冰山运输费用的分析
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冰山运输的可行性分析冰山运输的可行性分析摘要从经济角度研究在9600千米以外的南极拖运冰山到波斯湾,将其化成冰水取代淡化的海水作为国民用水的问题,我们通过对建模数据的分析,进行了合理的假设,用微积分的方法建立了冰山运输的数学模型,并通过数学软件Matlab计算,我们得出可以选择合适的船速和冰山初始体积,使获得每立方米水的费用最小。
关键词: 冰山运输,数学模型,费用,融化速率一、问题重述在以盛产石油著称的波斯湾地区,浩翰的沙漠覆盖着大地,水资源十分贫乏,不得不采用淡化海水的办法为国民提供用水,成本大约是每立方米淡水0.1英镑.有些专家提出从相距9600 km之遥的南极用拖船运送冰山到波斯湾,以取代淡化海水的办法.这个模型要从经济角度研究冰山运输的可行性.为了计算用拖船运送冰山获得每立方米水所花费的费用,根据建模的需要,我们收集到有关数据资料。
1.三种拖船的日租金和最大运量.2.燃料消耗(英镑/千米).主要依赖于船速和所运冰山的体积,船型的影响可以忽略.3.冰山运输过程中的融化速率(即米/天).指在冰山与海水、大气接触处每天融化的深度.融化速率除与船速有关外,还和运输过程中冰山与南极的距离有关,这是由于冰山要从南极运往赤道附近的缘故.建立模型的目的是选择拖船的船型和船速,使冰山到达目的地后,可得到的每立方米水所花的费用最低,并与海水淡化的费用相比较。
二、问题分析因为冰山的运输主要和拖船的租金、运量、燃料消耗及冰山运输过程中融化速率有关,为了适当的简化模型,我们可以忽略其他的次要影响,得以下模型结构图:三、模型假设1.拖船航行过程中船速不变,航行不考虑天气等任何因素的影响.总航行距离9600km .2.冰山形状为球形,球面各点的融化速率相同.这是相当无奈的假设,在冰山上各点融化速率相同的条件下,只有球形的形状不变,体积的变化才能简单地计算.3.冰山到达目的地后,31m 冰可融化成385.0m 水. 四、定义与符号说明r : 冰山球面融化速率(米/天) u : 船速(km/h )d : 拖船与南极的距离(km ) t : 拖船航行的天数 R 0: 冰山初始半径(km )目的地 水体积R t : 第t 天冰山半径(km) V 0: 冰山初始体积(m 3) V t : 第t 天冰山体积(m 3)q : 燃料消耗(英镑/km )五、模型的建立要建立可行的冰山运输模型,首先需要知道冰山体积在运输过程中的变化情况,然后计算航行中的燃料消耗,由此算出到达目的地后的冰山体积和运费,在计算过程中根据收集到的数据拟合出经验公式,所以模型建立可分为以下几步。
浅谈“物流成本冰山说”(引用)在对物流成本冰山说进行阐述前,我想还是先和大家一块学习一下物流成本的概念及影响因素。
物流成本是是指产品的空间移动或时间占有中所耗费的各种活劳动和物化劳动的货币表现。
即物流成本指的是在物流活动过程中发生的成本。
具体地说,它是产品在实物运动过程中,如包装、装卸、运输、储存、流通加工等各个活动中所支出的人力、财力和物力的总和。
如果按物流的功能,可以对物流成本做如下分类:1.运输成本:主要包括人工费用,如运输人员工资、福利等;营运费用,如营运车辆燃料费、折旧、公路运输管理费等等;其他费用,如差旅费等。
2.仓储成本:一方面是指建造、购买或租赁等仓库设施设备的成本和各类仓储作业带来的成本,另一方面是因持有存货等所潜在的成本,如占有资金成本、保险费等。
3.流通加工成本:主要有流通加工设备费用、流通加工材料费用、流通加工劳务费用及其他。
4.包装成本:主要包括包装材料费用、包装机械费用、包装技术费用、包装人工费用等。
5.装卸与搬运成本:主要包括人工费用、资产折旧费、维修费、能源消耗费以及其他相关费用。
6.物流信息和管理费用。
包括企业为物流管理所发生的差旅费、会议费、交际费、管理信息系统费以及其他杂费。
物流冰山现象是日本早稻田大学西泽修教授研究有关物流成本问题所提出来的一种比喻,物流冰山理论认为,在企业中,绝大多数物流发生的费用,是被混杂在其他费用之中,而能够单独列出会计项目的,只是其中很小一部分,这一部分是可见的,常常被人们误解为他就是物流费用的全貌,其实只不过是浮在水面上的、能被人所见的冰山一角而已。
