数学建模国一论文
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SARS传播的数学模型_数学建模全国赛论文SARS 传播的数学模型摘要本文分析了题目所提供的早期 SARS 传播模型的合理性与实用性,认为该模型可以预测疫情发展的大致趋势,但是存在一定的不足.第一,混淆了累计患病人数与累计确诊人数的概念;第二,借助其他地区数据进行预测,后期预测结果不够准确;第三,模型的参数 L、K 的设定缺乏依据,具有一定的主观性. 针对早期模型的不足,在系统分析了 SARS 的传播机理后,把 SARS 的传播过程划分为:征兆期,爆发期,高峰期和衰退期 4 个阶段.将每个阶段影响SARS传播的因素参数化,在传染病 SIR 模型的基础上,改进得到SARS 传播模型.采用离散化的方法对本模型求数值解得到:北京 SARS 疫情的预测持续时间为 106 天,预测 SARS 患者累计2514 人,与实际情况比较吻合. 应用 SARS 传播模型,对隔离时间及隔离措施强度的效果进行分析,得出结论:早发现,早隔离能有效减少累计患病人数;严格隔离能有效缩短疫情持续时间. 在建立模型的过程中发现,需要认清 SARS 传播机理,获得真实有效的数据.而题目所提供的累计确诊人数并不等于同期累计患病人数,这给模型的建立带来不小的困难. 本文分析了海外来京旅游人数受 SARS 的影响,建立时间序列半参数回归模型进行了预测,估算出 SARS 会对北京入境旅游业造成 23.22 亿元人民币损失,并预计北京海外旅游人数在 10 月以前能恢复正常. 最后给当地1/ 2报刊写了一篇短文,介绍了建立传染病数学模型的重要性. 1.问题的重述 SARS(严重急性呼吸道综合症,俗称:非典型肺炎)的爆发和蔓延使我们认识到,定量地研究传染病的传播规律,为预测和控制传染病蔓延创造条件,具有很高的重要性.现需要做以下工作:(1)对题目提供的一个早期模型,评价其合理性和实用性. (2)建立自己的模型,说明优于早期模型的原因;说明怎样才能建立一个真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够信息的模型,并指出这样做的困难;评价卫生部门采取的措施,如:提前和延后 5 天采取严格的隔离措施,估计对疫情传播的影响. (3)根据题目提供的数据建立相应的数学模型,预测 SARS 对社会经济的影响. (4)给当地报刊写一篇通俗短文,说明建立传染病数学模型的重要性. 2.早期模型的分析与评价题目要求建立 SARS 的传播模型,整个工作的关键是建立真正能够预测以及能为预防和控制提供可靠、足够的信息的模型.如何结合可靠、足够这两个要求评价一个模型的合理性和实用性,首先需要明确:合理性定义要求模型的建立有根据,预测结果切合实际. 实用性定义要求模型能全面模拟真实情况,以量化指标指导实际. 所以合理的模型能为预防和控制提供可靠的信息;实用的模型能为预防和控制提供足...。
全国数模优秀论文摘要:数学建模竞赛是我国高校和科研机构之间最具影响力的竞赛之一。
在每年的比赛中,数模优秀论文成为了评选标杆。
本文将介绍一些全国数模优秀论文的典型案例以及其独特之处,以期为今后的数学建模竞赛提供参考和借鉴。
第一部分:背景介绍数学建模竞赛在我国的高校和科研机构之间已经有着悠久的历史。
每年,大量的参赛团队通过精心准备和协作,在赛场上展示自己的数学建模能力。
然而,仅有少部分论文能够被评为全国数模优秀论文。
这些论文具有出色的创新性、严谨的研究方法和对实际问题的深入理解。
第二部分:案例分享2.1 实时监测系统优化某团队在2019年的数学建模竞赛中提出了一种实时监测系统的优化方案。
该方案通过改进数据采集与传输方式、优化算法和提高系统的稳定性,使实时监测系统的准确性和效率得到了极大的提升。
这项优化方案在实际应用中显著降低了监测数据的延迟和误差,为实时监测领域的相关研究提供了有益的参考。
2.2 路径优化及决策支持系统另一团队的研究成果是关于路径优化及决策支持系统。
他们利用数学模型和优化算法,对城市交通拥堵问题进行了研究,并提出了一种有效的路径优化策略,能够帮助驾驶员避开拥堵路段,减少交通时间和燃料消耗。
该论文的创新之处在于结合实时交通数据、地理信息和优化算法,为城市交通领域提供了新的思路和解决方案。
2.3 物流网络规划在2020年的数学建模竞赛中,一支团队针对物流网络规划问题进行了深入研究。
