B题-最佳旅游路线设计
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最佳旅游路线规划问题
问题描述:如今的道路密度越来越大,收费道路也越来越多,因此选择最佳
路径是很现实的问题。
城市的道路是双向的,每条道路有固定的旅行时间以及所需支付的费用。
路径是由连续的道路组成。
总时间是各条道路旅行时间的和,总
费用是各条道路所支付费用的总和。
同样的出发地和目的地,如果路径A 比路径B 所需时间少且费用低,那么我们就说路径A 比路径B 好。
对于某条路径,
如果没有其他路径比它好,那么该条路径被称为最优路径。
下图给出了城市间旅行时所需的旅行时间等信息,请计算从北京出发,到其
他所有城市的最优路径,及路径上所需的旅行时间总和。
要求:建立无向网时,从Dijstra.txt 文件中读取数据建立无向网。
输出结果:输出格式为“旅游的起始、终止点,以及时间总和”
如:从北京出发,终点为广州,最佳路线是直达的,则输出结果应该为:北京->广州,旅行时间和为15
若从北京出发,终点为太原,最佳路线需要经过天津到达,则输出结果应该为:北京->天津->太原,旅行时间和为6。
关于筛选最佳旅游线路的方案设计摘要近年来我国的旅游产业蓬勃发展积累了旅游方面的大量的数据有效地分析和理解这些数据可以更好地服务于旅游业并促进其健康科学地发展。
随着人们生活水平的不断提高旅游已成为提高人们生活质量的重要活动之一。
现在相当一部分旅游爱好者都希望能够充分利用一次难得的外出旅游时机或者在有限的假期内如五一、国庆节旅游较多的旅游景点。
对于他们来说尽可能缩短旅行在途时间既可提高时间利用效率、也可减轻旅途劳顿。
故对于旅游者而言选择设计合理的旅游线路既可以节省时间、又可以省钱1。
本文研究的旅游路径是一个封闭回路的数学模型。
这一问题涉及到平面上的点的遍历问题即要寻找一条行走路线最短尽可能照顾花费最少但又可以行遍图上所有点的路径。
本问题类似货郎担问题利用MATLAB软件对旅游者的最优旅游路线在相关条件的约束情况下模型进行求解求出最短回路及各边权值总和最小的那条路径得出了游玩10个景区的最优旅游路径问题一时间不限寻找出最佳的哈密顿回路此时旅游费用至少为3041元具体旅行路线见表3问题二旅游费用不限利用Floyd算法求出最少用时149小时即可游玩所有目标景区旅游路线见表4问题三在旅游费用为2000元得情况下利用蚁群算法求出旅游目的地最多为7个时具体路线见表5问题四在旅游时间为5天的情况下旅游目的地最多为8个具体旅游路线见表6问题五在旅游时间为5天旅游费用为2000元的情况下旅游目的地最多为8个此时的旅游费用为2023元具体旅游路线见表7。
本文通过建立各种模型和对模型的求解会得出在不同情形下的最优旅游路径的规划方案这不仅为外出旅游者们提供了最优的决策在一定程度上也对旅行团在旅游路径的规划上提供了参考。
最后本文对模型进行了相关评价和推广使其能更好的应用于实际生活中。
关健词旅游路径图论货郎担问题Floyd算法蚁群算法MATLAB 2 §1 问题的提出1.1问题背景及分析随着人们的生活不断提高旅游已成为提高人们生活质量的重要活动。
最佳旅游路线设计方案旅游是一项让人感到快乐和放松的活动,而一个好的旅游路线设计方案能够让我们的旅行更加顺利和愉快。
在选择旅游路线时,需要考虑众多因素,如时间、预算、交通、住宿、景点等。
本文将介绍如何制定一个最佳的旅游路线设计方案,让你的旅行更加舒适和愉快。
第一步:确定旅游目的地和时间在制定一个最佳的旅游路线设计方案之前,首先要确定你想去的旅游目的地和旅游时间。
选择一个好的旅游目的地和旅游时间是成功计划旅游的关键。
如果你有限的时间和预算,那么在同一区域内选择几个景点进行游览是一个不错的选择。
在选择目的地时,需要考虑自己的兴趣爱好以及所在的地理位置,你愿意去哪里旅游,是海边度假、登山徒步还是乡村旅行,等等。
同时对于旅游时间的安排,也需要考虑到旅游目的地的旅游季节、天气、交通等因素,这些因素将对您的旅行产生影响。
第二步:分析旅行预算一个好的旅游路线设计方案必须考虑到旅游预算。
在制定旅游预算时,需要将旅游目的地、食宿、交通等各个方面的开销都考虑进去,以确保旅游的花费在可承受范围内。
