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眼科病床安排的优化模型摘要本文主要针对眼科医院病床的合理安排问题,以排队论,优先级理论和优化理论为基础,依据实际的情况,建立不同的眼科病床安排模型,并解得了评价指标和具体方案,较好地解决了病床安排的问题,提高了医院对资源的有效利用率.对于问题一,综合各方面的因素,确定三个评价指标,分别是病人的平均等待时间q W ,病人的平均住院时间h W 和病床的有效使用率B .以这三个指标建立评价指标体系,对文中不同模型的结果做出评价分析.对于问题二,首先,用问题一中建立的评价指标体系对医院的FCFS 模型的各指标进行计算,得到q W =12.3,h W =9.0,B =58.4%.接着,考虑到每种眼病在一周内手术安排时间不同,引入优先级概念,对一周内不同种类的眼病进行分级排序,按照优先级从高到低对病人的床位进行安排,对于同等级别的眼病采取FCFS 原则,建立一个基于优先级和FCFS 原则的床位安排模型.利用该模型,对附录中的数据进行仿真模拟,将表格填齐,最后统计出各指标的数据:q W =11.8,h W =9.0,B =83.0%,对比分析两个模型的各指标数据,可知基于优先级和FCFS 原则的床位安排模型要优于FCFS 模型.对于问题三,利用基于优先级和FCFS 原则的床位安排模型,对附录中等待住院的102位病人进行仿真模拟,统计模拟的结果,分析每种眼病平均等待时间的分布情况.由于每天某种眼病优先等级会影响到该眼病的等待时间,因此统计出周一至周五不同眼病的平均等待时间,并分析其与每种眼病平均等待时间的分布之间的联系,从而根据病人门诊的时间和眼病的种类估算出大概的等待入院时间.对于问题四,在周六,周日不安排手术的情况下,考虑不改变手术时间和改变手术时间两种方案,分别分析各种眼病的手术时间,对问题二中模型的优先级进行改进,以附录中的数据进行仿真模拟,分别计算出各项评价指标,进行对比分析.在不改变手术时间的方案中,q W =12.0,h W =8.6,B =36.1%;在改变手术时间的方案中,通过对各眼病患者的门诊时间进行分析,将白内障手术时间改为周二和周四,算出的指标为q W =12.5,h W =9.2,B =29.0%.对比分析后可得不改变手术时间而只改变模型优先级的方案更为合理.对于问题五, 对于问题五，首先，将病床按照眼病的种类分为5个区域，假设每个区域内病人的排队系统都为///M M S ∞排队论模型.接着，统计附录中的数据，计算出每种眼病的平均到达率i λ和平均服务率i μ，再通过///M M S ∞排队论模型中的运行指标公式，可得到各类眼病的平均逗留时间。
会议筹备方案摘要：本问题属于最优化问题。
要求我们从筹备商的角度出发，制定出预定宾馆客房，租借会议室，租用客车的合理方案。
我们以总体费用最低为目标，在满足与会代表的前提下，得到了相关问题的具体解决方案。
方案如下：问题1预测本届会议与会代表的数量。
我们通过平均百分比的方法，根据附表3以往几届会议代表回执和与会情况可以计算出以往几届的参加会议的人数，接着再计算出以往几届参加会议的人数占发来回执代表数量的比例，计算出平均值为87.58%，再根据附表2本届会议的代表回执中有关住房要求的信息可以算出发来回执的代表人数为755，从而预测出本届会议与会代表的数量662人。
问题2确定在哪些宾馆预订客房及预订各类客房的数量。
为便于管理、节省费用，所选宾馆应兼顾客房价位合适，宾馆数量少，距离近，租借的会议室集中等要素。
为此，借助EXCEL计算，得出7号宾馆为10个宾馆的中心。
然后，运用LINGO软件对选择宾馆和分配客房的0-1规划模型求解，得出分别在1、2、6、7、8号宾馆所预订的各类客房。
问题3确定在哪些宾馆预订哪些类型的会议室。
本问题是在问题2的基础上，根据所选的宾馆1,2,6,7,8五个宾馆把各各宾馆中会议室的有关数据列成表格。
以筹备商租借会议室费用最低为目标,找出相应的约束条件，运用LINGO软件求解方程组，可以得到所选会议室均在7、8号宾馆预订容纳人数分别为200、140、140、160、130、130的会议室。
问题4租车的规格和数量。
由于事先无法知道哪些代表准备参加哪个分组会，考虑到使路程最短，费用最少，可知租用44座的2辆，33座的2辆。
