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美国数学建模题目2017至2017翻译

美国数学建模题目2017至2017翻译
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美国数学建模题目2017至2017翻译

篇一:2017年建模美赛C题带翻译

Problem C: “Cooperate and navigate”

Traffic capacity is limited in many regions of the United States due to the number of lanes of roads.For example, in the Greater Seattle area drivers experience long delays during peak traffic hoursbecause the volume of traffic exceeds the designed capacity of the road networks. This is particularlypronounced on Interstates 5, 90, and 405, as well as State Route 520, the roads of particular interestfor this problem.

Self-driving, cooperating cars have been proposed as a solution to increase capacity of highwayswithout increasing number of lanes or roads. The behavior of these cars interacting with the existingtraffic flow and each other is not well understood at this point.

The Governor of the state of Washington has asked for analysis of the effects of allowing self-driving,cooperating cars on the roads listed above in Thurston, Pierce, King, and Snohomish counties. (Seethe provided map and Excel spreadsheet).In particular, how do the effects change as thepercentage of self-driving cars increases from 10% to 50% to 90%? Do equilibria exist? Is there atipping point where performance changes markedly? Under what conditions, if any, should lanes bededicated to these cars? Does your analysis of your model suggest any other policy changes?

Your answer should include a model of the effects on traffic flow of the number of lanes, peak and/oraverage traffic volume, and percentage of vehicles using self-driving, cooperating systems. Yourmodel should address cooperation between self-driving cars as well as the interaction between self-driving and non-self-driving vehicles. Your model should then be applied to the data for the roads ofinterest, provided in the attached Excel spreadsheet.

Your MCM submission should consist of a 1 page Summary Sheet, a 1-2 page letter to theGovernor’s office, and your solution (not to exceed 20 pages) for a maximum of 23 pages. Note: Theappendix and references do not count toward the 23 page limit. Some useful background information:

On average, 8% of the daily traffic volume occurs during peak travel hours. ? The nominal speed limit for all these roads is 60 miles per hour.

? Mileposts are numbered from south to north, and west to east.

? Lane widths are the standard 12 feet.

? Highway 90 is classified as a state route until it intersects Interstate 5.

? In case of any conflict between the data provided in this problem and any other source, use thedata provided in this problem.

Definitions:

milepost: A marker on the road that measures distance in miles from either the start of the route or astate boundary.

average daily traffic: The average number of cars per day driving on the road.interstate: A

limited access highway, part of a national system.

state route: A state highway that may or may not be limited access.

route ID: The number of the highway.

increasing direction: Northbound for N-S roads, Eastbound for E-W roads.

decreasing direction: Southbound for N-S roads, Westbound for E-W roads.

问题C:“合作和导航”

由于道路的数量,美国许多地区的交通容量有限。例如,在大西雅图地区,由于交通量超过道路网络的设计容量,司机在交通高峰时段经历长时间的延误。这在5号,90号和405号州际公路以及520号国道,特别关注这个问题的道路上尤其明显。

自动驾驶,合作车已被提出作为增加公路的能力而不增加车道或道路的数量的解决方案。在这一点上,这些汽车与现有交通流和彼此交互的行为尚未被很好地理解。

华盛顿州州长要求分析允许在Thurston,Pierce,King和Snohomish县的上述道路上自行驾驶合作汽车的影响。(见提供的地图和Excel电子表格)。特别是,自动驾驶汽车的百分比从10%增加到50%到90%,效果如何变化?平衡是否存在?是否有性能变化明显的临界点?在什么条件下,如果有的话,应该有车道专用于这些车?您对模型的分析是否表明有任何其他政策变化?

您的答案应包括对车道数量,峰值和/或平均交通量的交通流量的影响的模型,以及使用自动驾驶,合作系统的车辆的百分比。你的模型应该解决自驾车之间的合作以及自驾车和非自驾车之间的相互作用。然后,您的模型应用于附带的Excel电子表格中提供的感兴趣道路的数据。

您的MCM提交应包括1页摘要表,1至2页总督办公室信,以及您的解决方案(不超过20页),最多23页。注意:附录和参考文献不计入23页的限制。一些有用的背景信息:平均而言,每天交通量的8%发生在高峰旅行时间。

?所有这些道路的名义速度限制为每小时60英里。

?里程数从南到北,从西到东。

?车道宽度为标准12英尺。

?高速公路90被分类为状态路线,直到它与州际5相交。

?如果此问题中提供的数据与任何其他源出现冲突,请使用此问题中提供的数据。定义:

milepost:道路上的标记,用于测量距离路线或天体边界的距离(以英里为单位)。平均每日交通量:在road.interstate上行驶的平均每天的汽车数量:有限访问高速公路,国家系统的一部分。

国家路线:可能受限或不受限制的国家公路。

路由ID:高速公路的编号。

增加方向:N-S道路北行,E-W道路东行。

下降方向:N-S道南行,E-W道西行。

篇二:2017美赛D题中文翻译

D题中文翻译:

