西安秦先生想到中国大陆的各省会城市、直辖市旅游,要求为他制定出行方案: 1.按地理位置(经纬度)设计最短路旅行方案。 2.如果2010年9月1日秦先生从南京市出发,每个城市停留3天,可选择航空、铁路(快车卧铺或动车),设计最经济的旅行互联网上订票方案。 3. 要综合考虑省钱、省时又方便,设定你的评价准则,建立数学模型,修订你的方案。 4.对你的算法作复杂性、可行性及误差分析。 5.关于旅行商问题提出对你自己所采用的算法的理解及评价。 《数学建模与旅游大陆问题》 旅游大陆问题是一道典型的数学建模应用题,旨在为西安秦先生设计一套兼顾省钱、省时、方便的旅行方案。问题涉及到多个实际因素,如旅行距离、时间安排、交通工具选择以及费用计算。本文将深入探讨这些问题,并通过数学模型逐一解决。 问题一要求设计按地理位置设计的最短路旅行方案。这实际上是一个旅行商问题(Traveling Salesman Problem, TSP),属于图论的经典问题。我们可以通过获取31个城市的经纬度信息,利用Matlab计算任意两点间的球面距离,将其转化为图的边权重。接着,建立一个线性规划模型,借助Lingo软件求解,得到最优路径。例如,最优路径可能是西安-郑州-石家庄-太原-呼和浩特-哈尔滨-...-银川-西安,总距离为15112.3km。 问题二则涉及最经济的旅行订票方案。模型需考虑飞机、火车(快车卧铺、动车)三种交通方式的价格,选取最低费用作为两个城市间的成本。同样利用线性规划,可以找出飞机打折后的最经济路径。 在问题三中,为了综合省钱、省时和方便性,我们需要构建一个多目标规划模型。由于“方便”难以量化,我们可以首先通过线性加权法解决省钱和省时的目标,然后在所得方案基础上微调以提高便利性。 对于算法的复杂性、可行性和误差分析,模型基于实时的互联网数据,可能存在的误差包括数据更新延迟、天气变化导致的路线调整、价格波动等。而算法的复杂性主要体现在TSP问题的NP完全性,可能导致求解时间较长,但通过近似算法或优化策略可以改善。 关于旅行商问题,采用的算法理解与评价至关重要。TSP问题的求解通常采用启发式算法,如遗传算法、模拟退火等,虽然无法保证找到全局最优解,但在有限时间内能获得满意解。在本案例中,线性规划和Lingo软件的运用是一种有效的简化方法,虽然可能不是最优,但足够实用且易于实现。 数学建模在解决旅游大陆问题中发挥了关键作用,通过对地理位置、费用、时间等因素的量化处理,提供了科学合理的旅行方案。然而,实际应用中还需考虑不可控因素,模型的灵活性和适应性是进一步改进的方向。
- zcxonline2012-08-21还可以,有点简单
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