2015数学建模b题 国家二等奖(2)

2019-08-17 14:13

????0ij??(i?1,2,...,n;j?1,2,...,n) (2) ??ij?1?1??(i?j)?ij??ji?由判断矩阵C1满足式(2),可得判断矩阵C1是正互反矩阵。即这个判断矩阵的一致性是可以接受的,故该判断矩阵具备合理性。据此计算出各个指标的权重为w?[0.2238,0.3695,0.4067]。同时,在此令权重w为熵权-层次分析法的B2。

表3 层次分析法权重

城市出租车万人拥有率 里程利用率

0.2238 0.3695 指标

层次分析法权重

出租车满载率

0.4067 ③熵权-层次分析法

首先定义出一个目标函数,随后根据目标函数构造出一个非线性规划方程,从而将权重集成的问题转化为了一个最优化问题。在1)和2)中得到的两个方法的指标对应权重分别为

B1?[?1,?2,?3]和B2?[?1,?2,?3]

进行集成后可以得到新指标权重为

W0?[?1,?2,?3]

故15个被评价对象对应的3个评价指标的原始数据矩阵为

R?(rik)m?n

随后将原始数据矩阵R?(1)进行无量纲化处理,得到新数据矩(rik)m*n使用式阵

S?(sik)m?n

记利用B1得到的m个被评价对象的评价值为

gi??sik?k1(i?1,2,...,m)

k?1n利用B2得到的m个被评价对象的评价值为

hi??sik?k2(i?1,2,...,m)

k?1n

6

将得到的两组被评价对象的评价值看成是m维空间的两个向量,即(gi)m?l和

(hi)m?l。找到一个向量(li)m?l使其到(gi)m?l和(hi)m?l的距离和最小,即将该向量(li)m?l视为对(gi)m?l和(hi)m?l某种意义上的组合的结果。即(li)m?l既“照顾”到了(gi)m?l和(hi)m?l,又对(gi)m?l和(hi)m?l没有主观上的“偏重”。用与(gi)m?l和(hi)m?l相同的构成方法构造(li)m?l,即li??sik?k。

k?1n在这里,距离的计算采用了m维空间的欧式距离进行计算,公式如下:

minf(?)??(?s?iki?1k?1mnk1??sik?k)?2k?1n?(?s?iki?1k?1mnk2??sik?k)2k?1n?n???k?1k?1??min(?,?)???max(?,?)s.t.?k1k2kk1k2??k?0???k?1,2,...,n (3)

通过解式(3)的非线性规划方程组,得到?的值,为

??[0.277965,0.352245,0.369789]

且该权重值为两方法集成后的新指标权重,即为熵权-层次分析法所得到的最终的

各项指标权重。 指标

层次分析法权重

表4 综合权重

城市出租车万人拥有率 里程利用率

0.277965 0.352245 hi??sik?k2(i?1,2,...,m)

k?1n出租车满载率

0.369789 将得到的两组被评价对象的评价值看成是m维空间的两个向量,即(gi)m?l和

(hi)m?l。找到一个向量(li)m?l使其到(gi)m?l和(hi)m?l的距离和最小,即将该向量(li)m?l视为对(gi)m?l和(hi)m?l某种意义上的组合的结果。即(li)m?l既“照顾”到了(gi)m?l和(hi)m?l,又对(gi)m?l和(hi)m?l没有主观上的“偏重”。用与(gi)m?l和(hi)m?l相同的构成方法构造(li)m?l,即li??sik?k。

k?1n在这里,距离的计算采用了m维空间的欧式距离进行计算,公式如下:

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minf(?)??(?s?iki?1k?1mnk1??sik?k)?2k?1n?(?s?iki?1k?1mnk2??sik?k)2k?1n?n???k?1k?1??min(?,?)???max(?,?)s.t.?k1k2kk1k2??k?0???k?1,2,...,n (3)

通过解式(3)的非线性规划方程组,得到?的值,为

??[0.277965,0.352245,0.369789]

且该权重值为两方法集成后的新指标权重,即为熵权-层次分析法所得到的最终的

各项指标权重。

同上对影响乘客需求量的两大指标用熵权法求权重为(0.4896,0.5104) 4.1.3 模糊综合评价模型[3]的建立及求解

以打车软件使用最为普遍的城市A为例,此城市可针对不同的时间不同的地域的供求匹配程度进行考虑,在这里将不同地域分为密集区、过渡区、郊区。

不同的地区由于人口规模与车辆的比例会影响到区域出租车密度,对于郊区而言,郊区的里程利用率较低。将不同时间分为高峰期和平常期。

表5 时间段划分

高峰期

上班期(7~9;13~14) 下班期(11~12;6~7)

周末 节假日

平常期

除高峰期外的所有时间

在查阅了相关资料、搜集相关数据之后,制作出了如表3所示的不同时空的指标值表。 时间段 高峰期

密集区

平常期 高峰期

过渡区

平常期 高峰期

郊区

平常期 区域 密集区 过渡区

区域

表6 不同时空司机供给量的指标值 区域出租车密度 里程利用率

60 92.00% 39 85.00% 45 88.00% 30 75.00% 17 40.50% 13 27.50%

满载率

70.20% 57.20% 65.20% 54.40% 88.80% 95.00%

表7 不同时空的乘客需求量“供求匹配”程度评价 时间段 乘客乘坐率 乘客等待时间的倒数 高峰期 0.6 1/20 平常期 0.45 1/10 高峰期 0.43 1/15 平常期 0.4 1/5

8

郊区

高峰期 平常期 0.55 0.5 1/30 1/40

对以上两个对象分别建立综合评价模型。对以上两种原始矩阵R1,R2进行无

'量纲化处理的S1,S2,再进行归一化处理得到S1',S2。

利用加权求和法综合评价供给量与需求量

x1?S1'*W1

'x2?S2*W2

用供给率的差值衡量匹配程度模型

'x?|S1'*W1?S2*W2|

表8 综合评价值

x1

x2

x 0.0423 0.0168 0.0204 0.0099 0.0268 0.0217

0.073 0.0589 0.0646 0.0516 0.0468 0.0433

0.1153 0.0757 0.085 0.0615 0.0736 0.065

当x?0.01说明匹配程度高,0.01?x?0.025时,说明匹配程度中。当x?0.025时匹配程度低。

4.1.4 模型的优化:考虑软件使用率

补贴与年龄两个方面影响的是使用人数,即打车软件的使用率,综合影响到里程利用率。在这里结合年龄和补贴两个因素,根据使用率给出里程利用率的值:

里程利用率?当天载客里程数

当天总行驶里程数首先,引进年龄的因素

9

图1 每个年龄段在人口中的构成比例

对于不同年龄段的人来说,对新事物的接受能力是不同的,本文在这里搜集了相关的数据资料,得到了18~35岁的人对新事物的接受能力最强的事实,因此得到如下使用率关于年龄的计算公式

年龄使用率?年龄段

总人数然后,在此基础上引进补贴的情况

图2 补贴金额与供求匹配度的关系示意图

由图2可知,随着补贴金额的提升,供求匹配度先随之提高,而在达到临界值之后,供求匹配度反而开始下降,且对打车软件公司的利益造成损失,此时可能会发生供不应求的现象,对于解决打车难的问题没有帮助。

综上所述,考虑到使用率对里程利用率的影响,在这里对4.1.1中的模型进行套用,得到最终的优化结果。

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