问题D:在机场安全检查站优化乘客吞吐量

继2001年9月11日美国发生恐怖袭击事件后,全世界的机场安全状况得到显着改善。机场有安全检查站,在那里,乘客及其行李被检查爆炸物和其他危险物品。这些安全措施的目的是防止乘客劫持或摧毁飞机,并在旅行期间保持所有乘客的安全。然而,航空公司有既得利益,通过最小化他们在安全检查站排队等候并等待他们的航班的时间,为乘客保持积极的飞行体验。因此,在希望之间存在最大化安全性同时最小化对乘客的不便的张力。

在2016年,美国运输安全局(TSA)受到了对极长线路,特别是在芝加哥的奥黑尔国际机场的尖锐批评。在此公众关注之后,TSA投资对其检查点设备和程序进行了若干修改,并增加了在高度拥堵的机场中的人员配置。虽然这些修改在减少等待时间方面有一定的成功,但TSA在实施新措施和增加人员配置方面花费了多少成本尚不清楚。除了在O'Hare的问题,还有在其他机场,包括通常有短的等待时间的机场不明原因和不可预测的长线的事件。检查点线路的这种高差异对于乘客来说可能是极其昂贵的,因为他们决定在不必要地早到达或可能丢失他们的预定航班之间。许多新闻文章,包括[1,2,3,4,5],描述了与机场安全检查站相关的一些问题。

您的内部控制管理(ICM)团队已经与TSA签订合同,审查机场安全检查站和人员配置,以确定可能干扰乘客吞吐量的瓶颈。他们特别感兴趣的创意解决方案,既增加检查点吞吐量,减少等待时间的方差,同时保持相同的安全和安全标准。

美国机场安全检查点的当前流程如图1所示。

?区域A:

o乘客随机到达检查站,并等待队列,直到安全人员可以检查他们的身份证明和登机文件。

?区域B:

o然后乘客移动到打开的筛选线的后续队列;根据机场的预期活动水平,或多或少的线路可能开放。

o一旦乘客到达这个队列的前面,他们准备所有的物品用于X射线检查。乘客必须用液体去除鞋子,皮带,夹克,金属物体,电子产品和容器,将它们放置在单独的X射线箱中;笔记本电脑和一些医疗设备也需要从其袋中取出并放置在单独的容器中。

o他们的所有物品,包括包含上述物品的箱子,由传送带通过X光机移动,其中一些物品被标记,供安全人员(D区)进行额外的搜索或筛选。

o同时乘客通过毫米波扫描仪或金属探测器进行处理。

o未能通过此步骤的乘客接受安全官员(D区)的轻击检查。

?C区:

o乘客然后前进到X射线扫描仪另一侧的传送带,收集他们的物品并离开检查站区域。

图1:TSA安全筛选过程的图示。

大约45%的乘客报名参加一个称为预检查信任旅行者的计划。这些乘客支付85美元,接受背景调查,并享受五年的独立筛选程序。尽管事实上更多的乘客使用预检查过程,但是每三条常规车道通常有一个预检查车道打开。预检查乘客和他们的行李经过相同的筛选过程,经过一些修改,以加快筛选。预检查乘客还必须移除扫描用的金属和电子物品以及任何液体,但不需要去除鞋子,皮带或灯罩;他们也不需要从他们的包里删除他们的电脑。

收集了关于乘客如何进行安全检查过程的每个步骤的数据。

您的特定任务是:

一个。开发一个或多个模型,允许您通过安全检查点探索乘客流,并识别瓶颈。清楚地确定当前流程中存在哪些问题区域。

b。对当前流程开发两个或多个潜在修改,以提高旅客吞吐量并减少等待时间的差异。对这些更改进行建模,以演示修改如何影响流程。

C。众所周知,世界上不同的地方都有自己的文化规范,塑造了地方社会互动的规则。考虑这些文化规范如何影响你的模型。例如,美国人以深为尊重和优先考虑别人的个人空间而闻名,并且在他人面前有一个社会歧视“切割”。同时,瑞士人以集体效率为重点,中国人以优先个人效率而闻名。考虑文化差异如何影响乘客的过程通过检查点作为敏感性分析的方式。您应用于敏感性分析的文化差异可以基于真实的文化差异,或者您可以模拟与任何特定文化(例如,较慢的旅行者)无关的不同旅行者风格。安全系统如何以加快乘客吞吐量并减少差异的方式来适应这些差异?