最终筹备商的总体费用为5600元。
关键字：最优化问题平均百分比LINGO软件数据分析一问题重述某市的一家会议服务公司负责承办某专业领域的一届全国性会议，会议筹备组要为与会代表预订宾馆客房，租借会议室，并租用客车接送代表。
由于预计会议规模庞大，而适于接待这次会议的几家宾馆的客房和会议室数量均有限，所以只能让与会代表分散到若干家宾馆住宿。
问题分析和解决方法从题目要求出发，主要需要解决三个问题：1）预测本届会议与会代表的数量, 并确定需要预订各类客房的数量；2）确定在哪些宾馆预订客房及预订各类客房的数量；3）确定在哪些宾馆预订哪些类型的会议室以及租车的规格和数量。
问题1是求解问题2，3的前提，首先应该根据附表2，3的数据对本届会议与会代表的数量进行预测。
确定预订客房总量时，应使会议筹备组在订房上的损失尽量小，损失包括：预订客房数超过实际用量时需要支付的一天空房费；预订客房数不够时引起代表不满的“费用”，后者要用适当的数学表达式加以量化。
根据附表2数据中本届会议的代表所需要6种类型的客房的比例，可由预订客房的总量得到预定各类客房的数量。
问题2主要应考虑筹备组管理的方便及代表的满意，如满足代表在合住或独住及价位方面的需求、预订的宾馆总数尽量少、距离上尽量靠近等。
若建立优化模型，可以用宾馆总数最少为目标函数，以满足代表在合住或独住及价位方面的需求，及各宾馆拥有客房数量等为约束条件，以在哪几家宾馆订房及各类客房订多少间为决策变量。
以宾馆总数最少为目标的优化模型其最优解一般不唯一，可以再考虑宾馆间的距离、客房价格等因素，从几个解中选出相对较好的一个。
问题3主要应考虑租用会议室和客车的总费用尽量小、会议室所在的宾馆总数尽量少、距离上尽量靠近等。
租车要考虑多少代表参加哪个分组会议, 题目中没有这方面的信息, 可以按照平均的、随机的方式处理。
当建立优化模型时, 可用租借会议室和客车的总费用最少为目标函数, 以满足对会议室数量、大小及租车的需要为约束条件, 以租用会议室和车辆的规格、数量为决策变量。
将问题2, 3统一建立模型并求解有一定困难, 可在问题2几个解的基础上解问题3，通过比较得出最后结果。
一种参考解法1. 预测本届会议的与会代表数量确定需要预订各类客房的数量设有n届同类型会议的历史数据可利用(n较小, 本题n=4)第i届发来回执的代表数量ai第i届发来回执但未与会的代表数量bi第i届未发回执而与会的代表数量ci第i届与会代表数量di= ai- bi+ ci•比例法预测第i届与会代表占发来回执数量的比例ei= di/ai emean，emax本届发来回执数量A预测本届会议与会代表数量Nmean=Aemean=661Nmax=Aemax=6781. 预测本届会议的与会代表数量确定需要预订各类客房的数量• 建立di 对ai的回归模型用线性模型预测本届会议与会代表数量N =638确定预订客房的总量考虑两种可能的损失：空房费；代表不满的量化“费用”• 适当提高预测的与会代表数量•对未发回执而与会的代表另作安排 • 参考“航空公司的预订票策略”模型（姜启源等：《数学模型（第三版）第284页》1. 预测本届会议的与会代表数量确定需要预订各类客房的数量本届会议要求合住、独住各s (=3)种价位(类型)代表数量及所占比例 (合住考虑性别) 预订客房的总量预订各类客房的数量需要预订合住第j 种类型客房数量T 1j需要预订独住第j 种类型客房数量T 2j第i 家宾馆第j 种类型双人房(合住或独住)能提供的间数C 1ij第i 家宾馆第j 种类型单人房(独住)能提供的间数C 2ij2. 确定在哪些宾馆预订客房及预订各类客房的数量以宾馆总数最少为目标，以满足代表在合住、独住及价位方面的需求，及各宾馆拥有客房数量等为约束条件，建立优化模型.决策变量设共有r 家宾馆双人、单人房各s 种类型预订第i 家宾馆第j 种类型双人房(合住)间数 x 1ij预订第i 家宾馆第j 种类型单人房(独住)间数 x 2ij预订第i 家宾馆第j 种类型双人房(改独住)间数 yij第i 家宾馆的选择变量 ki (ki =0,1)目标函数约束条件满足需求250300350400450500550600650∑==r i i k z 1min s j T x k j r i ij i ,,2,1,111 =≥∑=s j T y x k j ij r i ij i ,,2,1,)(212 =≥+∑=满足供给求解整数规划模型（LINGO ）最优解一般不唯一，可得到多个解可考虑距离因素、价格因素等确定最终方案或者在这些解的基础上进入下一步，根据租借会议室和租车情况确定最终方案.3. 