他们结合了图论、运筹学和网络优化方法,提出了一种高效的物流网络规划模型,并利用实际数据进行验证。
该模型不仅考虑了用户需求和运输成本,还考虑了不同供应商之间的协同与共享,使物流网络的效率和资源利用率得到了极大的提高。
第三部分:独特之处3.1 创新性全国数模优秀论文的独特之处在于具有创新性。
这些论文通过对现有问题的重新思考,提出了新的解决方法和思路。
创新性不仅体现在算法和模型的设计上,更是在问题的选取和实际应用中的独特性。
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。
数学建模全国优秀论文范文随着科学技术特别是信息技术的高速发展,数学建模的应用价值越来越得到众人的重视,数学建模全国优秀论文1:《浅谈数学建模教育的作用与开展策略》数学建模本身是一个创造性的思维过程,它是对数学知识的综合应用,具有较强的创新性,以下是一篇关于数学建模教育开展策略探究的论文范文,欢迎阅读参考。
大学数学具有高度抽象性和概括性等特点,知识本身难度大再加上学时少、内容多等教学现状常常造成学生的学习积极性不高、知识掌握不够透彻、遇到实际问题时束手无策,而数学建模思想能激发学生的学习兴趣,培养学生应用数学的意识,提高其解决实际问题的能力。
数学建模活动为学生构建了一个由数学知识通向实际问题的桥梁,是学生的数学知识和应用能力共同提高的最佳结合方式。
因此在大学数学教育中应加强数学建模教育和活动,让学生积极主动学习建模思想,认真体验和感知建模过程,以此启迪创新意识和创新思维,提高其素质和创新能力,实现向素质教育的转化和深入。
一、数学建模的含义及特点数学建模即抓住问题的本质,抽取影响研究对象的主因素,将其转化为数学问题,利用数学思维、数学逻辑进行分析,借助于数学方法及相关工具进行计算,最后将所得的答案回归实际问题,即模型的检验,这就是数学建模的全过程。
一般来说",数学建模"包含五个阶段。
1.准备阶段主要分析问题背景,已知条件,建模目的等问题。
2.假设阶段做出科学合理的假设,既能简化问题,又能抓住问题的本质。
3.建立阶段从众多影响研究对象的因素中适当地取舍,抽取主因素予以考虑,建立能刻画实际问题本质的数学模型。
4.求解阶段对已建立的数学模型,运用数学方法、数学软件及相关的工具进行求解。
5.验证阶段用实际数据检验模型,如果偏差较大,就要分析假设中某些因素的合理性,修改模型,直至吻合或接近现实。
如果建立的模型经得起实践的检验,那么此模型就是符合实际规律的,能解决实际问题或有效预测未来的,这样的建模就是成功的,得到的模型必被推广应用。
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。
2017全国大学生数学建模比赛a题国一优秀论文.doc2017全国大学生数学建模比赛a题国一优秀论文.doc制动器试验台的控制方法分析摘要汽车制动性能的检测是机动车安全技术检验的重要内容之一,制动器的设计也成为车辆设计中重要的环节,在车辆设计阶段需要在制动试验台上对路试制动情况进行模拟,本文主要对制动试验台上的一系列问题进行了研究。
对问题1,我们利用能量守恒定律,把车辆平动时具有的动能等效地转化为试验台上飞轮和主轴等机构转动时具有的转动动能,以此求得等效的转动惯量为。
对问题2,根据刚体转动知识建立了飞轮转动的积分模型,求得3个飞轮的转动惯量,进而可以组合成8种机械惯量。
由电动机补偿惯量的范围及问题1等效的转动惯量,可以计算出需要电动机补偿的惯量为,或,考虑节能时,取补偿惯量为。
对问题3,由机械动力学知识建立刚体转动的微分模型,可以得到电动机驱动电流依赖于可观测量(主轴的扭矩)的数学模型表达式为,代入已知数据可以计算出驱动电流为。
对问题4,通过固定机械惯量与路试时的转动惯量进行比较,确定电惯量的补偿量,进而确立了混合惯量模拟方法,建立微分方程模型,求出主轴扭矩为恒定值,又对实验的数据与理论值进行比较,用隔项逐差法分析了相对误差的大小分别为,可以得知该控制方法是切实可行的。
对问题5,我们可以根据自动控制原理建立单闭环反馈系统,通过传感器检测出主轴的扭矩,通过线性关系建立差分模型,可依据前一时间段观测到的瞬时扭矩,求出前段时间的电流值,并可预测出本时段驱动电流的值。
将能量误差等效为预测电流值与理论值的相对误差,利用问题4的数据,分析处理得到的相对误差为,此控制方法比较合理。
对问题6,我们分析了上个模型在实际模拟时要受到转速的影响,可在模型5的系统上再加上一个转速反馈,建立双闭环反馈系统,反应了转速与扭矩的关系(常数),可预测出下段时间的电流。