d。根据您的模型为安全管理器提出政策和程序建议。这些策略可以是全球适用的,或者可以针对特定文化和/或旅行者类型来定制。

除了开发和实施您的模型来解决这个问题,您的团队还应该验证您的模型,评估优势和弱点,并提出改进建议(未来工作)。

您的ICM提交应包含1页的摘要表,您的解决方案不能超过20页,最多21页。注意:附录和参考文献不计入20页的限制。

篇三:2017年建模美赛B题带翻译

Problem B: Merge After Toll

Multi-lane divided limited-access toll highways use “ramp tolls” and “barrier tolls” to collect tolls from motorists. A ramp toll is a collection mechanism at an

entrance or exit ramp to the highway and these do not concern us here. A barrier toll is a row of tollbooths placed across the highway, perpendicular to the

direction of traffic flow. There are usually (always) more tollbooths than there are incoming lanes of traffic (see former 2005 MCM Problem B). So when exiting the tollbooths in a barrier toll, vehicles must “fan in” from the larger number of tollbooth egress lanes to the smaller number of regular travel lanes. A toll plaza is the area of the highway needed to facilitate the barrier toll, consisting of the fan-out area before the barrier toll, the toll barrier itself, and the fan-in area after the toll barrier. For example, a three-lane highway (one direction) may use 8 tollbooths in a barrier toll. After paying toll, the vehicles continue on their journey on a highway having the same number of lanes as had entered the toll plaza (three, in this example).

Consider a toll highway having L lanes of travel in each direction and a barrier toll containing B tollbooths (B > L) in each direction. Determine the shape, size, and merging pattern of the area following the toll barrier in which vehicles fan in from

B tollbooth egress lanes down to L lanes of traffic. Important considerations to incorporate in your model include accident prevention, throughput (number of vehicles per hour passing the point where the end of the plaza joins theL outgoing traffic lanes), and cost (land and road construction are expensive). In particular, this problem does not ask for merely a performance

analysis of any particular toll plaza design that may already be implemented. The point is to determine if there are better solutions (shape, size, and merging pattern) than any in common use.

Determine the performance of your solution in light and heavy traffic. How does your solution change as more autonomous (self-driving) vehicles are added to the traffic mix? How is your solution affected by the proportions of conventional (human-staffed) tollbooths, exact-change (automated) tollbooths, and electronic toll collection booths (such as electronic toll collection via a transponder in the vehicle)?

Your MCM submission should consist of a 1 page Summary Sheet, a 1-2 page letter to the New Jersey Turnpike Authority, and your solution (not to exceed 20 pages) for a maximum of 23 pages. Note: The appendix and references do not count toward the 23 page limit.

多车道有限接入收费公路使用“坡道收费”和“障碍收费”

收取驾驶人士的收费。斜坡收费是一个收集机制

入口或出口匝道到高速公路,这些不关心我们在这里。障碍

收费是一排收费站横跨高速公路,垂直于

交通方向。通常(总是)更多的收费站比

(见2005年前MCM问题B)。所以退出时

收费站在通行费,车辆必须“扇入”从大量

收费站出口车道到较少数量的常规旅行车道。收费广场是高速公路所需的便利通行费的区域,包括

障碍物前的扇出区域,收费口障本身以及后面的扇入区域收费屏障。例如,三车道公路(一个方向)可以使用8 收费站。在支付费用后,车辆继续他们的旅程

在具有与进入收费广场相同数量的车道的高速公路上

(在本示例中为三个)。

考虑在每个方向上具有L个行驶车道的收费高速公路和障碍收费(B> L)。确定形状,大小和

合并模式的区域跟随收费障碍车辆扇入

B收费站出口线下至L车道的交通。重要注意事项

包括在您的模型包括事故预防,吞吐量(

车辆每小时通过广场的末端加入L的点

出行车道)和成本(土地和道路建设昂贵)。在

特别的,这个问题不要求任何的性能分析

特定的收费广场设计可能已经实施。关键是要

确定是否有更好的解决方案(形状,大小和合并模式)任何常见的使用。

确定您的解决方案在轻和重的流量的性能。如何

您的解决方案随着更多自主(自驾)车辆添加而改变

交通混合?你的解决方案如何影响常规的比例

(人员)收费站,精确更换(自动)收费站和电子

收费亭(例如通过转发器在电子收费站收集

车辆)?

