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mathorcup数学建模挑战赛获奖论文-第四届C题_20009C.doc
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mathorcup数学建模挑战赛获奖论文,历届,单项文件,内容丰富,大学生数学,数学竞赛,参考资料
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评委一评分,签名及备注
队号:
20009
评委三评分,签名及备注
评委二评分,签名及备注
选题:
C
评委四评分,签名及备注
题目:家庭暑期旅游套餐设计
摘要
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,旅游已成为家庭的重要生活方
式之一,家庭旅游作为一种新趋势,对进一步发展旅游业将产生不小的影响。本
文通过建立数学模型,为不同家庭的不同旅游需求提供指导。
首先针对不同家庭对旅游有不同需求的问题,本文参照 2011 年的旅游统计
年鉴表和不同家庭旅游花销表,建立了选择不同旅游方式时各因素变化的表格,
通过主成分分析法筛选主要因素,得出第一主分量是时间因子贡献率为 58.95%,
第二主分量是费用因子贡献率为 38.93%。给时间和费用加权,减少了分析多个因
素的繁琐和错误率。
其次针对为不同需求的家庭设计最佳旅游套餐的问题,本文选定了西安的八
个旅游景点,综合考虑旅行路线,费用、时间的因素,建立目标规划模型。为有
不同需求的家庭设计不同的旅游套餐,用 Matlab 编写程序得出的结论分别为:
当旅游费用不限时,按照路线“碑林
�
杨贵妃墓
�
秦始皇陵
�
乾陵
�
法门
寺
�
楼观台
�
历史博物馆
�
大雁塔
�
翠华山”的时间最少;当旅游时间不限时,
按照路线“碑林
�
杨贵妃墓
�
秦始皇陵
�
乾陵
�
法门寺
�
历史博物馆
�
大雁
塔
�
翠华山
�
楼观台”的费用最少;当旅游时间有限(如 3 天)时,按照路线
“碑林
�
秦始皇墓
�
历史博物馆
�
大雁塔
�
翠华山
�
法门寺”游览的景点个
数最多为 5 个;当旅游费用有限(如 1000 元)时,按照路线“碑林
�
秦始皇墓
�
历史博物馆
�
大雁塔
�
翠华山
�
法门寺”游览的景点个数最多为 5 个。
接着,本文根据世界旅游组织(WTO)的分类方式具体的分析了组团旅游的
优点,即旅游消费者可以根据自己的动机和目的去选择适合自己的旅游方式,当
旅游者的动机在旅游过程中得到充分实现的时候,旅游消费者就能获得其所期望
的最大化效用。
最后针对本文所建立的模型,用多元线性回归方程对各个套餐进行检验,判
断其最佳性。
关键字:主成分分析法,目标规划,SAS,多元线性回归方程,最大化效用
1
家庭暑期旅游套餐设计
1. 问题重述
暑假即将来临,很多家长会选择在这个时间带着孩子去旅游,但每个家庭各不相同,需要考虑
不同的因素如家庭的人数,旅游的时间,以及家庭的经济状况,旅游目的来确立旅游的方式、地点、
路线等。有的人想要节省时间,有的人要节省费用,还有的要减少路程,选择一个适合自己的方式
是非常重要的,即方便了自己选择还能考虑到自家的情况。
由此本文需要解决的问题有三个,一是筛选最主要的因素来确定主分量为下面分析减少误差,
另一个是为有不同需求的家庭设计出一份最佳的旅游套餐并确定旅游路线,本文考虑了自驾游和组
团。最后是套餐的最佳性,如何检验套餐的最佳性。
2.问题分析
对于问题一:首先不同的家庭有不同的需求(人数,费用限制,时间限制等),想知
道什么因素对他们的选择方式影响最大就需要统计数据,但是因素太多会给分析那个出
行方式有利带来麻烦,所以需要找出最主要的因素才能进一步解决问题。参照以往的数
据表格筛选出对自己有利的数据建立表格。利用主成分分析法得出综合的指标,然后通
过数据在 sas 中运行得出第一主分量和第二主分量。
对于问题二: 选定旅游城市陕西的八个景点,不管是团队游还是自助游,旅游线路都