当你制定旅游预算时,需要注意几个方面:首先是交通费用,如果你是使用交通工具到达旅游目的地的,那么交通费用就是必须计算的一项;其次是住宿费用,如果你需要在城市内的酒店住宿,那么酒店住宿费用就是必须计算的一项;最后是旅游景点的门票和其他旅游项目的费用,如果你想搭乘游览车或者参加一些旅游项目,那么这些费用也需要计算进去。
第三步:规划旅游景点在确定旅游目的地和制定旅游预算之后,下一步就是规划旅游景点了。
在选择旅游景点时,需要考虑到个人的兴趣爱好,同时也需要考虑到景点门票价格、景点之间的距离、旅游时间等多个因素。
如果有多个旅游景点,则需要对这些景点进行合理的安排,以便在规定的旅游时间内游览完所有景点。
如果想要更顺畅地游览所有景点,可以采用高速公路、游览车等便捷的交通方式,以减少旅游时间的浪费和旅游成本的增加。
当制定旅游路线时,需要充分了解每个景点的开放时间、票价、游览路线等详细信息,选择最优的游览时间,提前预定门票、酒店等服务,以确保旅行的顺利进行,并避免在旅行过程中的不必要麻烦。
旅游行程规划设计完美游玩路线旅游行程规划设计:完美游玩路线旅行是一种愉快的方式,能够让我们逃离繁忙的生活,放松身心。
然而,为了充分享受旅途,合理规划和设计旅游行程是非常关键的。
本文将为您介绍如何设计一个完美的旅游行程,以保证您的旅途愉快而充实。
第一天:到达目的地抵达目的地后,首先安排一些放松和适应的时间。
可以选择在酒店放松一下,或者在附近的公园散步,感受当地的氛围。
这个时间段也可以用来计划接下来几天的行程。
第二天:探索城市在第二天,可以选择参加城市观光游。
首先,可以参观一些著名的景点,如博物馆、历史建筑、公园等。
这样可以让您对这个城市的历史文化有更深入的了解。
在午餐时间,可以品尝当地特色美食,享受充满异国风情的味道。
下午可以选择购物或者参观当地的艺术馆,体验城市的时尚和艺术氛围。
第三天:自然与户外活动对于喜欢自然和户外活动的人来说,可以选择参加一些户外探险活动。
比如,前往丛林徒步,爬山或者参观自然保护区。
这样可以让您接近大自然,欣赏到独特的自然风光。
同时,也能够锻炼身体,享受大自然的美妙。
第四天:历史与文化之旅第四天可以安排参观一些历史悠久的地方,了解更多的文化遗产。
您可以选择参观古老的古迹,如古堡、庙宇等。
在参观过程中,可以请导游进行讲解,深入了解历史的背后故事。
这样可以让您对当地的文化有更深入的了解,并且对当地的美丽和魅力有更多的体会。
第五天:休闲与放松旅行不仅仅是奔波和参观,也需要适度的休息和放松。
在最后一天,可以选择度过一个轻松的一天,去当地的温泉或者沙滩放松一下。
享受美妙的按摩,或者在阳光下沐浴,释放身心的压力。
这样可以让您恢复元气,为回程做好准备。
以上是一个针对5天旅行的行程规划设计,当然也可以根据实际情况进行调整。
在设计行程时,需要考虑到每个景点的开放时间、交通情况和当地的天气等因素。
同时,也要合理安排自己的体力和时间,避免行程过于紧张,造成疲劳和不适。
在规划旅游行程时,还可以考虑一些特色体验,如参加当地的节日活动、参观当地的工艺品制作过程、体验当地的特色美食等。
最佳旅游路线设计在设计最佳旅游路线之前,我们需要考虑以下几个因素:目的地选择、时间安排、交通方式、景点选择和餐饮安排。
首先,目的地选择非常重要。
根据旅游者的兴趣和偏好,选择一个适合的旅游目的地是至关重要的。
可能选择的目的地包括历史古迹、自然风光、购物中心、博物馆等。
为了设计最佳旅游路线,我们将以欧洲为例。
一、目的地选择欧洲是一个拥有丰富历史和文化的大陆,拥有许多令人惊叹的景点和城市。
在设计最佳旅游路线时,我们可以选择以下目的地:巴黎、罗马、巴塞罗那和阿姆斯特丹。
二、时间安排为了设计最佳旅游路线,我们需要考虑游客的时间限制。
假设游客计划在欧洲逗留10天,我们可以在4个主要目的地之间平均分配时间。
在每个目的地停留2-3天,这样可以充分欣赏每个城市的景点。
三、交通方式欧洲的交通网络发达,旅游者可以选择多种不同的交通方式,包括飞机、火车和汽车。
为了节约时间和方便的移动,我们建议在不同城市之间乘坐高速火车,这样能够在短时间内进行快速的转移。
四、景点选择在每个目的地,我们需要选择最具代表性且最有吸引力的景点。
在巴黎,游客可以参观埃菲尔铁塔、卢浮宫和圣母院。
罗马的主要景点包括罗马斗兽场、梵蒂冈城和斗兽场。