由问题4求出扭矩和转速的相对误差的倒数的比重等效为预测的电流、的权重,对其加权求和后计算出与其理论值的相对误差为,此系统的控制方法较问题5更加合理一些。
承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》(以下简称为“竞赛章程和参赛规则”,可从全国大学生数学建模竞赛网站下载)。
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。
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我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会,可将我们的论文以任何形式进行公开展示(包括进行网上公示,在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等)。
我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): B我们的报名参赛队号为(8位数字组成的编号):所属学校(请填写完整的全名):参赛队员(打印并签名) :1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名):(论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致,只是电子版中无需签名。
以上内容请仔细核对,提交后将不再允许做任何修改。
如填写错误,论文可能被取消评奖资格。
)日期: 2014 年 9 月 15日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):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):创意平板折叠桌摘要目前住宅空间的紧张导致越来越多的折叠家具的出现。
某公司设计制作了一款折叠桌以满足市场需要。
以此折叠桌为背景提出了三个问题,本文运用几何知识、非线性约束优化模型等方法成功解决了这三个问题,得到了折叠桌动态过程的描述方程以及在给定条件下怎样选择最优设计加工参数,并针对任意形状的桌面边缘线等给出了我们的设计。
I 、问题重述 确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品评。
每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分,然后求和得到其总分,从而确定葡萄酒的质量。
酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。
附件1给出了某一年份一些葡萄酒的评价结果,附件2和附件3分别给出了该年份这些葡萄酒的和酿酒葡萄的成分数据。
请尝试建立数学模型讨论下列问题:请尝试建立数学模型讨论下列问题: 1. 分析附件1中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪一组结果更可信?中两组评酒员的评价结果有无显著性差异,哪一组结果更可信? 2. 根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。
根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级。
3. 分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。
分析酿酒葡萄与葡萄酒的理化指标之间的联系。
4.分析酿酒葡萄和葡萄酒的理化指标对葡萄酒质量的影响,并论证能否用葡萄和葡萄酒的理化指标来评价葡萄酒的质量?酒的理化指标来评价葡萄酒的质量?II 、问题分析问题思路问题一: 本问题中,两组各10名评酒员分别对27种红葡萄酒和28种白葡萄酒进行评分。
其中,评分标准一样,评酒员都能理性的按照标准给酒一个合理的评分。
由于,每个人的口感、视觉效果和嗅觉不一样,品酒员给每种酒打的分数不一样而产生误差。
品酒员给每种酒打的分数不一样而产生误差。
根据表格,根据表格,分别计算出两组10名评酒员的评价总分、标准方差、平均值。
运用SAS 对两组进行配对样本T 检验,并用Excle 进行图标分析。
对比两种结果并得出统一结论。