您的MCM提交应包含1页的摘要表,1-2页

给新泽西州收费公路局的信,以及您的解决方案(不超过20 页面),最多23页。注意:附录和参考文献没有

计数到23页的限制。

2017全国数学建模竞赛B题

2017年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) B题“拍照赚钱”的任务定价 “拍照赚钱”是移动互联网下的一种自助式服务模式。用户下载APP,注册成为APP的会员,然后从APP上领取需要拍照的任务(比如上超市去检查某种商品的上架情况),赚取APP对任务所标定的酬金。这种基于移动互联网的自助式劳务众包平台,为企业提供各种商业检查和信息搜集,相比传统的市场调查方式可以大大节省调查成本,而且有效地保证了调查数据真实性,缩短了调查的周期。因此APP成为该平台运行的核心,而APP中的任务定价又是其核心要素。如果定价不合理,有的任务就会无人问津,而导致商品检查的失败。 附件一是一个已结束项目的任务数据,包含了每个任务的位置、定价和完成情况(“1”表示完成,“0”表示未完成);附件二是会员信息数据,包含了会员的位置、信誉值、参考其信誉给出的任务开始预订时间和预订限额,原则上会员信誉越高,越优先开始挑选任务,其配额也就越大(任务分配时实际上是根据预订限额所占比例进行配发);附件三是一个新的检查项目任务数据,只有任务的位置信息。请完成下面的问题: 1.研究附件一中项目的任务定价规律,分析任务未完成的原因。 2.为附件一中的项目设计新的任务定价方案,并和原方案进行比较。 3.实际情况下,多个任务可能因为位置比较集中,导致用户会争相选择,一种 考虑是将这些任务联合在一起打包发布。在这种考虑下,如何修改前面的定价模型,对最终的任务完成情况又有什么影响? 4.对附件三中的新项目给出你的任务定价方案,并评价该方案的实施效果。 附件一:已结束项目任务数据 附件二:会员信息数据 附件三:新项目任务数据

2017数学建模国赛B题

“拍照赚钱”任务定价模型 摘要 问题(1)是研究任务定价规律和任务未完成的原因,首先将附件一中的任务信息与附件二中的会员信息联系在一起,挖掘任务定价分别与任务经纬度、会员经纬度、会员与任务之间的距离、会员预定任务限额、会员信誉值之间的关系。我们发现,任务的定价与高限额会员(会员限额在20以上,这5%的人群占据了任务份额的40%)的分布有关,越靠近高份额会员的,定价越低,反之越高,但是对于80和85的定价却不遵循此规律,这些高价任务的价格由一些特殊因素而决定着,比如交通非常不便利,不易到达,或者说不是每个都能去的地方,又或者拍照难的地方等等。而影响任务完成率的主要因素有三:第一是任务密度和高限额会员密度的比值,二是任务和高限额会员之间的距离与价格的比值,三是特殊因素,而这几个因素对不同价格区间的任务影响又不尽相同,价格由低到高,第一点因素影响逐渐减小,而二三点因素的影响逐渐增大。 针对问题(2),需要究更具体的影响价格的因素,从而得到一个更合的定价方案。我们将整个任务和会员分布以经纬地图的形式,用MATLAB将其位置标出,并将这份经纬地图分为40×50方格,用C语言程序依次统计每个方格中的任务总数、完成数、平均价格、会员总数、限额数等信息,依次来探究这些因素对定价和完成度的影响。得到任务完成率=F(价格,会员限额密度,任务密度) 和价格= F(任务密度,会员限额密度) 这样两个关系。从而对附件一中的任务重新定价,得到一个更合理的方案,这个方案在控制成本的基础上是会员尽量多的完成任务。同样受到第三个问题的启发,我们提出了局部打包法的概念,就是讲一些没有完成那个的任务和比较容易完成的任务打包在一起,同样可以提高任务完成率。 问题(3)中涉及了会员之间的竞争,需要考虑他们的信誉、开始领取任务的时间和任务限额,目的是要防止早开始预定任务的人将容易完成的任务预定完,而只剩一些不容易完成的或价格低的任务。鉴于此,我们在一定的区域范围内,将难易程度不同价格不等的任务打包在一起,最大一包包含5个任务,考虑到会员中有限额为一的会员,因此也有部分不打包的任务。因为打包后一包的任务价钱高,因此可以适当降价,为公司获得更多利润,根据这些得出新的定价。 问题(4)主要在于方案的选择,我们在第二、三问中得到了两个不同的定价方案,经过分析任务和会员的分布,我们发现这个分布类特点是任务集中在会员密集的地方,也就是说主要是会员密度在影响定价,而定价和会员密度又共同决定这个区域任务的完成率,因此我们选用第二问中的方案,实施局域打包,在此基础上得到新任务的定价方案。 关键字:众包平台,经纬地图,区域划分,定价,打包,分而治之

