全国数学建模竞赛一等奖论文

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1、交巡警服务平台的设置与调度摘要由于警务资源有限，需要根据城市的实际情况与需求建立数学模型来合理地确定交巡警服务平台数目与位置、分配各平台的管辖范围、调度警务资源。设置平台的基本原则是尽量使平台出警次数均衡，缩短出警时间。用出警次数标准差衡量其均衡性，平台与节点的最短路衡量出警时间。对问题一，首先以出警时间最短和出警次数尽量均衡为约束条件，利用无向图上任意两点最短路径模型得到平台管辖范围，并运用上下界网络流模型优化解,得到A区平台管辖范围分配方案。发现有6个路口不能在3分钟内被任意平台到达，最长出警时间为5.7分钟。其次，利用二分图的完美匹配模型

2、得出20个平台封锁13个路口的最佳调度方案，要完全封锁13个路口最快需要8.0分钟。最后，以平台出警次数均衡和出警时间长短为指标对方案优劣进行评价。建立基于不同权重的平台调整评价模型，以对出警次数均衡的权重u和对最远出警距离的权重v为参数，得到最优的增加平台方案。此模型可根据实际需求任意设定权重参数和平台增数，由此得到增加的平台位置，权重参数可反映不同的实际情况和需求。如确定增加4个平台，令u=0.6，v=0.4，则增加的平台位置位于21、27、46、64号节点处。对问题二，首先利用各区平台出警次数的标准差和各区节点的超距比例分析评价六区现有方

3、案的合理性，利用模糊加权分析模型以城区的面积、人口、总发案次数为因素来确定平台增加或改变数目。得出B、C区各需改变2个平台的位置，新方案与现状比较，表明新方案比现状更合理。D、E、F区分别需新增4、2、2个平台。利用问题一的基于不同权重的平台调整评价模型确定改变或新增平台的位置。其次，先利用二分图的完美匹配模型给出80个平台对17个出入口的最优围堵方案，最长出警时间12.7分钟。在保证能够成功围堵的前提下，若考虑节省警力资源，分析全市六区交通网络与平台设置的特点，我们给出了分阶段围堵方案，方案由三阶段构成。最多需调动三组警力，前后总共需要29.

4、2分钟可将全市路口完全封锁。此方案在保证成功围堵嫌疑人的前提下，若在前面阶段堵到罪犯，则可以减少警力资源调度，节省资源。【关键字】：不同权重的平台调整评价模糊加权分析最短路二分图匹配16/16目录一、问题重述3二、问题分析3三、模型假设3四、定义与符号说明3五、问题一平台管辖范围的确定45.1建模分析45.2基于上下界网络流模型的平台管辖范围的确定45.3结果及其分析与评价5六、问题一交巡警调度方案的确定66.1建模分析66.2基于二分图完美匹配模型的调度方案的确定66.3结果及其分析与评价6七、问题一平台设置调整方案的确定77.1建模分析77

5、.2指标体系77.3基于不同权重的平台调整评价模型的平台设置方案77.4结果及其分析与评价8八、问题二平台设置方案评价及调整108.1建模分析108.2评价现有方案的合理性108.3基于模糊加权分析模型，确定平台增加或改变数量118.4利用基于不同权重的平台调整评价模型，确定增加或改变的平台位置128.5利用问题一基于不同权重的平台调整评价模型确定优化方案138.6结果及其分析与评价13九、问题二全市围堵方案的确定139.1建模分析139.2基于二分图的完美匹配模型的围堵方案139.3可节省警力资源的分阶段围堵方案14十、参考文献1616/16

6、一、问题重述现需在某市的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台。每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同，但警务资源有限。故需根据城市的实际情况与需求建立数学模型来合理设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警务资源。(1)已知A区交通网和现有20个交巡警服务平台的位置。建立数学模型，为各平台分配管辖范围，使其管辖范围内出事时，尽量在3分钟内（车速为60km/h）赶到。(2)若有重大突发事件，需调度全区20个交巡警服务平台的警力，建立模型计算如何用最短时间对进出该区的13条交通要道实现全封锁。一个平台最多封锁一个路口。(3)根据现有交

7、巡警服务平台的工作量不均衡和有些地方出警时间过长的实际情况，拟在该区内再增加2至5个平台，建立模型确定需要增加平台的具体个数和位置。(4)已知城区的面积、人口、发案率，按照设置交巡警服务平台的原则和任务，评价全市A，B，C，D，E，F六区现有交巡警服务平台设置方案，并给出优化解决方案。(5)P（32号节点）处发生重大案件，案发3分钟后接到报警，罪犯已逃跑。需用最短时间搜捕罪犯。在现有平台设置方案下建立模型，给出调度全市平台的最佳围堵方案。二、问题分析要求各平台（车速为60km/h）尽量在3分钟内赶到事发地，即平台与其辖区内各节点的最短路尽量在3

8、km内。每个交巡警服务平台的工作能力有限，各节点发案率高低不同。分配平台管辖范围和确定围堵方案时，应考虑让各平台工作量尽量均衡。平台工作量即出警次数，