给及两组评酒员的评价结果的差异性和可信度进行评估。
组评酒员的评价结果的差异性和可信度进行评估。
问题二:根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量对这些酿酒葡萄进行分级,这里的分级问题需要考虑两方面的问题处理:1、对葡萄理化指标和影响葡萄酒质量评定的标准进行整合分析,2、现实中还没有统一的酿酒葡萄分级标准,现实中还没有统一的酿酒葡萄分级标准,对本题中葡萄进行分级需要有一对本题中葡萄进行分级需要有一套标准。
全国大学生数学建模竞赛论文范例摘要:本文通过对具体问题的深入研究,建立了数学模型并进行求解,旨在为相关领域提供有益的参考和决策支持。
文中首先对问题进行了详细的分析和阐述,然后构建了相应的数学模型,运用了列举所用的方法和工具等方法进行求解,最后对结果进行了分析和讨论,并提出了一些改进和优化的建议。
一、问题重述在当今社会,具体问题背景。
本次数学建模竞赛的问题是:详细描述问题。
需要我们通过建立合理的数学模型,来解决阐述问题的核心和关键,并得出具有实际意义的结论和建议。
二、问题分析为了有效地解决上述问题,我们首先对其进行了深入的分析。
从问题的性质来看,它属于定性问题的类型,如优化问题、预测问题等。
进一步分析发现,影响问题的主要因素有列举主要因素,这些因素之间可能存在着描述因素之间的关系,如线性关系、非线性关系等。
基于以上分析,我们决定采用列举解决问题的总体思路和方法的方法来建立数学模型。
三、模型假设为了简化问题并使模型更具可操作性,我们做了以下假设:假设 1:具体假设 1 的内容假设 2:具体假设 2 的内容假设 n:具体假设 n 的内容需要说明的是,这些假设在一定程度上简化了实际情况,但在后续的模型验证和改进中,我们会对其合理性进行检验和调整。
四、符号说明为了便于后续模型的建立和表述,我们对文中用到的符号进行如下说明:符号 1:符号 1 的名称和含义符号 2:符号 2 的名称和含义符号 n:符号 n 的名称和含义五、模型建立与求解(一)模型 1 的建立与求解基于前面的分析和假设,我们首先建立了模型 1。
详细描述模型 1 的数学表达式和原理通过求解模型 1 所使用的方法和工具,我们得到了模型 1 的解为:给出模型 1 的解(二)模型 2 的建立与求解为了进一步提高模型的精度和适用性,我们又建立了模型 2。
详细描述模型 2 的数学表达式和原理运用求解模型 2 所使用的方法和工具,解得模型 2 的结果为:给出模型 2 的解(三)模型的比较与选择对建立的多个模型进行比较和分析,从准确性、复杂性、适用性等方面综合考虑,最终选择了说明选择的模型作为最优模型。
数学建模获奖论文(优秀范文10篇)11000字数学建模竞赛从1992年始,到现如今已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。
本篇文章就为大家介绍一些数学建模获奖论文,供给大家欣赏和探讨。
数学建模获奖论文优秀范文10篇之第一篇:高中数学核心素养之数学建模能力培养的研究摘要:数学建模是一种比较重要的能力,教师在进行高中数学教学的过程中应该让学生们学习这种能力,这对于解决高中数学问题是比较有效的,而且对于学生们未来接受高等教育有更重要的意义。
教师在进行高中数学教学的过程中需要让学生们的能力得到锻炼,提升能力是教学的主要目的,学习知识是比较基础的教学目的,教师如果想让学生们的能力得到锻炼应该对教学方法进行更新,高中数学对于很多学生们来说都是比较困难的,所以教师应该不断更新教学方法,让学生们能理解教师的教学目的,而且找到适合自己的学习方法,这也是核心素养的基本内涵。
本文将对高中数学核心素养之数学建模能力培养进行研究。
关键词:高中数学; 核心素养; 数学建模; 能力培养; 应用研究;建模活动是一项比较有创造性的活动,学生们在学习的过程中一定要具备创新思维和自主学习能力,建模活动进行过程中可以让学生们独立,自觉运用数学理论知识去探索以及解决问题,构建模型解决实际问,教学活动中,让学生们的基础知识更加牢固、基本技能得到锻炼是最根本的目的。
学生们的运算能力以及逻辑思维能力也能在建模活动中得到锻炼,提升学生们的空间观念以及增强应用数学意识是延伸目的。
一、对数学建模的基本理解概述高中数学建模最简单的解释就是利用学生们学习过的理论知识来建立数学模型解决遇到的问题。
数学建模的基本过程就是对生活中或者课本中比较抽象问题解决的过程。