在巴塞罗那,游客可以参观圣家族大教堂、巴特罗宫和哥特区。
阿姆斯特丹的景点包括安妮·弗兰克故居、范戴克公园和皇家宫殿。
五、餐饮安排在设计最佳旅游路线时,我们不能忽视餐饮安排。
每个目的地都有美食可以品尝,因此我们建议游客尝试当地特色菜肴。
在巴黎,游客可以品尝法式大餐和美味的葡萄酒。
在罗马,餐饮选择包括意大利面食、比萨和咖啡。
在巴塞罗那,游客可以品尝西班牙海鲜和tapas小吃。
在阿姆斯特丹,荷兰的奶酪和咖啡是必不可少的。
在设计最佳旅游路线时,还需要考虑其他因素,如预算和住宿安排。
为了最大程度地享受旅行,游客应该提前做好准备并详细计划每个目的地的行程。
最佳旅游路线应该能够最大限度地满足旅游者的需求,并提供独特和难忘的体验。
最佳旅游路线设计与对比1背景资料随着暑假的来临,越来越多的人会带着家人孩子一起外出旅游,不同的家庭消费、时间、人员都各不相同,我们就以我们所在的地区—重庆,为具体的研究对象,讨论出不同情况的家庭对旅游的相关需求,假设设立重庆、四川是个景点作为旅游景点,作为暑假旅游的全部景点。
重庆市地图如下所示:图1 重庆市地图四川省地图如图所示:图2 四川省地图从重庆市出发选择合适的路线旅游每一个城市一次,使路费最少,其本质是一个TSP 商旅问题。
我们可以对已有的TSP商旅模型进行修改,通过编程将所有路线所需费用列举出来,找出最经济的路线。
关于TSP旅行商问题旅行商问题(Traveling Saleman Problem TSP)是VRP 的特例,由于Gaery[1]已证明TSP问题是NP难题,因此,VRP也属于NP难题。
旅行商问题(TSP)又译为旅行推销员问题、货郎担问题,简称为TSP问题,是最基本的路线问题,该问题是在寻求单一旅行者由起点出发,通过所有给定的需求点之后,最后再回到原点的最小路径成本。
最早的旅行商问题的数学规划是由Dantzig(1959)等人提出。
TSP问题在物流中的描述是对应一个物流配送公司,欲将n个客户的订货沿最短路线全部送到。
如何确定最短路线。
TSP问题最简单的求解方法是枚举法。
它的解是多维的、多局部极值的、趋于无穷大的复杂解的空间,搜索空间是n个点的所有排列的集合,大小为(n-1)。
可以形象地把解空间看成是一个无穷大的丘陵地带,各山峰或山谷的高度即是问题的极值。
求解TSP,则是在此不能穷尽的丘陵地带中攀登以达到山顶或谷底的过程。
图3 TSP问题模型图TSP旅行商问题常见算法:枚举法,蚁群算法,模拟退火柴法,TSP问题是一个组合优化问题。
该问题可以被证明具有NP计算复杂性。
因此,任何能使该问题的求解得以简化的方法,都将受到高度的评价和关注。
旅行推销员问题是数图论中最著名的问题之一,即“已给一个n个点的完全图,每条边都有一个长度,求总长度最短的经过每个顶点正好一次的封闭回路”。
最佳旅游路线设计方案
要设计最佳的旅游路线方案,需要考虑以下因素:
1. 目的地:根据旅游者的偏好和兴趣,选择合适的目的地。
可以考虑城市、自然景点、历史遗迹等不同类型的目的地。
2. 时间:确定旅游的总时长,包括交通时间和在目的地停留的时间。
考虑到旅游的疲
劳度,建议不要安排过长时间的行程。
3. 距离:根据目的地之间的距离,确定合理的行程安排。
避免频繁的长途旅行,以充
分利用时间。
4. 交通:选择最方便和经济的交通方式,包括飞机、火车、汽车等。
考虑交通的时间
和费用,确保交通畅通。
5. 要点:查看各个目的地的主要景点和活动,选择最具吸引力的景点和活动。
确保行
程中包含了旅游者感兴趣的内容。
6. 预算:根据旅游者的预算限制,确定合适的住宿、餐饮和活动安排。
平衡好舒适度
和花费之间的关系。
设计最佳的旅游路线方案涉及诸多因素,需要根据具体情况进行调整和安排。
可以参
考旅行指南、咨询旅行社或请教经验丰富的旅行者,获取更多的建议和建议。
最佳旅游路线设计方案
根据您的需求,我为您设计了一条最佳旅游路线,如下所示:
首先,您可以选择从北京出发,前往西安。
西安是中国历史悠久的城市,拥有世界闻名的兵马俑和古城墙。
您可以参观世界八大奇迹之一的兵马俑,感受秦朝的壮丽气势。
而古城墙是中国现存规模最大的古代城墙,您可以选择徒步或是骑行上城墙,领略到古老城市的风貌。
接下来,您可以乘坐高铁前往成都。
成都是四川省的省会城市,以美食和熊猫闻名于世。
您可以品尝到正宗的川菜,如麻辣火锅、口水鸡等。
