数模论文之灾情巡视路线(相对优化方案)(4)

2018-12-25 22:34

首先,为了制定更加合理的巡视路线,在分组时应遵从以下准则: 准则一:尽量使同一干枝及其分枝上的点分在同一组; 准则二:应将相邻的干枝上的点分在同一组; 准则三:尽量将长的干枝与短的干枝分在同一组. 准则四:尽量使各组的停留时间相等. 7.2.2求解过程

由题意算得停留总时间T0?69小时,要在24小时内完成巡视,则应满足

69?S35??24?N,

由问题一结果可知S的值最小也有578公里,将S带入前式得

N??3.56,

可见N至少为4.

为此,我们同样采用问题一的准则,根据最小生成树的分块原则,我们将图

G?V,E?分块成四个子图Gi?i?1,2,3,4?。并找出满足条件每个子图的最佳回路,最终我们经过计算分析得到了N?4是符合要求的,再此情况下设计方案和有关结果如下(其中用红色标记的是经过却不停留的村或乡镇,):

表四:巡视路线图4

组号 1 巡视路线 O~R~29~Q~30~32~31~33~35~34~A~B~C~1~O O~P~28~27~26~N~24~23~22 2~17~16~I~18~K~21~25~M~O O~M~25~20~21~K~18~I~13 5~14~H~14~13~J~19~L~6~5~2~O 4 O~2~3~D~7~E~9~F~10~F~12~G~11~E~8~4~D~3~2~O 183.8 5.25 16 21.25 183.4 5.24 17 22.24 166.9 4.77 18 22.77 巡视路程 141.7 行驶时间 4.05 停留时间 18 总时间 22.05 此种情况下总的行驶路程为:

MinS??MinSii3?675.8

路程的均衡度为:

?s?时间均衡度为:

Max?Si??Min?Si??22.9%

Max?Si??t?巡视路线图如下:

Max?Si??Min?Si??6.7%

Max?Si?四组巡视路线图

7.3模型二结果分析

由结果可知,行驶的总路程叫第一问结果增大,由于此种情况会不可避免的走重复路,所以总路程增大时在情理之中;路程的均衡度?s?22.9%?10%,但此时我们主要考虑的是在规定时间内完成巡视,故时间和时间均衡度时考虑的主要因素,而路程的均衡度为次要因素,结果显示时间均衡度?t?6.7%?10%,

符合题目要求,所以此时分四组巡视不仅满足要求,而且其设计方案也是最佳的。

8.问题三的解答

针对问题三,我们建立了模型三。 8.1模型三的建立 8.1.1确立目标函数

按照题意我们以完成巡视最短时间和各组巡视时间建立目标函数,目标函数为:

?TMin ??Ti8.1.2确定约束条件

离O点最远的最短距离为

MaxD,

?2?MaxD?T,巡视点为乡镇;??V?? ?2?MaxD?t,巡视点为村;?V?TMin各组巡视时间

SiTi??Ti?i?1,2??

V如果要要在最短时间内完成巡视,则各组巡视时间必须满足:

Ti?TMin

同样巡视的地点总数也应满足

?ViNi?52?N?1,2??

8.1.3综上所述,得到问题三的模型

?TMin ??Ti??2?MaxD?T,???V?TMin????2?MaxD?t,??V????T?Si?T?i?1,2??i?iV?N?Vi?52?N?1,2????i???Ti?TMin

8.2 模型三的求解

此问题就是要求如果有足够多的巡视人员,怎样确定最佳路线是完成巡视的时间最短。实际上,完成巡视的最短时间受到单独巡视离县城最远的乡(镇)、村所需时间的制约,同时我们可以求出离县城最远的点是H点,距离为77.5公里。因此,单独巡视返回该乡所需的时间为77.5?2?2?6.4小时。由此可知,即

35使巡视人员再多,分组再细,完成巡视至少需要6.4小时。基于此,此题就可以转化为求在6.4小时内完成巡视的最少分组数和最佳巡视路线。

为达到以上目标,我们制定了以下分组巡视原则: 1、对图中偏西且距县政府较远的乡(镇)、村:

(1)在6.4小时内,每组巡视人员尽可能走足够多的乡(镇)、村。 (2)在巡视时,尽量按出发点到该次巡视终点最短路径的路线巡视,但在不超过6.4小时的原则下,为了能够途经更多的点,我们可以不走最短路线。 (3)巡视车从县政府出发,途中每到达一个乡(镇)、村,部分巡视人员下车巡视,车不停留(忽略不计巡视人员上、下车的时间)继续开往下个站点,直到到达最远点,车停下等待;然后按原路返回,依次到达每点接回巡视人员,直至出发点。

2、由于第一种分组原则下,在最远点必须要花1或者2个小时的停留时间,针对这一浪费时间的缺点,对图中偏东且距县政府较近的乡、村,我们改进一种按圈巡视的方法,原则如下:

(1)每组巡视人员巡视路线构成一个圈,且巡视两圈。

(2)第一圈巡视时,途中每到达一个乡(镇)、村,部分巡视人员下车巡视,车不停留(忽略不计巡视人员上、下车的时间)继续开往下个站点,直至出发点,仍不停留继续第二圈巡视,到达每点依次接回巡视人员,直至回到出发点,结束。 (3)在遵循不超过6.4小时原则下,按圈巡视时,总路线不能过长,不超过112公里;总路线也不能过短,避免车停留等待而浪费时间。

依据以上原则,我们在6.4小时内完成巡视,总共分成了7组,前5组遵循的第一种分组原则,后2组依据的第二种按圈分组原则。 具体的分组巡视路线和所需时间见下表五。

表五(时间单位:小时)

组号 1 2 3 4 5 6 7 巡视路线 O~2~5~6~7~E~9~F~12~H~14~ H~12~F~9~E~7~6~5~2~O O~M~25~20~21~K~18~I~15~ I~18~K~21~20~25~M~O O~2~5~6~L~19~J~13~G~11~ G~13~J~19~L~6~5~2~O O~2~3~D~4~8~E~9~F~10~F~9~E~8~4~D~3~2~O O~P~28~27~26~N~24~23~22~17~16~ 17~22~23~24~N~26~27~28~P~O O~R~31~33~A~1~C~O~R~ 31~33~A~1~C~O O~R~29~Q~30~32~35~34~B~1~O~ O~R~29~Q~30~32~35~34~B~1~O 注:红色标记的表示经过此点但无巡视人员上、下车。 各组巡视路线

总时间 6.43 5.87 6.15 6.38 6.37 4 5.64


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