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第三篇公交车调度方案得优化模型2001年 B题公交车调度Array公共交通就是城市交通得重要组成部分,作好公交车得调度对于完善城市交通环境、改进市民出行状况、提高公交公司得经济与社会效益,都具有重要意义。
下面考虑一条公交线路上公交车得调度问题，其数据来自我国一座特大城市某条公交线路得客流调查与运营资料。
该条公交线路上行方向共１4站，下行方向共13站，表3—1给出得就是典型得一个工作日两个运行方向各站上下车得乘客数量统计。
公交公司配给该线路同一型号得大客车,每辆标准载客１00人,据统计客车在该线路上运行得平均速度为20公里／小时.运营调度要求，乘客候车时间一般不要超过10分钟,早高峰时一般不要超过5分钟，车辆满载率不应超过12０%,一般也不要低于5０％。
试根据这些资料与要求，为该线路设计一个便于操作得全天（工作日)得公交车调度方案,包括两个起点站得发车时刻表；一共需要多少辆车；这个方案以怎样得程度照顾到了乘客与公交公司双方得利益；等等。
如何将这个调度问题抽象成一个明确、完整得数学模型，指出求解模型得方法；根据实际问题得要求，如果要设计更好得调度方案,应如何采集运营数据.公交车调度方案得优化模型*摘要：本文建立了公交车调度方案得优化模型，使公交公司在满足一定得社会效益与获得最大经济效益得前提下，给出了理想发车时刻表与最少车辆数。
并提供了关于采集运营数据得较好建议。
在模型Ⅰ中，对问题１建立了求最大客容量、车次数、发车时间间隔等模型，运用决策方法给出了各时段最大客容量数，再与车辆最大载客量比较，得出载完该时组乘客得最少车次数４62次,从便于操作与发车密度考虑，给出了整分发车时刻表与需要得最少车辆数61辆。
模型Ⅱ建立模糊分析模型，结合层次分析求得模型Ⅰ带给公司与乘客双方日满意度为（0、941,０、811)根据双方满意度范围与程度，找出同时达到双方最优日满意度（0、88０7,0、８807），且此时结果为474次5０辆;从日共需车辆最少考虑,结果为48４次４５辆。
一般配送费用由车辆费用、工资费用、延迟费用和等待费用组成。
车辆费用由燃料费、折旧费和维修费等变动费用组成，中心根据经营情况可核算出每车公里应摊的车辆费用。
工资费用根据途中工作时间计算，若工作时间超过8小时，则超时部分应按加班补助计算。
客户通常要求货物在一定时间窗范围内送达，否则中心需支付惩罚费用。
若提前到达，支付等待费用；若延迟到达，支付延迟费用。
设单一配送中心向l 个客户送货，第i 个客户货运量g i 为，卸货时间为i ut ，时间窗为[i et ，i lt ],每小时延迟费用i r ,中心与客户、客户与客户两两间的最短运距、平均车速和车辆费用分别为ij ij ij r v d 和、(i,j=0,1,2…,l;0表示配送中心)；可用m 类卡车送货，第p 型卡车有p n 辆，装载容量为p v (p=0,1,2,…，m)；每小时等待费用为r ，行车补助和加班补助分别为每小时s 和es ；途中运行到中午12：00和下午6：00时安排30分钟吃饭时间，车辆当天返回配送中心，再设pg n 为第p 类车的第q 辆配送的需一求点数(pg n =0表示未使用第p 类车的第q 辆车)，确定车辆调度方案。
4.2.2 物流配送车辆调度模型根据上述对问题的描述，可以构造数学模型，定义变量：⎩⎨⎧),(0),(1j i pq j i pq x ijpq 经过弧段表示车辆经过弧段表示车辆⎩⎨⎧=送货不给顾客表示车辆送货给顾客表示车辆i pq i pq y ipq01 得到配送调度模型如下： 目标函数：∑∑∑∑∑∑∑∑========+-∙+∙+∙+=li l i i i l i illj mp mp n q pq pqn q ijpq ijij t r lt t res t e s tx r dMinZ pp11i 01111)()0,max()(ωωω（4.3）约束条件：∑=≥li i t t f l1%80)(1（4.4）pli ipq iv y g≤∑=1（4.5）l i y mp n q ipq p，，， (21111)==∑∑== （4.6）pq l j y x jpqli ijpq ∀==∑；，，，...10 （4.7）pq l i y x ipq lj ijpq ∀==∑=；，，， (101)（4.8）式中：（4.3）为目标函数，即使车辆在完成配送任务时的最小配送费用； （4.4）为顾客满意度约束，即：每一顾客满意度的平均值必须到80%以上；（4.5）为车辆的能力约束，即：某一车辆所访问的全部客户的需求量不能超过车辆本身的载重量；（4.6）确保顾客i 仅由第p 类车的第q 辆车完成配送任务；(4.7) (4.8) 为到达某一顾客的车辆唯一性约束，即每一顾客仅由一辆车服务；其中，)(i i t ω表示当顾客i 的开始时间为i t 时，车辆在顾客i 处的等待时间:ij ij j j i v d ut t t /++=,j 为i 的前一个站点，当i t <12且j t ≧12,或j t <18且j t ≧18，有5.0+=j j t t ；)8,min(0'0t t t pq -=ω，)0,8max(0'0--=t t t e pq ω，0t 为发车时间，'0000/t v d et t i i i -=为收车时间。
2019数学建模c题出租车c（原创版）目录1.题目背景及要求2.出租车调度问题的解决方案3.数学建模在解决实际问题中的应用4.结论正文1.题目背景及要求2019 年数学建模竞赛的 C 题，题目为“出租车调度问题”。
该题目要求参赛者针对一个城市中的出租车调度问题进行分析，并提出解决方案。
具体而言，需要考虑如何在满足乘客需求的同时，使出租车的运营效率最大化，并降低出租车的空载率。
2.出租车调度问题的解决方案针对出租车调度问题，我们可以从以下几个方面进行分析和求解：(1) 建立问题模型：根据题目描述，可以将出租车调度问题建立一个车辆路径问题（Vehicle Routing Problem, VRP）模型。
在这个模型中，出租车作为车辆，乘客作为需求点，每辆出租车需要在满足乘客需求的同时，选择一条最优路径，使得总运营效率最大。
(2) 求解算法：针对 VRP 模型，可以采用各种算法进行求解，如穷举法、贪心算法、遗传算法等。
在实际应用中，常用的求解方法是遗传算法，因为它可以在较短时间内找到较优解。
(3) 实际应用：将求解出的最优路径应用于实际出租车调度，通过智能调度系统，实时调整出租车的运营路线，从而满足乘客需求，提高出租车的运营效率，降低空载率。
3.数学建模在解决实际问题中的应用数学建模是一种强有力的工具，能够帮助我们解决实际问题。
在本题中，通过建立 VRP 模型，并采用遗传算法求解，我们可以找到一个较优的出租车调度方案。
这种方法不仅可以应用于出租车调度，还可以应用于许多其他领域，如物流、生产调度等，充分体现了数学建模在解决实际问题中的广泛应用价值。
4.结论总之，2019 年数学建模 C 题“出租车调度问题”通过建立 VRP 模型，并采用遗传算法求解，为解决实际中的出租车调度问题提供了一种有效方法。
VRP的数学模型及算法分析什么是VRP？VRP（Vehicle Routing Problem）是一种典型的物流优化问题，通常指有一组车辆要从不同的位置出发，经过一些需要配送的地点，最终回到起点。
在这个过程中，需要最小化配送车辆的总里程数，以节省时间和成本。
VRP的数学模型VRP的数学模型可以用图论来描述，将出发点、配送点、和终点分别看作图的节点，车辆之间的移动和节点之间的连线看作图的边。
根据不同的VRP问题，图的连线可以有不同的权值，最小化车辆的总行驶距离即为这个问题的最优解。
下面是VRP最基本的模型，也是以前由Dantzig等人提出的模型：•定义一个图G(V,A)。
•定义图G中的顶点v表示送货点或机器人停憩点，称之为客户点或节点。
还要定义一个起始点和终止点。
•定义它的边属性为a ij，表示从节点i出发到节点j的距离或费用，也可以添加一定的时间和容量限制。
•定义集合S，表示所有的车辆集合。
•对于每个点j,定义各种费用和量：d j整个环节中与顾客j有关的相关费用；t ij是从顾客i到顾客j的行驶时间；q j是顾客j的需求量，对于机器人调度问题，也可以看作是机器人的加载量。
•定义每个车辆的最大容量限制为Q。
VRP常见的算法对于VRP问题，有许多经典的算法和启发式算法：精确算法分支定界法分支定界法是一种求解最优解的精确算法。
通过递归思想，将原问题细分成子问题，对于每个子问题，根据可行解证明和界限函数计算的下界，判断是否需要继续递归。
通过不断地细分问题，最终可以求出最优解。
工业分支定界法工业分支定界法认为节点i到j的费用（距离）a ij是个整数，并且车的数量有限制。
该算法可以检查可选顾客的选择性，以及问题的任何线性松弛。
启发式算法启发式算法主要用于求解大规模问题时的近似解。