2017年中国研究生数学建模竞赛题

2017年中国研究生数学建模竞赛D题 基于监控视频的前景目标提取 视频监控是中国安防产业中最为重要的信息获取手段。随着“平安城市”建设的顺利开展,各地普遍安装监控摄像头,利用大范围监控视频的信息,应对安防等领域存在的问题。近年来,中国各省市县乡的摄像头数目呈现井喷式增长,大量企业、部门甚至实现了监控视频的全方位覆盖。如北京、上海、杭州监控摄像头分布密度约分别为71、158、130个/平方公里,摄像头数量分别达到115万、100万、40万,为我们提供了丰富、海量的监控视频信息。 目前,监控视频信息的自动处理与预测在信息科学、计算机视觉、机器学习、模式识别等多个领域中受到极大的关注。而如何有效、快速抽取出监控视频中的前景目标信息,是其中非常重要而基础的问题[1-6]。这一问题的难度在于,需要有效分离出移动前景目标的视频往往具有复杂、多变、动态的背景[7,8]。这一技术往往能够对一般的视频处理任务提供有效的辅助。以筛选与跟踪夜晚时罪犯这一应用为例:若能够预先提取视频前景目标,判断出哪些视频并未包含移动前景目标,并事先从公安人员的辨识范围中排除;而对于剩下包含了移动目标的视频,只需辨识排除了背景干扰的纯粹前景,对比度显著,肉眼更易辨识。因此,这一技术已被广泛应用于视频目标追踪,城市交通检测,长时场景监测,视频动作捕捉,视频压缩等应用中。 下面简单介绍一下视频的存储格式与基本操作方法。一个视频由很多帧的图片构成,当逐帧播放这些图片时,类似放电影形成连续动态的视频效果。从数学表达上来看,存储于计算机中的视频,可理解为一个3维数据,其中代表视频帧的长,宽,代表视频帧的帧数。视频也可等价理解为逐帧图片的集合,即,其中为一张长宽分别为 的图片。3维矩阵的每个元素(代表各帧灰度图上每个像素的明暗程度)为0到255之间的某一个值,越接近0,像素越黑暗;越接近255,像素越明亮。通常对灰度值预先进行归一化处理(即将矩阵所有元素除以255),可将其近似认为[0,1]区间的某一实数取值,从而方便数据处理。一张彩色图片由R(红),G(绿),B(蓝)三个通道信息构成,每个通道均为同样长宽的一张灰度图。由彩色图片

2017年中国研究生数学建模竞赛F题

2017年中国研究生数学建模竞赛F题 构建地下物流系统网络 背景 交通拥堵是世界大城市都遇到的“困局”之一。2015年荷兰导航经营商TomTom 发布了全球最拥堵城市排名,中国大陆有十个城市位列前三十名。据中国交通部2014年发布的数据,我国交通拥堵带来的经济损失占城市人口可支配收入的20%,相当于每年国内生产总值(GDP)损失5~8%。15座大城市的居民每天上班比欧洲发达国家多消耗28.8亿分钟。大量研究表明:“时走时停”的交通导致原油消耗占世界总消耗量的20%。高峰期,北京市主干线上300万辆机动车拥堵1小时所需燃油为240万~330万升。2015年城市交通规划年会发布数据显示:在石油消费方面,我国交通石油消费比重占到了消费总量的54%,交通能耗已占全社会总能耗10%以上,并逐年上升。高能耗也意味着高污染和高排放。 导致城市交通拥堵的主要原因是交通需求激增所带来的地面道路上车辆、车次数量巨增,其中部分是货物物流的需求增长。尽管货车占城市机动车总量的比例不大,但由于货运车辆一般体积较大、载重时行驶较慢,车流中如果混入重型车,会明显降低道路的通行能力,因此,其占用城市道路资源的比例较大。如北京,按常规的车辆换算系数(不同车辆在行驶时占用道路净空间的程度),货运车辆所占用的道路资源达40%。因此,世界各国都在为解决城市交通和环境问题进行积极探索,而处理好货运交通已成为共识。大量实践证明,仅通过增加地面交通设施来满足不断增长的交通需求,既不科学也不现实,地面道路不可能无限制地增加。因此“统筹规划地上地下空间开发”势在必行,“地下物流系统”正受到越来越多发达国家的重视。 概念 地下物流系统(Underground Logistics System——ULS)是指城市内部及城市间通过类似地铁的地下管道或隧道运输货物的运输和供应系统。它不占用地面道路,减轻了地面道路的交通压力,从而缓解城市交通拥堵;它采用清洁动力,有效减轻城市污染;它不受外界条件干扰,运输更加可靠、高效。地面货车的减少同时带来巨大的外部效益,如路面损坏的修复费用,环境治理的费用,可以用于补偿地下物流系统建设的高投资。

2017年全国研究生数学建模竞赛B题

2017年中国研究生数学建模竞赛B题(华为公司命题) 面向下一代光通信的VCSEL激光器仿真模型 友情提示:阅读本题附录3有助于理解本题的相关概念与方法。 随着互联网技术的快速发展,家庭固定网络速度从原来的2Mbps、10Mbps,快速发展到了今天的百兆(100Mbps),甚至千兆(1000Mbps)光纤宽带入户。“光纤宽带入户”,顾名思义,就是采用光纤来传输信号。光纤中传输的激光信号具有远高于电信号传输速率的特点(激光信号传输带宽远大于电信号传输带宽),更适合于未来高速率的传输网络。工程师们在光纤通信传输系统设计前,往往会通过计算机仿真的方式研究系统设计的指标,以便快速找到最适合的解决方案。因此在进行系统仿真时,需要准确掌握系统中各个器件的特性以保证仿真模型的精度。激光器作为光纤通信系统的核心器件是系统仿真中需要考虑的一个重要因素。 与我们生活息息相关的激光器种类繁多,其中的垂直腔面发射激光器(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser)具有使用简单,功耗较低等特点,一般VCSEL 的工作电流在6mA~8mA。本题的主要任务,就是得到能准确反映VCSEL激光器特性的数学模型。 激光器输出的光功率强度与器件的温度相关,当器件温度(受激光器自身发热和环境温度的共同影响)改变后,激光器输出的光功率强度也会相应发生变化。在进行建模时,我们既要准确反映VCSEL激光器特性,还要考虑: 1.激光器输出的功率强度与温度的关系——即该激光器可以在多大的外界 环境温度范围内使用; 2.如何设计激光器参数可以使激光器具有更大的传输带宽(即S21曲线上纵 坐标-10dB位置对应的横坐标频率值更大)——即可以实现更快的传输速 率。 1问题1:VCSEL的L-I模型