是连接旅游客源地与旅游目的地的重要环节。设计合理的旅游线路既有利于旅游者有目
的的选择、安排自己的旅游活动,避免“漫游”,又有利于发挥各旅游点的功能以及旅
游者合理利用时间,还有利于旅游者有计划地支配旅游费用等等。首先对于自驾游行的
方式建立目标函数对不同需求的人分开考虑,时间最少时目标函数为
)(
61
~ xxX �
费用最少时目标函数为
XaxaxaZ
�
����
6611
�
然后运用图论将旅游景点看成图中的顶点,各个景点的交通路线可看成图上的边,边上的
权重代表从一个景点到另一个景点的距离,最后利用最短路问题解决选定旅游景点后旅
游线路的设计问题,利用 Matlab 解出每个套餐需要的时间和花费。
对于问题三:上述建立了四个旅游套餐模型,游客可以根据自己的情况来选择符合
自己情况的套餐,但是这个套餐是否为最佳的,怎么说明本文建立的套餐是最佳套餐。
建立多元线性回归模型对本文的套餐进行一个评分得出建立的套餐就是最佳套餐。
3.模型的假设
1.天气适合旅游
2.景区开放时间为 8:00—18:00
3.吃饭的费用及其他费用为 100 元;
4.旅游方式是自驾,车速为每小时 70 公里;
5.开车每公里的油费为 0.6 元,每次过路的费用为 5 元;
6.每天开车和旅游时间是 10 小时,其他为住宿的时间,住宿费平均每天 100 元;
2
4.符号说明
符号
说明
M
旅游的总费用
T
旅游的总时间
N
游览景点的个数
�
旅游套餐的分数值
i
Z
第 i 个景点的住宿费
i
t
在第 i 个景点花费的时间
ij
d
第 i 个景点到第 j 个景点的距离
i
b
游客在第 i 个景点所花的门票费用
1
ij
�r
游客从第 i 个景点到达第 j 个景点
0
ij
�r
游客不从第 i 个景点到达第 j 个景点
ij
t
游客从第 i 个景点到第 j 个景点所花的驾车时间
ij
c
游客从第 i 个景点到第 j 个景点花费的交通费用
5.模型一的建立与求解
5.1 模型准备
不同的家庭有不同的情况有的人要考虑时间的因素有的人要考虑花费的情况,有的
人是观光旅游有的是购物旅游,有的会考虑孩子的喜好。通过这些原因统计每一个因素
对选择方式的影响建立表格。
表 1 旅行方式不同时的变量值
时间(天)
花费(元)
行程(公里)
家庭月收
入
购物(%)
游览(%)
自驾1
3
7000
400
10000
60
30
指
标
指
标
值
方
式
3
组团2
5
5000
1000
6000
20
40
自由行3
4
3000
600
4000
10
30
其他4
2
1000
100
3000
10
10
5.2 模型的建立
有自驾、组团、自由行、其他四种出行方式,时间、费用、行程、家庭月收入、购
物、游览六个指标,记为
� �
61
xxX ��
,设主成分关系式:
XaxaxaZ
�
����
6611
�
(1)
找到
� �
1�
�
aaa
,使
� �
ZVar
最大,即
� � � � � �
�
�
�
�
�
�
� aaaXVaraXaVarZVar
最大,相
关矩阵
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
2
21
2
2
2221
112
2
1
pppp
p
p
x
���
���
���
�
����
�
�
求特征根及相应的单位特征向量和累计贡献率。
在sas中运行程序得到:
图 1 相关矩阵的关系
由图 1 可以看出第一主分量的贡献率为 58.95%,前俩个主分量的累计贡献率已达
97.88%,因此只需用俩个主分量就能很好的反映他们的需求,所以就减少了麻烦不必考
虑那么多的因素,但是可以满足他们的要求。另由第四第五第六个特征值为 0,可以得
出这六个指标变量(
i
x
,i=1,2,3,4,5,6)有近似的线性关系,由最大的俩个特征值对应
的特征向量可以得出第一和第二主分量。
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阿拉伯梳子
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