通过抽象可以建立刻画出一种较强的数学手段,通过运用数学思维也能观察分析各种事物的基本性质和特点。
学生们可以从复杂的问题中抽离出自己熟悉的模型,然后在利用好数学模型去解决实际问题基本就是事半功倍。
路灯的更换策略摘要本文针对路灯的更换策略中最佳更换周期的确定做了深入的研究,根据路灯更换的周期对平均费用影响的分析可知该问题是一类基于概率模型的周期性更换策略问题。
对此,本文建立了微分方程模型进行讨论求解。
首先,我们采用数理统计的思想,利用题中给出了200个抽样灯泡的寿命,借助SPSS 应用统计软件和MATLAB软件工具箱对样本进行了假设检验以及参数估计,检验结果显示,样本中的灯泡的寿命均服从均值为4002.67,标准差为96.047的正态分布。
对于问题(1),先确定了以单位时间内路政部门所花费最小为判断指标,通过计算推导得到了单位时间所花费的平均费用关于周期的表达式,即单位时间内所花的平均费用为一个周期内所花的总费用除以一个周期的小时数,周期的总费用包括灯泡成本以及罚款费用。
然后对该函数进行微分求导,在导数为0的情况下求解最佳更换周期T的表达式,经化简,得到T为最佳周期时的等式。
对于问题(2),在问题(1)以及数据处理阶段的基础上,对模型进行了求解。
采用遍历的思想,用MATLAB对周期在某一范围内进行遍历代入问题(1)中求得的关系式进行计算,当(1)中关系式成立时,输出的周期T为最佳周期,即4314小时。
对于问题(3),在问题(1)的基础上,考虑更换下来的未损坏路灯的回收价值,对模型进行修改,在从费用中减去该部分的价格,按照问题(1)的推导的思路以及问题(2)中的算法对该问题进行分析求解,最佳更换周期为3926.5小时。
最后,本文对模型中涉及的罚款费用做了敏感性分析,并结合实际做了的优缺点进行了评价,提出了离散的时间模型的改进方案,对模型进行了简单的推广。
关键词:假设检验;周期性更换策略;微分方程模型;敏感性分析一、问题的提出和重述1.1问题的提出路灯的更换和维护是路政部门的一项重要的工作,在更换路灯时间的选择上,路政部门需要考虑到跟换的成本,灯泡的寿命等众多因素。
而在更换时,花费的精力和成本主要是要专用云梯车进行线路检测和更换灯泡,向相应的管理部门提出电力使用和道路管制申请,雇用的各类人员支付的报酬等,这些工作需要的费用往往比灯泡本身的费用更高,因此,灯泡坏一个换一个的办法是不可取的。
全国大学生数学建模竞赛B题全国一等奖论文IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】碎纸片的拼接复原【摘要】破碎文件的拼接在司法物证复原、历史文献修复以及军事情报获取等领域都有着重要的应用。
本文主要解决碎纸机切割后的碎纸片拼接复原问题。
针对第一问,附件1、2分别为沿纵向切割后的19张中英文碎纸片,本文在考虑破碎纸片携带信息量较大的基础上,利用MATLAB对附件1、2的碎纸片图像分别读入,以数字矩阵的方式进行存储。
利用数字矩阵中包含图像边缘灰度这一特征,本文采用贪心算法的思想,在首先确定原文件左右边界的基础上,以Manhattan 距离来度量两两碎纸片边界差异度,利用计算机搜索依次从左往右搜寻最匹配的碎纸片进行横向配对并达成排序目的。
最终,本文在没有进行人工干预,成功地将附件1、2碎纸片分别拼接复原,得到复原图片见附录、,纵切中文及英文结果表分别如下:心思想仍为贪心算法,整体思路为先对209张碎纸片进行聚类还原成11行,再对分好的每行进行横向排序,最后对排序好的各行进行纵向排序。
本文在充分考虑汉字与拉丁字母结构特征差异以及每块碎纸片携带信息减少的基础上,创新地提出一种特征线模型来分别描述汉字及拉丁文字母的特征用于行聚类。
对于行聚类后碎片的横向排序,本文综合了广义Jaccard系数、一阶差分法、二阶差分法、Spearman系数等来构建扩展的边界差异度模型,刻画碎片间的差异度。
对于计算机横向排序存在些许错误的情况,本文给出了人工干预的位置节点和方式。
对于横向排序后的各行,由于在一页纸上,文字的各行是均匀分布的,本文基于各行文字的特征线,在确定首行的位置后,估计出其他行的基准线位置,得到一页的基准线网格,并通过各行基准线在基准线网格上的适配实现纵向的排序。
最终,本文成功的将附件3、4碎纸片分别拼接复原得到复原图片及结果表见附录、、、,同时本文给出了横向排序中人工干预的位置节点和方式。
电力市场输电阻塞管理模型摘要本文通过设计合理的阻塞费用计算规则,建立了电力市场的输电阻塞管理模型。