云南财经大学2017年数学建模竞赛校内选拔赛题目.doc

云南财经大学2017年数学建模竞赛 校内选拔赛题目 注意事项: (1)请希望参加今年全国大学生数学建模竞赛的同学积极参加校内选拔赛,但是要务必能够保证八月二十一号提前一周回校参加集训,九月14日(周四)二十点至九月十七日二十四点参加比赛。 (2)请各位同学下列3个问题中选一个问题作答,不超过3人组队,按照2016年全国大学生数学建模竞赛(cumcm)模板和格式要求书写论文(见附件)。 (2)论文写好后,打印纸质文件,于6月日点前将论文发送到办公室王天友老师,同时填写报名表。 请先仔细阅读“论文格式规范” A题护士工作时间的安排 某医院的心脑血管科需要制定护士的工作时间表。在心脑血管科的一个工作日分为12个两小时的时段,每个时段的人员要求不同。例如,在夜间只要求有很少几名护士就足够了,但在早晨为了给病人提供特殊报务,需要很多护士。表B1列出了每个时段的人员需求量。 表B1 每个时段的人员需求 编号时段需要护士人数 2 2:00——5:00 15 3 4:00——6:00 15 4 6:00——8:00 35 5 8:00——10:00 40 6 10:00——12:00 40 7 12:00——14:00 40 8 14:00——16:00 30 9 16:00——18:00 31 10 18:00——20:00 35 11 20:00——22:00 30 12 22:00——24:00 20 问题1:(1)为满足需求最少需要多少名护士?这里假定每位护士每天工作8小时,且在工作4小时后需要休息1小时。(2)如果满足需求的排班方案不止一种,请给出你认

为最合理的排班方案,并说明其理由。 问题2:目前心脑血管科只有80名护士,如果这个数目不能满足指定的需求,只能考虑让部分护士加班。如果加班,每天加班的时间为2小时,且紧随在后一个4小时工作时段之后,中间没有休息。(1)请给出护士工作时间安排的方案,以使需要加班的护士数目最少。(2)如果排班(包括加班)的方案不止一种,请给出你认为最合理的排班和加班方案,并说明其理由。 B 题:计算机绘图与运动控制 计算机辅助绘图目前有着广泛应用,已成为计算机辅助设计的基础。本问题就是利用数学建模的方法研究计算机绘图以及运动控制的基本原理。 问题1:绘图。在计算机屏幕上随机地画4个点,分别为()()()332211,,,,,y x C y x B y x A 和()44,y x D ,利用这4个的信息绘制出一条曲线,其中A 为曲线的起点,D 为曲线的终点,B 和C 为控制点。曲线在起点A 处,以BA 方向为切线方向,在终点D 处,以CD 方向为切线方向。 (1) 使用参数方程()()? ??≤≤==10,t t y y t x x 来描述这条曲线,但由于满足上述条件的曲线有无穷条,请增加一些条件,使它表示一条曲线,并且具有形式简单(如多项式)、曲线光滑(如连续可微)和美观等特点。 (2) 根据你的模型写出由以下4点()()()()2,2,3,3,3,1,1,1D C B A 构成曲线的参数方程,并有绘出这条曲线(同时在图上标注这4个点,和相应的切线)。 问题2:运动控制。计算机辅助设计有时需要对沿着指定的运动路径的空间位置进行 精确的控制,而参数方程()() ???≤≤==10,t t y y t x x 给出的曲线一般是达不到这一效果。简单 地说,如果将参数t 作n 等分,而对应的曲线弧长并不是n 等分的。例如,需要控制的曲线由下列参数方程表示 ()().10,7.29.03.05.17.49.33.05.0323 2???≤≤-++=-++=t t t t t y t t t t x (1-1) 如果将参数t 作4等分,即1,4 3,21,41,0=t ,而这些点对应的曲线弧长并不是4等分的(请大家绘图验证这一点)。你的任务是:

2017高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目A.B

2016年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 (请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”) A题系泊系统的设计 近浅海观测网的传输节点由浮标系统、系泊系统和水声通讯系统组成(如图1所示)。某型传输节点的浮标系统可简化为底面直径2m、高2m的圆柱体,浮标的质量为1000kg。系泊系统由钢管、钢桶、重物球、电焊锚链和特制的抗拖移锚组成。锚的质量为600kg,锚链选用无档普通链环,近浅海观测网的常用型号及其参数在附表中列出。钢管共4节,每节长度1m,直径为50mm,每节钢管的质量为10kg。要求锚链末端与锚的链接处的切线方向与海床的夹角不超过16度,否则锚会被拖行,致使节点移位丢失。水声通讯系统安装在一个长1m、外径30cm的密封圆柱形钢桶内,设备和钢桶总质量为100kg。钢桶上接第4节钢管,下接电焊锚链。钢桶竖直时,水声通讯设备的工作效果最佳。若钢桶倾斜,则影响设备的工作效果。钢桶的倾斜角度(钢桶与竖直线的夹角)超过5度时,设备的工作效果较差。为了控制钢桶的倾斜角度,钢桶与电焊锚链链接处可悬挂重物球。 图1 传输节点示意图(仅为结构模块示意图,未考虑尺寸比例)系泊系统的设计问题就是确定锚链的型号、长度和重物球的质量,使得浮标的吃水深度和游动区域及钢桶的倾斜角度尽可能小。 问题1某型传输节点选用II型电焊锚链22.05m,选用的重物球的质量为1200kg。现将该型传输节点布放在水深18m、海床平坦、海水密度为1.025×103kg/m3的海域。若

海水静止,分别计算海面风速为12m/s和24m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。 问题2在问题1的假设下,计算海面风速为36m/s时钢桶和各节钢管的倾斜角度、锚链形状和浮标的游动区域。请调节重物球的质量,使得钢桶的倾斜角度不超过5度,锚链在锚点与海床的夹角不超过16度。 问题3 由于潮汐等因素的影响,布放海域的实测水深介于16m~20m之间。布放点的海水速度最大可达到1.5m/s、风速最大可达到36m/s。请给出考虑风力、水流力和水深情况下的系泊系统设计,分析不同情况下钢桶、钢管的倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域。 说明近海风荷载可通过近似公式F=0.625×Sv2(N)计算,其中S为物体在风向法平面的投影面积(m2),v为风速(m/s)。近海水流力可通过近似公式F=374×Sv2(N)计算,其中S为物体在水流速度法平面的投影面积(m2),v为水流速度(m/s)。

2017 第三届数学建模挑战赛试题

2017 年中国药科大学第三届数学建模挑战赛 A题--网络侧估计终端用户视频体验建模 随着无线宽带网络的升级,以及智能终端的普及,越来越多的用户选择在移动智能终端上用应用客户端APP观看网络视频,这是一种基于TCP的视频传输及播放。看网络视频影响用户体验的两个关键指标是初始缓冲等待时间和在视频播放过程中的卡顿缓冲时间,我们可以用初始缓冲时延和卡顿时长占比(卡顿时长占比= 卡顿时长/ 视频播放时长)来定量评价用户体验。研究表明影响初始缓冲时延和卡顿时长占比的主要因素有初始缓冲峰值速率、播放阶段平均下载速率、端到端环回时间(E2E RTT),以及视频参数。然而这些因素和初始缓冲时延和卡顿时长占比之间的关系并不明确。试根据附件提供的实验数据建立用户体验评价变量(初始缓冲时延,卡顿时长占比)与网络侧变量(初始缓冲峰值速率,播放阶段平均下载速率,E2E RTT)之间的函数关系。 B题--ATM交易状态特征分析与异常检测 某商业银行的ATM应用系统包括前端和后端两个部分。前端是部署在银行营业部和各自助服务点的ATM机(系统),后端是总行数据中心的处理系统。前端的主要功能是和客户直接交互,采集客户请求信息,然后通过网络传输到后端,再进行数据和账务处理。持卡人从前端设备提交查询、转账或取现等业务请求,到后台处理完毕,并将处理结果返回到前端,通知持卡人业务处理最终状态,我们称这样完整的一个流程为一笔交易。 商业银行总行数据中心监控系统为了实时掌握全行的业务状态,每分钟对各分行的交易信息进行汇总统计。汇总信息包括业务量、交易成功率、交易响应时间三个指标,各指标解释如下: 1.业务量:每分钟总共发生的交易总笔数; 2.交易成功率:每分钟交易成功笔数和业务量的比率; 3.交易响应时间:一分钟内每笔交易在后端处理的平均耗时(单位:毫秒)。 交易数据分布存在以下特征:工作日和非工作日的交易量存在差别;一天内,交易量也存在业务低谷时间段和正常业务时间段。当无交易发生时,交易成功率和交易响应时间指标为空。 商业银行总行数据中心监控系统通过对每家分行的汇总统计信息做数据分析,来捕捉整个前端和后端整体应用系统运行情况以及时发现异常或故障。常见的故障场景包括但不限于如下情形: 1.分行侧网络传输节点故障,前端交易无法上送请求,导致业务量陡降; 2.分行侧参数数据变更或者配置错误,数据中心后端处理失败率增加,影响交易成功率指标; 3.数据中心后端处理系统异常(如操作系统CPU负荷过大)引起交易处理缓慢,影响交易响应时间指标; 4.数据中心后端处理系统应用进程异常,导致交易失败或响应缓慢。 附件是某商业银行ATM应用系统某分行的交易统计数据。你的任务是: (1)选择、提取和分析ATM交易状态的特征参数; (2)设计一套交易状态异常检测方案,在对该交易系统的应用可用性异常情况下能做到及时报警,同时尽量减少虚警误报; (3)设想可增加采集的数据。基于扩展数据,你能如何提升任务(1)(2)中你达到