此外,您还可以参观大熊猫繁育研究基地,近距离观赏可爱的熊猫们,感受大自然的美妙。
然后,您可以前往桂林。
桂林是中国最著名的旅游城市之一,以其绝美的山水风景而闻名于世。
您可以选择乘船游览漓江,欣赏到世界级的山水风光,同时还可以参观象鼻山、七星岩等景点,领略到中国南方独特的自然风光。
最后,您可以前往上海。
上海是中国最具现代化和国际化氛围的城市之一。
您可以漫步在外滩,欣赏到灯火辉煌的浦江夜景;参观上海博物馆,了解中国的历史文化;还可以前往城隍庙和南京路步行街,感受上海的传统与现代并存的魅力。
整个旅途中,您可以体验不同地区的风土人情和美食,同时也能欣赏到中国丰富的历史文化和自然景观。
此外,以上行程的交通便利性较高,不仅可以体验中国的高效交通系统,还能节
省您的旅行时间。
希望以上设计方案能够满足您的需求,如果有任何问题或需要进一步的帮助,请随时告诉我。
祝愿您旅途愉快!。
最佳旅游路线设计摘要本论文主要考虑通过合理的假设将问题简化为图论问题,使用floyed算法得到任意两点间的最短路径后,带入各景点间的距离、时间、门票等信息后,视为0-1线性规划模型用lingo进行求解。
问题一给出了一个月的时间要求,同时需要考虑到最少的花费和前往最多的景点两个规划目标,是一个0-1多目标的线性规划问题。
我们通过将其中一个规划目标:“最多的景点”划入约束条件,将多目标问题变成“在前往N(N>=12)个景点的条件下,最少花费”的0-1线性单目标规划问题。
使用lingo后求出结果如下:乌鲁木齐—哈密—库尔勒—楼兰—阿克苏—千佛洞—天鹅湖—伊犁—石河子—博乐—克拉玛依—阿勒泰—天池—乌鲁木齐。
问题二要求用两年暑假游遍新疆的所有假期,即使用两个除乌鲁木齐外不想交的圈遍历全图,并使两条线路的总费用最小。
显然可得,将所有的顶点以乌鲁木齐为界划分出南北两块,每个区块使用一个圈进行遍历将能节省费用。
我们以行驶路程为规划目标,用相应的约束条件建立0-1线性规划模型,使用lingo求解两个区块的的最佳旅行路线。
再分析均衡度后调整区块的分布,以求得最佳均衡度的分组。
求解得最佳路线规划如下:问题三与问题二的解答方法相同,根据各景点之间的最短路径画出以乌鲁木齐为根的树形图,然后将地理上在一个区域的景点分为三块。
将模型二中的目标函数替换为考察时间最小后,可使用lingo计算出每组的最佳路线,在参考均衡度对分组进行调整后可得到近似的最佳分组和每组的最佳路线。
结果如下:问题四中,通过合理假设,我们认为每个景点只应该出现在一条线路上。
据此,我们根据假期时间限制以及游遍所有景点所需时间最少,求得至少要提供4条旅游路线才能满足题意。
根据分析,我们发现无法找到这样4条路线均满足要求,因此,我们将所有景点分为5组,通过多次求解调整,最终我们为旅行社提供了5种路线。
具体结果在正文中给出。
最后,本文对模型进行了分析与评价。
2011年第八届苏北数学建模联赛题 目 旅游路线的优化设计模型摘要本文研究了旅游路线的优化问题,通过上网搜索了旅游路线、车次(航班)、门票等有关数据,并通过Lingo 软件处理了数据。
全文主要运用了贪婪法、线性规划法和图论hamilton 圈等方法,分别建立了旅游路线的优化设计模型。
模型一:考虑车费、景点费、车次衔接、旅游路线最短等因素,使用最优化方法和线性规划法,建立总费用最小的最优路线目标函数:MinA =111111ij ij i j c x ==∑∑+()11111112ij i j i j x b b ==+∑∑+()11111112ij i j i j x d d ==+∑∑,利用Lingo 软件求解出最低费用为2924元时的最优路线: 徐州→常州→舟山→黄山→九江→武汉→西安→洛阳→祁县→北京→青岛→徐州。
模型二:建立新约束条件和目标函数的线性规划模型:MinT =111111ij ij i j t x ==∑∑()11111112ij i j i j x t t ==++∑∑+()11111112ij i j i j x e e ==+∑∑,利用了Lingo 软件求解出最短时间路线,但受“车次的时间衔接”等现实条件约束需对其作适当调整,最终得到最少时间为9天的旅游路线: 徐州→青岛→常州→舟山→黄山→北京→洛阳→西安→祁县→武汉→九江→徐州。