那我们现在拿其影响因素中的一项:仓储成本,进行简单分析一下由于管理问题造成的库存过剩给企业带来的一系列不良影响,如债务压力和仓储成本(仓储成本是指:货物在仓库里存放一段时间的费用。
它会从多方面侵蚀企业的利润空间,最终导致经营毛利的降低);占压资金,造成资金缺乏而不能及时对畅销产品补货;仓库积压,难于管理;易产生损坏和丢失。
物流成本冰山说理论初探。
二物流冰山理论定义物流成本和其他成本比较,有许多不同之处,但是最突出的只有两点,其中一点既是物流冰山现象。
物流冰山现象本来是日本早稻田大学西泽修教授研究有关物流成本问题所提出来的一种比喻,在物流学界,现在已经把它延伸成物流基本理论之一,把它看成是德鲁克学说的另一种描述。
物流冰山理论的含义是说人们对物流费用的总体内容并不掌握,提起物流费用大家只看到露出海水上面的冰山的一角,而潜藏在海水里的整个冰山却看不见,海水中的冰山才是物流费的主体部分。
一般情况下,企业会计科目中,只把支付给外部运输、仓库企业的费用列入成本,实际这些费用在整个物流费用中确实犹如冰山的一角。
因为,物流基础设施建设费和企业利用自己的车辆运输、利用自己的库房保管货物、由自己的工人进行包装、装卸等等费用都没列入物流费用科目内。
一般来说,企业向外部支付的物流费是很小的一部分。
真正的大头是企业内部发生的物流费。
1 物流范围,指的是物流的起点和终点的长短。
人们通常所讲的物流有:原材料物流,即原材料从供应商转移到工厂时的物流;工厂内物流,即原材料、半成品,成品在工厂的不同车间、不同地点的转移和存储;从工厂到仓库的物流;从仓库到客户的物流,这个范围相当广阔。
所以,从哪里开始到哪里为止,作为物流成本的计算对象,会引起物流成本发生很大的变化。
2 物流功能范围,指在运输、保管、配送、包装、装卸、信息管理等众多的物流功能中,把哪种物流功能作为计算对象。
可以想见,把所有的物流功能作为计算对象的成本与只把运输、保管这两种功能作为计算对象,所得到的成本会相差悬殊。
3 成本计算科目的范围,指的是在会计科目中,把其中的哪些科目列入计算对象的问题。
在科目中,有运费开支、保管开支这类企业外部的开支,也有人工费、折旧费、修缮费、燃料费等企业内部的支出。
这么多开支项目,把哪些列入成本计算对象中,对物流成本的大小影响颇大。
所以,这三方面的范围选择,决定着物流成本的大小。
拖运冰山的费用估算摘要据资料显示:地球上的水资源有97%被盐化,仅有3%是淡水资源,且大部分是主要分布在南北两极地区的固体冰川,众所周知,水是生命的源泉,是人类赖以生存和发展的重要物质资源之一。
而在一些淡水资源非常匮乏的地方,各种产水方式应运而生,本文主要针对以盛产石油著称的波斯湾地区,在采用高成本的海水淡化下,专家建议用拖船从相距9600km外的南极把冰山运到波斯湾地区,取代海水淡化的方法,在拖运过程中采用三种不同的船型、船速会产生不同的费用,为了使获得淡水资源费用合理化。
需要对总费用进行合理的估算,为了解决这个问题,我们建立初等函数模型,计算船只以最大运量运一次的总费用和剩余的冰山体积;总费用=日租金⨯天数+总燃料消耗费用,考虑到实际运输过程中,冰山的融化会引起燃料消耗费用的变化,我们应该求出体积变化的临界值(即所运的冰山何时会缩小到原来体积的110),再根据表2可求出对应的消耗原料。
剩余冰山的体积=船的最大运量-运输过程中融化的冰。
运输过程中冰的融化速率与冰山到达处与南极的距离有关。
根据表3,在特定的船速条件下,将冰山融化速率与南极距离看成线性关系y ax b=+,根据曲线积分可以求出融化的冰,然后求剩余的冰转换成水的体积,计算每立方米水的成本,,经过计算选择大型船,船速为5km/h,每立方米水的成本0.054英镑/3m。
关键字:燃料消耗费用冰山融化的体积融化速率临界值1、问题重述在以盛产石油著称的波斯湾地区,浩瀚的沙漠覆盖着大地,水资源十分缺乏,不得不采用淡化海水的办法为国民提供用水,成本大约是每立方米0.1英镑,有些专家提出从相距9600km外的南极用拖船运送冰山到波斯湾,以取代淡化海水的办法。
在运送冰山的过程中,拖船的租金、运量、燃料消耗及冰山运送过程中融化速率等方面的数据如下:(1)三种拖船的日租金和最大运量如表1所示。
(2)燃料消耗(英镑/km),主要依赖于船速和所运冰山的体积,船型的影响可以忽略,如表2所示。
