段（21点至次日3点，次日3点至9点，9点至15点，15点至21点）在某些位置的雨量，这些位置位于东经120度、北纬32度附近的53×47的等距网格点上。
同时设立91个观测站点实测这些时段的实际雨量，由于各种条件的限制，站点的设置是不均匀的。
气象部门希望建立一种科学评价预报方法好坏的数学模型与方法。
2010年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中选择一项填写）： A所属学校（请填写完整的全名）：西安工业大学参赛队员(打印并签名) ：1. 王涛签字：2. 刘荣立签字：3. 何刚签字：指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：日期：2010年 5月3 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：送货路线设计问题摘要现今社会经济越来越发达，网络越来越普及，网购成为了人们一种消费方式，随之物流行业也渐渐兴盛，因此物流路线的决策成为了物流公司节省开支获得更大利益的重要途径。
在物流运输中，每个送货员必须在规定时间内将货物送达多个地点，而且往往各地点的货物具有多样性，通过对运输决策，对基本实际情况的研究,建立运力有限情况下多个需求点多种物资运输的研究模型，给出求解模型的算法，,通过一个算例进行了验证，与目前文献资料中类似研究模型相比较,在决策中考虑运输路线的可行性，对运输决策的影响是本文模型的一大突出特点。
问题重述现有一快递公司，一送货员需将货物送至城市内多处，请设计送货方案，使所用时间最少。
送货员只能沿规定连通线路行走，而不能走其它任何路线。
送货员最大载重50公斤，所带货物最大体积1立方米。
送货员的平均速度为24公里/小时。
每件货物交接花费3分钟，为简化起见，同一地点有多件货物也简单按照每件3分钟交接计算。
模型的假设分析符号说明模型的假设1：假设送货员在送货途中不受红绿灯，其他外部因素的影响。
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛C题评阅要点[说明]本要点仅供参考，各赛区评阅组应根据对题目的理解及学生的解答，自主地进行评阅。
1．考虑最简单圆形轨道和一般的椭圆轨道
假设卫星测控站分布在与卫星轨道共面的地球表面，且卫星的运行轨道为圆。
利用
出每个测控站的覆盖范围。
然后利用数值方法对测控站点进行优化，给出一些具体结果
2．空间轨道
在地球自转的影响下卫星运行过程中星下线的轨迹是地球表面的一些曲线，计算测控站的数量比较困难。
一种粗略的估算方法是设置许多测控站，使得其能覆盖卫星飞过的所有空域。
计算这个涵盖赤道的球面的立体角，再用一个观测站所能覆盖的立体角去除得到要覆盖这个区域至少需要的观测站（给出所需要的站点个数与高度和夹角的关系模型）。
给出一、两个例子。
如神七轨道平面与地球赤道平面的夹角是42.2度，距地面343公里，覆盖这个区域至少需要55个观测站，考虑到圆内接正六边形的面积只是圆面积的0.827，所以至少需要67个观测站。
3．实际情况
（1）收集卫星或飞船的发射或运行数据：轨道倾角、高度等；
（2）收集该卫星发射和运行过程中观测站的数据：数量、位置等；
希望好的队能给出卫星运行轨道、卫星运行过程中星下线的轨迹方程、每个站的测控范围、卫星或飞船在运行到某一圈时可测控的范围，最好能给出一段最长的观测时间。
注：本要点中给出的数据仅供参考，如2中55或67个站点是针对神州7号的飞行轨道在一些简化假设下给出的下限。
不同卫星或飞船的飞行参数不同，学生也在不同的假设下建立模型和估计所需要的站数，建议根据学生做的具体情况判断和评阅，不需要学生的答卷和这些参考数据完全一致。
1。
\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油油浮子出油管油位探测装置注油口 检查口地平线 2m6m1m1m3 m油位高度图1 储油罐正面示意图油位探针油位探针α地平线 图2 储油罐纵向倾斜变位后示意图油油浮子出油管油位探测装置注油口 检查口水平线(b) 小椭圆油罐截面示意图α油油浮子出油管油位探针注油口水平线2.05mcm 0.4m1.2m1.2m1.78m(a) 小椭圆油罐正面示意图图4 小椭圆型油罐形状及尺寸示意图图3 储油罐截面示意图（b ）横向偏转倾斜后正截面图地平线β地平线垂直线油位探针（a ）无偏转倾斜的正截面图油位探针油位探测装置地平线油3m油B题2010年上海世博会影响力的定量评估2010年上海世博会是首次在中国举办的世界博览会。