通过对各机组出力方案实验数据的分析,用最小二乘法进行拟合,得到了各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。
按照电力市场规则,确定各机组的出力分配预案。
如果执行该预案会发生输电阻塞,则调整方案,并对引起的部分序内容量和序外容量的收益损失,设计了阻塞费用计算规则。
通过引入危险因子来反映输电线路的安全性,根据安全且经济的原则,把输电阻塞管理问题归结为:以求解阻塞费用和危险因子最小值为目标的双目标规划问题。
采用“两步走”的策略,把双目标规划转化为两次单目标规划:首先以危险因子为目标函数,得到其最小值;然后以其最小值为约束,找出使阻塞管理费用最小的机组出力分配方案。
当预报负荷为982.4MW时,分配预案的清算价为303元/MWh,购电成本为74416.8元,此时发生输电阻塞,经过调整后可以消除,阻塞费用为3264元。
当预报负荷为1052.8MW时,分配预案的清算价为356元/MWh,购电成本为93699.2元,此时发生输电阻塞,经过调整后可以使用线路的安全裕度输电,阻塞费用为1437.5元。
最后,本文分析了各线路的潮流限值调整对最大负荷的影响,据此给电网公司提出了建议;并提出了模型的改进方案。
一、问题的重述我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行,随着用电紧张的缓解,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。
电网公司在组织电力的交易、调度和配送时,必须遵循电网“安全第一”的原则,同时按照购电费用最小的经济目标,制订如下电力市场交易规则:1、以15分钟为一个时段组织交易,每台机组在当前时段开始时刻前给出下一个时段的报价。
各机组将可用出力由低到高分成至多10段报价,每个段的长度称为段容量,每个段容量报一个段价,段价按段序数单调不减。
2、在当前时段内,市场交易-调度中心根据下一个时段的负荷预报、每台机组的报价、当前出力和出力改变速率,按段价从低到高选取各机组的段容量或其部分,直到它们之和等于预报的负荷,这时每个机组被选入的段容量或其部分之和形成该时段该机组的出力分配预案。
数学建模比赛预选赛B题温室中的绿色生态臭氧病虫害防治2009年12月,哥本哈根国际气候大会在丹麦举行之后,温室效应再次成为国际社会的热点。
如何有效地利用温室效应来造福人类,减少其对人类的负面影响成为全社会的聚焦点。
臭氧对植物生长具有保护与破坏双重影响,其中臭氧浓度与作用时间是关键因素,臭氧在温室中的利用属于摸索探究阶段。
假设农药锐劲特的价格为10万元/吨,锐劲特使用量10mg/kg-1水稻;肥料100元/亩;水稻种子的购买价格为5.60元/公斤,每亩土地需要水稻种子为2公斤;水稻自然产量为800公斤/亩,水稻生长自然周期为5个月;水稻出售价格为2.28元/公斤。
根据背景材料和数据,回答以下问题:(1)在自然条件下,建立病虫害与生长作物之间相互影响的数学模型;以中华稻蝗和稻纵卷叶螟两种病虫为例,分析其对水稻影响的综合作用并进行模型求解和分析。
(2)在杀虫剂作用下,建立生长作物、病虫害和杀虫剂之间作用的数学模型;以水稻为例,给出分别以水稻的产量和水稻利润为目标的模型和农药锐劲特使用方案。
(3)受绿色食品与生态种植理念的影响,在温室中引入O3型杀虫剂。
建立O 3对温室植物与病虫害作用的数学模型,并建立效用评价函数。
需要考虑O3浓度、合适的使用时间与频率。
(4)通过分析臭氧在温室里扩散速度与扩散规律,设计O3在温室中的扩散方案。
可以考虑利用压力风扇、管道等辅助设备。
假设温室长50 m、宽11 m、高3.5 m,通过数值模拟给出臭氧的动态分布图,建立评价模型说明扩散方案的优劣。
(5)请分别给出在农业生产特别是水稻中杀虫剂使用策略、在温室中臭氧应用于病虫害防治的可行性分析报告,字数800-1000字。