Sweeping over the Management | 管理纵横MODERN BUSINESS现代商业108冰山运输成本与地区工资水平关系研究马志强 贵州财经大学商务学院 贵州惠水 550600 张建红(通信作者) 云南财经大学 云南昆明 650000摘要:基于新经济地理学,本文讨论了冰山运输成本的计算方法,并从理论上构建了冰山运输成本与地区工资水平的关系模型。
在此基础上,本文对各地区的冰山运输成本进行估算,然后运用系统广义矩估计(system GMM)方法对2000-2014年地区运输成本与工资水平的关系进行实证研究。
结果表明:第一,各地区的冰山运输成本都呈下降趋势,但地区之间差异明显:中部地区的冰山运输成本最低,东部次之,西部运输成本最高;第二,冰山运输成本对地区工资水平有显著影响。
另外,外商直接投资水平、经济发展水平及物价指数也显著影响地区工资水平。
这一分析结果为地区如何提高地区工资水平降低地区差异提供科学依据。
关键词:新经济地理学;冰山运输成本;地区工资基金项目:本文是国家自然科学基金项目(71562034)的阶段性研究成果。
改革开放以来,中国经济取得了巨大发展,人民生活水平得到明显改善。
以职工平均工资为例,2014年全国平均工资为57361元,较1980年平均工资(762元)增长了75.27倍。
与此同时,在地区工资水平上,东中部地区与西部地区虽然都在增长,但地区差异比较明显。
2014年,西部工资水平最高的地区(西藏)仅占东部工资水平最高地区(北京)的65.82%。
那么,是什么原因使地区工资水平增长并出现较大的地区差异?现有文献中,国内外学者主要从两方面对地区工资水平进行理论与实证研究。
一方面,一部分学者主要从经济因素与制度因素分析地区工资的影响因素。
其中,经济因素主要包括经济生产要素,如劳动力(钟笑寒,2006)、外商直接投资(李文溥等,2010;李雪辉等,2002)、技术进步(吴燕,2012)、国际贸易(杨春艳,2012)等;制度性因素主要包括工资体制的变化、制度变迁等。
物流成本冰山说物流成本冰山说理论初探。
二物流冰山理论定义物流成本和其他成本比较,有许多不同之处,但是最突出的只有两点,其中一点既是物流冰山现象。
物流冰山现象本来是日本早稻田大学西泽修教授研究有关物流成本问题所提出来的一种比喻,在物流学界,现在已经把它延伸成物流基本理论之一,把它看成是德鲁克学说的另一种描述。
物流冰山理论的含义是说人们对物流费用的总体内容并不掌握,提起物流费用大家只看到露出海水上面的冰山的一角,而潜藏在海水里的整个冰山却看不见,海水中的冰山才是物流费的主体部分。
一般情况下,企业会计科目中,只把支付给外部运输、仓库企业的费用列入成本,实际这些费用在整个物流费用中确实犹如冰山的一角。
因为,物流基础设施建设费和企业利用自己的车辆运输、利用自己的库房保管货物、由自己的工人进行包装、装卸等等费用都没列入物流费用科目内。
一般来说,企业向外部支付的物流费是很小的一部分。
真正的大头是企业内部发生的物流费。
1 物流范围,指的是物流的起点和终点的长短。
人们通常所讲的物流有:原材料物流,即原材料从供应商转移到工厂时的物流;工厂内物流,即原材料、半成品,成品在工厂的不同车间、不同地点的转移和存储;从工厂到仓库的物流;从仓库到客户的物流,这个范围相当广阔。
所以,从哪里开始到哪里为止,作为物流成本的计算对象,会引起物流成本发生很大的变化。
2 物流功能范围,指在运输、保管、配送、包装、装卸、信息管理等众多的物流功能中,把哪种物流功能作为计算对象。
可以想见,把所有的物流功能作为计算对象的成本与只把运输、保管这两种功能作为计算对象,所得到的成本会相差悬殊。
3 成本计算科目的范围,指的是在会计科目中,把其中的哪些科目列入计算对象的问题。
在科目中,有运费开支、保管开支这类企业外部的开支,也有人工费、折旧费、修缮费、燃料费等企业内部的支出。
这么多开支项目,把哪些列入成本计算对象中,对物流成本的大小影响颇大。
所以,这三方面的范围选择,决定着物流成本的大小。
冰山运输的可行性分析随着全球气候变化和资源开发的需求增加,对于蕴藏丰富淡水资源的冰山的利用逐渐引起人们的关注。
冰山运输作为一种新型的水资源开发手段,能够为解决水资源紧缺问题提供一种可行的解决方案。
本文将对冰山运输的可行性进行分析。
一、冰山运输的背景和潜在利益冰山储存着大量的淡水资源,是地球最大的淡水储存库之一。
然而,由于冰山位于偏远的极地或高山地区,传统的水资源开发方式受限制较多。
而冰山运输能够将冰山中蕴藏的淡水资源转移到人口较多或缺水的地区,为这些地区提供新鲜水源,从而解决水资源短缺问题。