常见的算法如下：遗传算法遗传算法是一种进化计算方法，在VRP问题中，它的优势是可以通过多样化的个体生成更好的解，例如不同的车辆数目，不同的节点距离排序等。
高速公路车流拥堵模型与调度优化随着交通工具的不断发展和城市化进程的加快，高速公路已成为现代化社会的重要交通基础设施。
然而，车流拥堵问题成为高速公路系统面临的一个严重挑战。
为了解决这一问题，研究人员们提出了各种各样的模型和调度优化方法。
一、高速公路车流拥堵模型1.流量-密度模型流量-密度模型是用来描述车流量和车流密度之间关系的数学模型。
根据这种模型，当车流密度达到一定阈值时，车辆通过高速公路的速度将会下降，甚至发生拥堵。
通过研究不同车流密度下的流量-密度曲线，可以对拥堵情况进行预测和分析。
2.速度-密度模型速度-密度模型是用来描述车流速度和密度之间关系的数学模型。
根据这种模型，当车流密度增加时，车辆的速度将会下降。
通过研究不同车流密度下的速度-密度曲线，可以评估高速公路的运行状况，并提前采取措施以避免拥堵。
二、高速公路调度优化1.交通信号控制系统交通信号控制系统可以通过控制红绿灯的时长和配时方案，来调节交通流量，减少拥堵情况的发生。
根据车流的实时情况，通过调整信号灯的配时方案，可以使交通流畅度最大化，减少拥堵的发生。
2.路径规划算法路径规划算法可以帮助驾驶员选择最佳路线，避免拥堵路段。
通过基于实时交通流量的路径规划，可以减少车流拥堵问题。
3.收费策略调整某些高速公路因为免费或收费低廉，导致大量车辆集中在这些路段，造成拥堵。
通过调整收费策略，可以引导部分车流转向其他道路，减少拥堵情况。
4.智能交通系统智能交通系统利用先进的信息技术手段，实现对车辆、路况等信息的实时监控和管理。
通过智能交通系统，可以更好地优化高速公路的车流调度，减少拥堵现象。
总结：针对高速公路车流拥堵问题，我们可以通过建立流量-密度模型和速度-密度模型来对拥堵情况进行预测和分析。
调度优化方面，我们可以借助交通信号控制系统、路径规划算法、调整收费策略和智能交通系统等手段来减少拥堵情况的发生。
这些方法的应用将有助于提升高速公路的运行效率，改善交通状况，提供更加便利和安全的出行体验。
汽车租赁调度问题数学建模汽车租赁调度问题是一个经典的优化问题，在实际中常常需要考虑到多个因素，包括客户需求、车辆可用性、路况等。
下面是一种可能的数学建模方法：假设我们有N辆汽车和M个租赁点，每辆汽车的状态可以用一个二元向量表示，例如[0,1]表示汽车目前不在使用中，可以租赁；[1,0]表示汽车已经被租赁出去，目前正在路上或者用于服务。
我们可以定义以下变量和参数来建模：变量：x[i, j, t] 表示在时刻t汽车i是否在租赁点j，取值为0或1y[i, j, t] 表示在时刻t汽车i是否已经被租赁出去了，取值为0或1z[i, j, t] 表示在时刻t是否有人在租赁点j租赁了汽车i，取值为0或1s[i, t] 表示在时刻t汽车i的状态，取值为0或1其中，i ∈ {1, 2, ..., N}，j ∈ {1, 2, ..., M}，t ∈ {1, 2, ..., T}（T 为时间窗口大小，表示考虑的时间范围）参数：D[i, j] 表示从租赁点i到租赁点j之间的距离C[i, t] 表示在时刻t租赁点i的需求量T[i, t] 表示在时刻t租赁点i现有的汽车数量约束条件：1. 每辆汽车在一个时刻只能处于某个租赁点：sum(j=1 to M) x[i, j, t] = 1, for all i, t2. 每个租赁点的需求量不能超过现有的汽车数量：sum(i=1 to N) z[i, j, t] <= T[j, t], for all j, t3. 每辆汽车在被租赁前必须在某个租赁点上：y[i, j, t] <= x[i, j, t], for all i, j, t4. 每辆汽车在被租赁后必须离开租赁点:y[i, j, t] <= 1 - x[i, j, t+1], for all i, j, t5. 租赁点j在时刻t的汽车租赁情况与需求量和已有数量之间的关系:C[j, t] - sum(i=1 to N) z[i, j, t] <= T[j, t], for all j, t6. 汽车的状态与是否被租赁之间的关系：s[i, t] >= y[i, j, t], for all i, j, t目标函数：最小化成本或者最大化满足需求的汽车数量以上只是一个可能的模型示例，实际应用中还可能需要考虑更多实际情况和限制条件。