论文题目:温室中的绿色生态臭氧病虫害防治姓名1:万微学号:08101107 专业:数学与应用数学姓名1:卢众学号:08101116 专业:数学与应用数学姓名1:张强学号:08101127 专业:数学与应用数学2010 年5月3日目录一.摘要 (3)二.问题的提出 (4)三.问题的分析 (4)四.建模过程 (5)1)问题一 (5)1.模型假设 (5)2.定义符号说明 (5)3.模型建立 (6)4.模型求解 (6)2)问题二 (9)1.基本假设 (9)2.定义符号说明 (9)3.模型建立 (9)4.模型求解 (11)3)问题三 (11)1.基本假设 (11)2.定义符号说明 (12)3.模型建立 (12)4.模型求解 (13)5.模型检验与分析 (14)6.效用评价函数 (14)7.方案 (15)4).问题四 (16)1.基本假设 (16)2.定义符号说明 (17)3.模型建立 (17)4.动态分布图 (18)5.评价方案 (19)五.模型的评价与改进 (19)六.参考文献 (20)一.摘要:“温室中的绿色生态臭氧病虫害防治”数学模型是通过臭氧来探讨如何有效地利用温室效应造福人类,减少其对人类的负面影响。
由于臭氧对植物生长具有保护与破坏双重影响,利用数学知识联系实际问题,作出相应的解答和处理。
问题一:根据所掌握的人口模型,将生长作物与虫害的关系类似于人口模型的指数函数,对题目给定的表1和表2通过数据拟合,在自然条件下,建立病虫害与生长作物之间相互影响的数学模型。
因为在数据拟合前,假设病虫害密度与水稻产量成线性关系,然而,我们知道,当病虫害密度趋于无穷大时,水稻产量不可能为负值,所以该假设不成立。
从人口模型中,受到启发,也许病虫害密度与水稻产量的关系可能为指数函数,当拟合完毕后,惊奇地发现,数据非常接近,而且比较符合实际。
接下来,关于模型求解问题,顺理成章。
问题二,在杀虫剂作用下,要建立生长作物、病虫害和杀虫剂之间作用的数学模型,必须在问题一的条件下作出合理假设,同时运用数学软件得出该模型,最后结合已知数据可算出每亩地的水稻利润。
对于农药锐劲特使用方案,必须考虑到锐劲特的使用量和使用频率,结合表3,农药锐劲特在水稻中的残留量随时间的变化,可确定使用频率,又由于锐劲特的浓度密切关系水稻等作物的生长情况,利用农业原理找出最适合的浓度。
问题三,在温室中引入O3型杀虫剂,和问题二相似,不同的是,问题三加入了O3的作用时间,当O3的作用时间大于某一值时才会起作用,而又必须小于某一值时,才不会对作物造成伤害,建O3对温室植物与病虫害作用的数学模型,也需用到数学建模相关知识。
问题四,和实际联系最大,因为只有在了解O 3的温室动态分布图的基础上,才能更好地利用O3。
而该题的关键是,建立稳定性模型,利用微分方程稳定性理论,研究系统平衡状态的稳定性,以及系统在相关因素增加或减少后的动态变化,最后。
通过数值模拟给出臭氧的动态分布图。
问题五,作出农业生产特别是水稻中杀虫剂使用策略、在温室中臭氧应用于病虫害防治的可行性分析。
关键词:绿色生态生长作物杀虫剂臭氧二.问题的提出自然状态下,农田里总有不同的害虫,为此采用各种杀虫剂来进行杀虫,可是,杀虫时,发现其中存在一个成本与效率的问题,所以,必须找出之间的一种关系,从而根据稻田里的害虫量的多少,找出一种最经济最有效的方案。
而由于考虑到环境的因素,同样在种蔬菜时,采用O进行杀毒,这样就对环境的破坏3比较小,但O的浓度与供给时间有很大的关系,若两者处理不当,则极有可能3出现烧苗等现象,所以未来避免这种现象,必须找出一个合理的方案,可以严格O的供给量与时间,使害虫杀掉,并且蔬菜正常生长。
在以上各问题解的控制3O时,整个矩形温决之后,设想,在一间矩形温室里,如何安置管道,使通入3O,使之健康成长。
室里的蔬菜都可以充分利用到3三.问题的分析由题意可知,目的就是为了建立一种模型,解决杀虫剂的量的多少,使用时间,频率,从而使成本与产量达到所需要的目的。
问题一中,首先建立病虫害与生长作物之间的关系。
在这个问题中,顺理成章的就会想到类似的人口模型,因此,利用所学过的类似的人口模型建立题中的生长作物与病虫害的模型,然后根据题中说给的数据,分别求解出中华稻蝗和稻纵卷叶螟对生长作物的综合作用。
而问题二,数据拟合的方法进行求解,以问题一的中华稻蝗对生长作物的危害为条件,求解出锐劲特的最佳使用量。
问题三,采用线性回归的方法,求解出生长O的浓度和使用时间的综合效应。
从而求解出对农作物生长的最作物的产量与3O浓度和时间,进而求解出使用的频率。
问题四中,采用气体的扩散规律和佳3速度,将其假设为一个箱式模型,从而不知管道,是一个房间里的各个地方都能O杀毒。
最后,根据网上提供的知识,再结合自己的亲身体验,写充分利用到3出杀虫剂的可行性方案。
四.建模过程1)问题一模型假设:1.在实验中, 除施肥量, 其它影响因子如环境条件、种植密度、土壤肥力等,均处于同等水平2.在实际问题中, 产量受作物种类、植株密度、气候条件以及害虫对杀虫剂的抵抗等各种因素的作用,而忽略以上各种因素的影响,仅仅考虑杀虫剂的种类和量的多少对生长作物的影响。