二、冰山运输的方法和技术冰山运输主要分为拖曳和拖航两种方法。
拖曳方法是利用船只牵引冰山进行运输,而拖航方法则是利用拖航装置将冰山缓慢拖移。
在具体实施过程中,需要充分考虑冰山的稳定性和船只的承载能力,以及应对不同气候条件的措施。
三、冰山运输的优势和挑战冰山运输相比传统的淡水资源运输方式具有以下优势:首先,冰山运输不会对海洋环境造成污染,符合可持续发展的原则;其次,冰山蕴藏的淡水资源巨大,可以满足人类对水资源的需求;此外,冰山运输也能为偏远地区提供可靠的水源,改善当地居民的生活条件。
然而,冰山运输也面临一些挑战。
首先,冰山的获取和运输需要巨大的成本投入,包括采购合适的船只和设备,以及确保安全的运输过程;其次,冰山运输的可行性需要充分考虑气候变化对冰山的影响,避免因气候变化导致的冰山的数量和质量下降。
四、冰山运输的案例分析现有的冰山运输案例主要集中在北极地区和南极地区。
例如,加拿大曾实施过将冰山拖曳到中东港口的项目,为当地居民提供了大量的淡水资源。
另外,在南极洲,也有一些科考站通过拖曳接收冰山的方式获得可靠的水源。
这些案例证明了冰山运输在特定地区的可行性。
五、冰山运输的未来发展趋势随着科技的进步和对水资源需求的增加,冰山运输有望在未来得到更广泛的应用。
一方面,船舶和设备的技术改进将使冰山运输更加高效和可靠;另一方面,对气候变化的深入研究将有助于更好地预测冰山资源的变化,为冰山运输提供更精确的数据支持。
毕业论文论文题目关于企业物流运输成本的分析与对策系部__________________ 专业物流管理_______________________ 班级________________ 姓名XXX ________________学号 __XXXXX _______指导教师XXXX ___________2011年6月15日关于企业物流运输成本的分析与对策摘要现代物流作为一种融高新技术与物流为一体、实现经济高效运行的现金管理技术与组织方式,在国民经济的发展中发挥着越来越重要的作用。
在经济全球化的今天,企业物流已呈现网络化、专业化和标准化的特征,物流成本管理已成为企业获取竞争优势的关键因素。
物流运输成本穿于企业经营活动的全过程,包括从采购原材料开始到将商品送达到消费者手中所发生的全部物流费用。
物流成本控制是物流管理中一个很重要的组成部分,而所谓的“第三利润源” 也主要是通过降低物流成本来实现的。
因此,加强物流成本的控制已成为提高企业经济效益的重要手段。
通过对我国企业物流成本管理现状及存在问题的分析,提出了创新物流成本管理机制、构建物流成本管理制度、多方联动降低物流成本等改进我国企业物流成本管理的策略。
物流成本的降低能促使企业成本的降低,而运输成本在物流成本中又占有很大的比例,所以对物流运输成本的控制是非常有必要的。
关键词:物流;运输;企业成本;控制目录一、绪论,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3二、物流成本的概念,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 (一)物流成本的概念,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 (二)物流成本的特征,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4 (三)物流成本的构成,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5 (四)物流成本的分类,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 三、企业物流运输成本的分析,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 (一)物流运输成本的构成,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 (二)运输成本与运距的关系,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 (三)运输成本与运量的关系,,,,,,,,,,,,,,,,,, 6 (四)运输成本与运输方式的关系,,,,,,,,,,,,,,,, 7 四、企业如何有效控制物流运输成本,,,,,,,,,,,,,,, 7 (一)简化运输系统,减少中间环节,,,,,,,,,,,,,,, 7 (二)选择最佳运输手段,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 (三)选择合理的运输方式,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 8 (四)开展配载运输,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 9 (五)开展集中运输,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 9 (六)优化运输路线、减少运输事故损失,,,,,,,,,,,,, 9 五、降低企业物流运输成本具体的可行性方法和途径,,,,,, 10 (一)运输决策,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 10 (二)线路优化模型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 11 六、结束总结语,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 13一、绪论物流成本是指在物流活动中所消耗的活化劳动和物化劳动的总和,也就是伴随着物流活动而发生的各种费用的总和。
冰山运输费用的分析摘要当今社会,水资源缺乏的形势越来越严峻,尤其是在以盛产石油著称的波斯湾地区。
为了解决国民饮水的问题,有很多人采用淡化海水的办法,但是该方法生产每立方米海水就要0.1英镑,耗费了较多的人力、物力、财力。
于是有专家就提出从南极用拖船运送冰山到波斯湾,该方法是否可行,需要考虑经济问题。
根据该题所给的数据,我们要建立一个模型来估算采用拖船运送冰山每立方米海水的费用。
总费用是由租金和燃料费两部分组成。
冰山的运送可以根据船型和船速的不同采用多个运输方案,现在我们要找到一种最好的方案使其费用最少,并算出其费用与海水淡化的费用进行比较。
通过对数据的分析,我们可以建立一个微积分模型,来求出每立方米水所花的费用。
考虑到燃料的消耗由船速与冰山体积所决定,冰山在运送过程中,其体积随着与南极距离和船速的变化而变化,因此先求出冰山体积的变化规律,再计算出燃料的消耗,由于总费用=租金+燃料消耗费用,另外每立方米水所花的费用等于总费用与冰山到达目的地后的体积的比值。
最后利用MATLAB计算出其较经济的方案是每立方米的花费大约为0.063英镑。
关键词:微积分模型冰山体积变化燃料消耗费用1.问题重述在以盛产石油著称的波斯湾地区,浩瀚的沙漠覆盖着大地,水资源十分贫乏,不得不采用淡化海水的办法为国民提供用水,成本大约是每立方米淡水0.1英镑.有些专家提出从相距9600 km之遥的南极用拖船运送冰山到波斯湾,以取代淡化海水的办法.在运送冰山的过程中,拖船的租金、运量、燃料消耗及冰山运输过程中融化速率等方面的数据如下:(1)三种拖船的日租金和最大运量.表12.燃料消耗(英镑/千米).主要依赖于船速和所运冰山的体积,船型的影响可以忽略.表23.冰山运输过程中的融化速率(即米/天).指在冰山与海水、大气接触处每天融化的深度.融化速率除与船速有关外,还和运输过程中冰山与南极的距离有关,这是由于冰山要从南极运往赤道附近的缘故.表3本题要解决的问题:试选择拖船的船型和船速,使冰山到达目的地后,可得到的每立方米水所花的费用最低,并与海水淡化的费用相比较.2.问题分析要使拖船从南极运送冰山到波斯湾的总费用和到达目的地后冰山的体积的比值最小,关键要解决两个问题,一是所需费用,二是运输过程中冰山体积的变化。
以上需要求得的量受到船型、船速、冰山体积等因素的影响,其简化关系图如下:再利用 总费用每立方米水的费用水的体积,便可解决我们的问题。
但由于冰山的体积是一个动态变化的过程,其过程由表3所体现。
因此要确定燃料消耗,必须先对表3的数据进行处理,确定冰山体积随时间和船速的变化关系,然后再对表2的数据进行处理,结合表3数据所确定的关系求出燃料消耗与各变量之间的关系。
最终求出总费用以及融化后水的体积。