2017年中国研究生数学建模竞赛A题

2017年中国研究生数学建模竞赛A题 无人机在抢险救灾中的优化运用 2017年8月8日,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,造成了不可挽回的人员伤亡和重大的财产损失。由于预测地震比较困难,及时高效的灾后救援是减少地震损失的重要措施。无人机作为一种新型运载工具,能够在救援行动中发挥重要作用。为提高其使用效率,请你们解决无人机优化运用的几个问题。 附件1给出了震区的高程数据,共有2913列,2775行。第一行第一列表示(0,0)点处的海拔高度值(单位:米),相邻单元格之间的距离为38.2米,即第m行第n列单元格中的数据代表坐标(38.2(m-1),38.2(n-1))处的高度值。震区7个重点区域的中心位置如下表所示(单位:千米): 中心点X坐标Y坐标 A30.389.8 B66.084.7 C98.476.7 D73.761.0 E57.947.6 F86.822.0 G93.648.8 除另有说明外,本题中的无人机都假设平均飞行速度60千米/小时,最大续航时间为8小时,飞行时的转弯半径不小于100米,最大爬升(俯冲)角度为±15°,与其它障碍物(含地面)的安全飞行距离不小于50米,最大飞行高度为海拔5000米。所有无人机均按规划好的航路自主飞行,无须人工控制,完成任务后自动返回原基地。 问题一:灾情巡查 大地震发生后,及时了解灾区情况是制订救援方案的重要前提。为此,使用无人机携带视频采集装置巡查7个重点区域中心方圆10公里(并集记为S)以 内的灾情。假设无人机飞行高度恒为4200米,将在地面某点看 无人机的仰角大于60°且视线不被山体阻隔视为该点被巡查。 若所有无人机均从基地H(110,0)(单位:千米)处派出,且完成任

2017年中国研究生数学建模竞赛E题

2017年中国研究生数学建模竞赛E题 多波次导弹发射中的规划问题 随着导弹武器系统的不断发展,导弹在未来作战中将发挥越来越重要的作用,导弹作战将是未来战场的主要作战样式之一。 为了提高导弹部队的生存能力和机动能力,常规导弹大都使用车载发射装置,平时在待机地域隐蔽待机,在接受发射任务后,各车载发射装置从待机地域携带导弹沿道路机动到各自指定发射点位实施发射。每台发射装置只能载弹一枚,实施多波次发射时,完成了上一波次发射任务的车载发射装置需要立即机动到转载地域(用于将导弹吊装到发射装置的专门区域)装弹,完成装弹的发射装置再机动至下一波次指定的发射点位实施发射。连续两波次发射时,每个发射点位使用不超过一次。 某部参与作战行动的车载发射装置共有24台,依据发射装置的不同大致分为A、B、C三类,其中A、B、C三类发射装置的数量分别为6台、6台、12台,执行任务前平均部署在2个待机地域(D1,D2)。所属作战区域内有6个转载地域(Z01~ Z06)、60个发射点位(F01~ F60),每一发射点位只能容纳1台发射装置。各转载地域最多容纳2台发射装置,但不能同时作业,单台转载作业需时10分钟。各转载地域弹种类型和数量满足需求。相关道路情况如图1所示(道路节点J01~J62),相关要素的坐标数据如附件1所示。图1中主干道路(图中红线)是双车道,可以双车通行;其他道路(图中蓝线)均是单车道,只能在各道路节点处会车。A、B、C三类发射装置在主干道路上的平均行驶速度分别是70公里/小时、60公里/小时、50公里/小时,在其他道路上的平均行驶速度分别是45公里/小时、35公里/小时、30公里/小时。 部队接受发射任务后,需要为每台车载发射装置规划每个波次的发射点位及机动路线,要求整体暴露时间(所有发射装置的暴露时间之和)最短。本问题中的“暴露时间”是指各车载发射装置从待机地域出发时刻至第二波次发射时刻为止的时间,其中发射装置位于转载地域内的时间不计入暴露时间内。暂不考虑发射装置在发射点位必要的技术准备时间和发射后发射装置的撤收时间。

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