全国大学生数学建模竞赛题评阅要点1、目标函数的构成成分主要包括销售额表达式（注意如果作者利用了附录数据说明中的假设，则赢利与销售额等价），可以以课程为单位，也可以以学科为单位；包括由市场信息产生的对于不同课程的调控因子（竞争力系数）；由于数据说明中的提示，也应该包括每个课程的申报需求量的“计划准确性因子”（学生用词会不同）。
当然，前两点更重要些。
2、约束条件构成对于出版社来说，所谓产能主要是人力资源，即策划、编辑和版面设计人员的分布形成主要约束；此外，书号总量（500）也应该作为约束条件；同时，在数据说明中指出的“满足申请书号量的一半”也应该以约束方式表达。
3、规划变量可以以每个课程的书号数量，也可以以学科的书号数作为变量，但是得到的结果会有所不同。
实现以上三点，对于问题的理解是比较全面的，应该得到基本分值。
进一步提高的分值来源于实现上述三点的具体模型的考虑和建模水平。
1）如果注意到数据说明中提示的，同一课程的教材在价格和销售量的同一性，销售额表达式是比较容易表示的：构造每个课程的、用书号数表达的销售额，然后将所有书号的销售额的表达式累加，形成总社的销售额的基本表达式，这是目标函数的主体部分。
2）市场信息产生的对于不同课程的调控因子（也称竞争力系数）的表示，是一个信息不足情况下的决策模型。
主要是满意度和市场占有率的恰当表示和计算（由附件2），以及两个指标的联合形成竞争力系数问题，这里既可以使用拟合模型，也可以使用各种多因素分析模型等等，方法不同。
对这个问题解决的优劣，可以导致明显的评分差别。
其中应该特别注意需求信息是否重复使用的问题，也就是说，如果在构造销售额表达式时已经使用了课程的销售数据，则不同课程的支持强度的不同，主要由市场竞争力参数表达。
3）在优化问题中，应该恰当地表示“计划准确性因子”，数据给出的计划销量和实际销量之比应该是比较合适的表示。
4）加上前述约束条件构成适当的规划问题。
比较好的实现以上四点，应该得到80%的分值。
10级信息《数学建模与数学实验(实践)》任务书一、设计目的通过《数学建模与数学实验(实践)》实践环节，掌握本门课程的众多数学建模方法和原理，并通过编写C语言或matlab程序，掌握各种基本算法在计算机中的具体表达方法，并逐一了解它们的优劣、稳定性以及收敛性。
在熟练掌握C语言或matlab语言编程的基础上，编写算法和稳定性均佳、通用性强、可读性好，输入输出方便的程序，以解决实际中的一些科学计算问题。
二、设计教学内容1线性规划（掌握线性规划的模型、算法以及Matlab 实现）。
整数线性规划（掌握整数线性规划形式和解法）。
2微分方程建模（掌握根据规律建立微分方程模型及解法；微分方程模型的Matlab实现）。
3最短路问题（掌握最短路问题及算法，了解利用最短路问题解决实际问题）。
行遍性问题（了解行遍性问题，掌握其TSP算法）。
4回归分析（掌握一元线性回归和多元线性回归，掌握回归的Matlab实现）。
5计算机模拟（掌握Monte-carlo方法、了解随机数的产生；能够用Monte-carlo解决实际问题）。
6插值与拟合（了解数据拟合基本原理，掌握用利用Matlab工具箱解决曲线拟合问题）。
三、设计时间2012—2013学年第1学期：第16周共计一周目录1、线材切割问题 (3)摘要一、问题重述 (4)二、问题分析 (4)三、模型假设四、符号说明五、模型建立和求解六、参考文献2、输油管的布置摘要一、问题的重述二、模型假设三、符号说明四、问题分析五、模型的建立和求解5.1关于问题1的模型建立与求解5.2关于问题2的模型建立与求解5.3关于问题3的模型建立与求解六、模型的评价和应用七、参考文献八、附录线材切割问题摘要：在很多工程领域，都有线材切割问题。
这一问题可表述为：设能购买到的不同长度的原线材有m种，长度分别为L1,...,Lm，这些原线材只是长度不同，其它都相同。