3.忽略植物各阶段的生长特点对杀虫剂的各种需求量。
4.农药是没有过期的,有效的。
5.忽略病虫的繁殖周期以及各阶段的生长情况,将它以为是不变的生长速率。
2.定义符号说明:x——单位面积内害虫的数量 y——生长作物的减产率3.模型建立:虫害与生长作物的模型,大致类似人口模型,因此,可以用人口模型的一些知识进行求解,对于虫害与生长作物的关系,依然将其类比于指数函数。
中华稻蝗的密度大小,由于中华稻蝗成取食水稻叶片,造成缺刻,并可咬断稻穗、影响产量,所以主要影响的是穗花被害率,最终影响将产率,所以害虫的密度,直接反映出减产率的大小,故虫害的密度与减产率有必然的关系。
通过密度与减产率的图形可知x=[0 3 10 20 30 40];y=[0 2.4 12.9 16.3 20.1 26.8];plot(x,y)grid onxlabel('中华稻蝗密度');ylabel('减产率');title('中华稻蝗密度与减产率的关系图')经过多次采用不同方法拟合之后,发现其大致类似于指数函数,其验证了之前的假设。
4.模型求解:表1中华稻蝗和水稻作用的数据穗花被害率结实率(%)千粒重(g)减产率(%)密度(头/m2)(%)0 —94.4 21.37 —3 0.273 93.2 20.60 2.410 2.260 92.1 20.60 12.920 2.550 91.5 20.50 16.330 2.920 89.9 20.60 20.140 3.950 87.9 20.13 26.8按以下程序拟合,减产率y的大小事按照自然状态下的产量减去有虫害的影响的减产。
则考虑一亩地里有x=2000/3*[ 3 10 20 30 40]';b=ones(5,1);y=[780.8 696.8 669.6 639.2 585.6 ]';z=log(y)-b*log(780.8);r= x\z可得: r = -1.0828e-005则 rx e x y 0= (8.7800=x )故 x e y 5100828.18.780-⨯-⨯=即中华稻蝗对水稻产量的函数为 x e y 5100828.18.780-⨯-=由于稻纵卷叶螟为害特点是以幼虫缀丝纵卷水稻叶片成虫苞,幼虫匿居其中取食叶肉,仅留表皮,形成白色条斑,致水稻千粒重降低,秕粒增加,造成减产而稻纵卷叶螟的作用原理是致水稻千粒重降低,秕粒增加,造成减产,故稻纵卷叶螟的密度,直接而影响卷叶率,以及空壳率,从而影响产量的损失率。
密度(头/m 2) 产量损失率(%)卷叶率(%) 空壳率(%) 3.750.73 0.76 14.22 7.501.11 1.11 14.43 11.252.2 2.22 15.34 15.003.37 3.54 15.95 18.755.05 4.72 16.87 30.006.78 6.73 17.10 37.507.16 7.63 17.21 56.259.39 14.82 20.59 75.0014.11 14.93 23.19 112.50 20.09 20.40 25.16通过以上数据可知,虫害的密度与产量之间有必然的联系,通过这两组数据的图像x=2000/3*[3.75 7.50 11.25 15.0 18.75 30 37.50 56.25 75 112.5];y=[794.16 791.12 782.4 770.96 759.6 745.76 742.72 724.88 687.12 639.28 ];plot(x,y)grid onxlabel('稻纵卷叶螟密度');ylabel('减产率');title('稻纵卷叶螟虫害与其减产率的关系图')可推测出其大致也是符合指数函数,故用指数函数的拟合可得x=2000/3*[3.75 7.50 11.25 15.0 18.75 30 37.50 56.25 75 112.5]';b=ones(10,1);y=[794.16 791.12 782.4 770.96 759.6 745.76 742.72 724.88 687.12 639.28 ]'; z=log(y)-b*log(794.16);r= x\z经拟合可得r = -2.8301e-006所以,水稻的产量与稻纵卷叶螟之间的关系有x e y 6108301.216.794-⨯-⨯=2)问题二1.基本假设:1.在一亩地里,害虫密度不同的地方,相应使用不同量的锐劲特,可以使害虫的量减少到一个固定的值,则产量也会是一个定值,故其条件类似于问题一的模型。