据以上分析我们建立的这个模型目的是要选择合适的拖船和船速,使冰山到达目的地后,可得到的每立方米水所花的费用最低,并与海水淡化的费用相比较.3.模型假设 假设一:拖船航行过程中船速不变,航行不考虑天气等因素的影响。
总航9600km 。
假设二:冰山形状为球形,球面各点的融化速率相同。
假设三:冰山到达目的地后,31m 冰可融化成385.0m 水。
假设四:燃料消耗不受船型影响。
4.定义与符号说明5.模型建立通过对问题的分析及题中所给数据,我们首先需要知道冰山体积在运输过程中的变化情况,然后是计算所用拖船的租金和航行中的燃料消耗,由此可以算出到达目的地后的冰山体积和运费.因此,从以下几方面解决此问题:1.通过对表3的数据进行处理,得出冰山的融化速率r 与船速u 及拖船与南极的距离d 三者之间的关系:不妨先考虑4000d km 〉的情况,通过表3的数据,用MATLAB 可以得到下图:图1从图像可以看出,此时的r 与u 呈线性关系,假设12r a a u =+,通过表中的数据可得到方程:12120.30.453a a a a =+⎧⎨=+⎩,方程的解120.225,0.075a a ==,也就可以得到:0.2250.075r u =+ (1)当4000d km ≤时,可以控制船速不变,得到r 与d 关系图为:图2根据上图可以看出r 与d 大致呈正比,从理论和实际的角度上去分析r 与d 、u 之间的关系式中也应含有式2右端的那部分,因为此时速度得出作用还是存在,且不受到距离的影响。
因此我们不妨假设:312()r a d a a u =+ (2)把点(1,1000,0.1)代人可得到43 3.310a -=⨯,故:43.310(0.2250.075)r d u -=⨯+ (3)把点:1,0,03,0,05,0,03,1000,0.155,1000,0.2()、()、()、(),()1,4000,0.3,4,0.4,4,0.6()、(30005)、(5000)代人该解析式,可发现这些点都满足该方程,因此假设成立。
由(2)(3)得:43.310(0.2250.075)40000.2250.0754000d u d km r u d km-⎧⨯+≤=⎨+〉⎩(4)再者,当拖船从南极出发航行第t 天时,与南极距离为:24d ut = (5) 记第t 天冰山球面半径融化速率为r ,,将(5)代入(4)式得:37.9210(0.2250.075)40000.2250.0754000ut u d km r u d km-⎧⨯+≤=⎨+〉⎩ (6)记第t 天冰山半径为t R ,体积为t V ,则:()00330044,33t Tt t R R r t dtV R V R ππ=-==⎰ (7)其中00,V R 为从南极启运时冰山的初始半径和体积.由(7)式可知冰山体积是船速u 、初始体积0V 和航行天数t 的函数,记作),,(0t V u V ,有: ()0304,,())3T V u V t r t dt π=⎰ (8)其中t r 由(6)式表示。
2.根据表2,确定燃料消耗与船速和冰山体积的关系:控制冰山体积不变,分别取5310m 、6310m 、7310m ,可得到y 与u 的关系图为:图3可以看出当冰山体积为定值时,y 与u 呈线性关系;控制船速不变时,分别取1km/h 、3km/h 、5km/h ,可得到y 与0V 关系图为:图4该图像不大好确定y 与0V 的关系,不妨对数据进行处理,作出y 与0lg V 关系的图形大致为:图5不难发现,当船速为定值时,y 与lg t V 呈线性。
综合考虑以上因素,不妨假设:123()(lg )t y c u c V c =++ (9)把点(1,5,8.4)、(1,6,10.5)、(3,5,10.8)代人(6)可求出:1230.361c c c =⎧⎪=⎨⎪=-⎩,所以0.3(6)(lg 1)t y u V =+- (10)总之,拖船航行到第t 天的燃料消耗记作0(,,)y u V t (英镑/天)()()3012304.,24()(lg )7.26lg ()13T t y u V t uc u c V c u u r t dt π⎛⎫⎛⎫⎫ ⎪⎪=++=+-⎪⎪ ⎪ ⎪⎭⎝⎭⎝⎭⎰3.先求出总费用及融合后水的体积,再求每立方米水的费用:1.运送冰山总费用S 由拖船的租金和燃料消耗两部分组成. 