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mathorcup数学建模挑战赛获奖论文-第6届_江西师范大学二等奖B.pdf
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1
车位分布的优化设计与评价
摘要
随着现代社会经济的快速发展,居民楼已经逐步向高层住宅发展,对于小区
住宅的居民,小区内汽车停车位的分布对于他们的上下班出行影响很大。本文主
要研究如何通过设计小区内汽车停车位分布来减小对居民出行的影响。
在问题 1 中,先通过建立 0-1 模型来求解车位对住宅中单元的最优分配,然
后对最优分配与实际分配中的每位居民到自己车位的距离采取 Kruskal-Wallis 检
验是否具有一致性,并以 Kruskal-Wallis 统计量 K 值作为指标 1,即 吻合度指标。
若 K 值越接近于 0,P 值大于 0.05,说明实际分配越好。在指标 2 中,结合楼层
高度、人流量等因素,计算出每位居民从家抵达车位的总时间,并以总时间的标
准差作为指标 2,即总时间的离散度指标。离散度指标值越大,则说明每位居民
抵达车位的时间相差悬殊。
在问题 2 中,根据附件 1 中单元与车位的分配与最优分配进行一致性检验,
计算出指标 1 的 K 值为 21.162,且检验的 P 值为
5
4 10
。另外在指标 2 中,我
们分别在高峰期和平时的情况计算指标 2 的离散度值,发现在两种情况下,附件
1 的车位分配下的指标 2 的值都远大于最优分配下指标值。两个指标都说明了附
件 1 中的车位分配的不合理性。
在问题 3 中,主要是结合附件 1 中数据,使指标 1 和指标 2 达到最优的条件
下,计算出最优车位分配方案。结果表明,即使在上班高峰期时,抵达车位的最
长时间也能控制在 141.1 秒左右。
关键字:0-1 模型 非参数检验 车位分配 高峰期
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2
目录
一、 问题重述 ........................................... 3
二、 模型假设 ........................................... 3
三、 符号说明 ........................................... 4
四、 模型的建立与求解 ................................... 5
4.1 问题一 ............................................ 5
4.2 问题二 ............................................ 9
4.3 问题三: ......................................... 16
五、 模型评价 .......................................... 17
5.1 优点 ............................................. 17
5.2 缺点 ............................................. 17
六、 参考文献 .......................................... 17
七、 附录 .............................................. 18
3
一、 问题重述
随着现代社会经济的快速发展,房地产成为国家经济发展中重要的经济增长
点之一。而小区内汽车停车位的分布对于小区居民的上下班出行影响很大。请建
立数学模型,解决下列问题:
1) 汽车停车位分布对于住户出行非常重要,需要构建和分析评判小区汽车
停车位分布是否合理的几个关键指标,建立评判车位分布合理的数学模
型。
2) 通过附件 1 中某小区的汽车停车位分布方案,用问题 1 的模型评价此种
车位分布的合理性,为什么?
3) 请根据你们关于车位分布合理性的指标和评判模型,重新为附件 1 中的
小区车位进行分配,给出最优分配方案。
二、 模型假设
假设每栋楼只包含 2 个单元,每个单元配置独立的电梯(电梯位置见附表)。
假设上班高峰期低楼层用户(一到四层)会主动走楼道去地下车库,且正常
成年人下一层楼耗时 12s。
假设各层住户的步行速度相等,下楼速度相等,电梯上升和下降的速度相等,
电梯开闭停滞时间固定为 10S 且忽略启动和制动时间。
假设每层楼 2 户,每个家庭住户在上班高峰期平均出门人数为 2 人,且同时
出门。
假设电梯的载重量为 12 人。
4
三、 符号说明
序号
符号
含义
1
ij
x
第
i
单元中的电梯到
j
车位的路程
2
T
总
抵达车位总时间
3
T
等待电梯时间
4
T
0
电梯下降时间
5
T
1
电梯开闭滞留时间
6
T
2
地下车库行走时间
7
En
停滞期望
8
K
Kruskal-Wallis 统计量
9
N
总车位数
10
ij
a
0-1 变量
11
ij
R
所有
ij
x
混合后的秩
12
ij
t
最优分配下第 i 车位到 j 单元的行走时间
13
ij
t
实际分配下第 i 车位到 j 单元的行走时间
14
F
楼层数
15
1
()DT
总
高峰期时每位车主抵达车位所花时间的方差
16
h
楼的高度
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阿拉伯梳子
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