确定在哪些宾馆预订哪些类型的会议室 以及租车的规格和数量预订会议室的原则：• 每个会议室的容量至少为与会总人数的1/6• 会议室位于预订客房的宾馆内租车的原则：•与会总人数1/6的代表不需接送 • 宾馆距离在一定范围内的代表不需接送• 一辆车每次会议最多接送2趟以会议室和客车的租费最小为目标建立优化模型求解对学生论文的评述基本情况• 绝大多数同学都能根据对问题的理解和掌握的数学知识，给出解决问题的方法，并得到所要求的结果。
实验报告（ 3 ）院（系）课程名称：日期：年月日班级学号实验室专业姓名计算机号实验名称运用Lindo与Lingo解规划问题成绩评定所用软件Lindo与Lingo指导教师实验目的1．了解Lindo与Lingo的基本使用方法。
2熟悉掌握运用Lindo与Lingo求解规划问题实验内容作业1：用Lingo软件求非线性规划模型123123123123112233234..1.53560028025040060000,,(80)0(80)0(80)0.Max z x x xs t x x xx x x x x xx x x x x x=++++≤++≤≥-≥-≥-≥；0；；作业2：分别用Lindo或Lingo软件对下题进行求解某广告公司想在电视、广播上做宣传广告，其目的是争取尽可能多地影响顾客。
下表是公司进行市场调研的结果：电视网络媒体杂志白天最佳时段每次做广告费用（千元）45 86 25 12 受每次广告影响的顾客数（千人）350 880 430 180 受每次广告影响的女顾客数（千人）260 450 160 100 这家公司希望总广告费用不超过75万元，同时还要求：（1）受广告影响的女顾客数超过200万；（2）电视广告的费用不超过45万元；（3）电视广告白天至少播出4次，最佳时段至少播出2次；（4）通过网络媒体、杂志做广告各自要重复5到8次。
实验过程作业1：源程序：model:max=2*x1+3*x2+4*x3;1.5*x1+3*x2+5*x3<600;280*x1+250*x2+400*x3<60000;x1>0;x2>0;x3>0;x1*(x1-80)>0;x2*(x2-80)>0;x3*(x3-80)>0;End结果：输出结果：Local optimal solution found.Objective value: 611.2000Extended solver steps: 5Total solver iterations: 96Variable Value Reduced CostX1 80.00000 0.000000X2 150.4000 0.000000X3 0.000000 0.000000Row Slack or Surplus Dual Price1 611.2000 1.0000002 28.80000 0.0000003 0.000000 0.1200000E-014 80.00000 0.0000005 150.4000 0.0000006 0.000000 -0.80000007 0.000000 -0.1700000E-018 10588.16 0.0000009 0.000000 0.000000所以x1=80; x2=150.4; x3=0; 目标函数值z=611.2作业2：设电视广告在白天投入x1次，最佳时段x2次，网络煤体x3次，杂志x4次，影响顾客最多为z,则有：1234 123412341212341234max350880430108 .45862512750 2604501601002000 4586450425858,,,z x x x x st x x x xx x x xx xxxxxx x x x=++++++≤+++>+≤≥≥≤≤≤≤为整数LINGO源程序：max=350*x1+880*x2+430*x3+180*x4;45*x1+86*x2+25*x3+12*x4<750;260*x1+450*x2+160*x3+100*x4>2000;45*x1+86*x2<450;x1>4;x2>2;x3>5;x3<8;x4>5;x4<8;@gin (x1);@gin (x2);@gin (x3);@gin (x4);end输出结果：Global optimal solution found.Objective value: 8920.000Extended solver steps: 0Total solver iterations: 0Variable Value Reduced Cost X1 4.000000 -350.0000 X2 3.000000 -880.0000 X3 8.000000 -430.0000 X4 8.000000 -180.0000Row Slack or Surplus Dual Price1 8920.000 1.0000002 16.00000 0.0000003 2470.000 0.0000004 12.00000 0.0000005 0.000000 0.0000006 1.000000 0.0000007 3.000000 0.0000008 0.000000 0.0000009 3.000000 0.00000010 0.000000 0.000000 LINDO输入程序：max 350x1+880x2+430x3+180x4st45x1+86x2+25x3+12x4<750260x1+450x2+160x3+100x4>200045x1+86x2<450x1>4x2>2x3>5x3<8x4>5x4<8endgin 4输出结果：OBJECTIVE FUNCTION V ALUE1) 8920.000V ARIABLE V ALUE REDUCED COSTX1 4.000000 -350.000000X2 3.000000 -880.000000X3 8.000000 -430.000000X4 8.000000 -180.000000ROW SLACK OR SURPLUS DUAL PRICES2) 16.000000 0.0000003) 2470.000000 0.0000004) 12.000000 0.0000005) 0.000000 0.0000006) 1.000000 0.0000007) 3.000000 0.0000008) 0.000000 0.0000009) 3.000000 0.00000010) 0.000000 0.000000即当x1=4；x2=3；x3=8；x4=8时取得影响顾客最大Z=8920千人心得不算难，就是烦，嘿嘿………..体会注：实验报告用A4纸双面打印，篇幅不要超过一页。
2003-2009全国大学生数学建模竞赛试题及参考答案2010-7-192005A题: 长江水质的评价和预测 (2)2005 A题评阅要点 (4)2005B题： DVD在线租赁 (6)2005 B题评阅要点 (8)2006A题:出版社的资源配置 (10)2006A题评阅要点 (10)2006B题: 艾滋病疗法的评价及疗效的预测 (13)2006 B题评阅要点 (14)2007A题：中国人口增长预测 (17)2007 A题评阅要点 (18)2007 B题：乘公交，看奥运 (21)2007 B题评阅要点 (22)2008A题数码相机定位 (24)2008 A题评阅要点 (27)2008B题高等教育学费标准探讨 (27)2008B题评阅要点 (29)2009 A题制动器试验台的控制方法分析 (30)2009 A题评阅要点 (32)2009B题眼科病床的合理安排 (35)2009 B题评阅要点 (36)2005A题: 长江水质的评价和预测水是人类赖以生存的资源，保护水资源就是保护我们自己，对于我国大江大河水资源的保护和治理应是重中之重。
专家们呼吁：“以人为本，建设文明和谐社会，改善人与自然的环境，减少污染。
”长江是我国第一、世界第三大河流，长江水质的污染程度日趋严重，已引起了相关政府部门和专家们的高度重视。
2004年10月，由全国政协与中国发展研究院联合组成“保护长江万里行”考察团，从长江上游宜宾到下游上海，对沿线21个重点城市做了实地考察，揭示了一幅长江污染的真实画面，其污染程度让人触目惊心。
为此，专家们提出“若不及时拯救，长江生态10年内将濒临崩溃”（附件１），并发出了“拿什么拯救癌变长江”的呼唤（附件2）。
附件3给出了长江沿线17个观测站（地区）近两年多主要水质指标的检测数据，以及干流上７个观测站近一年多的基本数据（站点距离、水流量和水流速）。