模型三:使用图论Hamilton-圈原理,建立费用固定下游览最多景点的最优路线模型,得到景点数为7个的最优路线:徐州→常州→黄山→九江→武汉→西安→洛阳→祁县→徐州。
模型四:考虑交通班次有无、时间衔接矛盾等实际条件,利用贪婪法建立模型,通过求取局部最优解最终确定一条游览6个景点的较优路线:徐州→北京→祁县→常州→武汉→西安→洛阳→徐州。
模型五:结合模型三、四,建立约束条件式(5.5.1.1)、(5.5.1.2),利用贪婪法求解出一条包含6个景点较优路线:徐州→常州→黄山→武汉→洛阳→祁县→徐州。
2011年第八届苏北数学建模联赛题 目:旅游线路的优化设计摘要本文讨论了旅游线路的寻优问题,通过搜索了路线费用及时间等数据,并用启发式算法,运用动态规划建立模型方法给出了目标方程(模糊综合评判)模型。
模型一:建立目标函数、根据几何定理方法证明,建立了最优路线的模型:利用启发式算法,得到了最优路线:从徐州----常州----舟山------黄山——九江——武汉——西安——洛阳——晋中——北京——青岛——徐州。
根据目标函数1011116024i ij i i tM m a p ===++⨯+∑∑求解出花费最低费用为 2880元。
模型二:在模型一的基础上,讨论了金钱等因素,利用启发式方法,得到了最优路线:从徐州----常州----舟山------黄山——九江——武汉——西安——洛阳——晋中——北京——青岛——徐州。
根据目标函数1010,111i i i ii i t t t c +===++∑∑求解出花费最少时间为178.5小时。
模型三:在模型一,二基础上,根据多目标规划问题,得到了问题五时间短,花费少的最优路线:从徐州——常州——黄山——洛阳——北京——晋中(太原)——青岛——徐州。
目标函数见文章中,花费最低为1913元,时间最低为117.01.小时。
在费用和时间确定的条件下,进一步建立了多目标动态规划模型,得到该旅游线路的最优路线:本文根据确定的规划模型,按照目标函数逐步调整达到最佳旅游路线,根据几何定理及启发式算法设计出较短路线,接下来对花费及时间进行了讨论。
关键词 : 多目标规划,最优路线,启发式算法,几何定理一、问题重述:随着人们的生活不断提高,旅游已成为提高人们生活质量的重要活动。
江苏徐州有一位旅游爱好者打算现在的今年的五月一日早上8点之后出发,到全国一些著名景点旅游,最后回到徐州。
了一系列日常生活问题:①若时间不限,该游客将其景点全部游览,至少需要多少旅游费用;②若费用不限,该游客将十个景点全部游览完,至少需要多少时间;③若这位游客准备2000元旅游费用,想要尽可能多的游览景点,请建立相关的模型求解;④若该游客只有五天的时间,想尽可能多的游览景点,请建立相关的模型求解;⑤若该游客只有5天的时间和2000元的旅游费用,想尽可能多的游览景点,请建立相关的模型求解。
最佳旅游路线设计方案在规划旅游路线时,人们通常会面临很多问题,例如:时间和预算有限,可能会错过某些景点或不得不牺牲其他方面的需求。
本文将为您提供一些有用的建议,帮助您规划出最佳的旅游路线设计方案,以充分利用时间和预算,同时尽可能地满足各种需求。
第一步:确定主要旅游目的地在规划旅游路线之前,您必须首先确定主要的旅游目的地。
这取决于您前往哪个国家或地区旅游,以及您们计划旅行的时间和预算。
如果您的时间和预算有限,最好将目的地缩小到几个重要景点,以确保不错过任何重要的景点。
第二步:了解每个目的地的旅游时间在确定主要的旅游目的地之后,您需要知道每个目的地的旅游时间,以便合理地安排行程时间。
不同的旅游目的地在旅游时间上差别很大,您需要提前了解清楚才能准确规划行程。
例如,您可能需要花费一整天的时间在长城上,但在故宫博物院只需要2-3个小时。
第三步:列出所有的旅游景点在明确了主要目的地和所需的旅游时间之后,您需要列出所有的旅游景点,包括您将在其中停留的时间。
此外,您还需要评估每个景点的重要程度,以便在时间有限的情况下,确保不错过最重要的景点。
第四步:选择旅游交通方式在规划旅游路线时,交通方式通常是非常重要的因素。
不同的旅游交通方式有不同的优缺点,例如,租用汽车可以让您自己掌握时间,但是可能会成为旅行预算的主要开销。
选择最适合您的旅游交通方式,可以确保您足够舒适地旅行,同时节省预算。