日租金为:5056006704.0510() 6.2510108.01010v f v v v ⎧≤⨯⎪=⨯≤≤⎨⎪≤≤⎩(11) 又冰山运送到目的地时间960040024T u u == 故租金的总费用为()()0400f t f V u=燃料消耗的费用为:()()34000004,,7.26lg ()13T u y u V t u u r t dt dt π⎛⎫⎛⎫⎫ ⎪⎪=+-⎪⎪ ⎪ ⎪⎭⎝⎭⎝⎭⎰⎰故运送冰山总费用:()()()340000004004,7.26lg ()13T u S u V f V u u r t dt dt uπ⎛⎫⎛⎫⎫ ⎪⎪=++-⎪⎪ ⎪ ⎪⎭⎝⎭⎝⎭⎰⎰ (12)3.冰山到达目的地融合成水的体积:)3004(,,)()3TV u V T r t dt π=⎰ (13) 注意到假设(3),则得到水的体积为:3400003.4(,)()3uW u V r t dt π⎫=⎪⎭⎰ (14) 4.每立方米水所需费用:记冰山运抵目的地后每立方米水所需费用为),(0V u Z ,由(12),(14)式显然有:()()()000,,,S u V Z u V W u V =(15)6.模型的求解根据题中所给数据及公式(6)(12)(14)(15)可以得到以下表格: 1.先计算出冰山在运输过程中融化的深度:3.总费用:有以上数据可知:拖船的型号以及拖船速度的不同对每立方米水的花费影响很大,若选择最大的拖船,并使其船速在3km/h~5km/h范围内,每立方米水所花的费用大约为0.063英镑,此时费用最少。
然而采用淡化海水的方法,每立方米大约0.1英镑,两者相比之下,从南极拖运冰山到波斯湾更为经济实惠。
7.结果分析该模型忽略了影响航行的不利因素,冰山的体积以及冰山的融合规律都太过理想化。
况且总费用没有包括空拖船去的过程的燃料消耗以及那段时间的租金,因此冰山运输方式每平方米水的花费存在很大的不确定性,也就是该方法预算的花费可能与实际的花费存在很大的差别。
得到的结果虽然小于海水淡化的费用(每立方米0.1英镑),但是没有远小于每立方米0.1英镑,所以方案是否可行有待实际的检验。
8.模型的评价1.优点:(1)此模型从简单模型入手,思路清晰(2).此模型假设冰山为球体,忽略了冰山的实际形状,给计算带来很大的方便。
(3)结果都是经过大量的计算和对比求出来的,具有一定的可靠性。
2.缺点:该模型太过理想化,估算值可能存在很大的误差。
9.参考文献(1)费浦生羿旭明的数学建模及其基础知识详解. 武汉大学出版社(2)华东师范大学数学系. 数学分析(下册)第四版高等教育出版社(3)赵静但琦《数学建模与数学实验》[M] 高等教育出版社,2003(4)《MATLAB》谢金星高等教育出版社(第三版)10.附录%当d>4000km时,融化速率r与船速u的关系图:>> x=[1 3 5];y=[0.3 0.45 0.6];plot(x,y)%当d<=4000km时,燃料消耗r与距离d的的关系图:x=[0 1000 4000];y=[0 0.1 0.3];x1=[0 1000 4000];y1=[0 0.15 0.45];x2=[0 1000 4000];y2=[0 0.2 0.6];plot(x,y);hold onplot(x1,y1);hold onplot(x2,y2)%燃料消耗y和船速u的关系图:x=[1 3 5];y=[8.4 10.5 12.6];x1=[1 3 5];y1=[10.8 13.5 16.2];x2=[1 3 5];y2=[13.2 16.5 19.8];plot(x,y);hold onplot(x1,y1,'r');hold onplot(x2,y2,'b')%当控制船速u,燃料消耗y与冰山体积V0的关系图:x=[10^5 10^6 10^7];y=[8.4 10.5 12.6];x1=[10^5 10^6 10^7];y1=[10.8 13.5 16.2];x2=[10^5 10^6 10^7];y2=[13.2 16.5 19.8];plot(x,y,'r');hold onplot(x1,y1,'y');hold onplot(x2,y2,'b')%y和log(V0)之间的关系图:x=[5 6 7];y=[8.4 10.5 12.6];x1=[5 6 7];y1=[10.8 13.5 16.2];x2=[5 6 7];y2=[13.2 16.5 19.8];plot(x,y,'r');hold onplot(x1,y1,'y');hold onplot(x2,y2,'b')。