通常认为一个观测站（地区）的水质污染主要来自于本地区的排污和上游的污水。
2009年数学建模竞赛试题每个参赛队只需在A题与B题中任选一题做即可，每队最多由三个人组成。
A题：优秀毕业生评选问题现在每个学校为了鼓励广大学生在校期间勤奋学习、刻苦钻研，促进大学生德、智、体、美等方面全面发展都会在大学的第八个学期开展校级优秀毕业生的评比活动。
在以往评比过程中除了要求学生具备如(1)具有坚定的政治方向，热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，坚持四项基本原则，能模范遵守国家的法律法规和《高等学校学生行为准则》。
(2)努力学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想，能够树立正确的世界观、人生观和价值观。
(3)学习目的明确，学习态度端正，学习成绩优良等基本条件后，然后在综合学生在校期间获三好学生、获过奖学金、优秀学生干部、参加学科竞赛、学生科研等情况，最后由学生管理部门评出校级优秀毕业生。
但这评选过程多少存在一些不合理的现象。
现请你利用数学建模的方法，针对我校情况考虑以下几个问题：(1)建立一种科学合理的评选优秀毕业生的数学模型，根据模型建立一个完整的评选方案；(2)根据你们建立评选模型和评选方案，对附件1的提供的数据进行评选，评出10名校级优秀毕业生；(3)针对目前高等教育大众化的背景下，提出了一种“合格+特长”的评价理念，请你针对这种理念下的建立评选优秀毕业生的数学模型，并根据附件1提供的数据评出10名优秀毕业生。
(4)根据你们建模分析的结果，给学校有关部门写一份报告，提出你们自己评选优秀毕业生的具体建议。
B题：旅游路线选择问题某单位要组织外出旅游。
出游时间定在5月下旬的某个周末（周六、日2天），按惯例由单位补助经费为每人500元。
经与旅游公司联系协商，旅游公司提供了三条线路（见附件一）。
三条线路的报价均在500元上下，超出500元的部分自费，未超的部分将以提供更好的住宿条件等形式补足。
1．单从行程安排看，有人认为，线路一比较合理，线路二和线路三就比较差。
你们是否同意他的看法？2．有员工从行程角度考虑，选择了线路一；有员工从价格角度考虑，也选择了线路一；有员工由于以前去过黄山，选择了线路二；有员工从景色等角度考虑，选择了线路三。
2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目C题卫星和飞船的跟踪测控卫星和飞船在国民经济和国防建设中有着重要的作用，对它们的发射和运行过程进行测控是航天系统的一个重要组成部分，理想的状况是对卫星和飞船（特别是载人飞船）进行全程跟踪测控。
测控设备只能观测到所在点切平面以上的空域，且在与地平面夹角3度的范围内测控效果不好，实际上每个测控站的测控范围只考虑与地平面夹角3度以上的空域。
在一个卫星或飞船的发射与运行过程中，往往有多个测控站联合完成测控任务，如神州七号飞船发射和运行过程中测控站的分布如下图所示：图片来源/jrzg/2008-09/24/content_1104882.htm请利用模型分析卫星或飞船的测控情况，具体问题如下：1. 在所有测控站都与卫星或飞船的运行轨道共面的情况下至少应该建立多少个测控站才能对其进行全程跟踪测控？2.如果一个卫星或飞船的运行轨道与地球赤道平面有固定的夹角，且在离地面高度为H的球面S上运行。
考虑到地球自转时该卫星或飞船在运行过程中相继两圈的经度有一些差异，问至少应该建立多少个测控站才能对该卫星或飞船可能飞行的区域全部覆盖以达到全程跟踪测控的目的？3. 收集我国一个卫星或飞船的运行资料和发射时测控站点的分布信息，分析这些测控站点对该卫星所能测控的范围。
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。
利用几何关系给出全部覆盖需要的测控站点数与卫星高度的关系。
如卫星高度100 200 300 343 400 500观测站数24 16 12 12 11 10当卫星的运行轨道为椭圆，卫星运行轨道的一个焦点在地球中心，利用几何关系给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（数量和位置）。
