数学建模作业

发布 2020-04-15 13:52:28 阅读 2432

一西部乡镇医院接到一个求救**,该乡镇比较偏远的一个村庄发生事故,需要紧急救援。上级领导要求该医院:派12名医护人员前往救援,并且要求医护人员在3小时内赶到。

该乡镇距离医院40公里。该医院只有1辆小汽车,连同司机一次最多拉5人(司机不是医护人员),汽车的速度为60公里/小时,试研究以下问题:

1. 一次一次接送,2. 12名3. 医疗人员能否全部按时赶到?

4. 为了节省时间,5. 在汽车拉着4人走的时候,6. 其余医护人员步行往前赶,7. 这种方式能否赶到?假定人步行的速度为5公里/小时。

4) 在没有其它辅助条件的前提下,有没有更快、更保险的方案?

分析 问题重述。

从乡镇医院到乡镇距离40公里,该医院派12名医护人员前往救援,并且要求医护人员在3小时内赶到医院只有1辆小汽车,连同司机一次最多拉5人(司机不是医护人员),汽车的速度为60公里/小时,解决以下问题:

1.一次一次接送,12名医疗人员能否全部按时赶到?

2.为了节省时间,在汽车拉着4人走的时候,其余医护人员步行往前赶,这种方式能否赶到?假定人步行的速度为5公里/小时。

3.在没有其它辅助条件的前提下,有没有更快、更保险的方案。

模型假设。1.汽车在路上不会出现意外事故,不受外界影响。

2.汽车在前往救助的路上以60公里每小时的速度匀速行驶。

3.医护人员均以5公里每小时的速度步行。

问题一。模型建立。

t表示一次一次接送用的总时间 s表示从乡镇医院到村庄的距离 v表示汽车的速度。

目标函数。tv=5s

模型求解。将已知量s和v代入可求解t=3.33

模型解释。由于t的值大于3所以 12名医疗人员不能全部到达。

问题二。模型建立。

将12个人分成3组每组4人,由于医务人员与汽车是同时出发同时到达的所以可设汽车第i次运行所花费的时间为(i=1,2,3,4,5 即汽车往返接送医务人员的总时间等于医务人员步行的总时间),汽车行驶的速度为v1,医务人员步行的速度为v2,两地相距为s

则目标函数可表示为 min=

约束条件:路程约束:第一趟 v1*t1=s

第二趟 v2*(t1+t2)+v1*t3>=s

第三趟 v2*(t1+t2+t3+t4)+v1*t5>=s

往返路程约束1: v1*t1=v1*t2+v2*(t1+t2)

往返路程约束2: v1*t3+v2*(t1+t2)=v1*t4+v2*(t1+t2+t3+t4)

时间约束:t2=t3 t4=t5

模型求解:使用lingo,对上述模型编程求解,其具体**如下:

min=t1+t2+t3+t4+t5;

5*(t1+t2)+60*t3>=40;

5*(t1+t2+t3+t4)+60*t5>=40;

60*t1=60*t2+5*(t1+t2);

60*t3+5*(t1+t2)=60*t4+5*(t1+t2+t3+t4);

t2=t3;

t4=t5;

end运行该程序后,得到如下的结果:

模型解释:为了节省时间,在汽车拉着4人走的时候,其余医护人员步行往前赶,这种方式所需要的时间t=2.7495h<3h,所以以这种方式能够赶到。

问题三。模型分析:将12个医务人员分成3批每批4人,运送第一批人员时汽车与剩下的人员同时出发,汽车将第一批人员送往某一地点后折回来运送第二批人员,在这一过程中,第一批人员以5公里的速度继续向目的地前进同时剩下的人员匀速前进,汽车运送第二批人员至第一批人员位置继而返回运送第三批人员,最后汽车与第一第二批人员同时到达目的地。

模型假设不变。

模型建立:设汽车第i次运行的时间为(i=1,2,3,4,5) 汽车的速度为v1 医务人员步行的速度为v2 两地相距为s

目标函数可以表示为:

约束条件:路程约束第一趟 v1*t1+v2*(t1+t2+t3+t4)>=s

第二趟 v2*(t1+t2)+v1*t3+v2*(t2+t3+t4+t5)>=s

第三趟 v2*(t1+t2+t3+t4)+v1*t5>=s

往返路程约束1:v1*t1=v1*t2+v2*(t1+t2)

往返路程约束2:v1*t3+v2*(t1+t2)=v1*t4+v2*(t1+t2+t3+t4)

模型求解:使用lingo,对上述模型编程求解,其具体**如下:

min=t1+t2+t3+t4+t5;

60*t1+5*(t2+t3+t4+t5)>=40;

5*(t1+t2)+60*t3+5*(t4+t5)>=40;

5*(t1+t2+t3+t4)+60*t5>=40;

60*t1=60*t2+5*(t1+t2);

60*t3+5*(t1+t2)=60*t4+5*(t1+t2+t3+t4);

end运行该程序后,得到如下的结果:

模型解释:在没有其他辅助条件的前提下,将这12个医务人员分成三批运送,汽车第一次运行时运载第一批人员与剩下的人员同时出发,运行t1=0.5098h后让第一批人员下车折回来运送第二批人员,且第一批人员以5公里每小时的速度继续前进,汽车经过t2=0.

4314h后与剩余人员相遇,接着运送第二批人员经过t3=0.5098h后与第一批人员相遇,放回来经过t4=0.4314h后与第三批人员相遇,最后经过t5=0.

5098h后与第一第二批人员同时到达目的地。(整个过程中没有在车上的人员以5公里每小时的速度匀速前进)

所以得到最优解=t1+t2+t3+t4+t5=2.392157h<2.7495h<3h

小组成员:10应数2班温沙沙

10应数2班王逸芬。

11物电电科徐炎。

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