第五步:制定日程安排根据列出的所有景点和旅游时间,您需要制定一个相应的日程安排。
您需要确保每个景点都得到充分的游览时间,以便拍照和参观。
此外,您还需要考虑到旅途中可能的意外情况,例如天气和堵车,以确保您有充足的缓冲时间。
第六步:选择中心酒店在规划旅游路线时,选择一个舒适和方便的中心酒店非常重要。
这样可以让您在游览各个景点时,能够在最短的时间内到达并享受休息和美食。
同时,优秀的酒店也会让您的旅游之旅更加舒适和愉悦。
第七步:制定预算最后一个步骤是制定预算。
最佳旅游路线设计方案作者:吴渊、张文艳、周子晗摘要:主办方为参加会议的代表安排了旅游,初步设想了五条线路,但是由于代表们的日程不同;还有后面出现的代表们的旅游意向;各景点的天气状况;在这些条件的影响下,需要主办方根据不同的情况设计出不同的旅行路线。
而且要求设计出的路线花钱少,游览的景点多。
在提出的几个问题中,分别利用了穷举法、图论中Hamilton图的性质,营销员推销路线模型,并尝试对附录表中的数据进行统计,处理之后取舍路线。
经过特定的处理之后,问题之间会出现相似的解题模型,最后利用LINGO和逐步搜寻最优的方法得出结果。
问题的重述:主办方初步提出的参考路线如下:一号线:成都→九寨沟、黄龙;二号线:成都→乐山、峨嵋;三号线:成都→四姑娘山、丹巴;四号线:成都→都江堰、青城山;五号线:成都→海螺沟、康定;每条线路中的景点可以全部参观,也可以参观其中之一。
不仅如此,一起参观景点的人数越多,每人承担的费用也会越小。
第一问和第三,四,五问中都要求在有限的10天内游览的景点多,并且花费少。
但是问题三中有100个代表对五条路线的意愿限制,问题五中又添加了未来10天之内各个景点的天气情况。
在第四问中,仍然有100个代表的意愿限制,但是前五十个代表先去,后五十个四天之后再去。
第二个问题中每一个景点都游玩一次,有充足的时间,要求设计出交通费用最少的路线。
问题的假设:1. 整个旅行过程的乘车方式都为汽车,每天的食宿费一定,都为100元。
2. 任意两个景点都可以直达,一个景点只游玩一次,在一个景点至少花一天的时间游完,通过大量的常规旅游行程统计,确定了在各个景点所需的游玩时间。
3. 到达景点之间的行车时间都不超过一天,且计入要到达景点的游玩时间内。
4. 由于有些景点之间的乘车价钱没有搜集到具体数据,因此我们按0.2元/公里计算。
5. 根据所查询的各景点资料得知,丹巴、康定是包含多个景点的地区,因此这两个景区总的旅行票价是当地有名景点的票价之和。
2011年第八届苏北数学建模联赛承诺书我们仔细阅读了第八届苏北数学建模联赛的竞赛规则。
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)与本队以外的任何人(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,我们愿意承担由此引起的一切后果。
我们的参赛报名号为:2795参赛组别:本科参赛队员(签名) :队员1:队员2:队员3:2011年第八届苏北数学建模联赛编号专用页参赛队伍的参赛号码:竞赛统一编号(由竞赛组委会送至评委团前编号):竞赛评阅编号(由竞赛评委团评阅前进行编号):2011年第八届苏北数学建模联赛题目旅游线路的优化设计摘要随着我国全面建设小康社会的推进,人民的生活质量不断提高,旅行游览活动作为一种新型的高级社会消费形式逐步受到人们的亲睐。
旅游作为一种经济活动,游客如何在时间和费用有限的情况下最大程度的享受旅游的乐趣显得尤其重要。
本文从实际情况出发,建立了离散型目标优化模型和动态规划模型,对模型进行了全方面的论述,并针对本题不同的要求设计出相应的旅游行程表。
建模过程中,首先用科学分析的方法,确定主要因素并对其作数学抽象,再针对各因素综合运用多种数学方法进行分析求解。
第一,我们用主要目标法建立了“离散型单目标优化模型”,并分别确定了五个问题的目标函数以及约束条件;第二,我们将旅游景点看作地图中的点,利用图论中著名的哈密顿回路问题和顺序递推的方法建立了“动态优化模型”;第三,通过查询数据,并利用数理统计的方法求解模型中的参数,从而得出一个与实际接近的完整数学模型。
