數學補習,補習社,dse數學,數學最強,太子補習社-西安女高中生運用數學算出“最優出租交班方案” |
高二女生數學建模算出“最優化交接班方案” 她算出的方案為：將出租車分為兩部分，仍執行早晚班制度，一部分車在9：00~10：30和21：00~22：30交接班;另一部分車在15：00~16：30和3：00~4：30交接班 交接班時段“打車難”，是個具體的社會問題。但西安一名高中女生卻利用變量函數、數學建模這些數學理論，算出瞭緩解西安“打車難”的合理交接班時間。 為何會想起這個選題?為參加學校科技創新比賽 這名女生叫朱怡君，今年17歲，在西工大附中上學，過瞭暑假就要上高三瞭。“今年年初學校舉辦科技創新大賽，當時我想去參加比賽，準備瞭這個《錯時交車緩解打車難問題的數學模型化研究》。”朱怡君說，自己是學理工科的，準備的參賽作品肯定離不開數學、物理等理工科。 為什麼要選擇“打車難”這個選題?朱怡君說，這跟她和傢人的遭遇有關系。她傢住科創路附近，每天上午7時30分前她必須準時到校。多數時候她乘坐公交車，偶爾起得較晚，也會考慮乘出租車。“我上學時正好是早高峰，經常等瞭20分鐘都沒有一輛車，弄得遲到。”朱怡君說，後來再打車時，她發現若10分鐘沒車，就要想別的辦法，不然肯定會遲到。另外，傢人外出有時也會遇到打車難，回到傢都會討論一下。 朱怡君說，她發現“打車難”確實是問題，就找瞭很多新聞，又上網找瞭不少資料，發現出租車交接班時，乘客抱怨打車難的情況很多。就決定利用所學知識，得出緩解打車難的方法。“我和父母說瞭以後，他們都非常支持我，希望我能認真去做。” 她為打車難做瞭什麼?試圖用數學解決社會問題 最初看到朱怡君的研究結果，記者也有點犯迷糊。如此困難的社會問題，整個行業都沒好的解決辦法，難道僅僅靠一個數學模型就能解決?但等到采訪結束，聽完她的講解，記者不得不佩服其想法的獨特性和合理性。 朱怡君認為，解決出租車打車難問題是一項系統工程，那麼運用數學解決系統問題是最合理的方式。整個過程就是通過創建一套數學模型，來算出最合理的錯時交接班時間，從而緩解目前的打車難問題。 創建模型分為三個階段，第一階段為數據收集。她將司機、乘客、出租車管理部門、出租車企業，分為四個主體。然後采用調查問卷、現場走訪、電話訪問等形式，分別從四個主體上得到相應數據。比如在乘客那裡，她收集的數據就是等車時間長度分佈;在司機那裡，收集的就是收入分佈，在管理部門那裡，得到的就是投訴次數分佈等。 數據收集工作完成後，就到瞭建模過程的最關鍵階段，即數據計算階段。此階段重點運用瞭數學中的線性規劃、權重系數、變量函數、min-max標準化處理等四個數學演算方法。朱怡君講，數學模型主要原理是，X1、X2、X3、X4分別代表乘客、司機、公司、管理部門4個方面的需求，選擇不同的時間段，依據之前調查結果，分別找出4個方面在該時段內所對應的數據。利用基本的運算理論，得出4個方面需求和值最大時段。該時段所對應的單個方面數值，未必都是最大的，但肯定是最合適的。 由於模型涉及數據較多，且演算過程復雜，一般人為計算則顯得沒那麼準確，而且也超出朱怡君所學知識。她決定找表哥合作，借助表哥專業的計算機知識，設計一組計算機程序。然後，將先前收集的數據通過計算機程序，演算出一個數據結果。 她計算出的方案可行嗎?計算結果有待實踐檢驗 經過計算得出數據，加上一定分析後，她得出瞭一個結果，並形成瞭《錯時交車緩解打車難問題的數學模型化研究》報告。朱怡君說，根據模型計算的結果，最優化的交接班方案是：將出租車分為兩部分，仍然執行早晚班制度。一部分車在上午9時至10時30分，和晚上9時和10時30分交接班;另一部分車在下午3時至4時30分，和凌晨3時至4時30分交接班。 對於結果的準確性，朱怡君說，從數學方法角度來說，她表哥設計程序時，如果該理論有任何偏差，基本上就演算不下去，更別說能把結果算出來瞭，所以此結果是準確的，還獲得學校科技創新大賽三等獎。但她現在最擔心的就是該理論能否適用於現實。她希望將此方案提交給管理部門及出租車運營公司征求意見，以研究此方案在實際運行中的優缺點及完善方法。（來源：西部網） |
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