某工程中所要切割出的线材长度分别为li,i=1,2,...,n(这里 li < 所有Li)，对应数量分别为Ni,i=1,2,...,n。
2010高教社杯全国大学生数学建模竞赛C题评阅要点
[说明]本要点仅供参考，各赛区评阅组应根据对题目的理解及学生的解答，自主地进行评阅。
(1) 如图1，设P的坐标为(x, y) (x≥ 0，y≥ 0)，共用管道的费用为非共用管道的k倍，模型可归结为
2
2
2
2)
(
)
(
)
(
)
,
(
min y
b
x
c
y
a
x
ky
y
x
f-
+
-
+
-
+
+
=
图1
只需考虑2
1<
≤k的情形。
对上述二元费用函数求最小值可得（不妨假设b
a≤）
(a) 当)
(
42
a
b
k
k
c-
-
≤时，)
,0(
*a
P=，ka
c
a
b
f+
+
-
=2
2
m in
)
(；
(b) 当)
(
4
)
(
42
2
a
b
k
k
c
a
b
k
k
+
-
<
<
-
-
时，
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
-
-
+
+
-
-
=)
4
(
2
1
,
2
)
(
2
4
2
2
*c
k
k
b
a
c
b
a
k
k
P，
()c k
k
b
a
f2
m in
4
)
(
2
1
-
+
+
=；
(c) 当)
(
42
a
b
k
k
c+
-
≥时，)0,
(
*
b
a
ac
P
+
=，2
2
m in
)
(c
b
a
f+
+
=。
对共用管道费用与非共用管道费用相同的情形只需在上式中令k = 1。
本小题的评阅应注意模型的正确性，结果推导的合理性及结果的完整性。
(2) 对于出现城乡差别的复杂情况，模型将做以下变更：
(a) 首先考虑城区拆迁和工程补偿等附加费用。
根据三家评估公司的资质，用加权平均的方法得出费用的估计值。
注意：公司一的权值应大于公司二和公司三的权值，公司二和公司三的权值应相等。
(b) 假设管线布置在城乡结合处的点为Q，Q到铁路线的距离为z（参见图2）。
图2
一般情况下，连接炼油厂A 和点Q 到铁路线的输油管最优布置应取上述(1)(b)的结果，因此管道总费用最省的数学模型成为
22)()()3(21
)(min c l z b t c z a z g -+-⋅+++=
其中t 表示城乡建设费用的比值。
当 14*2---=t c
l b z 时，)(z g 取得最小值
))(143(21
*)(2
c l t c b a z g --+++=。
若在建立正确的模型后，用优化软件进行数值求解也是可取的。
两种极端情形：当权重取为1:1:1时，P 点坐标为(5.4462,1.8556)，Q 点坐标为 (15.0000, 7.3715)，最小费用为283.5373万元。
当权重取为1:0:0时，P 点坐标为(5.4593,1.8481)，Q 点坐标为 (15.0000,
7.3564)，最小费用为280.1771万元。
最终的答案依赖于权重的不同取值，但最小费用应介于280.1771万元和283.5373万元之间。
(3) 考虑各部分管道费率不等的情况。
分别用4321,,,k k k k 记AP 、PQ 、PH 、BQ 段管道的费率，并设P 和Q 点的坐标分别为(x , y )、(c ,z )
(如图3所示)，则总费用的表达式为
2243222221)()()()()(z)y,(x,z b c l k y k y z x c k y a x k F -+-++-+-+-+=
图3
可以写出F的最优解的解析表达式，也可以用数值求解的方法得到比较精确的结果。
两种极端情形：当权重取为1:1:1时，P点坐标为(6.7310,0.1409)，Q点坐标为(15.0000,7.2839)，最小费用为252.8104万元。
当权重取为1:0:0时，P点坐标为(6.7424,0.1327)，Q点坐标为(15.0000, 7.2659)，最小费用为249.4422万元。
最终的答案依赖于权重的不同取值，但最小费用应介于249.4422万元和252.8104万元之间。
注：评阅时，(2)、(3)两小题得到最优解的解析表达式比仅有数值结果为好。