求解问题过程中,首先把路途时间(路费)、景点停留时间(门票)、住宿时间(住宿费用)和其它时间(其它费用)综合考虑,借鉴历史上著名的货郎担问题的解法巧妙的将路程优化问题转化旅游时间和旅游费用的优化问题,在利用“Floyd算法”时分别将旅游时间和旅游费用作为权成功解决问题一与问题二。
然后采用“蚁群算法”在景点个数不确定的条件下求解出任意景点个数的优化路线,并与约束条件校核,确定出最多可以旅行景点数目的行程,从而解决问题三、问题四和问题五。
最后对模型进行优缺点分析,为提高模型的可靠性和模型的改进提供依据。
关键词离散型目标优化动态规划模型货郎担问题 Floyd算法蚁群算法一、问题的重述随着人们的生活不断提高,旅游已成为提高人们生活质量的重要活动。
江苏徐州有一位旅游爱好者打算现在的今年的五月一日早上8点之后出发,到全国一些著名景点旅游,最后回到徐州。
由于跟团旅游会受到若干限制,他(她)打算自己作为背包客出游。
他预选了十个省市旅游景点,如下表所示。
问题:根据以上要求,针对如下的几种情况,为该旅游爱好者设计详细的行程表,该行程表应包括具体的交通信息(车次、航班号、起止时间、票价等)、宾馆地点和名称,门票费用,在景点的停留时间等信息。
(1) 如果时间不限,游客将十个景点全游览完,至少需要多少旅游费用?请建立相关数学模型并设计旅游行程表。
(2) 如果旅游费用不限,游客将十个景点全游览完,至少需要多少时间?请建立相关数学模型并设计旅游行程表。
(3) 如果这位游客准备2000元旅游费用,想尽可能多游览景点,请建立相关数学模型并设计旅游行程表。
(4) 如果这位游客只有5天的时间,想尽可能多游览景点,请建立相关数学模型并设计旅游行程表。
(5) 如果这位游客只有5天的时间和2000元的旅游费用,想尽可能多游览景点,请建立相关数学模型并设计旅游行程表。
二、问题的分析此问题是在一定约束条件下的离散型目标优化问题,即从旅游时间、旅游费用、以及旅游景点数目这三个因素来优化旅游线路。
旅游时间由交通时间、景点停留时间、住宿时间以及其他时间组成。
旅游费用由交通费用、门票费用、住宿费用以及其他费用组成。
将各个旅游景点视为平面上不同位置的点,从徐州出发最后回到徐州形成一闭合回路,从而利用图论的相关知识求解。
旅游景点的平面图景点恐龙园崂山长城乔家大院龙门石窟黄山黄鹤楼兵马俑庐山普陀山票价150 90 50 40 120 200 50 90 180 200问题一是在时间不限游览10个景点的条件下最少费用,由于门票费用和其他费用固定,我们主要考虑交通费用和住宿费用的影响,忽略其他次要因素的影响。
问题二是在旅游费用不限游览10个景点的条件下求最少时间,我们假设各个景点的游览时间和市内乘车固定,将城际交通时间和住宿时间作为最主要因素设计旅游路线。
问题三是在费用为2000元的限制条件下对旅游景点个数进行优化,我们主要考虑交通方式为列车和住宿费用的影响。
问题四是在旅行时间为5天的约束条件下对旅游景点个数进行优化,我们主要考虑交通方式为飞机和住宿时间的影响问题五是在费用为2000元和旅行时间为5天的双重约束下对旅游景点个数进行优化,因此必须综合考虑交通方式、住宿时间和住宿费用的影响。
问题四可以在问题二的求解基础上加以求解,而问题五可以在问题三和问题四的求解基础上求解。
问题的基本假设(A) 城际交通出行可以乘火车(含高铁)、长途汽车或飞机(不允许包车或包机),并且车票或机票可预订到。
(B) 市内交通出行可乘公交车(含专线大巴、小巴)、地铁或出租车。
(C) 旅游费用以网上公布为准,具体包括交通费、住宿费、景点门票(第一门票)。
晚上20:00至次日早晨7:00之间,如果在某地停留超过6小时,必须住宿,住宿费用不超过200元/天。
吃饭等其它费用60元/天。
(D) 假设景点的开放时间为8:00至18:00。
(E )忽略地域差异,假设市内乘车时间和费用相同并以平均值计算,住宿费用相同设为50元/夜。
(F)假设所有城市交通状况良好,不出现堵车、晚点情况。
三、符号说明C 旅游景点的个数F i选择第i 条路线总费用 Ti 选择第i 条路线总时间 n c 1+ c+1 个点可选择路线的总数 a 吃饭等其他费用b ij 第i 条路线到景点j 间的路费g ij 第i 条路线第j 个景点的门票k ij第i 条路线第j 个景点的住宿费用 l ij 第i 条路线到第j 个景点的路上时间mij 第i 条路线第j 个景点的停留时间 q ij 第i 条路线第j 个景点的住宿时间u 其他时间,包括吃饭、等待时间等x ij 第i 条路线第j 个景点是否需要住宿 (0--1变量)以上时间的单位均为小时,费用的单位均为元四、 基本模型的建立模型一 离散型单目标优化模型经分析,此题属于单目标优化问题,一到五问要求在不同的约束条件下对不同的目标进行优化,考虑到实际问题,我们可以建立离散型目标优化模型来解决问题。
我们从十个景点中选择C 个景点,首先写出第i 条路线的总费用与总时间的表达式 我们引入住宿决策变量⎩⎨⎧=个景点不需要住宿条路线在第第个景点需要住宿条路线在第第j i 0j i 1x ij则uT a q x m l T k x g b ij ij ij c j ij i ij ijij c j ij +++=+++=∑∑==)*(24/*)*(11i F i = 1,2,3,4···n c我们引入函数h 来描述时间和费用与可以选择旅游景点个数的关系 ()T F h c ,=由于旅游的路费和路上时间是由交通方式的选取和实际中的交通系统有关的,我们将这些信息收集并放到集合W 中,将可选择的路线放到集合V 中。
下面我们结合一到五问中的问题分别确定优化目标和约束条件。
第一问以旅游总费用为作为优化目标,要求它越小越好,而要求将10个景点旅游玩,对时间没有限制。
可用下面模型来描述。
10..)min(=C t s F i最终在集合W 和V 中确定最优的i 与交通方式。
第二问以旅游总时间为作为优化目标,要求它越小越好,而要求将10个景点旅游玩,对旅游总费用没有限制。
可用下面模型来描述。
10..)min(=C t s T i最终在集合W 和V 中确定最优的i 与交通方式。
第三问以可以旅游的景点个数为优化目标,要求它越大越好,而要求旅游总费用不超过2000元,对旅游总时间没有限制。
可用下面模型来描述。
2000..)),(max(<=F i t s T F h最终在集合W 和V 中确定所有满足条件的i 与交通方式。
第四问与第三问有相同的优化目标,但是要求旅游总时间不超过五天,而对旅游总费用没有要求。
模型可以改写如下12024*5..)),(max(=<=T i t s T F h第五问则是三四问的综合,模型如下 2000..12024*5..)),(max (<==<=F T i i t s t s T F h模型二 动态规划模型把每个旅游景区景点看做途中的一个节点,各景区景点之间的公路看做途中对应节点间的边,相对应的行程距离看做对应边上的权,所给各景区景点间的交通路线网就转化为加权网络图G ,遍游各个景区景点的最佳旅游路线问题就转化为在给定的加权网络图中寻找从给定出发点出发,行遍所有顶点至少一次且只有一次再回到定点,使得总权(路程)最小,此即TSP 问题。
对于本问题:[,,]{(,)|,},{(.)|,}{0,1,,11}G N E W E i j i j N W w i j i j N N L ==∈=∈=设V1,V2,V3..........,Vc 是要旅游的景点,景点Vi 到景点Vj 的距离为dij ,现在求从V0(徐州)出发,经各景点一次且仅一次返回V0的最短路程,这让我们联想到著名的货郎担问题,可以建立如下动态规划模型。
设S 表示从V0到Vi 中间可能经过的景点集合,S 实际上是包含除V0和Vi 两个点之外的其余点的集合,但S 点中的个数是随问题改变的。
用状态变量(i ,s)表示从V0出发,经过S 集合中所有点一次最后到达Vi 。
用最优指标函数fk(i ,s)表示从V0出发,经过S 集合中所有点一次最后到达Vi 。
决策变量Pk (i ,s) 表示从V0经K 个中间城镇的S 集合到Vi 城镇的最短路线上邻接Vi 的前一个城镇,则动态规划的顺序递推关系为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===⎢⎣⎡⎥⎦⎤+=)...2,1,,.......2,1(,(),(min ),(10c i c k i S j s i d f d f f i ji k k 空集) j 属于SC<=10 且C 为整数根据上述的递推模型,我们只要提供一个输入就可以规划出最优的路线。
五、 问题解答根据实际情况,每个旅游景点只能去一次,而且要求所有景点距离之和最小,即按照最短路径方式设计旅游路线。